藕粉色和田玉宝石学特征及谱学研究

张梦雪 李 风 孙秀凤

（核工业二一六大队，新疆 乌鲁木齐830000）

0 引言

藕粉色和田玉是新疆软玉市场上刚兴起的一种少见玉石，其结构细腻，质地油润清透，色彩为罕见的藕粉色，颇受大众喜欢。藕粉色和田玉在和田玉市场的占有量少，价格比市场上同品质的白色青海料偏高。藕粉色和田玉的出现进一步丰富了市场上大众对玉石颜色上的选择，藕粉色和田玉主要呈浅粉色调，深粉色调，微透明到半透明，局部可见矿物平行排列造成的纤维状结构，但质地细腻者不易观察。藕粉色和田玉的出现丰富了和田玉市场，但是目前对它的报道较少，对其致色原因也没有说明。因此，本文采用常规宝石学测试、X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱测试、激光诱导离解光谱仪及紫外-可见分光光度计等测试方法，扫描电子显微镜，对具有代表性的(浅粉、深粉色)的藕粉色和田玉样品的宝石学特征、微观形貌、矿物组成进行了深入研究，并探讨了其颜色成因，此次研究对和田玉市场具有积极作用。

1 样品

1.1 基本特征

如图1所示，本次研究的藕粉色样品FS-1，FS-2，FS-3（图1），根据颜色分类，选取具有代表性的两类颜色，浅粉色调FS-1和FS-2样品和深粉色调FS-3样品。藕粉色和田玉呈致密块状，质地细腻，颜色为浅藕粉色-深藕色，油脂光泽，微透明（表1）[1-6]。用玛瑙研钵将FS-1块状样品，FS-2块状样品和FS-3块装样品部分研磨，分别得到粉末FS-1，粉末FS-2和FS-3（图2）。

2 结果与讨论

2.1 藕粉色和田玉的XRD特征分析

取深粉色调的FS-3粉末样品继续研磨，之后过200目筛（矿物粒径＜74μm），取少量过筛微米粒级粉末，采用侧向挤压法进行XRD测试。上述样品X射线衍射分析测试使用的是德国布鲁克D8advance型X射线粉晶衍射仪，德国BRUKERD8-ADVANCEXRD衍射仪：入射光源为Cu Kα辐射，Ni片滤波光阑系统为DS=SS=1°；RS=0.3 mm，X光管工作电压为20 kV，电流为5 mA。使用连续扫描方式，扫描速度为8°·min-1，扫描范围为3°～64°，20分辨率0.02°。

表1 藕粉色和田玉宝石学样品的常规宝石学特征

图2 藕粉色粉末样品

对深色调的藕粉色和田玉粉末FS-3数据进行分析，分析结果表明藕粉色和田玉的主要矿物成分为透闪石（图3）。经对数据分析得出主要矿物仍为透闪石占76.01%。而当致色矿物含量较低时，虽然经过静置沉降后得到有效的富集，但其含量仍然不高，未能在富集后的样品中发现致色元素。

2.2 藕粉色和田玉的化学成分分析

样品测试采用的美国ThermoFisherK-Alpha。技术指标:（1）离子枪-能量范围100-4 000；（2）EvX射线源-AlKα微聚集单色器-可获取的光斑大小；（3）真空度一般是8×10-8，入射角90°；4.250Xi的最大刻蚀深度是500 nm，每次刻蚀深度最高100 nm。

将藕粉色粉末样品FS-1，FS-2和粉末FS-3样品进行XPS测试，对数据分析之后，在图谱中探测到有锰元素的峰。测试结果数据分析显示FS-1锰含量为1.52%，FS-2锰含量为1.51%，FS-3锰含量1.54%。Mn含量随着藕粉色调的逐步渐深呈现明显的含量变化，进一步说明藕粉色和田玉致色原因可能与Mn有关[9-11]。但其致色原因是否与其他元素有关仍需要进一步研究。

图3 藕粉色和田玉样品FS-3的X射线粉末衍射分析

2.3 紫外-可见吸收光谱分析

紫外-可见吸收光谱测试用的分析仪器是岛津UV3150/UV3600。技术指标：波长范围：200 nm-3 000 nm；透过率测量精度：≤0.3%T；吸收率测量精度：≤0.004 Abs。

在紫外-可见吸收光谱测试中，藕粉色和田玉FS-1、FS-2、FS-3样品的测试结果如图4，藕粉色和田玉样在547 nm处均有较强吸收带，这一吸收特征与Mn致色的其他矿物如蔷薇辉石有可比性。蔷薇辉石在545、410 nm处均有吸收带[7]。由此推测藕粉色和田玉的547 nm吸收带与Mn的吸收有关，进一步证明X射线光电子能谱测试测试结果。

图4 藕粉色和田玉样品的紫外-可见吸收光谱

2.4 微观形态特征

藕粉色样品的主要化学成分为Mg、Si、O等元素。主要矿物成分为透闪石和阳起石，在扫描电镜下呈现显微片状结构和显微纤维结构，纤维的定向性较好，平行排列，纤维的边界不明显（图5）。与典型新疆和田玉纤维交织（毛毡状）结构相比。藕粉色和田玉纤维长度较短，结构不够致密。扫描电镜下均显示由短柱状或板状的透闪石晶体组成，晶形完好而局部存在高结晶度的透闪石矿物，且矿物颗粒之间紧密结合，定向排列。综上，所以藕粉色和田玉从外观上要更细腻，透明度也更高。

图5 藕粉色和田样品的微观形貌特征

3 结论

X射线粉末衍射分析结果表明，藕粉色和田玉矿物组成主要为透闪石。对其数据分析得出主要矿物仍为透闪石占76.01%。而当致色矿物含量较低时未能发现致色元素的存在。

显微片状结构和显微纤维结构，纤维的定向性较好，平行排列，纤维的边界不明显。与典型新疆和田玉纤维交织结构相比，纤维长度较短，结构不够致密。扫描电镜下均显示由短柱状或板状的透闪石晶体组成，而局部存在高结晶度的透闪石矿物，且矿物颗粒之间紧密结合，定向排列。所以藕粉色和田玉从外观上要更细腻，透明度也更高。

测试结果显示，其主要成分为SiO2、MgO、CaO，次要成分为Al2O3和FeO等，各组分含量相对稳定，与透闪石Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）的理论化学成分基本一致，说明藕粉色和田玉的矿物成分主要为透闪石，但并没有探测到有致色元素的存在。又进一步将FSM-1，FSM-2粉末样品进行X射线光电子能谱测试，其颜色为浅藕粉色到深藕粉色。经过XPS探测到锰峰的存在，Mn含量随着藕粉色色调的深浅不同呈现明显的改变趋势，进一步说明藕粉色和田玉的颜色可能与锰元素有关，之后通过紫外-可见吸收光谱测试结果推测，藕粉色和田玉样品的藕粉色与微量元素Mn有关。