与翡翠伴生的含钠长石质玉石红外光谱特征分析

2020-07-23 06:16黄德晶
科技风 2020年19期
关键词:光谱翡翠图谱

摘 要: 含钠长石质的玉石是翡翠原生矿伴生的岩石类型,在外观特征上与翡翠接近,同时,国家标准中缺乏对翡翠种类及相关伴生岩石的明确界定。本文通过收集三类含钠长石质玉石矿物组合类型标本,在进行宝石学常规仪器测试的基础上,重点运用傅立叶红外光谱仪漫反射测试分析,总结了三类含钠长石质玉石不同矿物组合类型的漫反射红外光谱图特征,旨在为鉴别含钠长石质玉石提供可靠的红外光谱数据特征。

关键词: 含钠长石质玉石;红外光谱

以钠长石为主的矿物组合类型是珠宝市场上常见的翡翠仿制品,同时也属于翡翠的伴生围岩。由于翡翠产出的地质条件复杂性,作为翡翠围岩的一类伴生岩石,钠长石质岩石常常会受到一定的影响。

一、样品的选取

根据产出特征,将样品分成三种类型,包括有成分比较单一的钠长石组合玉石(水沫子),还有与翡翠共生的硬玉-钠长石组合玉石以及与钠铬辉石共生的钠铬辉石-钠长石组合玉石(麽西西玉)。

第一种类型为成分比较单一的钠长石组合玉石(水沫子),颜色总体为白色或灰白色,在透明或半透明的底色中常含有大大小小不规则和不透明的白色斑块和蓝绿色条带。折射率均为1.52,具有典型的粒状结构。

第二种类型为与翡翠共生的硬玉-钠长石组合玉石,随着钠长石含量的变化其性质也发生变化,总体外观颜色由白色基底和少量的绿色组成,结构比较致密,表面比较光滑。其中透明度是最典型的外观特征。含钠长石较多时,较均匀、透明,少量绿色成块状分布;含钠长石和硬玉相当类型,透明和不透明部分交错分布,整体由白色基底和少量绿色、黑色廯构成,绿色沿白色部位分布;含硬玉较多时,透明度较差,绿色部分呈条带状分布,部分样品颜色偏灰偏暗。

第三种类型为钠铬辉石共生的钠铬辉石-钠长石组合玉石(麽西西玉),其矿物组分和结构比较复杂,且共生组合特性变化较大。从外观来看,颜色多呈暗绿色、孔雀绿色或者不均匀的黄绿色,具有特征的糊状搅动构造,质地往往比较细腻、无颗粒感,但不透明。

二、红外光谱测试

本实验选用德国布鲁克公司产BRUKER TENSOR27傅立叶变换红外光谱仪,采用漫反射法,分析范围在1500-400cm-1。

(一)钠长石组合玉石(水沫子)的红外光谱特征

实验选取了部分具有典型特征的钠长石组合玉石(水沫子)作为实验样品,共7个样品。通过漫反射红外光谱测试,如下图1所示:

纵观所有样品,其漫反射图谱基本是一致的,主要吸收范围在400cm-1-1200cm-1,且比较尖锐的,并含有很多的谱带,说明钠长石组合玉石(水沫子)的成分比较单一。具有线条明锐的吸收谱线,在一定程度上说明了在钠长石组合玉石(水沫子)中,Al3+离子和Si4+离子的置换是比较有序。

此外,对比同一样品的不同部位,其透明部位和绿色部位的漫反射图谱基本一致。峰位大致相同,几乎不发生漂移。

(二)硬玉-钠长石组合玉石红外光谱特征

该类型的组合玉石类型较多,实验选取了部分具有典型特征的组合玉石,通过漫反射红外光谱测试,如下图2-图5所示。

对比不同类型的样品以及同一样品与典型的钠长石组合玉石(水沫子)、翡翠样品漫反射红外对比图谱,得知不同类型的硬玉-钠长石组合玉石样品具有不同的特征:

第一种类型是一类含少量硬玉的硬玉-钠长石组合,透明度较好,如样品硬钠组合-1,绿色部位显示的是翡翠图谱。但在1100cm-1-950cm-1区间,强吸收峰的峰位移至1071cm-1。透明部位显示的是典型钠长石漫反射图谱。

