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一种“商州蓝田玉”宝石学特征及定名探讨

2019-09-06张倩怡

超硬材料工程 2019年3期
关键词:透辉石商州蛇纹石

张倩怡,郦 康,马 坡,周 敏

(1.陕西国际商贸学院珠宝学院,陕西省宝石学实验教学示范中心,西安 712046;2.西安市产品质量监督检验院,西安 710065)

1 前言

蓝田玉是我国最早的玉种之一。早在新石器时代,先民就发现了用于制作礼器和工具的蓝田玉,这种玉质地坚硬,品质细腻,色泽艳丽。在《汉末氏传》、《水经注》、《元和地图》等古籍中,都有关于蓝田玉器的记载。周安王二十三年,秦置蓝田县,因为蓝田产美玉,故名蓝田。现代人对蓝田玉、古代蓝田玉及现代蓝田玉的关系存在较多疑问,经多方查证,在20世纪70年代,地质工作者将在西安蓝田县发现的蛇纹石化大理岩与出土玉器进行分析比较,认为古代蓝田玉很可能就是蛇纹石化大理岩,并产于中国西安蓝田县,它的颜色主要有白色、黄绿色、淡黄绿色、黄色、淡黄色等,主要矿物成分为方解石,次要矿物为蛇纹石等。

关于蓝田玉的研究成果不多,2006年邹妤通过对陕西蓝田县蓝田玉石矿矿床地质特征、蓝田玉矿物学特征、振动谱学特征及阴极发光的研究,并通过分析讨论陕西蓝田玉的历史、文化、资源储藏、地理位置及人力资源优势等几个方面,阐明了其潜在的社会经济价值[1]。2011年王永亚以现代蓝田玉为对象,对蓝田玉的成分、物相及结构进行分析,通过大型仪器的分析测试得出,现代蓝田玉的主要矿物成分为蛇纹石,根据其物相又分为两类:蓝田叶蛇纹石玉和蓝田利蛇纹石玉,其中蓝田利蛇纹石玉在现代蓝田玉中是首次发现[2]。

蓝田玉几次经过历史洗礼,目前正面临严峻的挑战。据地质工作者勘测表明,发现蓝田玉矿带有4条,原本储量非常丰富,但是由于蓝田矿区多年的管理不当,一些企业使用破坏性开采方法挖掘玉石矿产资源,导致矿产资源产生了无法挽回的损失浪费,同时也对秦岭山脉的生态造成了一定的破坏。因此政府采取了严格的监管,故已不再对其进行开采。目前市场上的蓝田玉大多属于与蓝田县一个矿脉的商州蓝田玉。陕西省地质十三队在1997年对蓝田玉的原产地玉川以东为邻的商州区域的三岔河至金陵寺一带进行了勘探和研究,首次发现蓝田玉矿床东西走向一直向东延伸至商州境内。目前商州区内金陵寺、管坪、羊角沟商州蓝田玉矿石资源丰富、质地细腻、颜色多样。现阶段成果对于商州蓝田玉确切的矿物组分含量并无详细研究,也无有力的证据说明其是否可以称为蓝田玉。

2 实验样品与测试方法

2.1 实验样品选择

研究样品来源于西安市蓝田县玉石市场,因蓝田县矿物停止开采多年,目前市场上交易买卖的蓝田玉多为商州产蓝田玉。本实验样品来自与笔者相熟的蓝田玉玉雕厂,明确其产地为陕西省商洛市商州区。

从众多样品中选取4块具有典型外观的样品并编号,照片及样品特征见表1。

表1 样品特征Table 1 Samples characteristics

2.2 测试方法

本次实验测试通过肉眼观察、常规仪器测试其石学性质,再通过红外光谱、拉曼光谱仪及X-粉晶射仪等大型仪器测试技术对样品成分进行详细研分析。测试工作分别在陕西国际商贸学院长涛珠检测实验室和西安市产品质量监督检验研究院珠贵金属检测中心完成。

2.2.1 常规仪器测试

将样品进行切块打磨抛光后进行常规仪器测折射率测试测得折射率值为 1.56~1.68(点测法)同矿物组成部位折射率值有所不同;密度测试测得对密度值为2.67~3.26;硬度测试测得相对硬度值约为3~6,不同矿物组成部位相对硬度值有所不同;放大观察商州蓝田玉颜色多为灰白色,呈粒状结构、块状构造,内部含有灰色团块状包体。

