谈秋敏，雷 霆，何丽佳，阮 琳，阮青锋

(桂林理工大学地球科学学院，广西 桂林 541004)

1 引言

蔷薇辉石玉是常见的中档玉石材料，一般呈深或浅粉红色，常见黑色锰氧化物，市场上称之为“京粉翠”或“桃花石”，在我国台湾地区又称之为玫瑰石。多为致密块状集合体，粒状结构，组成矿物包括蔷薇辉石、石英以及部分脉状或点状的黑色氧化锰[1]。蔷薇辉石玉主要产自巴西、中国、美国、瑞典、俄罗斯等国家[2]，国内蔷薇辉石玉的主要产地包括北京、新疆、陕西、吉林、青海、四川等地。国内市场中较为常见的蔷薇辉石玉大都产自新疆、北京，价格较低；少量的来自巴西，因其颜色较深，价格偏高。

蔷薇辉石玉的品质及价格主要是根据质地、颜色、光泽、透明度、形态及工艺等因素进行综合考虑。玉石中黑色的点状、脉状纹路所构成的艺术画面，是蔷薇辉石玉的特点之一，对其市场价格有一定的影响。不同产地蔷薇辉石玉的特征差异导致其品质和市场价格的差异[3]。因此，了解各产地蔷薇辉石玉的特征，将有助于蔷薇辉石玉的品质鉴别与评价。

蔷薇辉石玉形成的地质条件差异导致其可能的矿物组合也有不同，如浙江遂昌区域变质成因的蔷薇辉石玉富含镁质矿物[4]，辽宁八家子和湖南柿竹园的蔷薇辉石玉中常见锰铝榴石[5]；北京蔷薇辉石玉的次要矿物包括石榴子石、石英和碳酸盐矿物[2]；而青海乌兰县的蔷薇辉石玉中主要矿物为钙蔷薇辉石，次要矿物包括锰铝榴石、透闪石、绿帘石、黝帘石、石英等多种矿物[3]。因此，通过探究不同产地蔷薇辉石玉的矿物组成有助于区分不同产地的样品。

已有的研究文献主要是针对北京[2,3,6]、辽宁[7]和陕西等地的蔷薇辉石玉，而巴西、中国新疆等地产出且近年在市场上较为流通的蔷薇辉石玉的特征信息较少，故本次研究以市场中常见的巴西、新疆蔷薇辉石玉为研究对象，通过样品的宝玉石学特征、结构及矿物组成、蔷薇辉石的成分分析，探索不同产地蔷薇辉石玉的差异；通过样品红外光谱曲线的形状、吸收谱带数目、强度、吸收峰位等的对比分析，探寻两地蔷薇辉石玉无损检测的方法，为快速鉴别不同产地的蔷薇辉石玉提供依据。

2 样品的宝玉石学特征

研究样品主要从深圳、广州和桂林珠宝市场中获得，共52件。根据样品的特点差异，选取6件具有代表性的样品，以产地首字母依次进行编号。其中，产自巴西的3件蔷薇辉石玉依次编号为B1、B2、B3，产自新疆的3件蔷薇辉石玉分别编号为X1、X2、X3。

2.1 外观特征

巴西蔷薇辉石玉为不规则块状，颜色分布不均匀，呈浅红色到深红色(图1a，b，c)，可见白色和黄色杂质呈斑状或细脉状间杂于红色之中，部分样品可见黑色、灰黑色点状或团块(图1b)。玻璃光泽，微透明。

新疆蔷薇辉石玉的颜色没有巴西蔷薇辉石玉的浓艳，整体呈粉红色至深粉红色，玻璃光泽，微透明，致密块状集合体。颜色分布不均匀，有白色、黄绿色及黄褐色呈斑状或脉状、条带状间杂于粉红色之中，还夹杂有黑色斑点(图1d，e，f)。样品中可见粉白色的细小条、脉杂乱的分布，点状、团块状黑色物质分散在玉石中，部分样品可见白色及浅黄色带状围岩(图1f)。

图1 研究样品的照片Fig.1 Photos of rhodonite jade samplesa-巴西样品B1；b-巴西样品B2；c-巴西样品B3；d-新疆样品X1；e-新疆样品X2；f-新疆样品X3

2.2 其他宝玉石学特征

将样品研磨出良好抛光的小平面用于精确测定其折射率的大小。巴西蔷薇辉石玉的折射率均介于在1.730～1.745的范围内，平均值为1.737。新疆蔷薇辉石玉的折射率介于1.720～1.732之间，一般不超过1.730，平均值为1.727。也就是说，巴西样品的折射率略高于新疆样品(表1)。

