广东信宜南玉与无损光谱检测分析

王世琴

【摘要】信宜南玉属于蛇纹石质玉石，蛇纹石玉是我国利用最早的玉石之一。采用外束质子激发X射、线荧光（PIXE）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱（Raman）技术对我国出土的古玉器以及辽宁省岫岩县出产的蛇纹石玉石进行矿物特征分析。通过对古玉器和玉石的对比研究，成功地对古玉器中的蛇纹石质玉器进行了无损鉴定，总结得出了蛇纹石质古玉器的无损鉴别方法，对于深化我国古玉器的研究具有重要意义。微量元素特征分析有助于探索古玉器玉料的来源。

【关键词】南玉 无损分析 质子激发X荧光 拉曼光谱 光谱分析

信宜南玉是广东省四大名玉之一，其开发利用已有近200年的历史。信宜南玉属于蛇纹石质玉石，碧绿如翠，晶莹如冰，玉质柔润，石纹雅致，以淡绿为主，兼有黄、白、褐等色，质地较细腻，具油腻或蜡色状光泽，半透明。由于颜色美观，硬度低，加工性能良好，其独特之处在于色泽温润，颜色美观，质地细腻，硬度适中，能加工成很薄的器件，适用于制作工艺玉雕及首饰。制作大型玉雕座件和中小型陈设玉时常被列为首选玉种。

经过多年的开采，南玉唯一的产地——信宜金桐洒流玉石矿2000年闭矿。近年来，经过长时间的地质勘查，在信宜发现了几个新的南主，如信宜水口镇饭豆坡南玉矿、北界镇金垌、安莪南玉矿假难辨，缓解了南玉玉石资源短缺的问题。

商业上信宜南玉根据颜色、质地等特征分为二种类型：青南玉（青料）、黄南玉（黄料）及蓝水南玉（蓝水料），其中以蓝水南玉最为稀少、珍贵。信宜南玉含有少量金云母、滑石、方解石、透闪石、绿泥石、绿帘石等。新开发南玉资源研究的过程中发现，部分蓝水南玉与青南玉、黄南玉矿物组成差异很大，并非传统认识认为的蛇纹石玉，其矿物南玉矿，主要由绿泥石组成，是一种绿泥石玉。绿泥石作为一种蚀变矿物，分布十分广泛，然而作为一种玉石资源却发现不多，此次发现绿泥石质玉石的玉矿为信宜市水口镇饭豆坡南玉矿，该矿区之前主要以开采滑石为主。矿体处于谷地中，约长300m，厚50m左右，呈脉状产出，倾向北西，倾角50°左右，沿北东方向逐渐变薄至尖灭。主要矿物绿泥石中主要成分为出SiO₂、Al₂O₃、FeO、MgO其中SiO₂含量34.38%～41.48%、Al₂O₃含量11.02%～14.04%、FeO含量0.9%～1.23%、MgO含量31.6%～34.91%，具有十分明显的富镁贫铁的特点。南玉这种美石属透闪蛇纹岩，有美丽的花纹，4～5摩氏硬度，可靠的辨别方法是：看、听、触、尝。本文综述了近年来现代珠宝无损测试技术在南玉及宝玉石检测中的应用现状及前景。

近年来，光谱分析技术已经被成功的应用于玉石学研究和鉴定等领域。如红外光谱、拉曼光谱、PIXE技术、XRD技术和Raman光谱法、X射线衍射、电子探针、扫描电镜等技术均可快速无损地鉴定玉石的类别。

（1）X射线荧光光谱技术目前广泛用于对样品的主要成分进行无损的定量和定性分析，具有快速简便、检验结果相对准确的优良特点。在国内的主要检验机构，一般主要应用于贵金属饰品的检测，但随着X射线荧光技术的不断发展和操作人员对于相关仪器性能的不断了解和开发，X射线荧光技术在珠宝玉石检验领域作为一种辅助鉴定手段，发挥着越来越大的作用郭立鹤等通过对玉石红外反射光谱的研究，得到了包含318个光谱的数据库和包含检索鉴定程序的宝石红外光谱鉴定系统；王丹丹等用微型光纤光谱仪对不同玉石的特征光谱进行定性鉴别，确定了他们的特征谱线：顾丽凤等用拉曼光谱对翡翠玉石进行了模式判别；史训立等研究探讨了紫外可见吸收光谱应用于宝石检测的进展情况以及在宝石监测应用的局限性和方向。这些检测方法都具有快速非破坏性，但基本都是对采集到的原始光谱数据图形进行直接分析鉴别。

