寿山石“月尾绿”与2种相似外省石的鉴别特征研究*

王黎明

（福建省测试技术研究所，福建 福州 350001）

寿山石[1]作为一种印章石[2]使用具有悠久的历史，观赏价值及雕刻艺术价值都极高。寿山石主要出产于福建省福州市市郊北部约30多公里的寿山乡等地，寿山村是寿山石的唯一原产地。寿山石品种繁多，月尾类寿山石[3]是寿山石中较稀少的品种，以颜色亮丽而备受青睐，其中“月尾绿”[3]是少见的黄绿色品种。近年来，外省石[4]频繁出现在福州的艺术品市场上，尤其是很多外省绿色玉石[5]流入寿山石市场[6]仿冒“月尾绿”寿山石高价出售。

本研究通过X射线粉晶衍射（XRD）[7，8]、中红外光谱（MIR）[9]、扫描电镜[10]、x荧光能谱仪等测试方法对寿山石“月尾绿”及2种外省石进行鉴定。

2 材料与方法

2.1 试验材料

本次实验样品是从玉石市场采购，标本3个，2#样品（图1）为寿山石“月尾绿”，3#样品（图2）、16#样品（图3）均为外省石。

2.2 试验仪器

天平，紫外荧光灯，分光镜，扫描电镜，x射线粉晶衍射仪，红外光谱仪，扫描电镜，x荧光能谱仪。

2.3 试验方法

2.3.1 宝石的外观特征观察

通过观察法对玉石的颜色，质地，光泽进行观察。

2.3.2 宝石学特征研究

利用电子天平（梅特勒A248）通过静水称重法通过计算3种玉石的密度，利用紫外荧光灯（FUV-4D）长波、短波下有无荧光，利用分光镜检测可见光谱。

2.3.3 x射线粉晶衍射分析

将样品研磨，过200目进行检测。对3件样品采用理学D/max2500 x射线粉晶衍射仪，Cu—Ka辐射，射线强度：40 KV/200 mA ，角度范围：2.5°～85°，扫描类型：连续扫描，扫描模式：2 Theta/Theta，采样步宽：0.02°/步，扫描速度：10°/min。

2.3.4 傅立叶红外光谱仪分析

将样品光滑平整面置于样品台进行反射采谱检测，用布鲁克TENSOR27傅立叶红外光谱仪对3件样品进行检测，采用中红外波长400～4000 nm，背景采谱时间：16 s，样品采谱时间：16 s。

2.3.5 显微结构特征分析

对3件样品粉末制样，通过日立S4800扫描电镜，电压3.0 KV，高真空模式下进行观察。

2.3.6 x荧光能谱仪元素分析

将样品通过美国热电ARLQUAN’X x荧光能谱仪，46 KV电压，Pd medium滤片，采谱时间60 s，进行元素分析。

2.4 结果与分析

2.4.1 宝石的外观特征

通过观察，寿山石“月尾绿”颜色黄绿，蜡状光泽，质细腻（图1）；3#样品颜色深绿，蜡状光泽，质细腻（图2）；16#样品颜色鲜艳，有石皮，透明（图3）。

图1 “月尾绿”寿山石

图2 3#样品外省石

图3 16#样品外省石

2.4.2 宝石密度、紫外荧光反应、可见光谱特征

通过计算测得寿山石“月尾绿”密度为2.78 g/cm3，3#样品密度为2.53 g/cm3，16#样品密度为2.88 g/cm3。“月尾绿”紫外荧光灯下长波下弱荧光，短波无；3#样品、16#样品紫外荧光灯下长波、短波下均无荧光。可见光谱检测不特征。

图4 寿山石“月尾绿”粉晶衍射图

表1 寿山石“月尾绿”x射线粉晶衍射数据

图5 3#样品x射线粉晶衍射图

表2 3#样品x射线粉晶衍射数据

2.4.3 x射线粉晶衍射矿物分析

通过x射线粉晶衍射分析计算的数据（表1），结果分析得：⑴ 寿山石“月尾绿”样品的主要衍射特征峰位于5.0064、4.4714、3.0559 A处，这均与伊利石的标准衍射图谱（PDF#00-043-0685）基本吻合；⑵ 由数据（表2）结果分析得3#样品的主要衍射特征峰位于4.5998、3.8577、2.6515 A处，这均与蛇纹石的标准衍射图谱 （PDF#01-086-0403）基本吻合；⑶由数据（表3）分析得16#样品的主要衍射特征峰位于5.0123、4.4759、3.2064 A处，这均与伊利石的标准衍射图谱（PDF#00-043-0685）基本吻合。因此，可得知“月尾绿”主要矿物为伊利石，3#样品外省石主要矿物为蛇纹石，16#外省石主要矿物为伊利石。

