云南保山南紅瑪瑙的礦物成分研究

向永紅

摘 要：利用紅外光譜儀對(duì)云南保山南紅瑪瑙的礦物成分進(jìn)行研究，結(jié)果表明：保山南紅瑪瑙的主要礦物成分為α-石英，結(jié)晶程度由顯晶質(zhì)向隱晶質(zhì)過(guò)渡，更偏向于顯晶質(zhì)。

關(guān)鍵詞：云南保山;南紅瑪瑙;紅外光譜儀

南紅瑪瑙是一種顏色鮮艷、質(zhì)地細(xì)膩油潤(rùn)、膠質(zhì)感強(qiáng)的天然紅色瑪瑙，因契合中國(guó)人的審美，深受消費(fèi)者的喜愛。南紅瑪瑙主要產(chǎn)自云南保山、四川涼山和甘肅迭部，2014年前后，在云南昭通永善、巧家和魯?shù)榘l(fā)現(xiàn)了南紅瑪瑙，2016年在內(nèi)蒙古和東北也發(fā)現(xiàn)了南紅瑪瑙，近年來(lái)市場(chǎng)上還有產(chǎn)自非洲的南紅瑪瑙。目前，市場(chǎng)上流通的南紅瑪瑙主要兩個(gè)產(chǎn)地為云南保山和四川涼山，其中云南保山是最初發(fā)現(xiàn)南紅瑪瑙的產(chǎn)地，已有上千年的開采歷史，早在明朝時(shí)，徐霞客曾在《徐霞客游記》中記載了云南保山（當(dāng)時(shí)永昌府楊柳鄉(xiāng)）開采南紅瑪瑙的相關(guān)情況。

本文選取保山南紅瑪瑙樣品共計(jì)46顆（圖1），根據(jù)肉眼顏色漸變規(guī)律共分為5組，第1-4組編號(hào)依次為1-1至1-15，2-1至2-9，3-1至3-10，4-1至4-10，第5組為組合色，正反面顏色不同，其中第1顆標(biāo)本正反面編號(hào)為5-1至5-2，第2顆標(biāo)本正反面編號(hào)為5-3至5-4。

寶石在紅外光的照射下，引起晶格（分子）、絡(luò)陰離子團(tuán)和配位基的振動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷，并吸收相應(yīng)的紅外光而產(chǎn)生的光譜稱為紅外光譜（余曉燕，2016）。不同的基團(tuán)在紅外光譜中對(duì)應(yīng)著不同的振動(dòng)峰位與強(qiáng)度，因此可以通過(guò)紅外圖譜識(shí)別特定的分子結(jié)構(gòu)，鑒定不同的寶石種屬。按分光原理，紅外光譜儀分為色散型和干涉型。在寶石鑒定中主要采用干涉型傅里葉紅外光譜儀，首先將光源發(fā)出的光用邁克爾干涉儀轉(zhuǎn)換成干涉光、用干涉光照射樣品，經(jīng)檢測(cè)器獲得干涉圖，再由計(jì)算機(jī)將干涉圖經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到紅外光譜圖。由于紅外光譜檢測(cè)寶石快速、無(wú)損，準(zhǔn)確，所以紅外光譜儀在寶石鑒定研究領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用[1]。

本文采用傅里葉紅外光譜儀對(duì)46顆云南保山南紅瑪瑙樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試地點(diǎn)為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）珠寶學(xué)院寶石研究實(shí)驗(yàn)室，儀器型號(hào)為Bruker Tensor27傅利葉變換紅外光譜儀。測(cè)試條件：濕度范圍小于70%，溫度范圍為 18-35℃，電源頻率47-65Hz，電壓 85-265V，背景的掃描時(shí)間為16 scans，樣品掃描時(shí)間為64 scans，掃描次數(shù)32次，分辨率4cm-1，測(cè)量范圍400～2000cm-1，光柵為6mm，10KHz。

使用反射法進(jìn)行了寶石種屬的鑒定，確定48顆樣品均為石英質(zhì)玉石，結(jié)合放大檢查觀察其結(jié)構(gòu)和顏色分布判定為南紅瑪瑙。由于樣品為圓珠型，且尺寸均大于10mm，透明度欠佳，未能采用直接透射法進(jìn)行測(cè)試。

譜圖高頻區(qū)的吸收主要為1181 cm-1、1107cm-1附近，歸屬于Si-O反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，譜帶吸收非常明顯;796、778cm-1 表現(xiàn)為分裂明顯但相對(duì)圓滑的雙峰，歸屬于Si-O對(duì)稱伸縮振動(dòng)，根據(jù)前人研究結(jié)果[2]（李建軍，2010;羅躍平等，2015），此雙峰的分裂程度與石英質(zhì)玉石的結(jié)晶程度有關(guān)，可作為判定石英質(zhì)玉石是石英巖或玉髓（瑪瑙）的一個(gè)重要指標(biāo)[3]。如果分裂明顯，是顯晶質(zhì)的石英巖;若呈弱的肩峰，為隱晶質(zhì)的玉髓（瑪瑙），若不分裂為單峰，則是非晶質(zhì)，如蛋白石。所有南紅瑪瑙樣品的此雙峰分裂明顯但相對(duì)圓滑，介于顯晶質(zhì)與隱晶質(zhì)之間，說(shuō)明其結(jié)晶程度由顯晶質(zhì)向隱晶質(zhì)過(guò)渡，更偏向于顯晶質(zhì)。450-540cm-1 為Si-O彎曲振動(dòng)，且部分樣品（1-4、1-6、1-9、1-15、3-4、3-6、4-2、4-4、4-8、5-1、5-3號(hào)樣品）缺失536 cm-1的吸收峰，石英的結(jié)晶度較有此峰的樣品更低。

將南紅瑪瑙樣品的紅外吸收峰分析并歸納如下表1所示：

參考文獻(xiàn)

[1]余曉艷.有色寶石學(xué)教程[M].北京：地質(zhì)出版社：2009.

[2]李建軍等.不同結(jié)晶程度的紅外光譜特征及其意義[J].紅外，2010，31（12）：31-35.

[3]羅躍平等.應(yīng)用紅外鏡面反射法區(qū)別顯晶質(zhì)石英巖和隱晶質(zhì)玉髓[C].中國(guó)珠寶首飾學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2015.