美国“云母玉”的宝石学特征

朱红伟,孙 冰,燕 菲,王 萍,赵潇雪

美国“云母玉”的宝石学特征

朱红伟,孙 冰,燕 菲,王 萍,赵潇雪

(1.国家黄金钻石制品质量监督检验中心,济南 250014; 2.山东省社会公正计量行,济南 250014)

近期,商场上出现一种商业名称为美国“云母玉”的红色玉石,通过基本宝石学测试、红外光谱仪测试、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪测试、紫外-可见光光谱仪检测,结果显示：该种玉石为粒状集合体,呈现浅紫红色,玻璃光泽,不透明,点测折射率为1.70,相对密度为2.55,硬度在4左右。红外光谱测试,样品具有[PO4]3-的反对称变角振动所致的吸收峰1014cm-1,[PO4]3-的变角对称振动所致的吸收峰550cm-1,[PO4]3-弯曲振动所致的吸收峰585 cm-1,结晶水的弯曲振动所致的吸收峰1627 cm-1,结晶水对称伸缩振动所致的吸收峰3388 cm-1。紫外-可见光光谱仪测试,具有530nm宽大吸收峰,说明样品的颜色主要由铁引起。通过上述测试,表明样品的矿物名称为斜红磷铁矿。

美国云母玉,鉴定,斜红磷铁矿

目前,市场上出现一种商业名称为美国”紫云母”的玉石,样品呈淡紫红色,玻璃光泽,不透明。这种“紫云母”常被加工成珠子。笔者查询相关资料发现,对这种宝石的研究资料很少,而且相关的宝石学书籍也没有对此种宝石的记载,笔者因此对此种宝石进行了较为系统的测试。

1 测试样品

测试样品为一条俗称为美国紫云母的手链,颜色为淡紫红色,颜色均匀,玻璃光泽,不透明。

图1 测试样品Fig.1 Test sample

2 测试方法及分析

2.1 常规宝石学特征

测试样品颜色为浅紫红色,颜色均匀,玻璃光泽,不透明,点测折射率为1.70,相对密度为2.55,硬度在4左右。在宝石显微镜下观察,样品呈细粒状结构,结构致密,表面存在细小的沙眼状,颜色分布均匀,通过孔道发现,样品颜色内外一致(图2)。

图2 样品的放大观察特征Fig.2 The amplified characteristics of the sample

2.2 红外光谱测试

使用德国BUKER TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱仪,采用样品反射法和KBr粉末压片透射法对样品的红外吸收光谱进行分析,测试条件:室温29oC,相对湿度40%,分辨率为4 cm-1,扫描次数为64次,测量范围为400～4000 cm-1。

样品直接反射法测试结果显示,特征吸收峰主要出现在1023 cm-1、544 cm-1、582 cm-1、838 cm-1、1612 cm-1处。最强的吸收峰出现在1023 cm-1处,是[PO4]3-的反对称变角振动所致;544 cm-1的强吸收峰是[PO4]3-的对称变角振动所致;582 cm-1的吸收峰是[PO4]3-的弯曲振动所致;1612 cm-1的吸收峰为结晶水的弯曲振动所致。

图3 样品的红外光谱(反射法)Fig.3 Infrared spectra(reflection method)of the sample

图4 样品的红外光谱(KBr压片)Fig.4 Infrared spectra(KBr tablet)of the sample

样品的KBr粉末压片透射法测试结果显示,主要的特征吸收峰出现在1014 cm-1、550 cm-1、585 cm-1、846 cm-1、760 cm-1、1627 cm-1、3388 cm-1处。最强的吸收峰出现在1014处是[PO4]3-的反对称变角振动所致;550 cm-1的强吸收峰是[PO4]3-的对称变角振动所致;585 cm-1的吸收峰是[PO4]3-的弯曲振动所致;1612 cm-1的吸收峰为结晶水的弯曲振动所致;3388 cm-1的吸收峰是结晶水的对称伸缩振动所致。

