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一种石英质玉-大别山玉的宝石学特征研究
文章字数：2774
摘要：大别山玉是产于大别山地区的石英质玉，具有一定的经济价值。本文利用红外光谱仪、岩矿鉴定、电子探针和ELEMENT等离子体质谱等分析手段，结合宝石显微镜，对大别山玉进行测试分析。结果结果显示：（1）大别山玉的颜色丰富多样，常见有黄色、褐红色、白色、绿色、灰色等。样品呈玻璃光泽，微透明-半透明。折射率为1.54（点测），密度在2.61-2.65g/cm3之间。红外光谱显示为石英的红外吸收特征，即1180cm-1、1090cm-1强而宽的吸收带，798cm-1、779cm-1、690cm-1、537cm-1、474cm-1附近吸收峰。测试结果与石英质玉鉴定特征相符，表明大别山玉属于一种典型的石英质玉。（2）岩矿显微镜下薄片观察，大别山玉主要矿物组成为石英，含次要矿物针铁矿、黄铁矿、绿泥石等。石英颗粒多呈微晶粒状或半自形柱状，不定向分布，少见隐晶质。（3）通过电子探针和ELEMENT等离子体质谱分析仪对大别山玉样品进行主微量元素的测定，大别山玉的主要化学成分为SiO2，含有少量Al、Fe、Na、Mg、K、Ca、P、Mn、Ti等元素。Fe、Mn等杂质元素的存在是大别山玉呈现丰富颜色的主要因素。
关键词：大别山玉；宝石学特征；红外光谱；成分分析
1引言
石英质玉品种繁多，“大别山玉”是产于大别山区的石英质玉，主要分布于北大别变质杂岩带核部，其中安徽省西部产出的大别山玉玉品质较好。近年来学者们陆续研究了大别山玉的结构构造、化学成分及宝石矿物学特征，论述了该区大别山玉资源勘查与开发利用情况[1-3]。柳丙全等对安徽大别山玉矿矿床地质特征及开发利用前景进行了分析[4]，认为该区石英质玉颜色丰富多变、硬度适中、质地细腻、易于巧雕，具有一定的经济价值。
本文收集了11件石英质玉-大别山玉样品，在肉眼观察及常规宝石学鉴定的基础上，研究了大别山玉的宝石学特征。另磨制“大别山玉”样品的光薄片进行岩矿显微观察，以期查明样品的结构、构造和主要矿物成分。并对其进行电子探针和ELEMENT等离子体质谱分析，以准确测定样品的化学成分，为大别山玉的颜色成因提供一定指示。
2样品特征
本研究共收集大别山玉玉石样品11件，采购于中国霍山玉石街。按颜色、质地、透明度对其进行划分并编号，如图1。
图1大别山玉样品照片
3大别山玉宝石学特征
运用常规宝石学测试对样品进行测试，运用岩矿鉴定方法对样品进行显微观察，大别山玉的宝石学特征具体如下。
3.1颜色
大别山玉颜色丰富多彩，常见黄色、褐红色、白色、绿色、灰色等（图1）。大别山玉呈现不同的颜色，可能与其中含有不同的致色元素（如铁、锰等）有关。
3.2光泽
大别山玉样品的抛光平面多呈玻璃光泽，断口一般呈油脂光泽[5]，少见蜡状光泽。
3.3透明度
样品多呈微透明状，有时可见半透明或不透明者。
3.4光性特征
大别山玉均为非均质集合体。
3.5折射率
用点测法测试，样品折射率常为1.54（点测）。
3.6矿物组成
大别山玉的主要组成矿物为石英，次要矿物为针铁矿、黄铁矿、绿泥石、钾长石、金红石、板钛矿、软锰矿、云母和粘土矿物等。
3.7结构与构造
显微镜下观察，样品呈粒状结构、少见隐晶质结构，致密块状或团块状构造[5]。
3.8摩氏硬度
大别山玉的摩氏硬度为6-7。
3.9密度
运用静水称重法对7件样品进行相对密度测试，计算所得的相对密度介于2.61-2.64g/cm3，如表1。
3.10红外光谱特征