（2）云南省地方标准DB53/T 245-2008《珠宝玉石鉴定拉曼光谱法》的发布，使得拉曼光谱技术对宝玉石的鉴定、研究更具有普遍意义和可操作性，进一步拓展和完善了珠宝玉石的研究、鉴定手段，尤其为高端品的鉴定、评估提供了科学、准确的依据，将极大推动我国珠宝产业的健康、快速发展。《味宝玉石鉴定拉曼光谱法》中新的拉曼测量法价值在于：①克服了传统拉曼光谱法的缺点，以新的散射配置进行实验，简化了测量步骤，无须制样，从而可以对任意形状的样品做无损、快速、准确的微区原位分析，对宝玉石中的主体进行真伪鉴定，也可对主体中的包体（原生、注入物质）、缝隙填充物成分进行有效的测定，从而对其品质等级进行评定或者提供其产地的有用信息；②建立了百余种珠宝玉石拉曼数据库；③建立了若干常用宝玉石填充物、致色物的拉曼数据库；④创建了云南省地方标准DB53/T 245-2008《珠宝玉石鉴定拉曼光谱法》，以规范的测试步骤和快速的比较法，确保严密可靠的判断结论；⑤开发了便携式拉曼光谱仪的应用实践并引入云南省地方标准DB53/T245-2008《味宝玉石鉴定拉曼光谱法》中。信宜玉因出产地质条件差异而不同质地。翠绿鲜艳，细腻纯静，透明度好，带幼花纹，依可以用激光拉曼光谱法测定其组成及其结构。

随着宝石合成技术及优化处理技术的进步，合成宝石与天然宝石的差别越来越小，鉴定难度越来越大。用传统的宝石鉴定工具鉴定这些宝石，有时就显得无能为力。因为宝石显微镜、折光仪等传统工具是通过测定矿物的光学性质及其他物理性质辨别宝玉石，根据这些性质和参数只能做出定性的鉴定结果。而且一些不同种类的宝石其光性和物性非常相似。为了解决这些难题，一些现代测试技术被引入到珠宝鉴定领域，使得对珠宝鉴定的研究模式由传统的描述、对比、定性研究向微观、定量的方向发展，这大大提高了我国珠宝鉴定的技术水平。

（3）古代玉器在漫长的埋藏过程中颜色会发生变化，许多矿物组成不同的古玉器会出现相同的鸡骨白外观，受沁的玉器在化学成分和结构上与新鲜玉石也有所差别。古玉器属于国家文物，是一种不可再生资源，它的唯一性和不可复制性决定了对它的鉴定和测试只能在无损的情况下进行。这些限制使得难以形成有效地鉴定古玉文物的方法。质子激发X射线荧光（PIXE）和拉曼光谱技术（Raman）作为无损分析方法分别从化学成分和结构方面对材料进行表征，已广泛应用到古代玻璃、瓷器、玉器和颜料等多个考古学领域。X射线衍射（XRD）可以测定玉石的矿物组成，为古玉鉴定提供了最直接的方法。将以上3种技术相结合，可以克服仪器条件的限制，获得蛇纹石质古玉器无损鉴定的有效方法。

（4）珠宝和玉石的鉴定是一项利用多种仪器及检验方法测试宝石的多个参数并依据这些检验数据进行综合判断的复杂工作。它对鉴定人员有着很高的要求。鉴定人员既要有效地使用各种仪器并解释仪器提供的各种信息，又要熟悉各种主要宝石的鉴定特征，只有这样才能抓住鉴定关键，从而准确、快速地对宝石做出鉴别与判断。基于这种情况，天津市产品质量监督检测技术研究院利用计算机信息技术，开发了珠宝玉石辅助鉴定及信息系统。该软件是一套集珠宝玉石计算机辅助鉴定和相关信息查询为一体的专家系统软件。在開发的过程中，以国家标准GB/T 16552-2003《珠宝玉石名称》和GB/T 16553-2003《珠宝玉石鉴定》为基础，依据宝石学知识体系结构，对相关的鉴定数据和资料进行了收集、分类和标准化。该软件采用了计算机科学中的数据库、模式识别、信息编码等多项信息技术，在实践运用中，取得了良好的效果。珠宝玉石辅助鉴定及信息系统开发后，已在检验机构、商贸企业和教学单位应用，取得了良好的效果。在珠宝玉石鉴定实践中，突破了个人经验的局限，大大地提高了鉴定的全面性和可靠性。此外，对于初学者，只要会使用仪器，就可在系统的指导下，对珠宝玉石做出正确的判断。同时，又可作为学习和考试的辅助工具，对培养良好的鉴定思路、正确使用各种仪器等都具有很好的指导意义。

利用PIXE技术、XRD技术和Raman光谱法准确地判定了古玉器样品的玉质为蛇纹石玉。古玉器的微量元素组成分析为研究古玉器的玉料来源问题提供了重要信息。无损成分和结构分析方法为蛇纹石质古玉器的鉴定提供了有力的工具，藉此可以对我国各地古墓中出土的玉器进行种类鉴定，进而为探索古代蛇纹石玉的应用历史以及贸易传播路线提供技术支持。

综上所述，现代光谱技术作为一种辅助鉴定手段，在珠宝玉石鉴定工作中具有一定的补充作用。而且随着科技的不断发展，光谱技术必将逐步完善，这对于丰富珠宝玉石的检验方法及其真伪鉴定技术具有重要的意义。