1、1钠长石玉与相似玉石在红外光谱仪下的鉴别特征杨 军 1 李映华 2 赵素鹏 3 李月 4（1,2,3 云南省丽江市质量技术监督综合检测中心 云南 丽江 674100 4 云南省珠宝玉石质量监督检验研究研院 云南昆明 650000）摘要：宝玉石鉴定的特点是无损鉴定，即在宝玉石不受任何损伤的情况下，测试宝玉石的物理化学特性。除宝玉石原料和特殊情况外，不得随意进行损伤性测试。尽管有经验的宝石学家和从业人员凭肉眼观察能对某些宝石做出鉴别，但是大多数情况下，尤其是一些外观极相似的宝玉石，还是需要借助放大设备和某些常规仪器检测宝玉石物理化学等各项特征，才可能予以正确定名。本文重点阐述了钠长石玉的宝石学特征
2、以及钠长石玉与相似玉石在红外光谱仪下的鉴别特征。关键词：钠长石玉；宝石学特征；红外光谱仪；鉴别特征Albite jade and similar jade in the long under the infrared spectrometer identification featuresYANG Jun，LI yinghua ，ZHAO Supeng，Li Yue(Comprehensive Technical Inspection center of Lijiang 674100，China )Abstract: the gemstone testing is characteristic
3、 of the nondestructive identification, that is, in the treasure jade without any damage, the treasure jade test of physical and chemical characteristics. In addition to the treasure jade stone materials and special circumstances, do not get optional injury sex test. Although experienced gemologists
4、and employees with macroscopic observation can make for some gems identification, but in most cases, especially a few very similar appearance of the treasure jade, or turn to enlarge equipment and some routine instrument testing treasure jade physical chemistry, and other features, is it possible to
5、 correct name. This paper mainly expounds the long sodium gemological characteristics and long sodium and similar jade in the infrared spectrometer identification features.Keywords: Albite jade; Gemological characteristics; Infrared spectrometer; Identification features1 引言钠长石玉，英文名称：albite jade,俗称“水
6、沫子”，是近年来才出现的新品种。它的特点是水头好，常带有蓝或绿色飘花，外观看上去十分的漂亮，貌似飘花玻璃种翡翠。这几年由于翡翠资源的匮乏，水沫子的形质也具备宝石美丽、稀少、耐久的特征，逐渐被人们所接受并喜爱。2作者简介：杨军（1975） ，男，本科，高级程师， 珠宝玉石鉴定，E-mail：.2 钠长石玉的宝石学特征对钠长石玉外观进行观察，光泽一般是油脂至玻璃，颜色有灰白、灰绿白、灰绿、白色、无色等，为半透明到透明；内部常含有一些不透明的白色团状物，称为“白脑” 。在对样品进行测试中，用到的常规仪器有十倍放大镜、宝石显微镜、折射仪、偏光镜、二色镜、分光镜、紫外灯和天平等，以及一些大型仪器如 X