采用静水称重法测定样品的相对密度。巴西蔷薇辉石玉的相对密度介于3.58～3.68之间，平均值为3.626，且多数样品的相对密度大于3.60。新疆蔷薇辉石玉的相对密度介于3.51～3.59之间，平均值为3.561，样品的相对密度均小于3.60。二者相比，巴西蔷薇辉石玉的相对密度略高于新疆蔷薇辉石玉的(表1)。

表1 巴西、新疆蔷薇辉石玉的折射率和相对密度

在样品切割和磨片的过程中，新疆蔷薇辉石玉常发生碎裂，而巴西蔷薇辉石玉很少出现这种情况，表明新疆蔷薇辉石玉的结构相对比较松散或脆性较大。

3 样品的结构及矿物组成

巴西蔷薇辉石玉为典型的粒状镶嵌结构，主要组成矿物为蔷薇辉石，次要矿物包括石英、长石和重晶石等；其中，蔷薇辉石约占93%，石英约为4%，钠长石和重晶石等矿物的总量约为3%(图2)。

单偏光下，蔷薇辉石呈无色至很淡的粉红色、淡黄色，表面粗糙，正高突起，斜消光，消光角24°。横切面可见两组近正交的解理，正交偏光下最高干涉色为一级橙黄，还有鲜艳的蓝色、浅绿色(图2a)。玉石中可见少量的石英，颗粒较小，常见波状消光(图2b)。钠长石为板状或短柱状，可见明显的双晶(图2b)，单偏光下无色透明，负低突起。重晶石为柱状或板状，尺寸大于长石，与蔷薇辉石成镶嵌结构。

图2 巴西蔷薇辉石玉的结构及矿物组成(+)Fig.2 Structure and mineral composition of rhodonite jade from Brazil (+)Ab-钠长石；Brt-重晶石；Qtz-石英；Rdn-蔷薇辉石

新疆蔷薇辉石玉主要为柱状、粒状镶嵌结构。主要组成矿物为柱状的蔷薇辉石，可见两组近于垂直的解理，含量约为91%；次要矿物包括石英、方解石和石榴子石等。石英约占5%，主要呈不规则粒状充填于蔷薇辉石的间隙中，可见部分石英呈细小的点状或细脉状间杂在蔷薇辉石中(图3a)；方解石和石榴子石等其他矿物约4%(图3)。方解石主要分布于玉石的外围，粒状的石榴石常包裹于方解石中(图3b)；玉石中发现有少量的云母与石英混杂分布于蔷薇辉石的间隙中(图3c)；可见极少量的闪锌矿被蔷薇辉石颗粒所包裹(图3d)。

图3 新疆蔷薇辉石玉的结构及矿物组成(-)Fig.3 Structure and mineral composition of rhodonite jade from Xinjiang of China (-)Cal-方解石；Grt-石榴子石；Phl-金云母；Qtz-石英；Rdn-蔷薇辉石；Sp-闪锌矿

4 蔷薇辉石的化学成分特征

在桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室使用∑IGMA场发射扫描电镜自带的能谱仪对巴西和新疆的蔷薇辉石玉样品中的矿物进行了化学成分测试分析。巴西蔷薇辉石玉的主要矿物为蔷薇辉石，次要矿物有石英、重晶石、钠长石，还有少量的锰碳酸盐类矿物；新疆蔷薇辉石玉的主要矿物为蔷薇辉石，次要矿物为石英、方解石，还含有少量的石榴子石、硫酸盐类矿物等。

根据样品中主要矿物蔷薇辉石的化学成分(表2)，巴西样品中蔷薇辉石的锰含量很高，MnO平均含量高达49.24%，相比于滇西镇康芦子园的蔷薇辉石中MnO平均含量37.71%[8]、宽甸县蔷薇辉石中MnO平均含量38.67%[7]、北京市昌平县西湖村京粉翠的MnO含量34.20%[6]、浙江遂昌蔷薇辉石的MnO含量45.20%[4]等来说，巴西蔷薇辉石的MnO含量普遍偏高。新疆样品中蔷薇辉石的MnO含量平均为41.19%，虽然比巴西蔷薇辉石的MnO含量低了8%左右，但仍远高于北京市昌平县西湖村、滇西镇康芦子园以及宽甸县等地蔷薇辉石中MnO的含量，因此，可将样品中蔷薇辉石的MnO含量作为产地鉴别的依据之一。巴西蔷薇辉石中几乎不含FeO，只有个别测试点测出有极少量的FeO，新疆蔷薇辉石中FeO含量却高达3.72%，两者的差距将近4%。在蔷薇辉石中，Fe2+常与Mn2+形成类质同像替换，Mn2+是导致蔷薇辉石呈粉红色的重要元素之一，而铁的含量增加则会使蔷薇辉石的颜色变暗，这可能是巴西蔷薇辉石玉的颜色红于新疆蔷薇辉石玉的原因之一。

