一种改色青海“翠青玉”的矿物组分及化学成分分析

安 梅 张辛未

(陕西国际商贸学院珠宝学院,陕西 西安712046)

市场上出现的一类改色“翠青玉”,研究程度不足,在其常规宝石学特征分析基础上,本文通过电子探针及质谱仪等仪器,对其进行矿物组分及化学成分分析,为“翠青玉”鉴别提供更多鉴定特征[1]。

1 样品来源及样品描述

本实验选用6个样品,均为软玉青海料,如图1所示,包括2个天然样品和4个经改色样品,依次分别编号为Q-1、Q-2、Q-3、Q-4、Q-5、Q-6。样品均携带有不同饱和度的翠绿色,呈蜡状光泽,半透明,表面光滑。

图1 编号Q-1至Q-6样品外观

2 电子探针

2.1 实验条件

采用西北大学大陆动力学国家重点实验室-电子探针实验室(EPMA),型号JXA-8230日本电子(JEOL)产。实验条件:电子束电流10nA,电子束加速电压15KV。

2.2 实验数据及分析

因其余标本达不到检测条件,故天然和处理样品各选择一个进行测试,样品号分别为Q-1和Q-6,对于Q-6测试多次分别选取不同的测试点,主要针对样品中的主要元素含量进行测试分析,测试样品Q-1的主要化学成分氧化物SiO2,MgO,CaO相对稳定,质量分数变化小,SiO2的质量分数平均值为59.49%,MgO的质量分数平均值为24.29%,CaO的质量分数平均值为12.75%,符合透闪石的理论值[w(SiO2)=58.80 %,w(MgO)=24.60 %,w(CaO)=13.80 %],这说明样品的主要矿物组成为透闪石[2]。

样品Q-6的SiO2的质量分数平均值为59.42 %,MgO的质量分数平均值为24.63 %,CaO的质量分数平均值为13.40%,与透闪石的理论值同样基本一致,由此可以判断,Q-2和Q-6的主要矿物组成是一致的,都是由透闪石组成[3]。

表1 青海“翠青玉”化学成分数据表(%)

次要组分中,FeO的质量分数变化大,Q-1范围0.765%～0.856 %,Q-6范围0.013 %～0.086 %。Q-1中FeO的质量分数平均值为0.824 %,FeO在Q-6中的质量分数平均值仅为0.057 %。其余化学成分的质量分数在样品组分中很低。

3 质谱仪(ICP-MS)

3.1 实验条件

采用采用西北大学大陆动力学国家重点实验室,激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS,安捷伦7700X,激光剥蚀系统为相干Geolas 193nm ArF紫外激光。实验条件:外标:NIST610,GSE-1G,BCR-2G；内标:Si29。剥蚀斑束为44μm。能量密度约5J/cm2。频率为5HZ,载气流量600ml/min,采集时间:背景前后各20秒,中间信号50秒。

3.2 实验数据及分析

本次测试每个样品选取三个点进行测试,根据微量元素含量进行测试分析,软玉的微量元素含量很低。天然样品中微量元素的含量均较高,青绿色的成因主要为Fe2+致色,翠绿色的成因主要是Cr3+,且颜色比Fe2+的颜色更为鲜艳。

本次实验样品均为白色与翠绿色渐变分布,其ICP-MS测试结果见表2微量化学元素分析。结果表明,天然样品和处理样品的微量元素含量(单位:ppm)有很大差异,天然样品中的微量元素含量较高。差异最大的是Cr3+,在测试样品Q-1、Q-2、Q-3中Cr3+的含量为236.56,Q-4、Q-5、Q-6中Cr3+的含量为21.96；Q-1、Q-2、Q-3中Fe2+的含量为3422.59,Q-4、Q-5、Q-6中Fe2+的含量为301.18。

表2 微量化学元素表

结果显示,Q-1、Q-2、Q-3中七种微量元素的含量都高于Q-4、Q-5、Q-6的含量,Cu通常致蓝色或者绿色。实验数据表明Q-1、Q-2、Q-3中Cu的含量略高于Q-4、Q-5、Q-6。实验测试过程中随着测试点由表及里不断深入,发现Cr3+在天然“翠青玉”中的含量由浅至深逐渐增加,而这种改色得到的“翠青玉”内部Cr3+的含量不多,推测改色只是将颜色浮在表面,使得颜色鲜艳却并未深入到内部,对此分析可得,Cr3+是“翠青玉”形成翠绿色的主要原因。

4 结论

4.1 电子探针分析可得,样品Q-1和Q-6的主要矿物组成是由透闪石组成。次要组分中,两者的区别在于FeO的质量分数变化,铁元素对可见光有较强的吸收,所以由铁致色的软玉颜色一般比较暗淡不够鲜艳。

4.2 经质谱仪分析可得,样品Q-1、Q-2、Q-3中七种微量元素的含量均高于样品Q-4、Q-5、Q-6,其中Cr3+含量差异最大,Cr3+是“翠青玉”形成翠绿色的主要原因。