一種“凍地”雞血石相似玉石的寶石學(xué)及譜學(xué)研究

陳 倩， 陳 濤， 徐 行， 康濱妍， 鄭金宇， 李夢陽

中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)珠寶學(xué)院， 湖北 武漢 430074

引 言

雞血石是我國名貴圖章石品種之一， 具有深厚的文化底蘊且價值千金。 由于資源匱乏及價格的不斷攀升， 市場中涌現(xiàn)出許多與雞血石外觀相似的中低檔玉石(后文統(tǒng)稱“雞血石相似品種”)， 部分商販常將其作為“雞血石”出售， 這對雞血石市場的正常秩序帶來很大干擾， 也侵犯了消費者合法權(quán)益。 王軼[1]等報道過一種雞血石相似品種， 其“血”的礦物組成與雞血石一致， 均為辰砂； 而“地”的主要組成為石英、 方解石、 白云石， 與雞血石明顯不同。

筆者從市場中收集到一種雞血石相似品種， 其“地”透明度較高， 光澤油潤， 與雞血石中品質(zhì)優(yōu)良的“凍地”相似程度較高； “血”為橙紅色； 產(chǎn)地不詳。 該種玉石與先前市場中常見的以辰砂、 石英及碳酸鹽礦物為主的雞血石相似品種明顯不同， 且未見文獻(xiàn)報道。 故選取典型樣品， 首先通過XRD測試準(zhǔn)確分析其主要礦物組成， 使用掃描電子顯微鏡對其結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行初步觀察， 再對樣品的紅外光譜和拉曼光譜特征進(jìn)行分析， 旨在系統(tǒng)地研究這種市場中新出現(xiàn)的雞血石相似品種的寶石學(xué)及譜學(xué)特征， 為其科學(xué)命名及其與雞血石的鑒別提供依據(jù)。

1 實驗部分

樣品共5塊(圖1)， 全部進(jìn)行紅外光譜測試及拉曼光譜測試； 樣品X-4進(jìn)行了具有破壞性的X射線粉晶衍射分析及掃描電鏡觀察。

圖1 樣品外觀特征

紅外光譜測試在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)珠寶學(xué)院寶石成分及譜學(xué)實驗室完成， 使用德國BRUKER VERTEX80型傅立葉變換紅外光譜儀， 儀器分辨率4 cm-1， 掃描次數(shù)32次， 掃描范圍400～4 000 cm-1， 使用溴化鉀壓片法。 拉曼光譜測試使用的是Horiba公司LabRAM HR Evolution型拉曼光譜儀， 激光光源633 nm， 采集時間10 s， 累計次數(shù)2次， 光柵600 gr·mm-1； X射線粉末衍射測試使用的是荷蘭X’Pert Pro型X射線粉晶衍射儀， 電壓40 kV， 電流40 mA， Cu靶， 測試范圍3°～65°， 掃描速度0.4°·s-1， 掃描步長0.016 7°·s-1， 樣品粉末約200目； 掃描電鏡使用的是場發(fā)射掃描電鏡FEI Quanta 450 FEG， 加速電壓20 kV， 工作距離約10 mm， 取樣品新鮮斷面噴碳后進(jìn)行觀察； 以上三項測試均在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成。

2 礦物組成及結(jié)構(gòu)特征

2.1 寶石學(xué)常規(guī)測試

樣品的“地”為無色、 白色及淺藍(lán)色， 致密塊狀， 半透明-透明， 蠟狀光澤-油脂光澤； “血”為橙紅色， 呈脈狀、 團(tuán)塊狀分布(圖1)。 所有樣品“地”的硬度均小于3。 通過靜水稱重法測試得到5塊樣品比重平均值為2.65。 顯微放大觀察可見， 樣品中主要存在三種內(nèi)含物： 金黃色不透明金屬光澤礦物[圖2(a)]， 黑色團(tuán)塊狀內(nèi)含物[圖2(b)]以及淡藍(lán)色透明礦物[圖2(c)]。

圖2 樣品中的內(nèi)含物特征

2.2 X射線衍射分析

高嶺石具有高嶺石(1Tc)、 地開石(2M1)、 珍珠陶石(2M2)等多型， 其多型礦物的區(qū)別主要依據(jù)2θ=19°～24°以及34.5°～40°之間峰形和峰強的變化[2]。 樣品X-4測試結(jié)果中除了7.16和3.58 ?的高嶺石族礦物(001)面網(wǎng)的特征衍射峰外， 還出現(xiàn)3.95和3.79 ?處的地開石特征衍射峰， 且在2θ=19°～24°間衍射峰的分裂程度較高， 指示地開石有序度較高[3]； 同時具有5.40， 3.17和2.72 ?等雄黃的特征衍射峰。 XRD測試結(jié)果表明樣品的主要組成礦物為地開石及雄黃(物相分析參考任磊夫[2]及PDF卡片02-0104， 24-0077， 24-0145)。

圖3 代表性樣品的XRD衍射圖

2.3 掃描電子顯微鏡觀察

由掃描電子顯微鏡獲得的二次電子圖像(圖4)可知， 樣品中的地開石全部為自形假六方片狀晶體， 粒徑約15～20 μm， 厚約2～4 μm。 地開石晶體形態(tài)一致、 粒徑均一， 多以書本狀集合體出現(xiàn)， 地開石集合體在三維空間的排布未見明顯定向性， 可能是樣品呈現(xiàn)出較高透明度的緣故[4]。