2.2.2 红外光谱测试

本实验采用BRUKER TENSOR 27型红外光谱仪,扫描次数32次,分辨率8 cm-1。所选样品均经过多个点测试,最终选取具有代表性的图谱,如图图1至图4。

图1 S-1样品红外光谱图Fig.1 Infrared Spectra of S-1 sample

图2 S-2样品红外光谱图Fig.2 Infrared Spectra of S-2 sample

图3 S-3样品红外光谱图Fig.3 Infrared Spectra of S-3 sample

图4 S-4样品红外光谱图Fig.4 Infrared Spectra of S-4 sample

(1)S-1 样品红外吸收峰在 438cm-1、631cm-1、985cm-1、1046cm-1处有强吸收峰,547cm-1、877cm-1、1415cm-1处弱吸收峰。经对比主要为透辉石吸收峰。

(2)S - 2 样品在 481cm-1、510cm-1、549cm-1、918cm-1、1113cm-1有强吸收峰,963cm-1相对较弱吸收峰。经对比主要为透辉石的吸收峰。

(3)S - 3 样品有 877cm-1、990cm-1、1422cm-1、1525cm-1的强吸收峰,560cm-1、628cm-1的弱吸收峰。经对比主要矿物为叶蛇纹石。

(4)S-4样品与透辉石的吸收峰几乎吻合,407cm-1、 482cm-1、 511cm-1、 556cm-1、 880cm-1、919cm-1的强吸收峰及 964cm-1、1007cm-1、1103cm-1、1414cm-1、1518cm-1有较弱吸收峰。经对比主要矿物为透辉石。

2.2.3 拉曼光谱测试

本实验所用拉曼测试仪器型号为RM785 Gem Raman System。实验激光光源为 785nm、分辨率4cm-1、激光功率调整为 0.9mW、扫描时间为 20s。扫描结果见图5、图6。

图5 样品绿色部分拉曼光谱图Fig.5 Raman Spectrum of green sample

图6 样品灰色部分拉曼光谱图Fig.6 Raman Spectrum of gray sample

S-1、S-2和 S-4样品均有透辉石特征谱,显示在 226cm-1、323cm-1、389cm-1、661cm-1、1008cm-1处有强吸收峰,而绿色部位也显示有278cm-1、1084cm-1的强吸收峰,是蛇纹石的部分特征峰。S-3显示在226cm-1、278cm-1、379cm-1、687cm-1、1084cm-1的强吸收峰,均是蛇纹石的特征峰。可以得出商州蓝田玉主要矿物是透辉石或者蛇纹石的结论。

2.2.4 X 射线粉晶衍射测试

本实验所用美国inXitu公司奥林巴斯便携式粉晶衍射仪Terra/BTX437,能量分辨率约为200eV(5.9keV),电压为30千伏,电流为110mA,起始角度为5度,终止角度为55度,连续扫描模式。实验将样品先进行粉碎性研磨筛至粉末,再进行X射线衍射分析,从中得出更加精确的蓝田玉矿物组成的含量,最后将得出的XRD图谱找出所对应的矿物峰值,得出结论。实验XRD(X-ray Diffraction)图谱见图7至图10。

图8 S-2样品XRD图谱Fig.8 XRD pattern of S-2 sample

图9 S-3样品XRD图谱Fig.9 XRD pattern of S-3 sample

图10 S-4样品XRD图谱Fig.10 XRD pattern of S-4 sample

(1)S-1样品的谱线中,含有透辉石 2.9995、2.8973、2.5277nm 的强吸收峰及 3.2419、2.9563nm 等的弱吸收峰,方解石 3.0403nm的强吸收峰及3.8670nm的弱吸收峰,利蛇纹石7.3340nm 的强吸收峰及 3.6656、4.5853nm 的弱吸收峰,经过查找确定透辉石含量为56.3%、利蛇纹石含量为24.7%、方解石为19%。

