2021-4-9 | 地质学论文
在宝石显微镜的反射光条件下观察，Ａ组样品表现出明显的光泽差异，暗示两种矿物的硬度差异，光泽较暗的区域为透明度较好，呈团块状分布的共生晶体（行业称其为“晶石”）。Ｂ组样品中不同矿物的光泽不同，光泽强的部分为硬玉，为自形－半自形晶，可见清晰的柱粒状结构，光泽暗淡处的结构特征不明显。Ｃ组样品在外观上和Ｂ组的相同，光泽差异及相应矿物的外观特征也相近。Ｄ组样品为纤维变晶结构，相比于前三组，该组的结构细腻，呈瓷地，表面光泽较一致，桔皮效应不显著。Ｅ组样品与Ａ组的结构相似，同样为粒状变晶结构，光泽差异处可见与Ａ组相似的表面特征，但结构比Ａ组更细腻。Ｆ组样品表面光泽差异范围较小，整体光泽较一致。
目前，市场上将翡翠中白色的共生矿物均认为是钠长石，不过本次研究发现，在某些“飘蓝花”底色中有紫、有绿，水头较好的翡翠中主要是含有与钠长石外观相似的霞石，含霞石的翡翠还未见报道，霞石是主要的似长石矿物，多产于富钠贫硅的碱性岩中，关于霞石与翡翠共生在一起的形成机制有待于进一步研究。钠长石和霞石在显微镜下的特征分述如下：钠长石呈细脉状、浸染状、团块状分布，霞石多呈片状分布；钠长石多为自形－半自形板状晶体，霞石的晶粒细小，晶形不可辨。在反射光下，钠长石、霞石的光泽均明显弱于硬玉的，点光强光照射下，两种矿物的透明度存在明显差异，钠长石呈透明玻璃状，且晶形完整，解理清晰可辨，而霞石多呈微透明的磨砂玻璃状，二者的外观特征见图２。
测试方法与结果
１.相对密度测定
相对密度利用静水称重法进行测定，每件样品均测两个相对密度值，分别为未做粉末前的原石相对密度和用于Ｘ－射线粉末衍射分析样品的相对密度，测定结果见表２。同一样品的两个实测值非常接近，说明用作Ｘ－射线粉末衍射分析的样品可以代表原石样品的矿物组成特征。Ａ组样品原石的相对密度为３．００３～３．０５３，用于Ｘ－射线衍射分析样品的相对密度为３．００３～３．０５２；Ｂ组样品测得的两个相对密度值分别为３．１０５～３．２６７和３．１３５～３．２６６；Ｃ组样品的为３．１２７～３．２２５和３．１１３～３．２３０；Ｄ组样品的为３．３３４和３．３３７；Ｅ组样品的为３．０２４和３．０１６；Ｆ组样品的为３．２６５和３．２３９。
２．Ｘ－射线粉末衍射分析
Ｘ－射线粉末衍射分析在中国科学院广州地球化学研究所完成，采用德国ＢＲＵＫＥＲＤ８ＡＤ－ＶＡＮＣＥ型Ｘ射线衍射仪。测试条件：Ｃｕ（单色），工作电压为４０ｋＶ，工作电流为３０ｍＡ，扫描范围２θ＝３～８５°，狭缝１ｍｍ，扫描速度４°／ｍｉｎ。样品的Ｘ－射线粉末衍射分析结果见表２及图３～图５。除Ｄ组样品几乎为纯净的硬玉外，其余所有样品都或多或少含有其它的共生矿物。根据矿物种类，可将样品分为两类。一类以钠长石和方沸石为代表的共生矿物，如Ａ，Ｅ，Ｆ组；另一类以霞石、角闪石为代表的共生矿物，如Ｂ，Ｃ组。依据Ｘ－射线粉末衍射测得的矿物的质量分数及矿物种属，计算了样品的理论相对密度值，并将理论相对密度、实测相对密度与硬玉的质量分数的关系进行了对比，见图６。从图６可知，理论相对密度、实测相对密度与硬玉的质量分数总体呈相似的变化规律。但Ａ，Ｅ，Ｆ组的理论相对密度低于实测相对密度值，而Ｂ，Ｃ组理论相对密度值高于实测值。矿物种类及质量分数不同，实测相对密度和理论相对密度也不同，Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆ四组样品中钠长石的质量分数从４５．１％降低到２０．３％时，样品的相对密度从３．０１９增加到３．２６５（图７，略）；而Ｂ、Ｃ组中霞石含量从１７．１％降低２．５％时，样品的相对密度值从３．１５１整体升高３．２３０（图８，略）。
