新疆昆侖金玉譜學(xué)特征的研究*

申曉萍，魏 薇，李新嶺

(新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，國(guó)家和田玉產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(新疆),新疆 烏魯木齊 830063)

新疆昆侖金玉譜學(xué)特征的研究*

申曉萍，魏 薇，李新嶺

(新疆維吾爾自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，國(guó)家和田玉產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(新疆),新疆 烏魯木齊 830063)

新疆昆侖金玉以其色澤金黃油潤(rùn)而得名。通過(guò)常規(guī)寶石學(xué)鑒定方法對(duì)昆侖金玉進(jìn)行了肉眼觀察、折射率、比重和紫外熒光等測(cè)試，進(jìn)一步采用紅外光譜、拉曼光譜和紫外-可見(jiàn)光譜測(cè)試手段對(duì)昆侖金玉的譜學(xué)特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，昆侖金玉的折射率點(diǎn)測(cè)為1.55～1.57，比重范圍為2.406～2.463。昆侖金玉的紅外光譜特征反射峰的峰形、峰位、峰強(qiáng)基本一致；拉曼圖譜表現(xiàn)為蛇紋石族礦物的拉曼峰位；金黃色主要是由于Fe3+離子的電子躍遷所致。

昆侖金玉；紅外光譜；拉曼光譜；紫外-可見(jiàn)光譜；譜學(xué)特征

昆侖金玉是指自然界產(chǎn)出的具有美觀、耐久、稀少性并可加工成工藝品的以黃色為主色調(diào)的蛇紋石玉。因其產(chǎn)自昆侖山脈海拔4500米以上的崇山峻嶺之中，且色澤金黃油潤(rùn)而得名。昆侖金玉的發(fā)現(xiàn)，不僅帶動(dòng)了當(dāng)?shù)赜袷_(kāi)采加工、玉雕人才培養(yǎng)及市場(chǎng)開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，而且解決了人員就業(yè)難題，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了更好地規(guī)范昆侖金玉市場(chǎng)健康有序發(fā)展、發(fā)揮新疆特色礦產(chǎn)資源優(yōu)勢(shì)、推進(jìn)昆侖金玉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，昆侖金玉地方標(biāo)準(zhǔn)(DB65/T 3927-2016)由新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局在2016年9月發(fā)布，并于2016年10實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了昆侖金玉直接定名為昆侖金玉(蛇紋石玉)。筆者主要通過(guò)常規(guī)寶石學(xué)和大型儀器檢測(cè)手段，對(duì)昆侖金玉的常規(guī)寶石學(xué)特征、紅外光譜、拉曼光譜和紫外-可見(jiàn)分光光譜特征進(jìn)行了測(cè)試和分析，以期為昆侖金玉的加工市場(chǎng)發(fā)展及其應(yīng)用推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 樣品與測(cè)試方法

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

樣品采自于新疆喀什地區(qū)葉城縣密爾岱河附近的昆侖金玉礦區(qū)，礦區(qū)位于葉城縣烏夏巴什鎮(zhèn)東南方向約150公里處，已探明儲(chǔ)量約500萬(wàn)噸，已開(kāi)采量約為100萬(wàn)噸。前后兩次共采集了20多塊昆侖金玉原料，經(jīng)切割，確定了10塊原料(見(jiàn)圖1)為研究對(duì)象。

為了滿(mǎn)足樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)試的要求，將樣品切割為塊狀，并進(jìn)行了拋光，共2套20塊(見(jiàn)圖1、2)，編號(hào)分別為1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1、4-2、5-1、5-2、6-1、6-2、7-1、7-2、8-1、8-2、9-1、9-2、10-1、10-2,-1和-2系列樣品尺寸分別約為2.0×2.0×0.4 cm、3.0×2.0×1.0 cm。

圖1 昆侖金玉原料Fig.1 Kunlun golden jade raw materials

圖2 昆侖金玉樣品照片F(xiàn)ig.2 Kunlun golden jade samples

1.2 測(cè)試方法

采用德國(guó)Bruker Tensor II型傅里葉變換紅外光譜儀及漫反射附件對(duì)20塊昆侖金玉樣品進(jìn)行了紅外光譜測(cè)試分析。測(cè)試方法：采用反射法。測(cè)試條件：分辨率為4 cm-1，掃描次數(shù)為32次/min，掃描頻率為7.5 kHz，掃描光譜范圍為400～1200 cm-1；測(cè)試環(huán)境溫度為22℃，濕度為65%。