7、射线衍射仪、红外光谱仪和拉曼光谱仪等，对样品进行多方面、多角度的分析测定，最终达到预定的结果。2.1 常规仪器测试折射率：在国标中钠长石玉的折射率为 1.52-1.54，点测法测量常为 1.52-1.53。在实验过程中，用折射仪对“钠长石玉”的半成品进行多次的测量，采用点测法测定，结果为为 1.52-1.54，平均为 1.53。 偏光镜：用偏光镜观察不同的钠长石玉样品（样品都为半透明） ，由于它是多晶质矿物集合体，任何位置上总有部分小晶粒是非均质体，它们的消光位置不一样，所以在视域下始终保持全亮。分光镜：用分光镜对几块钠长石玉样品进行观察，未能见到特征吸收光谱。紫外荧光灯：利用紫外荧光灯对不同
8、的钠长石玉样品进行荧光观察，都没有见到紫外荧光。 查尔斯滤色镜：钠长石玉在查尔斯滤色镜下不变色。密度：在国标中钠长石玉的密度为 2.60g/cm3-2.63 g/cm3，利用静水力学法对钠长石玉样品进行密度测定，其密度值为 2.578 g/cm3-2.856 g/cm3，平均值为2.673 g/cm3。 硬度：采用刻划对比的方法对钠长石玉的相对硬度进行了测定，用玛瑙、玻璃、黑耀岩及翡翠分别与钠长石玉进行刻划对比。玛瑙、玻璃、黑耀岩、翡翠的硬度分别为 6.5、5.5、5、6.5-7，能够知道钠长石玉易被翡翠划出痕迹，也能够被玛瑙刻划出轻微的痕迹，说明它的硬度略小于玛瑙；同时再用钠长石玉去刻划玻璃
9、和黑耀岩，都能在它们之上留下轻微的划痕，说明它的硬度又略大于玻璃等，因此可知钠长石玉的摩氏硬度为 6 左右。3其它：钠长石玉颜色多样，有灰白、灰绿白、灰绿、白色、无色等，光泽为油脂至玻璃光泽，呈参差状断口，具有001完全解理。不过这些只能在鉴定中起辅助作用，通常宝石鉴定是无损鉴定，对于宝石成品不采用破坏测试手段。2.2 钠长石玉的矿物学特征通过偏光显微镜对钠长石玉样品的观察，发现其主要矿物成分为钠长石，其次有少量辉石矿物和闪石类矿物。岩石的总体结构为粒状变晶结构，局部为斑状变晶结构。1） 钠长石含量在90左右。半自形或他形粒状，无色透明，低负突起，干涉色1级灰白。解理有的发育，有的不发育，聚片
10、双晶在大部分薄片中不发育，在少数薄片中发育。另外，在少数薄片中可见到两个世代的钠长石，第一世代钠长石呈半自形斑晶形式出现，粒度较粗，一般在1-3mm；第二世代钠长石，粒度较小，多呈他形，一般为0.01-0.1mm。可明显地见到第二世代细粒钠长石呈细脉或网脉状穿插交代第一世代粗粒钠长石的现象。2） 辉石类含量很少，约占2-5，薄片中无色，呈粒状或短柱状，自形或半自形，中一高正突起，解理发育，可见典型的两组正交的辉石型解理，干涉色为二级蓝绿或黄绿，有时可达三级，肉眼所见的“白脑”在镜下均为辉石，其粒度为0.02-1 mm。其具体种属在镜下难以确定。3） 闪石类含量较少，约占5-8。薄片中呈无色、浅
11、黄绿、浅褐黄、浅蓝色等，中正突起。晶体形态有两类，一类为柱状，多色性不明显，自形或半自形，可见典型的闪石型两组斜交的菱形解理，干涉色为二级黄、蓝绿，其粒度为0.02-0.8mm；另一类为针状或毛发状，有时集合成放射状，呈浅蓝色，具强多色性，干涉色为二级黄绿。闪石类矿物是此类玉种“ 飘蓝花”的主要原因。对钠长石玉样品中做X光衍射分析，结果显示浅色部分主要为典型的钠长石。取钠长石玉样品中的“白脑”部分做X光衍射分析，结果显示主要为硬玉 ，取钠长石玉标本中的深色部分粉末做X光衍射分析，结果显示主要为镁钠铁闪石。3 红外光谱仪红外光谱分析宝石矿物的原理是物质的分子在红外线的照射下，吸收与其分子振动、转
