紫墨湘玉成分及放射性核素限值研究

摘要：紫墨湘玉是近几年新发现的玉种，是一种很好的玉石材料。公众对紫墨湘玉的了解不足，限制了紫墨湘玉的推广与销售。提升公众对紫墨湘玉的科学认知，有助于紫墨湘玉的开发利用，促进当地石雕产业的发展。在野外地质调查的基础上，对其矿物成分及放射性特征开展了采样分析。研究结果表明，墨湘玉具有典型的角岩结构，紫墨湘玉的内外照射指数远低于A类装饰材料限值标准。

关键词：紫墨湘玉；偏光显微镜；矿物成分；内外照射指数

中图分类号：P588.31 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.028

Study on the Composition and Radionuclide Limits of Zimoxiang Jade

ZHENG Ping1， FAN Pengfei2， XIAO Qinghua1

（1. Hunan Vocational College of Engineering， Changsha 410151， China;

2. 230 Uranium Geology Research Institute， Changsha 410007， China）

Abstract： Zimoxiang Jade is a newly discovered type of jade in recent years and is an excellent jade material. The public’s insufficient understanding of Zimoxiang Jade has limited its promotion and sales. Enhancing the public’s scientific understanding of Zimoxiang Jade will contribute to its development and utilization， and promote the development of the local stone carving industry. Based on field geological surveys， sampling analysis and research were conducted on its mineral composition and radioactive characteristics. The research results indicate that Zimoxiang Jade has a typical angular rock structure， and the internal and external irradiation index of Zimoxiang Jade is much lower than the limit standard of Class A decorative materials.

Keywords： Zimoxiang Jade; polarizing microscope; mineral composition; internal and external exposure index

紫墨湘玉具有墨中带紫、质地细腻、抚之如脂及敲之声脆等特点，可进一步加工成工艺品、装饰品、装饰石材，是一种稀少的宝玉石材料。目前，紫墨湘玉仅在湖南省长沙市浏阳地区有产出，勘查开发难度较低，拥有广阔的市场前景。研究其矿物组成、放射性核素限值可以提高公众对紫墨湘玉的认识，增加公众对紫墨湘玉的接受度，为紫墨湘玉开发利用提供科学依据。

对紫墨湘玉产地做了初步野外地质调查，采集了典型的紫墨湘玉样品。在野外地质认识的基础上，拟采用偏光显微镜、碘化钠γ谱仪等仪器研究紫墨湘玉的矿物组成、放射性核素活度等天然属性，为紫墨湘玉的开发利用提供科学依据。

1 样品采集及分析方法

1.1 偏光显微镜法

在紫墨湘玉野外露头处（见图1）采集典型的样品，选择特定的位置切片制成薄片、光片，并在偏光显微镜下观察。薄片主要观察透明、半透明铀矿物，光片主要鉴定半透明、不透明矿物[1]。偏光显微镜实验在核工业二三〇研究所完成，实验采用Scope A1研究级偏光显微镜。该显微镜配备有AxioCam Mrc5 CCD显微摄像头，所使用的显微镜有6个物镜，放大倍数分别为2.5倍、5倍、10倍、20倍、50倍及63倍。该显微镜的目镜放大倍数为10倍[2]。

偏光显微镜法的具体操作步骤如下。首先，开启显微镜以及它的显微摄像系统，将物镜测微尺放在载物台上，在低倍镜下找到物镜测微尺，将肉眼看到的视野调节至最清晰。其次，转动物镜至需要标定的物镜，将物镜测微尺置于载物台中心，移到肉眼所见视野的中央附近，拍摄相应物镜倍数的标尺照片。最后，将相应标准长度照片的像素数定义为该标准长度，以此类推，标定其他放大倍数的物镜[3-4]。标定完成后，在拍摄软件中选择与摄像头相同的像素设置，然后在偏光显微镜下鉴定岩石。

1.2 碘化钠γ谱仪法

γ能谱分析实验在核工业二三〇研究所完成，所用仪器型号为GEM100-95 P型高纯锗γ能谱仪。将采集的紫墨湘玉样品研磨至粒径0.016 mm以下，用与标准源相同的样品盒进行装样，并密封[4]。

2 分析结果与讨论

经偏光显微镜鉴定，紫墨湘玉由堇青石、黑云母、白云母、石英及少量不透明矿物等组成，具有斑状变晶结构和显微鳞片粒状变晶结构。其中，堇青石的含量约为33%，矿物形态为短柱状、它形粒状、卵圆状及变斑晶状，粒径为0.12～0.65 mm，可见三连晶，晶体多包含小的云母晶体，如图2所示。黑云母的含量约为32%，呈显微鳞片状、显微鳞片集合体、雏晶片状，褐色，吸收性明显，杂乱分布在岩石中。石英的含量约为28%，呈微晶粒状、微晶粒状集合体，粒径为0.013～0.076 mm，一级亮白干涉色，与黑云母混杂分布在堇青石粒间。白云母的含量约为4%，呈显微片状，无色，二级鲜艳干涉色，粒径为0.03～0.18 mm，晶体多发育不完整。不透明矿物的含量约为3%，呈它形粒状、粒状集合体，分散分布在透明矿物粒间。紫墨湘玉正交偏光镜下的细晶变晶粒状角岩结构如图3所示。

由偏光显微镜分析与鉴定结果可知，紫墨湘玉具有典型的角岩结构，推测在紫墨湘玉露头下面存在侵入岩体，主要矿物成分为堇青石、石英、黑云母等。其中，堇青石、石英等矿物使紫墨湘玉具有一定的透明度，黑云母使紫墨湘玉呈现墨色并带紫色。黑云母中未见包体矿物，未见其他特征明显的副矿物。

由于宝玉石行业领域没有相关放射性核素限值评价标准，因此只能借鉴建筑材料行业的放射性核素限值标准来评价紫墨湘玉的放射性核素限值。建筑材料中的A类装饰材料常与人体接触，可以引用A类装饰材料中天然放射性核素226Ra、232Th、40K的放射性比活度的限值要求来评价紫墨湘玉[5]。A类装饰材料的内照射指数应不大于1.0，外照射指数应不大于1.3[6-9]。由表1可知，紫墨湘玉的内外照射指数远低于A类装饰材料标准限值，因此紫墨湘玉的产销和使用不受限制[10-12]。这与偏光显微镜的岩矿分析与鉴定结果一致。天然宝玉石中的天然放射性核素主要分布在副矿物和一些包体矿物中，而在偏光显微镜下紫墨湘玉中未见明显含天然放射性核素的副矿物和包体矿物[13-16]。

3 结论

紫墨湘玉是一种天然无害的玉石原料，有望成为浏阳菊花石的接替石雕资源，有利于石雕非遗技艺的传承创新。通过对紫墨湘玉的放射性核素活度进行测试分析，可知紫墨湘玉的内外照射指数远低于A类装饰材料的限制要求，拥有广阔的应用前景。

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