样品红外光谱测试条件为：仪器为TENSORⅡ型傅里叶变换红外光谱仪，分辨率4cm-1，扫描次数32次，红外测试结果见图2。红外光谱显示1180cm-1、1090cm-1强而宽的吸收带，是由Si-O-Si反对称伸缩振动引起的。798cm-1、779cm-1、690cm-1、537cm-1、474cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动所致，这些峰与石英的标准峰相符[6]。
波长∕cm-1 图2大别山玉的红外吸收光谱
3.11岩矿鉴定特征
将大别山玉样品DBS-11磨制光薄片进行岩石矿物鉴定，发现样品为蜜黄色夹白色条带，微细粒-细粒结构，条带状构造。主要矿物为石英，黄色条带中石英颗粒较小，白色条带（脉）中，石英颗粒稍大，呈梳状构造。岩石硬度高。通过岩矿镜下分析，岩石主要组成矿物为石英，石英颗粒多呈微晶粒状或半自形柱状，不定向分布，少见隐晶质；岩石中见多条平行分布的石英条带（细脉），条带中，石英颗粒较大，细粒结构，半自形-自形柱状，定向排列形成梳状构造。石英颗粒间界线多较平直，有少量胶体或变胶体充填其间，局部见不透明矿物或粘土矿物充填（见图3）。
4化学成分分析
4.1电子探针测试
运用电子探针对大别山玉样品进行主微量元素分析。电子探针测试在中国科学技术大学地球空间学院进行，首先将样品DBS-3-1、DBS-3-2、DBS-3-3进行抛光，表面镀碳膜。测试条件为：加速电压为15KV，放大×200，像素1280×。每个样品平均测5次并取平均值，电子探针测量结果（见表2）显示，大别山玉的化学组成以SiO2为主，含有少量的Al，Ca，K，Mg，Na，Fe，Cr，P，Ti，Mn等元素。
4.2ELEMENT等离子体质谱分析
运用ELEMENT等离子体质谱分析仪对大别山玉样品进行主微量元素的测定，岩石全分析结果见表3。通过岩石全分析实验，发现大别山玉的化学组成主要为SiO2，含有少量的Al，Ca，K，Mg，Na，Fe，P，Ti，Mn等元素。该测试结果与电子探针数据相符。
5.讨论与结果
（1）显微镜观察及常规宝石学测试表明，大别山玉颜色丰富，常见黄色、褐红色、白色、绿色、灰色等。11件样品呈玻璃光泽，微透明-半透明。折射率为1.54（点测），摩氏硬度约6-7，相对密度为在2.61-2.65g/cm3之间。大别山玉红外光谱显示为石英的红外吸收特征，即1180cm-1、1090cm-1强而宽的吸收带，798cm-1、779cm-1、690cm-1、537cm-1、474cm-1附近吸收峰。这些宝石学参数与石英质玉鉴定特征相符[6]，表明大别山玉属于一种典型的石英质玉。
（2）岩矿显微镜下薄片观察，大别山玉的矿物组成以石英为主，含少量针铁矿、黄铁矿、绿泥石、钾长石、金红石、板钛矿、软锰矿、云母和粘土矿物等。石英颗粒多呈微晶粒状或半自形柱状，不定向分布，少见隐晶质；大别山玉中见平行分布的多条石英细脉，细脉中石英颗粒较大，细粒结构，半自形-自形柱状，定向排列形成梳状构造。石英颗粒间界线多较平直，有少量胶体或变胶体充填其间，局部见不透明矿物或粘土矿物充填。
（3）通过电子探针和ELEMENT等离子体质谱分析仪对大别山玉样品进行主微量元素的测定，结果显示主要化学组成为SiO2，含有少量Al、Fe、Na、Mg、K、Ca、P、Mn、Ti等元素。Fe、Mn等杂质元素的存在是大别山玉呈现丰富颜色的主要因素。
(作者简介：张敏（1976-），女，工程师，主要从事珠宝玉石检测与研究工作）
参考文献
[1]戴慧,刘瑱,张青,等.大别山区石英质玉宝石矿物学特征研究[J].宝石和宝石学杂志,2011,13(3):32-37.
[2]吴维平,徐树桐,江来利,等.安徽省大别山地区宝玉石资源勘查、开发及利用现状[J].安徽地质,2007,17(1):78-80.
[3]袁晓玲,张青,阳珊,等.大别山玉相关特征及形成机制[J]．安徽地质,2012,9(3):188-191.
