藕粉色和田玉寶石學(xué)特征及譜學(xué)研究

張夢雪 李 風(fēng) 孫秀鳳

（核工業(yè)二一六大隊，新疆 烏魯木齊830000）

0 引言

藕粉色和田玉是新疆軟玉市場上剛興起的一種少見玉石，其結(jié)構(gòu)細(xì)膩，質(zhì)地油潤清透，色彩為罕見的藕粉色，頗受大眾喜歡。藕粉色和田玉在和田玉市場的占有量少，價格比市場上同品質(zhì)的白色青海料偏高。藕粉色和田玉的出現(xiàn)進(jìn)一步豐富了市場上大眾對玉石顏色上的選擇，藕粉色和田玉主要呈淺粉色調(diào)，深粉色調(diào)，微透明到半透明，局部可見礦物平行排列造成的纖維狀結(jié)構(gòu)，但質(zhì)地細(xì)膩者不易觀察。藕粉色和田玉的出現(xiàn)豐富了和田玉市場，但是目前對它的報道較少，對其致色原因也沒有說明。因此，本文采用常規(guī)寶石學(xué)測試、X射線粉末衍射儀、X射線光電子能譜測試、激光誘導(dǎo)離解光譜儀及紫外-可見分光光度計等測試方法，掃描電子顯微鏡，對具有代表性的(淺粉、深粉色)的藕粉色和田玉樣品的寶石學(xué)特征、微觀形貌、礦物組成進(jìn)行了深入研究，并探討了其顏色成因，此次研究對和田玉市場具有積極作用。

1 樣品

1.1 基本特征

如圖1所示，本次研究的藕粉色樣品FS-1，F(xiàn)S-2，F(xiàn)S-3（圖1），根據(jù)顏色分類，選取具有代表性的兩類顏色，淺粉色調(diào)FS-1和FS-2樣品和深粉色調(diào)FS-3樣品。藕粉色和田玉呈致密塊狀，質(zhì)地細(xì)膩，顏色為淺藕粉色-深藕色，油脂光澤，微透明（表1）[1-6]。用瑪瑙研缽將FS-1塊狀樣品，F(xiàn)S-2塊狀樣品和FS-3塊裝樣品部分研磨，分別得到粉末FS-1，粉末FS-2和FS-3（圖2）。

2 結(jié)果與討論

2.1 藕粉色和田玉的XRD特征分析

取深粉色調(diào)的FS-3粉末樣品繼續(xù)研磨，之后過200目篩（礦物粒徑＜74μm），取少量過篩微米粒級粉末，采用側(cè)向擠壓法進(jìn)行XRD測試。上述樣品X射線衍射分析測試使用的是德國布魯克D8advance型X射線粉晶衍射儀，德國BRUKERD8-ADVANCEXRD衍射儀：入射光源為Cu Kα輻射，Ni片濾波光闌系統(tǒng)為DS=SS=1°；RS=0.3 mm，X光管工作電壓為20 kV，電流為5 mA。使用連續(xù)掃描方式，掃描速度為8°·min-1，掃描范圍為3°～64°，20分辨率0.02°。

表1 藕粉色和田玉寶石學(xué)樣品的常規(guī)寶石學(xué)特征

圖2 藕粉色粉末樣品

對深色調(diào)的藕粉色和田玉粉末FS-3數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明藕粉色和田玉的主要礦物成分為透閃石（圖3）。經(jīng)對數(shù)據(jù)分析得出主要礦物仍為透閃石占76.01%。而當(dāng)致色礦物含量較低時，雖然經(jīng)過靜置沉降后得到有效的富集，但其含量仍然不高，未能在富集后的樣品中發(fā)現(xiàn)致色元素。

2.2 藕粉色和田玉的化學(xué)成分分析

樣品測試采用的美國ThermoFisherK-Alpha。技術(shù)指標(biāo):（1）離子槍-能量范圍100-4 000；（2）EvX射線源-AlKα微聚集單色器-可獲取的光斑大?。唬?）真空度一般是8×10-8，入射角90°；4.250Xi的最大刻蝕深度是500 nm，每次刻蝕深度最高100 nm。