12、动频率一致的红外光。利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸4收，对珠宝玉石的组成或结构进行定性或定量分析。主要的方法有直接透射法、直接反射法、显微红外光谱法、粉末透射法。在红外光谱分析中，波数4000-400cm -1 (波长2.5-25m)的中红外区域是宝石学应用和研究最广泛的光谱区域。通常将中红外区再细分为两个区，即基团(官能团)频率区和指纹区。4000-1500 cm -1为基团频率区，该区出现的特征红外吸收谱带只与特定基团振动有关，而与该基团所在的物质无关，通常用于鉴别宝石中可能存在的基团。1500-400 cm -1为指纹区，指纹频率不是起源于某个基团的振动，而是由整个分子或分子的一部
13、分振动产生的，与分子的结构有关，结构不同的分子，显示不同的红外吸收谱带，因而可以通过特定的红外图谱来识别特定的分子结构，从而鉴定宝石品种。所用的实验仪器：型号：VARIAN 640IR光谱范围：7800375 cm -1分辨率：优于1 cm -1，0.7 cm -1（未切趾）波数精度：0.01cm -1配备 30 漫反射附件4 钠长石玉与相似玉石在红外光谱仪下的鉴别在当今的玉石市场上，经常会见到各种各样的仿冒翡翠的玉石，其中钠长石玉便是其中一个，必须加以识别。如今因为钠长石玉美丽的外观以及所具有的宝石学特征，市场前景也十分的乐观，因此我们应该对它加以重视。在这里主要讨论利用红外光谱仪进行鉴定的
14、特征。市场上较为常见的、易与钠长石玉混淆的品种有：翡翠、软玉、符山石、独山玉、石英岩、蛇纹石玉等。4.1 钠长石玉图1是用红外反射法对样品进行测试的图谱，钠长石的红外特征谱带位于1150、1090、1033、990、784、758、740、720、646、604、584、526、470、460、420、395、383、372、333 cm -1波数，而如图可见样品的特征吸收峰位于1145、1086、1038、1003、785、719、649、599、534、479、418 cm -1波数，它与标准图谱的峰值大致相同。其中1086、1145 cm -1属于Si-O 的伸缩振动，1003、1038
15、属于Si（Al） -O的伸缩振动。785 cm -1属于Si-Si 的伸缩振动，719 cm -51属于Si-Al （Si）伸缩振动，599、649 cm -1属于O-Si（Al）-O的弯曲振动，479、534 cm -1是O-Si-O弯曲振动与Na-O伸缩振动之耦合。418 cm -1属于Si-O-Si的弯曲振动。图 1 钠长石玉的红外光谱图4.2 翡翠4.2.1 翡翠的化学成分纯净的硬玉的化学成分可用化学式 NaAl(Si206)来表示.但天然产出的翡翠中的硬玉常含有少量的能导致翡翠产生颜色的杂质元素，如 Fe、Cr、Mn 等过渡元素。组成白色翡翠中硬玉化学成分常非常纯净，接近于上述的理想
16、化学式，其各种化学元素的含量（ %）为：Na 2 O 15.4 、A1 2O3 25.2 、Si0 2 59.4。但是，天然产出的硬玉常常含有多种的杂质元素或固溶体成分，含量较高的常见的杂质元素是 Ca、Mg、 Fe 和 Cr，其中 Ca、Mg 、Fe 可看作为绿辉石的化学成分，Cr 可看作为钠铬辉石的化学成分，铬含量高的硬玉，可以看成钠铬辉石与硬玉形成的固溶体；Ca、Mg、Fe 含量高的硬玉，可以看成绿辉石与硬玉形成的固溶体。4.2.2 翡翠的红外光谱图6图 2 翡翠的红外反射光谱图翡翠图2样品的红外反射光谱位于1081、950、850、662、586、529、468、431 cm -1吸收