圖4 樣品的掃描電鏡圖像

由于不同礦物的化學(xué)成分差異， 在背散射電子襯度圖下會表現(xiàn)出不同的襯度。 結(jié)合EDS半定量元素分析認(rèn)為， 按照襯度從暗到明， 圖5(a)中的礦物依次為螢石[圖5(b)， 主量元素為Ca、 F等]、 地開石[圖5(c)， 主量元素為Al， Si， O等]及雄黃[圖5(d)， 主量元素為As、 S等]。

圖5 樣品的背散射電子襯度圖(a)及能譜圖(b—d)

3 譜學(xué)特征

3.1 紅外光譜分析

所有樣品“地”的紅外光譜均顯示為有序地開石的吸收特點(圖6)， 指紋區(qū)特征峰位于430， 470， 540， 698， 755， 795， 913， 937， 1 002， 1 034和1 118 cm-1， 官能團(tuán)區(qū)以3 622， 3 653和3 706 cm-1處的吸收峰為特征[5-6]。

圖6 樣品的紅外光譜圖

3.2 拉曼光譜分析

對樣品中的“血”及其他內(nèi)含物進(jìn)行拉曼光譜測試。 結(jié)果表明， “血”具有186， 222， 235， 273， 346和355 cm-1的雄黃的特征拉曼位移[7][圖7(a)]； 金黃色、 金屬光澤礦物具有348和381 cm-1的黃鐵礦的特征拉曼位移[8][圖7(b)]； 黑色內(nèi)含物的拉曼光譜中同時出現(xiàn)歸屬于石英及方解石的拉曼位移， 其中128， 208， 355和465 cm-1為石英的特征拉曼峰[圖7(c)]； 155， 283， 713和1 087 cm-1為方解石的特征拉曼位移[9]， 石英及方解石均為淺色礦物， 該處雜質(zhì)呈現(xiàn)黑色的原因仍待深入研究。 分布于白色“地”中的淺藍(lán)色透明晶體內(nèi)含物[圖2(c)]具有322 cm-1的螢石特征拉曼位移[圖7(d)][10]。

圖7 樣品的拉曼光譜

此外， 拉曼光譜同樣可用于“地”的礦物組成研究。 在低頻區(qū)具有133， 241， 266， 336， 436， 463， 747， 792和914 cm-1的高嶺石族礦物的特征拉曼位移[6]， 與紅外光譜一致， 高嶺石族礦物的不同多型在低頻區(qū)的振動特點差異細(xì)微， 并不適用于多型區(qū)分， 一般通過拉曼光譜高頻區(qū)OH振動峰特點進(jìn)行鑒別。 高頻區(qū)具有強度依次降低呈階梯狀的3 624， 3 646和3 706 cm-1等三個拉曼峰， 指示為有序地開石[6]。

雄黃為低溫?zé)嵋旱V床標(biāo)型礦物， 地開石亦多產(chǎn)自低溫?zé)嵋旱V床， 螢石主要產(chǎn)于熱液礦床， 根據(jù)礦物組合特征， 推測該玉石品種可能形成于低溫?zé)嵋旱V床[11]。

4 結(jié) 論

研究的樣品均為致密塊狀， 半透明-透明， 蠟狀光澤-油脂光澤， 比重2.65。 “地”為無色、 白色及淺藍(lán)色， 硬度2～3； “血”為橙紅色。 “地”主要由有序地開石組成， 假六邊形片狀的地開石晶體集合體在三維空間無序排列， 晶體粒徑約15～20 μm， 厚約2～4 μm， 地開石晶體形態(tài)一致、 粒徑均一； “血”為雄黃； 此外還可見金黃色的黃鐵礦、 淺藍(lán)色螢石等， 黑色團(tuán)礦狀內(nèi)含物的主要組成礦物為石英及方解石， 其呈現(xiàn)黑色的原因仍待深入研究。

相比先前市場中常見的由辰砂、 石英及碳酸鹽礦物組成的雞血石相似品種， 該種玉石的“地”與“凍地”雞血石， 不論外觀特點、 寶石學(xué)性質(zhì)還是礦物組成均非常接近， 并具有硬度低、 結(jié)構(gòu)致密、 細(xì)膩溫潤等特點， 且目前市場中該類玉石少見， 因而其市場價值高于常見的由石英、 碳酸鹽礦物為主要組成的雞血石相似品種。

中國人自古崇尚玉石， 又鐘愛紅色， 雞血石是我國乃至全世界產(chǎn)出的玉石中少有的紅色品種。 千百年來雞血石之所以能為國人熱愛， 很大程度上得益于鮮活靈動的紅色辰砂； 本研究玉石品種的“血”并非辰砂， 而是橙紅色的雄黃， 因此不應(yīng)將該種玉石與雞血石混淆， 其正確珠寶玉石名稱應(yīng)為： 粘土礦物質(zhì)玉。

致謝： 感謝浙江省杭州市的汪新峰先生提供寶貴樣品！ 感謝劉云貴老師在測試中給予的指導(dǎo)和幫助！