高档玉石鉴定中水镁石测试与分析

摘要:水镁石以高档玉石仿制品的身份再次大量出现在珠宝工艺品市场上,通过常规宝石学手段难以准确地确定其矿物名称,但异常的光泽应引起关注。水镁石的红外光谱特征(特别是采用KBr压片法) 是其鉴定的重要依据之一,可利用能量色散X射线荧光光谱仪对其成分作进一步验证。

关键词: 水镁石;(FTIR);( EDXRF);测试方法;鉴定

0 引言

在日常检测工作中,发现了一件标识为“寿山石”的样品,其具有寿山芙蓉冻的特征,又有寿山月尾矿特征的灰绿色(样品1,图版Ⅳ21a);在另一批标识为“和田玉”的样品中,对其中2 串光泽暗淡的样品有所怀疑(样品2和3,图版Ⅳ1b) 。经测试,这3 件外观迥异的样品属于同一种矿物,并与同批送检样品中的软玉(样品5 ,经红外光谱确定为软玉) 以及“万用仿宝石”玻璃(样品4)作了对比分析。

1、宝石鉴定测试方法

采用常规宝石学手段、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和能量色散X射线荧光光谱仪( EDXRF)对5件样品进行了测试。Thermo NicoletNexusTM470型FTIR配有镜面反射支架附件和Centau-rusTM型红外显微镜,测试方法为镜面反射法和KBr压片法,测试条件:扫描次数为16次,分辨率为4cm-1 。

由于样品1的底平面较大,不适合显微镜中的样品台,故运用镜面反射支架采集其红外光谱(图谱纵坐标为T/%),其它样品均采用显微镜测试; Thermo Noron QuanX EC 型EDXRF 的测试条件:抽真空,电压为20kV,电流为0.08mA,测试时间预设为100s,无滤片,Rh靶。

2、测试结果与讨论

2.1 宝石学特点

5 件样品的常规宝石学测试结果见表1,并对每颗圆珠进行了滴盐酸实验。结果表明,根据样品1,2和3具有特征的光泽、稳定的硬度和折射率,基本确定其应属于印章石类,但对其定名具有难度;样品5的常规参数与标准透闪石的有偏离,故确定其宝石种属有很大的困难;样品4则为典型的玻璃。

2.2 光谱分析

通过FTIR中Omnic6.1a 的preview datacollection 功能快速地确定了样品1,2 和3中每颗圆珠相同的镜面反射红外光谱,选择了样品1,2和3中任意5颗圆珠的光谱(图1)。在6000～400cm-1范围内放大观察发现,样品1和样品2a,2b及样品3a在1550～1 400cm-1范围内有反射峰。

基于文献查阅的需要和样品条件的限制,笔者仅对样品3中的1颗圆珠采用KBr压片法测量其红外光谱;样品4中各颗圆珠的红外光谱一致性好;样品5的红外光谱显示其为软玉,在1600～1400cm-1范围内有较大的变化(图2)。受到EDXRF中样品仓的限制,仅对样品2和3进行了成分分析,获得的谱图基本一致。

2.3讨论

从以上红外光谱可知,样品1,2和3的主要反射谱带在800cm-1以下;在4000～3000 cm-1范围内有3698cm-1处的强尖峰和3420cm-1处的宽谱带,应归属于O-H 键的吸收引起,同时根据其指纹区谱带的分布,笔者确定样品1,2和3的主要矿物成分为水镁石;在1550～1400cm-1范围内的反射峰带应归属于CO3 基团的伸缩振动所致,其弯曲振动频率应体现在900～670cm-1之间,而在样品1和2的红外光谱中均出现了明显的890cm-1处的峰,故认为其中还混有少量的菱镁矿。EDXRF谱图中Mg元素的质量分数占绝对优势,这较好地验证了红外光谱分析结果。

样品5为软玉,其在1600～1400cm-1范围和877cm-1处的反射峰分别由CO3 基团的伸缩振动及其弯曲振动所致,故推测其透闪石内混有一定量的铁白云石,该样品可能为蚀变成因透闪石白云质大理岩型软玉。但由于受到测试条件和送检样品的限制,未能对其作进一步验证。

样品4在1100～800cm-1范围的硅酸盐区表现SiO4 基团致振动宽谱带,无晶体形态硅酸盐的分裂谱峰。寿山石中两类重要的矿物成分为地开石和/或珍珠石以及叶蜡石 (也发现有少量样品的主要矿物成分为伊利石或绢云母),都属于硅酸盐类,其红外光谱主要表征在1200～1000cm-1范围的Si―O―Si 伸缩振动、约500cm-1处的Si―O弯曲振动以及3700～3600cm-1 范围的OH伸缩振动。

3、结语

随着珠宝市场的繁荣,高档玉石工艺品的价格越来越高,在促进其投资热潮的同时也增加了其仿冒品混入珠宝市场的几率。水镁石多用于Mg 原料制备或其它工业材料中。在最近的日常检测工作中发现了水镁石仿寿山石与和田玉的工艺品。采用常规宝石学手段、傅里叶变换红外光谱仪、能量色散X 射线荧光光谱仪分别对水镁石、软玉和玻璃样品进行了测试与分析。

结果表明,水镁石的红外光谱特征对其鉴定具有诊断性意义,可与软玉、玻璃以及地开石和/ 或珍珠石型、叶蜡石型寿山石的相区别;借助红外光谱分析,初步推断了水镁石和软玉中次要的碳酸盐矿物。

有些软玉样品的外观特征与水镁石的较相似,但通过常规测试就可以区分。此外,由于水镁石和软玉中可能含有菱镁矿或铁白云石等碳酸盐类伴生矿物,因此,在识别时应注意碳酸盐类矿物对样品的硬度和耐酸性等方面的干扰。

总之,当某玉石工艺样品的摩氏硬度为2～4 、不透明或半透明、一些常规宝石学参数难以准确地鉴别时,应利用红外光谱仪等大型仪器对其作进一步检测。

参考文献:

[1] GB/T16553―2003 ,珠宝玉石.鉴定[S] .