摘要：“独龙玉”外表与绿色翡翠相似，因价格远低于翡翠，具有较高的市场需求。在常规宝石学测试的基础上，利用红外光谱仪、激光拉曼光谱仪及紫外可见光谱等分析手段，对4件典型的“独龙玉”样品进行宝石学和光谱特征研究分析。结果显示，“独龙玉”样品的主要矿物成分均为石英，特征红外光谱在1180cm-1、1108cm-1处，典型拉曼位移在464.7cm-1处。紫外可见光谱显示绿色部位存在450nm、520nm、650nm、680nm吸收谱带，白色部分仅见450nm、520nm吸收谱带，说明绿色成因与铬云母中Cr元素含量有关。
　　关键词：“独龙玉”；石英岩玉；宝石学；光谱特征
　　引言
　　石英岩玉是一种由石英和其他矿物组成独特的宝石材料，通常是因高温高压环境下的地质活动而形成的独特宝石学特征，具有坚硬度和耐磨性较强的优势，被广泛应用在装饰和首饰中，吸引了宝石学界及市场的广泛关注[1]。“独龙玉”作为石英岩玉的一个特殊品种，主要产于中国西南部的独龙江地区，其名称不仅蕴含极大的地域特色，也是人们对这种玉石独特魅力的赞美。“独龙玉”具有独特的矿物成分和颜色变化，其外观与冰种飘花翡翠极为相似，具有较大的潜在经济价值[2-3]。但“独龙玉”开发时间相对较晚，且产量稀少，本文对其宝石学及光谱特征进行详细研究分析，为“独龙玉”的鉴别及品质评价提供科学依据。
　　1样品与实验
　　1.1样品选择
　　本文选取四件样品，购于云南珠宝市场。样品（图1）为4块颜色具代表性的“独龙玉”样品，依次编号为DL1、DL2、DL3、DL4。

　　图14件“独龙玉”样品照片
　  1.2测试方法
　　本次研究主要使用常规宝石学测试、红外光谱测试、激光拉曼光谱测试、紫外-可见吸收光谱测试，均在安徽省地质实验研究所完成测试。
　　常规宝石测试：可通过镜下检查、折射率测量、密度检测等方法，识别宝石的类型，确认其是否为天然宝石或合成宝石，并且其测试方法多具有非破坏性，不容易对宝石造成损害，可在综合考虑宝石的多个特性的前提下提供全面评估。
　　红外光谱测试的方法：仪器为德国BRUK-ER TENSOR II型傅立叶变换红外光谱仪。分辨率设置为4cm-1，说明可以分辨的两个波数之间的最小差异是4cm-1，可提供更高的光谱细节。扫描次数设置为32次，可提高信噪比，促进数据准确性和可重复性提升。测试方法为反射法，适合研究样品的表面特性。测试范围为400-2000cm-1涵盖中红外区域的大部分频段，适用于大多数有机化合物和部分无机化合物分析。
　　激光拉曼光谱测试的方法：仪器为英国雷尼绍公司Invia激光显微共聚焦拉曼光谱仪。将激光波长设置为532nm，属于常用的绿色激光波长。测试范围控制在100-2000cm-1，能够对大部分分子振动模式进行有效覆盖。曝光时间设置为5s，是指每次采集数据的时间长度。激光能量控制在10%，是激光输出的强度相对于最大强度的百分比。累计次数控制在5次，利于提升信号信噪比。
　　紫外-可见吸收光谱测试方法：仪器为广州标旗公司GEM-3000紫外-可见吸收光谱仪，积分时间设置为200ms，可为每次测量的时间长度提供依据。平均次数控制在20次，主要是降低噪声并促进数据准确性提升。测量范围设置为250-1000nm，对光谱仪能够检测的光波长范围进行定义，适合开展高精度的光谱分析。
　　2结果与分析
　　2.1常规宝石学特征
　　对样品DL1进行镜下观察，其颜色表现为绿色，呈现出半透明的玻璃光泽。结构特征为粒状，矿物颗粒均匀分布在岩石当中，并且含有铬云母，呈现为绿色，表现为片状、团块状分布。样品用点测法测定折射率，并对其测量3次，并取平均值1.54作为该样本折射率，与石英岩玉相同。样品借助静水力法实施密度测试，记3次有效读数，取平均值2.66/cm3，该样品密度与石英岩玉相同[1]。