[4]柳丙全,沈华，谭德兴,等.安徽大别山石英质玉矿矿床地质特征及开发利用前景分析[J].安徽地质,，2021,31(3):228-231．
[5]李启秀.石英质玉石-秦紫玉的矿物学特征及颜色成因[J].矿物岩石,2020,(1):1-8.
[6]闻辂,梁婉雪,章正刚,等.矿物红外光谱学[M]. 重庆大学出版社,1988.
[7]全国珠宝玉石标准化技术委员会.石英质玉石分类与定名：GB/T34098-2017[S].北京：中国标准出版社,2012.
表1大别山玉样品宝石学特征图3大别山玉的显微岩相图表2大别山玉电子探针分析结果表3样品DBS-3岩石全分析结果
关键词：大别山玉；宝石学特征；红外光谱；成分分析
1引言
石英质玉品种繁多，“大别山玉”是产于大别山区的石英质玉，主要分布于北大别变质杂岩带核部，其中安徽省西部产出的大别山玉玉品质较好。近年来学者们陆续研究了大别山玉的结构构造、化学成分及宝石矿物学特征，论述了该区大别山玉资源勘查与开发利用情况[1-3]。柳丙全等对安徽大别山玉矿矿床地质特征及开发利用前景进行了分析[4]，认为该区石英质玉颜色丰富多变、硬度适中、质地细腻、易于巧雕，具有一定的经济价值。
本文收集了11件石英质玉-大别山玉样品，在肉眼观察及常规宝石学鉴定的基础上，研究了大别山玉的宝石学特征。另磨制“大别山玉”样品的光薄片进行岩矿显微观察，以期查明样品的结构、构造和主要矿物成分。并对其进行电子探针和ELEMENT等离子体质谱分析，以准确测定样品的化学成分，为大别山玉的颜色成因提供一定指示。
2样品特征
本研究共收集大别山玉玉石样品11件，采购于中国霍山玉石街。按颜色、质地、透明度对其进行划分并编号，如图1。
图1大别山玉样品照片 3大别山玉宝石学特征
运用常规宝石学测试对样品进行测试，运用岩矿鉴定方法对样品进行显微观察，大别山玉的宝石学特征具体如下。
3.1颜色
大别山玉颜色丰富多彩，常见黄色、褐红色、白色、绿色、灰色等（图1）。大别山玉呈现不同的颜色，可能与其中含有不同的致色元素（如铁、锰等）有关。
3.2光泽
大别山玉样品的抛光平面多呈玻璃光泽，断口一般呈油脂光泽[5]，少见蜡状光泽。
3.3透明度
样品多呈微透明状，有时可见半透明或不透明者。
3.4光性特征
大别山玉均为非均质集合体。
3.5折射率
用点测法测试，样品折射率常为1.54（点测）。
3.6矿物组成
大别山玉的主要组成矿物为石英，次要矿物为针铁矿、黄铁矿、绿泥石、钾长石、金红石、板钛矿、软锰矿、云母和粘土矿物等。
3.7结构与构造
显微镜下观察，样品呈粒状结构、少见隐晶质结构，致密块状或团块状构造[5]。
3.8摩氏硬度
大别山玉的摩氏硬度为6-7。
3.9密度
运用静水称重法对7件样品进行相对密度测试，计算所得的相对密度介于2.61-2.64g/cm3，如表1。
3.10红外光谱特征
样品红外光谱测试条件为：仪器为TENSORⅡ型傅里叶变换红外光谱仪，分辨率4cm-1，扫描次数32次，红外测试结果见图2。红外光谱显示1180cm-1、1090cm-1强而宽的吸收带，是由Si-O-Si反对称伸缩振动引起的。798cm-1、779cm-1、690cm-1、537cm-1、474cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动所致，这些峰与石英的标准峰相符[6]。
波长∕cm-1 图2大别山玉的红外吸收光谱 3.11岩矿鉴定特征