第二类型是一类钠长石与翡翠含量相对均匀的硬钠组合玉石,透明度比较斑驳,如样品硬钠组合-2,绿色部位显示的是翡翠图谱,透明部位基本为钠长石图谱,部分伴随出现翡翠的某些特征峰值,且600cm-1-400cm-1区间相对强度增大。白色部位的图谱均为钠长石与翡翠叠加的图谱。其中白色部位以硬玉为主,兼有少量钠长石,图谱主体形状与翡翠图谱相似,出现的吸收峰则与钠长石典型峰值相似,但相对强度不同。

第三类型是一类含少量钠长石的硬玉-钠长石组合,透明度较差,如样品硬钠组合-4、不管是白色还是绿色部位,显示的图谱形状与翡翠典型的图谱比较相似,但出现的峰值与翡翠特征吸收峰不完全一致,且出現了钠长石的某些典型峰值。

值得注意的是,部分钠长石图谱中出现翡翠的某些特征峰值,且600cm-1-400cm-1区间相对强度增大,而部分翡翠漫反射图谱在1100cm-1-950cm-1区间,强吸收峰的峰位有些位移,移至1071cm-1附近。这些现象都很好地说明了钠长石与翡翠是紧密共生在一起的,且该类组合矿物化学成分比较纯净、单一。

(三)钠铬辉石-钠长石组合玉石(麽西西玉)红外光谱特征

本实验在对钠长石组合玉石(水沫子)以及硬玉-钠长石组合玉石漫反射红外光谱总结的基础上,对该类型的组合玉石进行漫反射红外光谱测试,本实验选取具代表性的样品。

纵观所有样品,不同样品的漫反射红外光谱是不一样的,即谱带的数目、位置以及峰型都有所区别,而同一个样品不同部位测得的漫反射红外光谱也存在较大的差异。

从测得的结果来看,其谱图的形状较简单,1200cm-1-800cm-1区间和600cm-1-400cm-1区间分别有一强吸收峰,在800cm-1-600cm-1区间,则出现数目不等的弱吸收峰,可能为1个弱吸收峰,也可能为多个弱吸收峰。而部分谱图比较复杂,在1200cm-1-800cm-1区间和600cm-1-400cm-1区间出现的强吸收带上发育较多的肩峰和侧峰。具体到不同样品的谱图,其主要吸收峰的位置是不同的,且超出了误差允许的范围,某些钠铬辉石和钠长石特征吸收峰值并不可见。这可能与钠铬辉石-钠长石组合玉石(麽西西玉)成分中不同矿物共生或伴生组合及其含量有关。

三、结论

钠长石组合玉石(水沫子)的红外光谱都是比较尖锐的,并含有很多线条谱带。漫反射红外光谱主要吸收范围在400cm-1-1200cm-1,并以1200cm-1-1000cm-1区为强吸收区,有三个比较稳定的吸收带:1149-1153cm-1、1039cm-1和1009cm-1。

硬玉-钠长石组合玉石,可分别测到钠长石与翡翠漫反射红外吸收光谱,但个别峰值发生了较小的位移,相对强度也有所变化,且白色部位均可测到钠长石与翡翠形成的叠加图谱,这类叠加形成的图谱比较复杂,大多是钠长石与翡翠二者的组合峰。

钠铬辉石-钠长石组合玉石(麽西西玉)的漫反射红外吸收光谱是以不同矿物的吸收谱带相互叠加而形成的。叠加后形成的图谱远比硬玉-钠长石组合玉石测得的叠加图谱复杂。这也说明钠铬辉石-钠长石组合玉石(麽西西玉)的矿物成分及结构比较复杂。

珠宝市场上大量出现的过渡类型的伴生玉石,大多为翡翠与相应伴生岩石之间的过渡类型,由于翡翠生长环境的复杂性,导致这类组合玉石的矿物组成复杂多变,其宝石学参数必然会出现过渡或非典型的情况。对于翡翠与相应伴生岩石之间的过渡类型仍然缺乏分析研究。国家标准应加强对翡翠与岩石的过渡类型具体的成分标准和物理性质的归钠总结,对相应的类型划分与种类界定提出规范性和统一的标准。

参考文献:

[1]赵志哲.无色系列钠长石玉的宝石学和岩石学特征的研究[D].成都理工大学,2014.

基金项目:  2018年广东省江门市科技《与翡翠伴生的含钠长石质玉石的红外光谱特征研究》(项目编号:2018030100280015309)

作者简介: 黄德晶(1983—),女,汉族,海南人,硕士研究生,讲师,研究方向:矿物学,宝石学。

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