图6 16#样品粉晶衍射图

表3 16#样品粉晶衍射数据

2.4.4 傅立叶红外光谱仪分析

通过傅立叶红外光谱仪检测得：⑴ 寿山石“月尾绿”红外光谱图（图7），1063,947 cm-1处吸收峰归属于伊利石Si-O伸缩吸收所致[11]，511,445 cm-1处吸收峰归属于伊利石Si-O弯曲伸缩吸收所致[12]；⑵3#样品（图8）1131,950 cm-1处吸收峰归属于蛇纹石Si-O伸缩吸收所致[6]，701,584 cm-1处吸收峰归属于蛇纹石Si-O弯曲伸缩吸收所致；⑶ 16#样品中红外光谱（图9），1058,948 cm-1处吸收峰归属于伊利石Si-O伸缩吸收所致，513,420 cm-1处吸收峰归属于伊利石Si-O弯曲伸缩吸收所致，与x射线粉晶衍射结果吻合。

图7 寿山石“月尾绿”红外光谱图

图8 3#样品红外光谱图

图9 16#样品红外光谱图

2.4.5 显微结构分析

通过扫描电镜对样品进行微观形貌观察：⑴ 寿山石“月尾绿”显微结构（图10）晶体纤维结构，呈鳞片状，晶体层状交叠，呈不完整六边形或近圆形，粒径0.5～10μm；⑵ 3#样品显微结构（图11）晶体鳞片状，粒状，颗粒边缘不规则，颗粒较小，粒径0.1～6μm；⑶ 16#样品显微结构（图12），晶体呈片状，颗粒大小不一，呈板条状，粒径0.5～13μm。

图10 寿山石“月尾绿”扫描电镜图

图11 3#样品扫描电镜图

图12 16#样品扫描电镜图

2.4.6 x-荧光能谱仪元素分析

通过X-荧光能谱仪测得元素如下：⑴ 寿山石“月尾绿”（图13）主要元素为K、Fe、Si，可能的致色元素为Fe；⑵ 3#外省石（图14）主要元素为Ca、Fe，可能的致色元素为Fe；⑶ 16#外省石（图15）主要元素为K、Ti、V、Fe、Si、Zr，可能的致色元素为Ti、V、Fe。

图13 寿山石“月尾绿”x荧光能谱仪图

图14 3#样品 x荧光能谱仪图

图15 16#样品x荧光能谱仪图

3 结论与讨论

⑴ 利用电子天平通过静水称重法通过计算测得寿山石“月尾绿”密度为2.78g/cm3，3#外省石密度为2.53 g/cm3，16#外省石密度为2.88 g/cm3；寿山石“月尾绿”紫外荧光灯长波下弱荧光，短波无，3#、16#外省石紫外荧光灯长波短波下均无荧光，可见光谱（分光镜）检测均不特征。

⑵ 利用x射线粉末衍射仪、傅立叶红外光谱仪、扫描电镜等大型仪器分析得寿山石“月尾绿”主要矿物为伊利石，3#外省石主要矿物为蛇纹石，16#外省石主要矿物为伊利石。寿山石“月尾绿”微观颗粒结构呈鳞片状，层状交叠，形状有细微差别，其颗粒呈不完整六边形，部分呈近圆形；3#外省石颗粒呈鳞片状，颗粒相对其它2种石头较小，边缘不规则；16#样品晶体呈片状，颗粒大小不一，呈板条状。

⑶ 利用x荧光能谱仪对3个样品进行元素分析，寿山石“月尾绿”主要元素为K、Fe、Si，可能的致色元素为Fe；3#外省石主要元素为Ca、Fe，可能的致色元素为Fe；16#外省石主要元素为K、Ti、V、Fe、Si、Zr，可能的致色元素为Ti、V、Fe。各标本具体的致色元素还有待进一步的研究。