表2 巴西、新疆样品中蔷薇辉石的化学成分

5 样品的红外光谱特征

采用反射法测定样品的红外光谱，在桂林理工大学珠宝检测中心使用BRUKER的TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱仪，仪器分辨率为4cm-1，测试范围为400～4000cm-1，数据采集次数：32次。

巴西、新疆蔷薇辉石玉的红外吸收光谱图的吸收曲线很相似(图4、图5)，主要吸收峰分别出现在1083、1012、954、890、717、690、663、576、516、499、455cm-1或附近，除少数吸收峰(如1050、555cm-1等)外，都比较接近于标准图谱(表3)，但研究样品的红外吸收峰的具体位置仍然出现了一些偏移：在1020、555cm-1附近的吸收峰，两地样品的吸收峰位置相对于标准图谱来说均表现出右移(出现在更短波长的位置)，其他吸收峰则表现出左移(出现在更长波长的位置)。两地样品在550～400cm-1范围内的吸收峰的位置也有一些不同，巴西蔷薇辉石玉的吸收峰位(波数)普遍比新疆蔷薇辉石玉的高(左移)，而巴西样品其他8个吸收峰的位置(波数)比新疆样品的略低(右移)。

图4 样品B1的红外光谱图Fig.4 Infrared spectrum of sample B1

图5 样品X3的红外光谱图Fig.5 Infrared spectrum of sample X3

表3 样品红外光谱的主要吸收峰

蔷薇辉石属于三斜晶系、链状结构的硅酸盐矿物，结构单元主要是由一个或者数个[Si2O7]双四面体和一个单四面体[SiO4]连接而成。样品的主要组成矿物为蔷薇辉石，其它矿物很少，所以，样品的红外吸收光谱特征主要表现为蔷薇辉石硅氧四面体基团的特征振动[9]，而Si-O-Si的角度又决定着这些谱线的位置，样品在1100～850cm-1范围内有四个强吸收峰(图4，5)，是由蔷薇辉石晶体结构中的Si-O振动所引起[10]。故蔷薇辉石在此区域的四个强吸收峰可以作为辉石族矿物的特征吸收。750～550cm-1之间的区域吸收峰比较复杂，是由Si-O-Si的弯曲振动引起，该范围内吸收峰的数目代表链状硅酸盐结构重复单元中硅氧四面体的数目[11]。根据蔷薇辉石晶体结构的特点，其重复单元结构中共有五个硅氧四面体[9]，故在750～550cm-1范围内常可以见到强弱不同的五个吸收峰。550～400cm-1之间的吸收带是由辉石族硅氧骨干外的阳离子与氧组成的八面体所引起的[12]。蔷薇辉石中链状骨架外的阳离子主要为锰离子和钙离子，故550～400cm-1范围内的吸收峰可归因于Mn-O和部分Ca-O的振动所引起的。锰离子和钙离子的半径大小不同，Mn-O和Ca-O键长、键强也存在差异，对红外光的吸收位置和强度必然有所不同。巴西样品中蔷薇辉石的Mn2+含量比新疆样品中蔷薇辉石的Mn2+含量高8%左右，且两地样品中Mn2+含量均高于其他产地的蔷薇辉石，表现在550～400cm-1之间的吸收峰上，巴西和新疆两地的蔷薇辉石玉的吸收峰位(波数)均高于标准图谱，并且巴西蔷薇辉石玉的吸收峰位(波数)普遍高于新疆蔷薇辉石玉，表现为吸收峰左移的现象。

6 结论

通过对巴西、新疆蔷薇辉石玉的宝玉石学特征、矿物组成、红外吸收光谱的测试分析，两地蔷薇辉石玉的外观特征和常规宝石学特征基本相似，但玉石的矿物组成、主要矿物的成分及红外光谱特征存在一定的差异。

(1)两地蔷薇辉石玉的主要组成矿物均为蔷薇辉石，次要矿物各不相同。巴西蔷薇辉石玉的次要矿物为石英、重晶石和钠长石等，而新疆蔷薇辉石玉的次要矿物包括石英、方解石和石榴石等。

(2)巴西样品中蔷薇辉石的MnO平均含量为49.24%，而新疆样品中蔷薇辉石的MnO平均含量只有41.19%，相差8%左右。两地样品的蔷薇辉石中Fe的含量也有差异，巴西蔷薇辉石玉中蔷薇辉石几乎不含FeO，而新疆蔷薇辉石玉中蔷薇辉石的FeO含量高达3.72%左右。故样品中蔷薇辉石的MnO和FeO含量可以作为蔷薇辉石玉的产地鉴别依据之一。

(3)两地蔷薇辉石玉的红外吸收图谱与蔷薇辉石的标准图谱基本一致，但在550～400cm-1范围内，巴西蔷薇辉石玉的吸收峰位(波数)普遍大于新疆蔷薇辉石玉，而其他范围内的吸收峰位(波数)普遍比新疆蔷薇辉石玉的略低。