３.红外光谱分析
共生矿物的种类还可借助红外光谱仪得到定性分析。红外光谱测试采用中国地质大学（武汉）珠宝检测中心广州实验室的布鲁克ＴＥＮＳＯＲ２７型傅里叶红外光谱仪，测试条件：分辨率为２ｃｍ－１，测试范围为４００～４０００ｃｍ－１，扫描次数为３２次。分析结果（图９～图１５，略）显示，样品的主要矿物组成和Ｘ－射线粉末衍射的测试结果相吻合，在硬玉的红外谱峰中均掺杂有其它共生矿物的红外吸收峰。在Ａ，Ｅ，Ｆ三组样品中，光泽较强的区域显示硬玉的红外光谱特征（图９，图１４，图１５，略）；光泽弱的区域显示钠长石的红外光谱特征（图９，图１５，略）；而大多数区域显示的是硬玉与钠长石的混合峰；在Ｂ，Ｃ两组样品中，光泽较强的区域测得的是硬玉的红外光谱（图１０，图１１，略）；光泽较弱的区域测得的是霞石的红外光谱（图１０，图１２，略）；蓝绿色的区域能测到角闪石的红外光谱（图１１，略）；Ｄ组样品整体较均一，只测到硬玉的红外光谱（图１３，略）。
讨论
不同质地的翡翠所含的共生矿物种类不同，其中水头差、质地粗、颜色偏灰白色的粗豆种（如Ａ，Ｆ组）或质地较细，水头尚好，带绿色的糯种（如Ｅ组）翡翠的主要共生矿物是钠长石，且钠长石的质量分数可以从２０％至４５％；质地可粗可细，颜色为墨绿色，或浅绿飘黑花或墨绿花的糯种、豆种翡翠的主要共生矿物是角闪石，其质量分数与分布的均匀程度有关（如Ｂ３，Ｃ组）；质地较细，半透明，颜色有紫有绿的糯地飘花翡翠的主要共生矿物是霞石，而非行业共识的钠长石，其质量分数可从７％至１７％，甚至更多。通过显微镜观察，共生在翡翠中的钠长石往往呈自形晶或半自形晶，形态多成厚板状或纤维放射状，可呈细脉状、浸染状、团块状分布，反射光下光泽明显弱于硬玉，透明度明显强于硬玉；共生在翡翠中的霞石，呈半自形晶，多成片分布，光泽与钠长石相似，明显弱于硬玉。如何区分钠长石和霞石，可借助锥光强光照射观察二者的透明度，钠长石呈透明玻璃状，而霞石呈磨砂玻璃状，且霞石未见细脉状分布特征。《翡翠分级》［３］（ＧＢ／Ｔ２３８８５－２００９）关于翡翠的定义中对硬玉的具体质量分数未作出明确规定，这给目前翡翠市场上含共生矿物翡翠的命名带来困惑，致使不同的检测机构对同一样品命名可能不同。笔者结合Ｘ－射线粉末衍射量化分析，通过计算样品的理论相对密度值、实测相对密度值的关系，认为对于市场上含共生矿物翡翠的命名，应参考岩石学分类和命名方案（ＧＢ／Ｔ１７４１２．１／３－１９９８）中次要矿物作为附加修饰词的命名规则，并结合翡翠商贸实际情况，将钠长石、霞石作为附加修饰词进行命名。以硬玉质量分数８０％为界限，当共生矿物的质量分数小于２０％，即含钠长石或霞石的翡翠的相对密度为３．２０以上时，共生矿物不参于命名；当共生矿物的质量分数为２０％～５０％时，即含钠长石或霞石的翡翠相对密度为３．００至３．２０之间时，以含ＸＸ作为附加修饰词参与命名，如含钠长石翡翠；当共生矿物的质量分数大于５０％时，即含钠长石或霞石的翡翠相对密度为３．００以下时，共生矿物直接参与命名，如翡翠－钠长石玉；当翡翠中含角闪石（往往同时含霞石）时，依据目测角闪石质量分数的方法，参考相对密度值，遵循以上方法命名，但应注意角闪石的颜色过深易于观察，使得目测质量分数时质量分数往往偏高。