通过红外光谱测试,对比红外光谱特征吸收峰,显示样品与斜红磷铁矿的红外吸收光谱特征相符合[1-2]。

2.3 质谱仪测试

矿物微量元素含量测试采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)法完成。其中电感耦合等离子体质谱仪型号为赛默飞(Thermo)iCAP Q ICP-MS,测试条件:雾化气流速0.76L/min,电子镜电压4～10k V,高频发射器功率1250W,扫描方式跳峰,积分时间10ms,采样深度210步长,信号背景时间25s,信号接收时间55s,激光器型号为相干公司(Coherent)生产的193nm Ar F准分子激光器,测试条件:激光束斑30μm,激光频率8Hz,激光能量密度10J/cm2;数据处理采用Nist610、Nist612作为外部标准进行校正,ICPMSDATACAL软件进行简单外标法校正。选取样品的五个点进行测试,测试结果显示:样品主要含有P2O5和FeO,含有微量的Na、Mg、Al、Si、P、K、Ti。这符合斜红磷铁矿的分子式FePO4·2H2O特征[3]。

表1 LA-ICP-MS微区原位微量元素含量测试结果Table 1 Content of in situ trace elements in microdomains by LA-ICP-MS test

2.4 紫外-可见光谱仪测试

样品的紫外-可见光光谱采用南京宝光检测技术有限公司生产的UV5000XL型光谱仪测试。实验条件积分时间150ms,波长范围210～1000nm,平均扫描次数50,平滑宽度2。测试结果显示样品在530nm附近具有宽大的吸收峰,此吸收峰的产生应该与铁有关,是其呈现紫色的原因[4]。

图5 样品的紫外-可见光光谱

Fig.5 UV-VIS spectra of the sample

3 结 论

(1)本文所研究的美国“云母玉”实际为斜红磷铁矿,为粒状结构,玻璃光泽,不透明,折射率为1.70,相对密度为2.55,硬度在4左右。根据现行的国家标准GB/T16552-2010《珠宝玉石名称》应定名为磷铁矿或者斜红磷铁矿。

(2)斜红磷铁矿红外吸收光谱的主要特征峰出现在1014 cm-1、550 cm-1、585 cm-1、846 cm-1、760 cm-1、1627 cm-1、3388 cm-1处。

(3)通过紫外-可见光谱仪测试,样品具有503nm的宽大吸收峰,是其呈现紫色的主要原因。

[1] 彭文世,刘高魁.矿物的红外光谱图集[M].北京:科学出版社, 1982.

[2] 吴瑾光.近代傅里叶变换红外光谱技术及应用[M].北京:科学技术文献出版社,1994.

[3] 王濮,等.系统矿物学(下)[M].北京:地质出版社,1987.

[4] 张蓓莉.系统宝石学(2版)[M].北京:地质出版社,2006,5.

The Gemological Characteristics of American"Mica Jade"

ZHU Hong-wei,SUN Bing,YAN Fei,WANG Ping,ZHAO Xiao-xue
(1.National Gold&Diamond Testing Center,Jinan,China 250014; 2.Shandong Provincial Metrological Industry of Social Justice,Jinan,China 250014)

Recently,a red jade called American"mica jade"appears on the market.Result of the basic gemmological test,infrared spectrometer test and laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry test and UV-visible spectroscopy detection show that this kind of jade is a opaque granular aggregate in purplish red color with vitreous luster. It has a refractive index of 1.70,a relative density of 2.55 and a hardness of about 4.Infrared spectrometer test shows that the sample has an absorption peak 1014cm-1caused by antisymmetric variable angle vibration of[PO4]3-,an absorption peak 550cm-1caused by variable angle symmetric vibration of[PO4]3-,an absorption peak 585 cm-1caused by bending vibration of[PO4]3-,an absorption peak 1627 cm-1caused by bending vibration of crystal water and an absorption peak 3388 cm-1caused by symmetrical stretching vibration of crystal water.UV-visible spectroscopy detection shows that the sample has a 530nm broad absorption peak which indicates that the color of it is mainly caused by iron. All the above tests demonstrate that the mineral name of the sample should be chinostrengite.Keywords：American mica jade;identification;chinostrengite

American mica jade;identification;chinostrengite

TS933

A

1673-1433(2017)04-0064-03

2017-05-28

朱红伟(1982-),男,本科,工程师,主要从事珠宝玉石鉴定和教学。

朱红伟,孙冰,燕菲,等.美国”云母玉”的宝石学特征[J].超硬材料工程,2017,29(4):64-66.