　　对样品DL2展开镜下观察，颜色为绿、白，呈现为透明-半透明的玻璃光泽。结构为粒状，铬云母呈薄片状，未完全按照某个特定方向排列，但仍然有一定的方向性趋势。使用点测法测量3次折射率，取平均值1.54为样本折射率，与石英岩玉相同。利用静水力法实施密度测试，测试3次取平均值2.65/cm3，该样品密度与石英岩玉相同。
　　对样品DL3展开镜下观察，颜色呈现为绿、白，表现出透明-半透明的玻璃光泽。结构为粒状，矿物颗粒均匀分布且的大小和形状具有一致性。内部含有黄色金属光泽的黄铁矿，沿着岩石的某些区域或边界不均匀地分布，形成一些富集或斑点状的区域。绿色铬云母以薄片状或团块状形式分布。用点测法开展3次折射率测定试验，取平均值1.54为折射率，与石英岩玉相同。借助静水力法开展3次密度测试，取平均值2.66/cm3，该样品密度与石英岩玉相同。
　　对样品DL4展开镜下观察，颜色为浅灰绿，呈现出半透明的玻璃光泽。结构为粒状，内部黄铁矿分布与液体的渗透效应类似。局部可观察到褐色或红褐色的褐铁矿，主要在石的裂隙或孔隙中沉淀形成，呈现出局部矿物富集的表现。点测法开展3次折射率测定试验，取平均值1.54为折射率，与石英岩玉相同。样品含绳未测密度值。
　  2.2样品红外光谱特征
　　将“独龙玉”的样品切割成适当的尺寸，对其进行红外光谱测试。利用标准样品校准红外光谱仪，消除环境噪音和背景干扰，以保证其测试数据的准确性。将制备好的“独龙玉”样品置入仪器中扫描，并对获得红外光谱数据进行详细记录。
    图2 4件样品的典型红外光谱

　　对样品DL1、DL2、DL3、DL4的红外反射图谱特征峰进行采集，主要红外特征峰位于1180cm-1、1108cm-1、799cm-1、779cm-1、692cm-1、537cm-1、483cm-1附近（图2所示）。其中1180cm-1、1108cm-1对应的是Si-O非对称伸缩振动的特征，在石英等硅酸盐矿物中通常表现为较强的吸收带宽，说明样品中含有Si-O键。此种特征峰通常较宽且强度较大，表明样品含有丰富的硅氧四面体结构，属于石英矿物；799cm-1、779cm-1、692cm-1对应的是Si-O-Si对称伸缩振动特征，其中799cm-1、779cm-1属于中等强度峰，是石英族矿物的特征吸收峰，692cm-1也属于石英矿物的特征峰，表明样品中含有石英。由此可看出，Si-O-Si对称伸缩振动在石英中具有特定的峰值位置；537cm-1、483cm-1对应的是Si-O弯曲振动，说明样品中存在硅氧四面体结构，属于石英矿物，因为石英中常见此种振动模式[4-5]。将石英的标准矿物光谱特征作为依据，对比样品的红外光谱整体谱形、吸收峰位以及强度，可确定“独龙玉”具体成分，尤其是石英特征峰的存在，进一步确认了样品的主要矿物成分为石英。
　  2.3样品激光拉曼光谱分析
　　对“独龙玉”进行清洁，让其表面保持干净无污染，由此获得准确的拉曼光谱。选好激光拉曼光谱测量仪器后，将激光束对准样品表面，确保激光聚焦在需要测量的区域。然后对光谱数据进行采集，每个样品通常需要多点测量为数据的代表性提供一定保证，接着做好拉曼散射信号的有效记录。若存在荧光干扰问题，需根据实际情况调整仪器设置或使用适当的背景扣除方法。

　　图3 4件样品的典型拉曼光谱
　　对样品DL1、DL2、DL3、DL4的拉曼光谱测试结果（图3）展开分析可以获得206.8cm-1、264cm-1、355cm-1、394.3cm-1和464.7cm-1特征拉曼峰。其中，206.8cm-1、264cm-1、355cm-1的特征拉曼峰与SiO4的平移和旋转振动存在密切关系。464.7cm-1的峰为Si-O-Si弯曲振动，属于石英中的典型特征峰，说明含有石英矿物[6]。
