南京六合地區(qū)雨花石的XRD研究①

楊佩,黃文清,伏榮進(jìn),蔡薇,董平飛,陳亮

(國(guó)家金銀制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(南京),江蘇南京210028)

南京六合地區(qū)雨花石的XRD研究①

楊佩,黃文清,伏榮進(jìn),蔡薇,董平飛,陳亮

(國(guó)家金銀制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(南京),江蘇南京210028)

通過(guò)X射線衍射(XRD)對(duì)南京六合地區(qū)的6種不同種類(lèi)的雨花石進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明雨花石主要組成礦物是石英,不同種類(lèi)的雨花石在67°～69°的XRD譜線存在一定差異,據(jù)此計(jì)算的水晶類(lèi)雨花石的結(jié)晶度指數(shù)明顯高于其他種類(lèi)雨花石,指示其具有不同成因。

雨花石;X射線衍射;南京六合地區(qū)

1 概述

雨花石是一個(gè)狹義的概念,指產(chǎn)于南京及其周邊地區(qū)雨花臺(tái)組地層并具有一定觀賞價(jià)值的礫石、卵石(唐瑞來(lái),2003)。雨花臺(tái)組為一套辮狀河流沉積,其形成時(shí)代被厘定為新近紀(jì)早中新世晚期-中中新世早期。雨花臺(tái)組巖性為灰白色中礫-細(xì)卵石巖、黃褐色-灰黃色細(xì)-粗粒含礫巖屑石英砂巖;灰黃、暗紅色細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂粘土巖;土黃、磚紅或雜色鈣質(zhì)粉砂泥巖(岳文浙等,2009)。雨花石主要產(chǎn)自六合靈巖山、方山、橫山、長(zhǎng)山及儀征月塘,而南京雨花臺(tái)、菊花臺(tái)及江寧方山產(chǎn)量較少。

南京雨花石以其溫潤(rùn)的質(zhì)地和多彩的圖案深受收藏界的寵愛(ài),精品雨花石因其產(chǎn)量極少,價(jià)格不菲。

雨花石依據(jù)巖石礦物學(xué)特征可分為玉髓(瑪瑙)類(lèi)、蛋白石類(lèi)、碧玉類(lèi)、燧石類(lèi)、石英巖類(lèi)、化石類(lèi)、水晶類(lèi)等11個(gè)種類(lèi)(唐瑞來(lái),2003)。

2013年,由南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院及南京雨花博物館起草的江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《雨花石鑒評(píng)規(guī)范》的出臺(tái),給觀賞石行業(yè)注入了新鮮的血液。該標(biāo)準(zhǔn)首次將玉石鑒定和鑒賞相結(jié)合,從雨花石分類(lèi)、命名與標(biāo)志、鑒定特征、鑒定方法、質(zhì)量評(píng)價(jià)與分級(jí)等方面對(duì)雨花石產(chǎn)品做了詳細(xì)、明確的規(guī)定。雨花石鑒定地方標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,將對(duì)提升雨花石藝術(shù)價(jià)值,規(guī)范雨花石市場(chǎng)起推動(dòng)及保護(hù)作用,有助于南京雨花石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)于雨花石的來(lái)源至今尚無(wú)定論,李鐵民和朱桂榮(2001)經(jīng)過(guò)對(duì)南京雨花臺(tái)組礫石層的礫石形態(tài)組合分析和賦石層位調(diào)查后發(fā)現(xiàn),雨花石的來(lái)源應(yīng)屬于近源補(bǔ)給,而非遠(yuǎn)源補(bǔ)給,其物源之一是寧蕪火山巖區(qū)的含原生瑪瑙的玄武安山巖脈。

2 樣品描述

本次研究選取了南京六合地區(qū)具有代表性的蛋白石類(lèi)雨花石、水晶類(lèi)雨花石、瑪瑙類(lèi)雨花石、石英巖類(lèi)雨花石、化石類(lèi)雨花石、碧玉類(lèi)雨花石(表1、圖1),其中A-F依次代表蛋白石類(lèi)雨花石、水晶類(lèi)雨花石、瑪瑙類(lèi)雨花石、石英巖類(lèi)雨花石、化石類(lèi)雨花石、碧玉類(lèi)雨花石(下同)。

圖1 南京六合地區(qū)雨花石樣品圖Fig.1 Photos of rain flower pebble samples of Liuhe district,Nanjing

表1 南京六合地區(qū)雨花石種類(lèi)及物理性質(zhì)Table 1 Variety and physical property of rain flower pebble of Liuhe district,,Nanjing

3 XRD研究

XRD研究在南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測(cè)試中心完成,所用儀器型號(hào)為理學(xué)D/max 2500,測(cè)試條件如下:Cu-Kα輻射;射線強(qiáng)度:40k V/200Ma;掃描類(lèi)型:連續(xù)掃描;掃描模式:2Theta/Theta;采樣步寬: 0.02°/步;狹縫寬度,DS:1deg.、SS:1deg.、RS:0. 3mm;物相分析:角度范圍:5°～80°、掃描速度:10°/ min;結(jié)晶程度分析:角度范圍:67°～69°、掃描速度: 0.25°/min。