17、峰和如图3样品位于1162、1077、969、848、584、525、470、429 cm -1吸收峰是基本一致的，该吸收谱带是组成翡翠的主要矿物的伸缩和弯曲振动。1077、1081、1162 cm -1属于Si-O-Si的非对称伸缩振动，950、969 cm -1属于O-Si-O 的非对称伸缩振动，848、850 cm -1属于O-Si-O 的对称伸缩振动，584、586、662 cm -1属于Si-O-Si 的对称伸缩振动，468、470、525、529 cm -1属于Si-O的弯曲振动， 4429、431 cm -1属于Na-O的弯曲振动。7图 3 翡翠（处理）的红外反射光谱图图 4 翡
18、翠的红外透射光谱图图 4 样品的红外透射光谱吸收峰位于 2503、2705、2845、2920 cm-1，这是正常翡翠表面常有的石蜡的 C-H 伸缩振动吸收谱带。而图 5 样品的红外透射光谱形成 2323、2424、2485、2538、2591 cm-1 波数的吸收峰，像手指形状，反映树脂胶中苯中苯环上 C-H 键的振动吸收。这是由于 B 货翡翠对红外光的吸收更为强烈时，除了指状峰外其他的峰系都消失了，同时透过区变窄。图5 翡翠（处理）的红外透射光谱图4.3 软玉84.3.1 软玉的化学成分和矿物组成软玉是由纤维状的透闪石，或含铁透闪石，或阳起石微晶为主的集合体，由于组成的矿物颗粒细小，并且相
19、互交织成毛毡状的结构，故韧性很大。透闪石是一种含水的钙镁硅酸盐，其化学成分为 Ca2Mg5(Si4O11)2(OH,F)2，当其中的Mg2+被 Fe2+替代后，则形成阳起石Ca 2(Mg,Fe)5(Si4O11)2(OH,F)2，纯净的透闪石无色，如含有少量的 Fe2+则会产生不同色调的绿色。阳起石为草绿一灰绿色。4.3.2 软玉的红外光谱图图6样品的红外反射光谱图，它的吸收峰位于1040、997、916、759、682、544、511、458、413 cm -1波数，与透闪石的标准红外谱图相似。1040c m-1波数的谱带归属Si-O-Si的非对称伸缩振动。997cm -1波数的谱带归属O-
20、Si-O的对称伸缩振动， 916cm-1属于Si-O 对称伸缩振动，682、759 cm -1属于Si-O-Si的对称伸缩振动，458、 511、544 cm -1属于Si-O的弯曲振动，413属于M-O的晶格振动（M代表不同的阳离子）。图6 软玉的红外反射光谱图4.4 符山石4.4.1 符山石的矿物组成符山石是一种复杂的硅酸盐Ca 10Mg2Al4(Si2O7)2(SiO4)5(OH)4, 符山石玉的矿物成分主要是符山石和钙铝榴石。9图 7 符山石的红外反射光谱图4.4.2 符山石玉的红外光谱图图 7 样品的红外反射光谱的峰位分别为1032、967、917、606、572、494、441、4
21、12 cm-1 波数，该峰值与符山石的红外标准光谱峰值基本一致。其中 917、967、1032cm -1 吸收峰可归属为 Si-O-Si非对称伸缩振动，494、572、606cm -1 吸收峰则属于 Si-O 弯曲振动，而412、441 cm-1 属于 M-O 的伸缩振动，M 代表不同阳离子。一般符山石在 630-730 cm-1 范围会出现一个 Si-O-Si 的桥伸缩振动的铝吸收带，而且伸缩振动的频率变化与 Si-O-Si 桥的键角有关，键角越大频率越高。4.5 独山玉4.5.1 独山玉的化学成分和矿物组成独山玉的矿物组成主要为斜长石(NaAlSi 3O8-CaAl2Si2O8)和黝帘石(
22、Ca2Al3Si3O12OH)，斜长石含量 20-40，黝帘石含量 50-70。其次为辉石，含铬绿泥石或铬云母、绿帘石、黑云母和少量的阳起石、方解石和绢云母等矿物。由于独山玉组成矿物的种类和含量变化都较大，所以独山玉的化学成分和物理性质也不固定。4.5.2 绿色独山玉的红外光谱图10图 8 独山玉的红外反射光谱图图 8 样品的红外反射光谱的峰位分别为1149、1021、940、755、725、625、587、540、455 cm-1。其中940、1021、1149 cm-1 属于非对称伸缩振动，540、 587、625、725、755 cm-1 属于 O-Si-O 的伸缩振动，而 455cm-