　　2.4样品的紫外-可见吸收光谱
　　样品DL2具有明显的绿色部分和白色部分，分别对绿色和白色部分进行紫外-可见光谱测试，结果见图4。
　　对样品DL2绿色和白色部分紫外-可见吸收光谱进行对比，发现绿色部分呈现出Cr、Fe联合特征，主要因绿色部分含较多铬云母。对于Cr3+的光谱特征来说，其表现与Cr3+的d-d电子跃迁有关。因为Cr3+的3d3电子组态跃迁与晶体场及分子轨道理论相关，可在不同能级之间发生跃迁，产生特定的吸收特征，主要涉及到4A2、4T1和4T2这几个能级。当Cr3+的4A2跃迁到4T1，会吸收橙黄光，在光谱中表现为宽吸收带，其中心即650 nm处。而Cr3+从4A2跃迁到4T2，则吸收蓝紫光，其光谱中心为450 nm处。由此可看出，通常会在蓝紫光（约450 nm）和橙黄光（约650 nm）区域表现出明显的吸收特征；对于Fe2+和Fe3+的光谱特征来说，会在不同的配位环境下（八面体和四面体）显示出差异化的吸收特征，尤其是蓝紫光区域，因为两个配位共棱相接，Fe2+到Fe3+的电荷迁移会在蓝紫光区产生吸收带，强化了蓝紫光区的吸收。因样品中的Cr3+和Fe2+和Fe3+对不同光波长的吸收形成了混合颜色的视觉效果，在橙黄光和蓝紫光的吸收导致剩余光主要集中在绿色区域，使得样品看起来均呈现出绿色外观[7]。

　　图4样品DL2的紫外可见光谱
　　3结论与讨论
　　“独龙玉”作为石英质玉石，呈细粒状结构。借助镜下观察可看出，样品内部矿物颗粒均呈现出均匀分布的表现，并且包含着点状分布的黄褐色金属包体和片状定向分布的绿色包体。经过点测法获得折射率1.54的数值，经过静水力法测定密度2.65-2.66/cm3，与石英矿物的折射率与密度具有一致性。
　　经过红外光谱测试，“独龙玉”与石英矿物成分相同，说明其为天然石英岩玉。红外光谱透射法未检测到树脂胶，说明样品未使用树脂胶进行处理。拉曼光谱测试结果显示典型拉曼位移在464.7 cm-1处，与石英岩玉拉曼位移一致。
　　“独龙玉”的主要成分为石英，可含有Cr、Fe、K、Ca等微量元素，会对样品颜色和特性产生重要影响。结合紫外-可见光谱测试可看出，样品体色与石英晶粒间分布的绿色铬云母中的致色元素Cr相关，经常呈现出游丝状或鳞片状分布，导致样品呈现绿色的体色。而Fe作为微量元素，亦会对绿色的深浅程度产生一定影响。Cr、Fe含量越高，其绿色的深度和饱和度也会更高，有助于鉴别“独龙玉”真假和评价其品质优劣。
　　参考文献
　　[1]张蓓莉,系统宝石学（第二版）[M].北京：地质出版社,2006:374-379.
　　[2]余炼钢.独龙玉的特色及营销开发策略探讨[J].轻工科技,2024,40(3):190-193.
　　[3]张学艳,周景冬,龚昌杰.石英岩玉(独龙玉)及其处理品的无损鉴别[J].超硬材料工程,2024,36(3):64-68.
　　[4]闻辂，梁婉雪，章正刚，等.矿物红外光谱学（第一版）[M].重庆：重庆大学出版社，1989.
　　[5]余炼钢,郑金宇.“非洲独龙玉”的矿物成分及谱学特征[J].光谱学与光谱分析,2024,44(6):1676-1683.
　　[6]余炼钢.石英岩玉(“独龙玉”)的宝石学及光谱特征[J].宝石和宝石学杂志（中英文）,2022,24(3):20-30.
　　[7]宋娇，徐晓蔚.“独龙玉”的宝石学鉴定特征探究[J].中国宝石,2022(6):212-215.
　　第一作者：韦竟成（1990-）,女，主要从事珠宝玉石检测工作。