圖2 六合雨花石的XRD譜線Fig.2 XRD spectral line of rain flower pebble of Liuhe district,Nanjing

圖3 六合雨花石在67°～69°的XRD譜線Fig.3 XRD spectral line of rain flower pebble of Liuhe district,Nanjing under the temperature of between 67°～69°

本次研究選取不同類(lèi)型雨花石的XRD衍射峰表明,它們的主要礦物組成是石英。67°～69°的衍射峰可用于計(jì)算石英的結(jié)晶度,其計(jì)算公式為CI=10 *F*a/b(Murata and Norman,1976)。并利用Jade軟件計(jì)算石英的晶胞參數(shù),計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

4 討論與結(jié)論

所有測(cè)試樣品的XRD峰形、峰位均與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡中石英一致,表明雨花石的主要礦物成分是石英。不同類(lèi)型雨花石在相同衍射角度的d值存在微小的差異(圖2),系由類(lèi)質(zhì)同象引起的(廖立兵等,2007)。圖3表明,結(jié)晶度指數(shù)高的石英其在67°～69°的衍射峰尖銳,隨著結(jié)晶度指數(shù)的降低,衍射峰變得彌散。

研究表明,不同產(chǎn)狀、不同成因的石英結(jié)晶度指數(shù)不同(Murata and Norman,1976),并可據(jù)此將其分為5類(lèi):第一類(lèi)主要是燧石和均密石英巖,其中以近地表溫度下形成的燧石、生物沉積成因的燧石結(jié)晶度指數(shù)值最小,并隨著后期遭受變質(zhì)作用而增大結(jié)晶度指數(shù);第二類(lèi)是硅化木,其結(jié)晶度指數(shù)教低(<5.0);第三類(lèi)是環(huán)帶狀瑪瑙結(jié)核,其內(nèi)核的顆粒石英CI值比較穩(wěn)定(9.0～9.3),外核的瑪瑙邊緣CI值從小于1.0～4.7;第四類(lèi)是花崗巖和偉晶巖中的石英,其結(jié)晶度指數(shù)落在8.4～9.1之間;第五類(lèi)是雜石英,包括結(jié)晶度很差和很好兩組,一組結(jié)晶度指數(shù)接近10,另一組結(jié)晶度指數(shù)小的(<1.0)系在地表環(huán)境下快速冷凝而成。

除水晶質(zhì)雨花石外的其他類(lèi)型雨花石結(jié)晶度指數(shù)均很低,主要在1～3之間,表明它們形成于近地表溫度下的快速冷卻,而水晶質(zhì)雨花石的結(jié)晶度指數(shù)明顯高于其他種類(lèi)的雨花石的結(jié)晶度指數(shù),指示水晶質(zhì)雨花石與其他種類(lèi)雨花石的成因不同。如果說(shuō)蛋白石類(lèi)等結(jié)晶度指數(shù)小的雨花石來(lái)源于寧蕪火山巖區(qū)的含原生瑪瑙的玄武安山巖脈,則水晶類(lèi)雨花石可能具有不同的來(lái)源。進(jìn)一步的研究工作將從穩(wěn)定同位素、稀土元素特征開(kāi)展。

[1] 唐瑞來(lái).南京雨花石[J].資源調(diào)查與環(huán)境,2003,24(4):306-310.

[2] 岳文浙,楊祝良,陶奎元,等.南京地區(qū)雨花臺(tái)組層位與時(shí)代的厘定及沉積相研究[J].上海地質(zhì),2009,1:8-15.

[3] 周駿貴,周亮,胡啟龍,等.DB32/T 2532-2013.雨花石鑒評(píng)規(guī)范[S].江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,2013.

[4] 李鐵民、朱桂榮.對(duì)雨花石來(lái)源的再認(rèn)識(shí)[J].江蘇地質(zhì),2001, 25(1):60-60.

[5] 廖立兵,李國(guó)武,蔡元峰,等.粉晶X射線衍射在礦物巖石學(xué)研究中的應(yīng)用[J].物理,2007,36(6):460-464.

[6] Murata and Norman.An index of crystallinity for quartz[J]. American Journal of Science,1976,276: 1120-1130.

XRD Study of Rain Flower Pebble of Liuhe District in Nanjing

YANG Pei,HUANG Wen-qing,FU Rong-jin,CAI Wei,DONG Ping-fei,CHEN Lang
(National Center of Supervison and Inspection on Quality of Gold and Silver Product(Nanjing),Nanjing 210028,China)

Six different varieties of rain flower pebbles from Liuhe district in Nanjing have been analized and studied through X-ray diffraction(XRD).The result shows that the main mineral composition of them is quartz.For different variety of the pebble,there is a certain difference for its XRD spectral line under the temperature of between 67°～69°. The crystallinity index of the crystal rain flower pebble is obviously higher than that of other variety,which may indicate different origin.

rain flower pebble;X-ray diffraction;Liuhe district,Nanjing

TS933

A

1673-1433(2014)05-0045-05

2014-11-25

楊佩(1966-),男,漢族,學(xué)士學(xué)位、高級(jí)工程師、國(guó)家注冊(cè)珠寶玉石質(zhì)檢師,主要從事貴金屬與珠寶玉石檢驗(yàn)與研究工作。E-mail: yangp@njzj.gov.cn