將藕粉色粉末樣品FS-1，F(xiàn)S-2和粉末FS-3樣品進(jìn)行XPS測試，對數(shù)據(jù)分析之后，在圖譜中探測到有錳元素的峰。測試結(jié)果數(shù)據(jù)分析顯示FS-1錳含量為1.52%，F(xiàn)S-2錳含量為1.51%，F(xiàn)S-3錳含量1.54%。Mn含量隨著藕粉色調(diào)的逐步漸深呈現(xiàn)明顯的含量變化，進(jìn)一步說明藕粉色和田玉致色原因可能與Mn有關(guān)[9-11]。但其致色原因是否與其他元素有關(guān)仍需要進(jìn)一步研究。

圖3 藕粉色和田玉樣品FS-3的X射線粉末衍射分析

2.3 紫外-可見吸收光譜分析

紫外-可見吸收光譜測試用的分析儀器是島津UV3150/UV3600。技術(shù)指標(biāo)：波長范圍：200 nm-3 000 nm；透過率測量精度：≤0.3%T；吸收率測量精度：≤0.004 Abs。

在紫外-可見吸收光譜測試中，藕粉色和田玉FS-1、FS-2、FS-3樣品的測試結(jié)果如圖4，藕粉色和田玉樣在547 nm處均有較強(qiáng)吸收帶，這一吸收特征與Mn致色的其他礦物如薔薇輝石有可比性。薔薇輝石在545、410 nm處均有吸收帶[7]。由此推測藕粉色和田玉的547 nm吸收帶與Mn的吸收有關(guān)，進(jìn)一步證明X射線光電子能譜測試測試結(jié)果。

圖4 藕粉色和田玉樣品的紫外-可見吸收光譜

2.4 微觀形態(tài)特征

藕粉色樣品的主要化學(xué)成分為Mg、Si、O等元素。主要礦物成分為透閃石和陽起石，在掃描電鏡下呈現(xiàn)顯微片狀結(jié)構(gòu)和顯微纖維結(jié)構(gòu)，纖維的定向性較好，平行排列，纖維的邊界不明顯（圖5）。與典型新疆和田玉纖維交織（毛氈狀）結(jié)構(gòu)相比。藕粉色和田玉纖維長度較短，結(jié)構(gòu)不夠致密。掃描電鏡下均顯示由短柱狀或板狀的透閃石晶體組成，晶形完好而局部存在高結(jié)晶度的透閃石礦物，且礦物顆粒之間緊密結(jié)合，定向排列。綜上，所以藕粉色和田玉從外觀上要更細(xì)膩，透明度也更高。

圖5 藕粉色和田樣品的微觀形貌特征

3 結(jié)論

X射線粉末衍射分析結(jié)果表明，藕粉色和田玉礦物組成主要為透閃石。對其數(shù)據(jù)分析得出主要礦物仍為透閃石占76.01%。而當(dāng)致色礦物含量較低時未能發(fā)現(xiàn)致色元素的存在。

顯微片狀結(jié)構(gòu)和顯微纖維結(jié)構(gòu)，纖維的定向性較好，平行排列，纖維的邊界不明顯。與典型新疆和田玉纖維交織結(jié)構(gòu)相比，纖維長度較短，結(jié)構(gòu)不夠致密。掃描電鏡下均顯示由短柱狀或板狀的透閃石晶體組成，而局部存在高結(jié)晶度的透閃石礦物，且礦物顆粒之間緊密結(jié)合，定向排列。所以藕粉色和田玉從外觀上要更細(xì)膩，透明度也更高。

測試結(jié)果顯示，其主要成分為SiO2、MgO、CaO，次要成分為Al2O3和FeO等，各組分含量相對穩(wěn)定，與透閃石Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）的理論化學(xué)成分基本一致，說明藕粉色和田玉的礦物成分主要為透閃石，但并沒有探測到有致色元素的存在。又進(jìn)一步將FSM-1，F(xiàn)SM-2粉末樣品進(jìn)行X射線光電子能譜測試，其顏色為淺藕粉色到深藕粉色。經(jīng)過XPS探測到錳峰的存在，Mn含量隨著藕粉色色調(diào)的深淺不同呈現(xiàn)明顯的改變趨勢，進(jìn)一步說明藕粉色和田玉的顏色可能與錳元素有關(guān)，之后通過紫外-可見吸收光譜測試結(jié)果推測，藕粉色和田玉樣品的藕粉色與微量元素Mn有關(guān)。