柱晶石猫眼及其相似品的宝石学鉴别特征

孙娜娜 刘大平 武甜甜

(陕西国际商贸学院 陕西省宝石学实验教学示范中心,陕西 西安712046)

柱晶石是一种不被人熟悉的宝石品种,属于稀少宝石范畴,全世界宝石级柱晶石产量较少,且通常体积不大,目前世界上已知的柱晶石成品重量超过10ct的屈指可数,常作为收藏品。当柱晶石内部含有定向定向排列的包裹体时可出现猫眼效应,即柱晶石猫眼。

柱晶石猫眼的化学成分是含镁铝铁的硼铝硅酸盐,化学式:(Mg,Fe2+)(Al,Mg,Fe)9(Si,Al,B)5(O,OH,F)21,可含Na,Mn等杂质元素。斜方晶系,颜色常见褐色、绿褐色、黄褐色等,晶体常呈卵石状、不规则形态产出,产地主要分布在缅甸、斯里兰卡等地。柱晶石猫眼的相似品主要有:顽火辉石猫眼、透辉石猫眼、方柱石猫眼、磷灰石猫眼、夕线石猫眼、碧玺猫眼、玻璃猫眼。其中顽火辉石猫眼的化学成分是铁镁硅酸盐,化学式:Mg2[Si2O6]Fe2[Si2O6],斜方晶系,颜色常见褐色、褐绿色、灰色等,晶体常呈断裂柱状产出,主要产于缅甸、南非、印度等地。透辉石猫眼的化学成分是钙镁硅酸盐,理想化学式:CaMg2[Si2O6],但常含Fe,Gr等杂质元素。单斜晶系,颜色常见绿色、褐绿色等,单晶少见,常呈柱状、粒状集合体产出,主要产于美国、芬兰、马达加斯加等地。方柱石猫眼的化学成分是含钠钙硅酸盐,化学式:(Na,Ca)4[AlSi3O8]3(Cl,OH,CO3,SiO4),四方晶系,颜色常见褐色、绿色、灰色等,晶体常呈柱状、粒状和块状集合体产出,产地主要分布在缅甸和中国。磷灰石猫眼化学成分是钙磷酸盐,化学式:Ca5[SiO4]3(F,Cl,OH),六方晶系,颜色常见绿色、黄色、褐色、蓝绿色等,晶体常呈柱状、厚板状和块状集合体产出,产地主要分布在缅甸、斯里兰卡、坦桑尼亚和中国等地。矽线石猫眼的化学成分是含铝硅酸盐,化学式:Al2SiO5,斜方晶系,颜色常见褐色、蓝色、灰白色等,晶体常呈长柱状、纤维状和针状、纤维状及放射状集合体产出,产地主要分布在缅甸和斯里兰卡、捷克、印度等国。碧玺猫眼的化学成分是硼硅酸盐,并且可含有铝、铁、镁、钠、锂、钾等元素,化学式较为复杂:Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4,三方晶系,颜色丰富,常见绿色、褐绿色、蓝色等,晶体常呈长柱状产出,主要产于巴西、马达加斯加、意大利厄尔巴岛等地。玻璃猫眼属于人工宝石,主要化学成分为SiO2,颜色丰富。笔者现收集柱晶石猫眼、顽火辉石猫眼、透辉石猫眼、方柱石猫眼、碧玺猫眼、矽线石猫眼、磷灰石猫眼、玻璃猫眼9件样品,见图1,经过对样品进行常规宝石学和红外吸收光谱测试及综合分析,为鉴别柱晶石猫眼及其相似品提供一些有效的参考方法。

图1 柱晶石猫眼及其相似品

1 常规宝石学特征

通过对样品进行外观特征、折射率、紫外荧光、吸收光谱、多色性、相对密度、放大观察等常规宝石学检测,结果见表1。

通过表1可见,方柱石猫眼、碧玺猫眼、磷灰石猫眼、玻璃猫眼折射率和柱晶石猫眼明显不同,顽火辉石猫眼、透辉石猫眼、矽线石猫眼折射率和柱晶石猫眼几近相同；荧光检测,只有方柱石猫眼、碧玺猫眼和玻璃猫眼有荧光,其它样品长短波下均无荧光,由此可区分这三种样品与柱晶石猫眼的区别；吸收光谱,柱晶石猫眼显示铁谱,顽火辉石猫眼有特征503nm吸收线,矽线石猫眼蓝紫区有吸收线,磷灰石猫眼有580nm吸收双线,透辉石猫眼显示铬谱,方柱石猫眼、碧玺猫眼和玻璃猫眼不特征；多色性,只有玻璃猫眼,其它所有样品都有多色性；相对密度,方柱石猫眼和玻璃猫眼低于3.0,柱晶石猫眼和顽火辉石猫眼、透辉石猫眼接近略高于碧玺猫眼、矽线石猫眼和磷灰石猫眼。放大观察,只有玻璃猫眼显示特征的蜂巢状构造,柱晶石猫眼和其它样品内部特征相近。由此可以看出,通过观察常规宝石学特征,很难区分柱晶石猫眼和顽火辉石、透辉石猫眼,其它相似品可以通过宝石学常规特征加以区分。

表1 柱晶石猫眼及相似品常规宝石学特征

2 红外吸收光谱分析

在长涛质检珠宝玉石检测实验室,使用德国布鲁克TENSOR27型红外光谱仪对常规仪器难以区分的柱晶石猫眼、顽火辉石猫眼和透辉石猫眼进行测试,测试条件:反射法,扫描次数:5,分辨率:4cm-1,测试波数范围400～4000cm-1,经自带软件将所有红外光谱K-K转换为吸收光谱。从测试结果图2来看,柱晶石猫眼样品在中红外区显示特征红外吸收峰,可见1155cm-1、1124cm-1、990cm-1、887cm-1、738cm-1、603cm-1等 典 型 红外峰。透辉石猫眼在样品在红外反射光谱中870-1130cm-1氛围内920cm-1、968cm-1、1128cm-1吸收谱带最强,在620-770cm-1范围的可见670cm-1、650cm-1吸收谱带。顽火辉石猫眼样品的红外反射光谱可分为三个区:860-1130cm-1范围内4-6个吸收带,主要 分 布 在1086cm-1、978cm-1、865cm-1；600-750cm-1吸 收 区；400-600cm-1强吸收区,主要是辉石族矿物的特征吸收峰,此范围内的吸收峰主要位于545cm-1、517cm-1、450cm-1。(图2)

图2 柱晶石猫眼、透辉石猫眼和顽火辉石猫眼红外对比图

3 结论

在对柱晶石猫眼和其相似品的检测过程中,必须将常规宝石学特征和红外光谱检测结论相结合,综合分析,才能为准确的鉴定提供可靠的数据分析。

红外光谱检测分析对柱晶石猫眼、透辉石猫眼和顽火辉石猫眼的鉴定具有判定指导作用,与它相似品可以通过宝石学常规特征加以区分。