采用英國(guó)Renishaw inVia激光顯微共焦拉曼光譜儀對(duì)20塊昆侖金玉樣品的拋光面進(jìn)行了拉曼光譜測(cè)試分析。測(cè)試條件：電壓220 V，電流10 A，激光光源為532 nm，測(cè)量范圍100～1500 cm-1，掃描次數(shù)5次，激光功率50%，采樣積分時(shí)間10 s，放大倍數(shù)20倍，測(cè)試環(huán)境溫度22℃，濕度65%。拉曼譜圖經(jīng)過(guò)基線校正和平滑處理。

采用日本島津UV-2700型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)20塊昆侖金玉樣品的拋光面進(jìn)行了紫外-可見(jiàn)分光光譜測(cè)試分析。測(cè)試條件：采用反射法，采樣間隔1.0 nm，狹縫寬5.0 nm，測(cè)量范圍400～700 cm-1。

2 測(cè)試結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)寶石學(xué)特征

采用靜水稱(chēng)重法多次測(cè)其比重，取平均值；因樣品表面相對(duì)粗糙，故采用遠(yuǎn)視法測(cè)試不同拋光面的折射率并取平均值。20塊昆侖金玉樣品的顏色、光澤、透明度、折射率、比重和紫外熒光等常規(guī)寶石學(xué)特征詳見(jiàn)表1。由于-1系列10塊樣品的質(zhì)量相對(duì)小，只有3.5g左右，靜水稱(chēng)重法測(cè)其比重誤差較大，故僅列出-2系列10塊樣品的比重。

測(cè)試結(jié)果得出，昆侖金玉樣品的折射率范圍為1.55～1.57(點(diǎn)測(cè))，比重范圍為2.406～2.463，分析相對(duì)密度范圍大的原因是含有次要礦物方解石等，處于蛇紋石玉標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的較小值范圍[1]，用摩氏硬度筆測(cè)試得出摩氏硬度3～6，紫外燈下熒光長(zhǎng)波為無(wú)至弱綠，短波為無(wú)。昆侖金玉在偏光顯微鏡下呈纖維變晶結(jié)果、纖維—鱗片變晶結(jié)構(gòu)[2]。

表1 20塊昆侖金玉樣品的常規(guī)寶石學(xué)特征

2.2 紅外光譜特征

由于樣品在1200～4000 cm-1處沒(méi)有明顯特征的紅外反射峰，故本文只顯示400～1200 cm-1范圍內(nèi)紅外反射光譜。經(jīng)測(cè)試比對(duì)得出：雖然昆侖金玉樣品的黃色飽和度不同，但是其紅外光譜特征反射峰的峰形、峰位、峰強(qiáng)基本一致，沒(méi)有太大變化，其中1046 cm-1、988 cm-1處的反射峰主要由Si-O的伸縮振動(dòng)引起，632 cm-1、542 cm-1、465 cm-1、439 cm-1處的反射峰主要由Si-O的彎曲振動(dòng)引起[3-4]。由于篇幅有限，僅列出1-1、2-1、3-1、4-1、5-1共5塊樣品的紅外反射光譜圖，見(jiàn)圖3。

2.3 拉曼光譜特征

經(jīng)測(cè)試比對(duì)得出：昆侖金玉樣品的拉曼圖譜基本一致，拉曼散射峰位主要在229 cm-1、383 cm-1、690 cm-1等，是蛇紋石族礦物的特征拉曼峰位。列出了1-1、2-1、3-1、4-1、5-1共5塊樣品的拉曼光譜圖，見(jiàn)圖4。

圖3 昆侖金玉樣品的紅外反射光譜Fig.3 Infrared reflection spectra of Kunlun golden jade samples

圖4 昆侖金玉樣品的拉曼光譜Fig.4 Raman spectra of Kunlun golden jade samples

2.4 紫外-可見(jiàn)分光光譜特征

經(jīng)測(cè)試比對(duì)得出：昆侖金玉樣品的黃色飽和度不同，其紫外-可見(jiàn)吸收光譜相似，吸收峰、吸收帶位置基本相同，僅在吸收強(qiáng)弱上有所差異，主要表現(xiàn)在黃區(qū)550 nm左右的反射寬帶，藍(lán)區(qū)440 nm和紅區(qū)670 nm的寬吸收帶。昆侖金玉的金黃色主要是由于晶格中的Fe3+離子引起的，F(xiàn)e3+離子的d-d電子躍遷是昆侖金玉致色的主要因素。列出了1-1、2-1、3-1、4-1、5-1共5塊樣品的紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖，見(jiàn)圖5。

