云南龙陵小黑山地区黄龙玉“褪色现象”解析

刘婉

摘要：国内很多专家及业内商户认为龙陵黄龙玉的“褪色”现象是由其内部矿物中的水引起的，但是没有相应的理论依据来支撑这一判断。我们课题组通过大量实验及相关分析得出黄龙玉中的水为矿物中的吸附水。由于外界的环境变化导致吸附水的缓慢溢出，使其内部矿物在缺乏水的状态下增加了放射光的能量，导致肉眼识别颜色变浅。但是大量实验标本中发现存在不“褪色”的黄龙玉饰品，检测这种样品发现其内部晶体结构的致密度极高，类似玉髓的结构，从而从侧面佐证了黄龙玉的“褪色”是与其内部吸附水的溢出有关，但是实验数据无法得出颜色变化与吸附水含量的定量关系。

关键词：褪色；吸附水；结构

中图分类号：P611 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）003-0-03

一、云南龙陵小黑山黄龙玉“褪色现象”

首先，“退色现象”是指色度（色质的浓度）发生不同程度的消退或减弱的现象。黄龙玉颜色变浅或褪色现象，属于一种自然现象。

黄龙玉退色现象最早发现于顾客购买的饰品中，特别是黄龙玉摆件。部分消费者购买黄龙玉饰品后一段时间，发现其本身的黄色调变浅，认定该饰品为假货，对黄龙玉的价值失去信心。走访黄龙玉的产地-云南龙陵小黑山地区，挖掘现场坑道中含有丰富的地下水，在漫长的地质作用下，部分水会渗入到黄龙玉原生矿的晶体间隙中，还有部分会附着在黄龙玉的颗粒之间。当黄龙玉原材料开采出来后，改变了其外在环境，水分会随温度的升高降低、风力的表面侵蚀而呈挥发状态。由于玉料开采后长期暴露，受到风化、日晒的作用，使内部脱水，随着水份的挥发，空气随之渗入替换取代了原来的水份，色度随着水份的挥发也相应降低，出现褪色现象。黄龙玉褪色现象主要是出现在黄龙玉的普通玉料或低中档玉料里，因其晶质结构等原因，微颗粒间的微孔隙、微裂隙出现了“脱水换气光线散射”故而，出现了“褪色”。

二、云南黄龙玉致色元素的分析

在市場中的大部分黄龙玉饰品中，通过查找相关文献及实验结果可以证明黄龙玉中的致色元素为铁元素，黄龙玉中还有二价铁离子和三价铁离子，导致黄龙玉的颜色呈现不同的黄色调。很多消费者购买黄龙玉的摆件后，在家中放置较长时间后，黄龙玉摆件自动褪色为乳白色，消费者认为自己上当受骗，要求商家退货，可是该饰品确实没有经过任何的人工处理，可是“褪色”这一现象又该作何解释呢。

由于黄龙玉饰品中存在较多的不同颜色的品种，样品选取的难度较大，只能简单的把市场上有代表性，市场占有率高的黄色—红色类的黄龙玉饰品进行致色元素的测试。采用扫描电镜放大黄龙玉饰品的内部结构，然后在晶粒上和晶粒间隙上使用电子探针获取成分组成。以下列举2个不同的位置点的成分组成来进行致色元素的分析（图1）。

观察大量黄龙玉样品的成分数据分析，铁的含量最高的达到了12.01% ，低含量的也有6.89%，参考宝玉石学中二氧化硅晶体的呈色理论，黄龙玉中的致色元素为铁元素，由于不同样品内部的铁元素的价态和含量不同，使黄龙玉的颜色存在白色—黄色—红色调。根据测试点的位置及对应的成分结果发现铁元素主要分布在晶体颗粒之间的缝隙处，晶粒内部不存在铁元素，验证了地质学讨论的铁是渗入致色的。龙陵地区早期形成的深灰色—浅灰色—灰白色—乳白色的多期石英脉。由于受到外界铁氧化物的渗入，铁的氧化物多数为黄色—赤红色，这些有色的微量元素使原本白色的玉髓产生黄色—红色调。根据铁氧化物渗入量来决定黄龙玉的颜色。同一块黄龙玉饰品上存在不同颜色就是由于黄龙玉晶粒间隙较大，结构松散，铁氧化物渗入量不同，导致同一块黄龙玉存在几种不同的颜色。

三、黄龙玉中矿物质水的形式

根据宝石学及矿物学的相关文献得知矿物中的水根据其存在形式可分为三类：结构水、吸附水及结晶水。通过云南众多黄龙玉从业人员及玉雕大师的分析，黄龙玉中的水的存在形式应该是吸附水。黄龙玉中水的存在形式采用了红外光谱分析，来确定黄龙玉中的水的存在形式。本次测试的检测仪器为TENSOR-27型傅立叶变换红外光谱仪，使用加载“漫反射附件”的反射法对样品进行检测，采用的光源为中红外光源，波长范围为2.5—25μm，把红外光源的振动范围设定为4000—400cm-1。由于本次实验是为了显示样品中水的吸收峰，为了使检测结果更准确，振动范围缩小调整为4000—2000cm-1。大量样品的检测结果（红外吸收光谱）基本一致，选取有代表性的测试结果进行分析（图4）：