(2)S-2 样品的谱线中,透辉石有 2.9946、3.2378、2.9093、2.5275nm 的强吸收峰及 3.3570、2.9593nm等的弱吸收峰,利蛇纹石有 7.3100、3.6395nm的强吸收峰及4.6162nm的弱吸收峰,还有辉石族矿物的钙铁辉石的3.0509nm的峰值,确定主要矿物透辉石含量50.5%、利蛇纹石38.5%,次要矿物钙铁辉石11%。

(3)S-3 样品除了方解石 3.0442、3.8733nm 的强吸收峰外,还有一组叶蛇纹石 7.3301、2.5275nm 的强吸收峰及3.6395nm的弱吸收峰。确定叶蛇纹石含量为 52.3%、方解石 47.7%。

(4)S-4样品矿物组成基本都是透辉石,含量接近100%,有 2.9913、2.5230、2.8973nm 的强吸收峰。

2.3 小结

商州蓝田玉的宝石学性质与其他产地有所不同,颜色多为灰白色,分布较为均匀,放大观察为粒状结构,块状构造,折射率及相对密度值较大。通过大型仪器傅里叶红外光谱仪、激光拉曼光谱仪及X-粉晶衍射仪测试,结果显示商州蓝田玉的主要矿物组成为透辉石或者叶蛇纹石,结晶程度好,次要矿物有利蛇纹石、方解石、钙铁辉石等。

3 定名探讨

国家标准《珠宝玉石名称》(GB/T 16552-2017)对天然玉石的定义为:由自然界产出,具有美观、耐久、稀少性和工艺价值,可加工成饰品的矿物集合体,少数为非晶质体。天然玉石的定名规则为:直接使用天然玉石基本名称或其矿物(岩石)名称,在天然矿物或岩石名称后可附加“玉”字;不必加“天然”二字,“天然玻璃”除外。标注附录A表中A.2中列出的带有地名的天然玉石基本名称,不具有产地含义。

国家标准《珠宝玉石鉴定》(GB/T 16553-2017)对蓝田玉的矿物成分描述为:蓝田玉为蛇纹石化大理石,隶属于大理石。

结合国家标准,研究样品中方解石含量大于50%,宝石学可定名为“大理石”、“蛇纹石化大理石”(根据蛇纹石含量)或“蓝田玉”;研究样品中蛇纹石含量大于50%,宝石学可定名为“蛇纹石玉”或“岫玉”;研究样品中方解石含量、蛇纹石总含量大于50%,根据不同矿物含量,宝石学可定名为“大理石”、“蛇纹石玉”、“蛇纹石化大理石”或“蓝田玉”;研究样品中方解石含量、蛇纹石总含量小于50%,则不能定名为“蓝田玉”。

根据测试结果,商州蓝田玉的主要矿物组成为透辉石或者叶蛇纹石,次要矿物有利蛇纹石、方解石、钙铁辉石等。本次实验样品S-3方解石、蛇纹石总含量接近100%,可定名为“蓝田玉”;实验样品S-1、S-2及S-4方解石、蛇纹石总含量均不超过50%,透辉石含量超过50%,应定名为“透辉石玉”。

市场上蓝田玉产地众多、矿物组成复杂,商业统一称为“蓝田玉”,但探其矿物组成,方解石、蛇纹石总含量应超过50%方可定名为“蓝田玉”。随机选取四个市场上具典型外观的“商州蓝田玉”,实验测试大概率主要成分不是蛇纹石化大理石,而为“透辉石玉”,这值得业内人士注意。

4 结论

商州蓝田玉的宝石学性质与其他产地有所不同,颜色多为灰白色,分布较为均匀,放大观察为粒状结构,块状构造,折射率及相对密度值较大。通过傅里叶红外光谱仪、激光拉曼光谱仪及X射线粉晶衍射仪等大型仪器测试,结果显示商州蓝田玉的主要矿物组成为透辉石或者叶蛇纹石,次要矿物有利蛇纹石、方解石、钙铁辉石等。商州所产蓝田玉与蓝田产的蓝田玉属于同一矿脉,其产状相似,但矿物组成明显有差异。少部分符合“蓝田玉”的定名标准,而大部分商州蓝田玉主要矿物为透辉石,应定名为“透辉石玉”。

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