□TEXT 王小莉 馬馳 王守敬
(國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心,中國地質(zhì)科學院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所,河南 鄭州450006)
近幾十年以來,紅外光譜分析技術(shù)已被廣泛地應用與寶玉石的鑒定與研究領(lǐng)域。漫反射光譜方法提供寶玉石的基頻振動信息,不同的寶玉石所屬不同的礦物種,具有不同的漫反射紅外特征光譜,依據(jù)特征的紅外吸收譜帶的數(shù)目、波數(shù)位、譜形及譜帶強度等特征【1】,可以用來判別寶玉石的種屬和真?zhèn)?。獨山玉由于其成分復雜,導致其點測法得到的折射率變動幅度大,對應的密度變化范圍也大,小型儀器檢測常常有一定的難度,這時,紅外光譜的常規(guī)化應用就具有顯著的意義。本文以天藍玉、透水白玉、暗綠獨山玉、綠白玉、粉獨玉、黑獨玉(墨綠色)等六種獨山玉為實驗測試樣品,除常規(guī)檢測方法鑒定外,使用NICONET5700型傅立葉變換紅外光譜儀對它們進行了漫反射紅外光譜測試,比較了對應的紅外光譜圖,分析差異之處,達到快速鑒定獨山玉的目的。
本次研究采用常規(guī)儀器對選用的6種切磨拋光完好的獨山玉,天藍玉1件、透水白玉1件、暗獨玉1件、綠白玉1件、粉獨玉1件、黑獨玉(墨綠色)18件,總計23件樣品進行了常規(guī)寶玉石鑒定,并采用NICONET5700型傅立葉變換紅外光譜儀【2】及其漫反射附件重點測試了樣品在4000~400cm-1范圍的紅外反射光譜。對樣品未做任何處理,對同一樣品進行了多角度、全方位的測試,其結(jié)果的一致性好,選取穩(wěn)定特征的譜圖作為鑒定的標準圖譜【3】。但應注意,測試時無論選取哪個方向或點位都要將樣品與光源恰當接觸,使其足夠的反射光被采集到探測器上,以便收集到清晰無干擾的高質(zhì)量漫反射紅外光譜。
獨山玉的結(jié)構(gòu)主要為變斑晶結(jié)構(gòu)、細粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)等【4】【5】;玉石的構(gòu)造主要是塊狀、脈狀、條紋狀構(gòu)造,其次為弱定向、團窩狀等。
天藍玉、透水白玉、暗綠獨山玉、綠白玉、粉獨玉等彩色獨山玉的組成礦物顆粒很細,粒徑小于0.05mm,呈隱晶質(zhì),質(zhì)地致密細膩堅韌,色彩鮮艷,玻璃光澤、透明~半透明;黑獨玉(墨綠色)的組成礦物顆粒大小差異較大,細膩的可達隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),粗粒的呈變斑晶結(jié)構(gòu),玻璃光澤、不透明,質(zhì)地致密堅韌。
采用靜水稱重法、折射儀測試了樣品的相對密度、折射率,和摩氏硬度,常規(guī)鑒定特征表如下(表1)。
表1 樣品的常規(guī)鑒別特征Table 1 Characteristics of samples by conventional testing
39號樣品
A-1號樣品
B401樣品
B505-B508號樣品
綠白玉-lb
天藍玉-btl
暗綠色獨山玉-ls
粉獨玉-fs
透水白玉-tsb
采用帶漫反射附件的NICONET5700型傅立葉變換紅外光譜儀【2】,對樣品進行了4000~400cm-1范圍內(nèi)的漫反射光譜測試;測試條件為掃描16次,分辨率為4 cm-1。對同一種樣品又做了多角度測試,主峰位主要分布在指紋區(qū)1500~400cm-1間,各樣品的漫反射紅外光譜分別見圖1~圖3。
(1)天藍玉、透水白玉、暗綠色獨山玉的紅外反射光譜圖(圖1):分析得出1200 cm-1~600cm-1譜區(qū)歸屬斜長石的主峰區(qū); 600 cm-1~400cm-1譜區(qū),因為天藍玉、暗綠色獨山玉同時含有鉻云母、白云母的緣故,三種玉石的特征峰稍有不同(530 cm-1、1150 cm-1~1050 cm-1)。由圖譜可知,天藍玉、透水白玉、暗綠色獨山玉的主要礦物組份為斜長石,為斜長石類獨山玉【6】。
(2)綠白玉、粉獨玉的紅外反射光譜圖(圖2):分析得出綠白玉、粉獨玉的主要礦物組份為黝簾石(950 cm-1附近的主峰)、斜長石(550 cm-1附近的主峰)。其中,綠白玉中黝簾石的含量比粉獨玉的高,1000 cm-1~900 cm-1譜區(qū)內(nèi)的主峰,合頻化更強烈,450 cm-1處特征峰信號也更強。由圖譜可知,綠白玉、粉獨玉,為斜長石-黝簾石類獨山玉【6】。
圖1 斜長石類獨山玉樣品的紅外光譜
圖2 斜長石-黝簾石類獨山玉樣品的紅外光譜
圖3 斜長石-黑云母-陽起石類獨山玉樣品的紅外光譜
(3)黑獨玉(墨綠色)的紅外反射光譜圖(圖3):分析得出39號樣品的主要礦物組份為陽起石;B508號樣品、B108號樣品的主要礦物組份為陽起石、斜長石、黑云母;A-1號樣品的主要礦物組份為陽起石、斜長石;B401號樣品的主要礦物組份為陽起石、黑云母。由圖譜可知,黑獨玉(墨綠色)的主要礦物組份為陽起石、斜長石、黑云母;按其礦物組成分為如下四類:陽起石型、斜長石-陽起石型、黑云母-陽起石型、黑云母-斜長石-陽起石型。
紅外反射光譜是一種快速、簡便、準確、直觀、無損的測試技術(shù)【7】。礦物組成不同的寶玉石,具有不同的紅外反射光譜,可據(jù)此來鑒別它們。通過對天藍、透水白、暗綠、綠白、粉色、墨綠色這六種顏色獨山玉的紅外反射光譜,同時在1500 cm-1~400cm-1譜區(qū)信息有助于判別獨山玉的種屬(礦物組成類型:斜長石型;黝簾石-斜長石型;陽起石型、斜長石-陽起石型、黑云母-陽起石型、黑云母-斜長石-陽起石型),為獨山玉的快速鑒定提供了更簡便、直觀的科學檢測手段。
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[7]張叔立等.紅外光譜分析與新技術(shù)[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社.1993.10.