圖5 昆侖金玉樣品的紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖Fig.5 UV absorption spectra of Kunlun golden jade samples

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)昆侖金玉樣品的寶石學(xué)特征、紅外光譜、拉曼光譜和紫外-可見(jiàn)分光光譜的測(cè)試和分析，主要得出以下結(jié)論：

(1)昆侖金玉為多晶質(zhì)集合體，致密塊狀，表面斷

口呈參差狀。顏色以黃色、綠黃色、褐黃色為主，伴有白色和黑色斑點(diǎn)。質(zhì)地較細(xì)膩，半透明-微透明，蠟狀-玻璃光澤，比重范圍為2.406～2.574，折射率為1.55～1.57(點(diǎn)測(cè))，摩氏硬度為3～6，紫外燈下熒光長(zhǎng)波為無(wú)至弱綠、短波為無(wú)。

(2)昆侖金玉的紅外光譜顯示蛇紋石的特征紅外反射峰，峰位主要表現(xiàn)在1045 cm-1、988 cm-1、632 cm-1、542 cm-1、465 cm-1、439 cm-1。

(3)昆侖金玉的拉曼圖譜特征主要表現(xiàn)在229 cm-1，383 cm-1，690 cm-1處的強(qiáng)散射峰，為蛇紋石族礦物的特征拉曼峰位。

(4)昆侖金玉的紫外-可見(jiàn)分光光譜主要表現(xiàn)在黃區(qū)550 nm左右的反射寬帶，藍(lán)區(qū)440 nm和紅區(qū)670 nm的寬吸收帶，金黃色主要是由于Fe3+離子的d-d電子躍遷所致。

[1] 張蓓莉,等. 系統(tǒng)寶石學(xué)2版[M]. 北京:地質(zhì)出版社, 2006:387.

[2] 楊漢臣, 易爽庭,等. 新疆寶石和玉石[M]. 烏魯木齊: 新疆人民出版社, 2012.1:132.

[3] 殷科, 潘勇, 于吉順,等. 新疆“昆侖金玉”的寶石礦物學(xué)特征[J]. 寶石和寶石學(xué)雜志, 2016, 18 (5):15-19.

[4] Farmer V C. Infrared spectra of minerals [M]. London: Mineralogical society, 1974.

ResearchonspectralcharacteristicsofKunlungoldenjadeinXinjiang

SHEN Xiao-ping, WEI Wei, LI Xin-ling

(XinjiangUygurAutonomousRegionProductQualitySupervisionandInspectionInstitute,NationalHetianJadeProductQualitySupervisionTestingCenter(Xinjiang),Urumqi830063,China)

Xinjiang Kunlun golden jade is famous for its beautifully golden color. Firstly, Kunlun golden jades are tested by conventional gemological identification methods, including the naked-eye observation, refractive index, specific gravity and ultraviolet fluorescence. Secondly, spectral characteristics of Kunlun golden jades are analyzed by means of infrared spectra, Raman spectra and UV-Vis spectra. Thirdly, some important conclusions are drawn from analyzing the testing samples data. The results show that the refractive indexes are range from 1.55 to 1.57 with point measurement, the specific gravity change from 2.406 to 2.463. The peak shapes, peak positions, peak intensities of infrared spectra are basically the same. The Raman spectra characteristics belong to the typical peaks of serpentine minerals. The golden color is mainly due to Fe3+electron transition.

Kunlun golden jade, infrared spectra, Raman spectra, UV-Vis spectra, spectral characteristics

2017-05-22

申曉萍(1980-)，女，高級(jí)工程師，CGC，主要從事貴金屬與珠寶玉石首飾的檢驗(yàn)和研究工作。E-mail：58367701@qq.com

申曉萍，魏薇，李新嶺.新疆昆侖金玉譜學(xué)特征的研究[J].超硬材料工程，2017，29(5)：56-60.

TS933

A

1673-1433(2017)05-0056-05