图4的红外吸收光谱中确定在振幅为3500 cm-1左右有几个吸收峰。在矿物测试技术方面的文献中所说吸附水的对称和不对称伸缩振动导致的红外吸收谱带主要位于3400 cm-1处，根据水分子中氢键的大小导致振幅有所不同。标定红外吸收光谱3400 cm-1处的几个吸收峰，发现吸收峰峰值最高出现在3530 cm-1处[30]。石英岩类玉石的吸附水根据氢键的大小峰值应该为3535 cm-1左右，而结构水和结晶水的吸收峰峰值不会出现在3400 cm-1附近。黄龙玉是隐晶质石英岩玉石，其内部水分子的氢键可能跟文献资料中的大小有一定差距，但排除是由另两类矿物水的红外光谱吸收峰，就认定为吸附水的氢键导致的吸收峰。

四、黄龙玉“褪色”的原理分析

色彩学的理论加之大量实验结果，对黄龙玉“褪色”形成了一套理论解释。黄龙玉饰品颜色由黄色调变为白色调，应该是矿物晶体间的吸附水逸出引起的。结合色彩三要素对人肉眼刺激的理论，笔者认为吸附水的逸出导致了颜色三要素中的明度的变化，而色相、纯度不变，从而肉眼感觉颜色变白，即认定黄龙玉“褪色”。

简单地说，把反射光线看成是波，光波的振幅（光的能量）对色彩的明度变化有关节的作用。但如果把光线认定为粒子活动，那么明度的变化则由粒子的数量来决定。用两张简单的光线图（图5-6）来说明黄龙玉褪色的理论原理。

图5是未脱水前含有大量吸附水的样品的光线图。光线进入样品会形成一个界面，由于黄龙玉为隐晶质集合体，其内部还有大量的二氧化硅小球，加上水分子球体，使其表面形成一个界面，在这个界面上光线主要发生折射，部分光线的能量被水分子吸收。由于进入光线的部分能量被水分子吸收，导致反射出的光线的能量减少，色彩的明度降低，颜色对于脱水后来说，颜色是变深，从侧面佐证了，脱水前后的颜色变化是由深变浅。图5更加说明了为什么黄龙玉饰品在脱水前颜色鲜艳的原因。

在黄龙玉样品进行高温脱水实验后，晶体间隙的吸附水部分逸出。外表面的吸附水由于临近界面几乎完全脱出晶体，而矿物内部的吸附水由于实验条件设定并未完全析出。与脱水前的数据对比，经过矿物内部二氧化硅小球反射出的光的能量明显增强，色彩明度上升，颜色由深变浅。从图5和图6的光线折射及漫反射原理可得出黄龙玉“褪色”的理论解释，即吸附水的逸出导致进入矿物内部的光线的能量（对比于原样品）增强，色彩明度增加，纯度与色相不变，黄色调变为白色调，形成了“褪色”现象。

五、结语

1.黄龙玉样品的红外吸收光谱佐证了黄龙玉中水为矿物中的吸附水，存在于晶体间隙及裂隙中。黄龙玉饰品的“褪色”是由于改变了黄龙玉的外届环境，原生矿中含有大量水，雕刻好的成品在光照及风干作用下，吸附水的含量减少，颜色的明度增加，肉眼识别为颜色变浅。

2.通过黄龙玉的大量样品的扫描电镜的结构分析发现，黄龙玉的结构为块状堆积结构。其晶体内部存在大量晶体间的孔隙，孔隙越大，其内部的吸附水越容易收到外界环境变化而溢出。当黄龙玉的内部结构极其致密，达到玉髓级的致密程度时，吸附水就难以析出，颜色就不会发生变化。

3.黄龙玉的退色是与其内部的吸附水的逸出有关。当吸附水的含量减少是，导致反射光的吸收减少，反射光的数量增加，从而进入眼球的光线的明度增加，大脑识别为颜色变浅，即饰品发生了“褪色”。

4.目前市场上大量商家的做法是在黄龙玉表面涂抹油脂（俗称“油養”），很多消费者不理想这种做法的目的。其实这种做法的原理就是为了防止黄龙玉饰品的褪色，在其表面加上一层油膜，使其内部的吸附水无法逸出，保证了黄龙玉饰品的颜色鲜艳不变，确保了黄龙玉这一玉石的价值。

参考文献：

[1]常铁军.材料近代分析测试方法.第二版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999，8.

[2]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[J].岩石矿物学杂志，2006，25（4）：349-356.

[3]吴瑾光，等.近代傅立叶变换红外光谱技术及应用（下卷）[M].北京：科学技术文献出版社，129-155.

[4]亓利剑，袁心强，曹姝曼.宝石的红外反射光谱表征及其应用[J].宝石和宝石学杂志，2005，7（3）：21-25.

[5]郭立鹤，韩景仪.红外反射光谱方法的矿物学应用[J].岩石矿物学杂志，2006，25（3）：250-256.

[6]Martin E、Merigoux H and Zecchini P.Reflectance infrared spectroscopy in gemology.Gems and Gemology，1989，winter：226-231.

[7]王昶.波谱分析技术在宝石鉴定中的应用评述[J].光谱实验室，2001，18（3）：301-303.

[8]张蓓莉，高岩.石英晶体中的水及其意义[J].中国宝石，1996（1）：52-54.

作者简介：刘 婉（1983-），女，汉族，天津人，硕士，讲师，主要从事珠宝首饰营销研究。