将大别山玉样品DBS-11磨制光薄片进行岩石矿物鉴定，发现样品为蜜黄色夹白色条带，微细粒-细粒结构，条带状构造。主要矿物为石英，黄色条带中石英颗粒较小，白色条带（脉）中，石英颗粒稍大，呈梳状构造。岩石硬度高。通过岩矿镜下分析，岩石主要组成矿物为石英，石英颗粒多呈微晶粒状或半自形柱状，不定向分布，少见隐晶质；岩石中见多条平行分布的石英条带（细脉），条带中，石英颗粒较大，细粒结构，半自形-自形柱状，定向排列形成梳状构造。石英颗粒间界线多较平直，有少量胶体或变胶体充填其间，局部见不透明矿物或粘土矿物充填（见图3）。
4化学成分分析
4.1电子探针测试
运用电子探针对大别山玉样品进行主微量元素分析。电子探针测试在中国科学技术大学地球空间学院进行，首先将样品DBS-3-1、DBS-3-2、DBS-3-3进行抛光，表面镀碳膜。测试条件为：加速电压为15KV，放大×200，像素1280×。每个样品平均测5次并取平均值，电子探针测量结果（见表2）显示，大别山玉的化学组成以SiO2为主，含有少量的Al，Ca，K，Mg，Na，Fe，Cr，P，Ti，Mn等元素。
4.2ELEMENT等离子体质谱分析
运用ELEMENT等离子体质谱分析仪对大别山玉样品进行主微量元素的测定，岩石全分析结果见表3。通过岩石全分析实验，发现大别山玉的化学组成主要为SiO2，含有少量的Al，Ca，K，Mg，Na，Fe，P，Ti，Mn等元素。该测试结果与电子探针数据相符。
5.讨论与结果
（1）显微镜观察及常规宝石学测试表明，大别山玉颜色丰富，常见黄色、褐红色、白色、绿色、灰色等。11件样品呈玻璃光泽，微透明-半透明。折射率为1.54（点测），摩氏硬度约6-7，相对密度为在2.61-2.65g/cm3之间。大别山玉红外光谱显示为石英的红外吸收特征，即1180cm-1、1090cm-1强而宽的吸收带，798cm-1、779cm-1、690cm-1、537cm-1、474cm-1附近吸收峰。这些宝石学参数与石英质玉鉴定特征相符[6]，表明大别山玉属于一种典型的石英质玉。
（2）岩矿显微镜下薄片观察，大别山玉的矿物组成以石英为主，含少量针铁矿、黄铁矿、绿泥石、钾长石、金红石、板钛矿、软锰矿、云母和粘土矿物等。石英颗粒多呈微晶粒状或半自形柱状，不定向分布，少见隐晶质；大别山玉中见平行分布的多条石英细脉，细脉中石英颗粒较大，细粒结构，半自形-自形柱状，定向排列形成梳状构造。石英颗粒间界线多较平直，有少量胶体或变胶体充填其间，局部见不透明矿物或粘土矿物充填。
（3）通过电子探针和ELEMENT等离子体质谱分析仪对大别山玉样品进行主微量元素的测定，结果显示主要化学组成为SiO2，含有少量Al、Fe、Na、Mg、K、Ca、P、Mn、Ti等元素。Fe、Mn等杂质元素的存在是大别山玉呈现丰富颜色的主要因素。
(作者简介：张敏（1976-），女，工程师，主要从事珠宝玉石检测与研究工作）
参考文献
[1]戴慧,刘瑱,张青,等.大别山区石英质玉宝石矿物学特征研究[J].宝石和宝石学杂志,2011,13(3):32-37.
[2]吴维平,徐树桐,江来利,等.安徽省大别山地区宝玉石资源勘查、开发及利用现状[J].安徽地质,2007,17(1):78-80.
[3]袁晓玲,张青,阳珊,等.大别山玉相关特征及形成机制[J]．安徽地质,2012,9(3):188-191.
[4]柳丙全,沈华，谭德兴,等.安徽大别山石英质玉矿矿床地质特征及开发利用前景分析[J].安徽地质,，2021,31(3):228-231．
[5]李启秀.石英质玉石-秦紫玉的矿物学特征及颜色成因[J].矿物岩石,2020,(1):1-8.
[6]闻辂,梁婉雪,章正刚,等.矿物红外光谱学[M]. 重庆大学出版社,1988.
[7]全国珠宝玉石标准化技术委员会.石英质玉石分类与定名：GB/T34098-2017[S].北京：中国标准出版社,2012.
表1大别山玉样品宝石学特征图3大别山玉的显微岩相图表2大别山玉电子探针分析结果表3样品DBS-3岩石全分析结果