23、1 属于 O-Si-O 的弯曲振动。4.6 石英岩图9 石英岩的红外反射光谱图图 9 样品的红外反射光谱，该样品的吸收峰位于1205、1092、800、780、689、542、490 cm-1 波数，它与标准图谱的吸收峰111170、1080、800、782、698、513、462 cm-1 波数相似。1092、1205 cm-1 属于Si-O 的非对称伸缩振动，689、780、800cm -1 属于 Si-O-Si 的对称伸缩振动，490、542 cm -1 属于 Si-O 的弯曲振动。4.7 蛇纹石玉4.7.1 蛇纹石玉的矿物组成特点蛇纹石玉的矿物成分以蛇纹石为主，可含有数量不等的透闪石、
24、滑石、方解石、磁铁矿、硫化物等次要矿物。蛇纹石是一种含水的镁质硅酸盐，化学式为 Mg3Si2O5(OH)4，其中 Mg 常会被 Fe、Ni、Mn 和 Cr、Al 等替代，F -则可替代结构中的 OH-，当这些杂质元素含量高时，可形成不同的变种，并产生物理性质的变化，如颜色等。蛇纹石是一种典型的热液蚀变的矿物，蛇纹石玉主要与强烈蛇纹石化的大理岩、超基性岩有关。 4.7.2 蛇纹石玉的红外光谱图图10样品的红外反射光谱的峰位分别为1048、670、560、482 cm -1。在1048cm-1应为 Si-O-Si的非对称伸缩振动，在400-704 cm-1范围中，670 cm -1吸收峰为Si-O
25、-Si的对称伸缩振动，560 cm -1吸收谱带归属为Mg-O晶格振动模式。482cm-1吸收谱带归属为 Si-O的弯曲振动。图10 蛇纹石玉的红外反射光谱图124.8 钠长石玉与相似玉石红外吸收谱带比较表 1 钠长石玉与相似玉石的红外特征谱带比较名称 测试结果 特征谱带钠长石玉吸收峰位于1145、1086、1038、1003、785、719、649、599、534、479、418 cm-1。1145、1038、599 cm-1 处的吸收峰。翡翠吸收峰位于1081、950、850、662、586、529、468、431 cm -1。1081、950、586cm -1 处的吸收峰。翡翠（充填处理
26、） 吸收峰位于2323、2424、2485、2538、2591 cm-1。2591、2538cm -1 处的吸收峰。软玉吸收峰位于1040、997、916、759、682、544、511、458、413 cm -1。997、544、458 cm -1 处的吸收峰。符山石吸收峰位于1032、967、917、606、572、494、441、412 cm -1。1032、967、917cm -1 处的吸收峰。独山玉吸收峰位于1149、1021、940、755、725、625、587、540、455 cm -1。940、587、540cm -1 处的吸收峰。石英岩吸收峰位于1205、1092、800、
27、780、689、542、490 cm -1。1205、1092、780cm -1 处的吸收峰。蛇纹石玉 吸收峰位于1048、670、560、482 cm -1。 1048、670、482cm -1 吸收峰。5 结束语本文重点介绍了钠长石玉与相似玉石在红外光谱仪下的鉴别特征。玉石品种繁多，每一种玉石又有不同的颜色、质地以及变化的物理性质及化学组成，所以在实际鉴定工作中，要注重经验的积累和对各种常规仪器的灵活运用，结合红外光谱仪对鉴定结果进行精准结论。参考文献：1 张培莉 . 系统宝石学 . 北京：地质出版社 ，20062 王时麒，俞宁，王佩英 . 翡翠市场“四大杀手” . 珠宝科技，2002.14（1）3 郭立鹤，韩景仪，罗红宇 . 宝石的红外反射光谱及红外光谱鉴定系统 .13岩石矿物学杂志 ，2006 .25（4）4 刘世敏 . 现代测试技术在宝玉石检测中的应用现状及前景 .矿物测试 ，2006 .25（1）
