翡色翡翠的成分分析

安 梅

(陜西國際商貿學院珠寶學院，陜西 西安 712046)

0 前言

通常翡翠的主要礦物為硬玉(即NaAlSi2O6)，同時含有閃石、長石、鉻鐵礦等多種礦物組成的復雜寶石礦物集合體，可能含有Cr、Fe、Ca、Mg、Mn、K、P 等元素[1]。

1 分析原理

當能量高于原子內層電子的結合能高能X 射線與原子發(fā)生碰撞，將會驅逐內層電子而出現(xiàn)對應空穴，使其整個原子體系處在一個不穩(wěn)定激發(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)的原子又會自發(fā)的躍遷到能量較低狀態(tài)，這個過程稱為持續(xù)的過程。此過程既可是非輻射躍遷，也可為輻射躍遷。而較外層電子躍遷至空穴，其釋放能量會隨原子內部被吸收，同時會逐出較外層另一個的次級的光電子，稱之俄歇效應，也稱次級光電效應或者無輻射效應。其能量具特征性，且與入射輻射能量并無關。而當較外層電子躍入內層的空穴所釋放的能量并不在原子內吸收，卻以輻射的形式放出，產生X 射線熒光，能量等于兩個能級之間能量差。因此X 射線熒光能量或波長為特征性，并且與元素具對應關系[2]。

2 條件測試與樣品的準備

測試單位：中國科學院上海光學精密機械研究所。

條件測試與樣品的準備：由中國科學院上海光學精密機械研究所測試，選用的OURSTEX100FA 便攜式能量色散型X 射線熒光光譜儀，并由劉松進行測試。

測量選用單色/連續(xù)X 射線，Pd 靶，40kV 的管電壓，0.05-1Ma 的管電流，SDD(Siliocon Drift Detector)檢出器，其制冷方式為Peltier 制冷方式，樣品環(huán)境為低真空(103Pa)，樣品室直徑是20cm，高度可擴展為10-30cm，測量時間為100 到300s。

本文采用的是OURSTEX100FA 便攜式能量色散型X 射線熒光光譜儀，對大量翡色翡翠樣品進行全元素分析，并選取了具有代表性的四塊樣品，分別為淺黃色、蜜黃色、黃褐色、土黃色，記為樣品1、樣品2、樣品3、樣品4。在整個測試過程中，在每個樣品的翡色分布范圍內，均勻選取了8 個測試點，所以每個樣品均獲得8 個點全元素分析的結果。我們將每個樣品每個點測試的結果先進行了歸一化，這是由于在測試過程中，一個方面是會存在誤差，另一個方面是由于對翡翠進行定量分析會存在一些局限性，因此會造成全元素分析的后果是所有元素含量百分比之和小于一或大于一。然后再將每個樣品的每種元素的8 個結果之平均值作為該樣品元素分析的結果，最終得到了表1測試的結果。

3 測試的結果及分析

通過分析表1 測試的結果，并結合目前研究數據[1-4]看，翡色翡翠以Na、Al、Si 為主要元素，這點與其它顏色的翡翠保持一致，但其Fe、Ca、Mg 的含量相對于其他顏色翡翠略高，且以影響翡色翡翠成色的主要元素Fe 的變化最為明顯。同時，從表1 還可明顯分析得到所測樣品4 個黃色色系的翡翠鐵含量變依次增加。圖1 結合這四個樣品飽和度測量結果，可得到在不受除色系以外的其它影響因素條件下，對于同種色系的翡色翡翠，其鐵含量隨其顏色濃度增加而逐漸增加。

表1 天然黃色翡翠的X 射線熒光光譜全元素分析表

圖1 樣品的鐵含量對飽和度的影響

［1］潘峰，任進.紅寶石顏色的定量評定[J].寶石和寶石學雜志，2007，9(2)：25-28.

［2］金承.翡翠顏色的基調及顏色與價值的關系和消費者談翡翠三[J].中國寶玉石，2001（4）：69.

［3］張煊營.翡翠顏色變化與致色離子種類及含量關系[D].成都理工大學，2008.

［4］王海運.關于翡翠次生色的研究[D].中國地質大學，2002.