不同顏色翡翠的能譜分析結果及紫外可見光譜特徵表明:
1. 白色翡翠含有Fe,Fe3+不能使翡翠產生顏色 |
2. Mn可能是紫色翡翠的致色元素 |
3. 藍色翡翠較紫色翡翠含有S及較多的的Ca、Fe、Mg和較少的Mn,Fe、Mg可使紫色翡翠帶藍色色調 |
4. 灰綠色翡翠較綠色翡翠有較多的Ca、Fe、Mg和極少的Cr |
不同顏色翡翠的紅外光譜特徵表明:
1.白色、淺色翡翠與灰綠色、黑綠色翡翠比較有較明顯的2495cm-1、2595cm-1吸收峰 |
2.研究分析瑪瑙、紫晶、長石的紅外光譜特徵,推測 2495cm-1、2595cm-1吸收峰可能是由Si─O─Si或O─Si─O或Si─O鍵伸縮振動產生的 |
3.2495cm-1、2595cm-1吸收峰對染色翡翠的鑒定有一定準確度 |
翡翠的色調理論
1.白色、綠色、紫色、藍色、褐色等 |
2.除褐色、紅褐色、紅色為次生色外,其餘顏色都是由翡翠中的微量Cr元素致色的 |
3.Cr是綠色的致色元素 |
關於紫色翡翠的致色元素主要有四種觀點:
1.Rossman(1974)認為翡翠的紫色與Fe有關 |
2. H.Harder(1995)指出翡翠的紫色與微量元素Mn和Co有關 |
3. 日本學者提到紫色翡翠的致色原因可能是含微量元素鈦 |
4. 歐陽秋眉認為翡翠的紫色是Mn致色 |
表1 翡翠A貨寶石學特徵 (Table 1 Gemology characteristics of type-A jadeite jades)
樣品號 | 顏色 | 光澤 | 透明度及質地 | 折射率 | 比重 | 紫外螢光 |
Xie-15 | 白色、未琢磨、片狀 | 玻璃光澤 | 冰種、透明度好、細膩,十倍下不見翠性 | 1.65 | 3.21 | 無 |
Xie-16 | 白色、弧面型 | 玻璃光澤 | 冰種、細膩,二十倍下不見翠性 | 1.65 | 3.19 | 無 |
Xie-17 | 黃褐色沿微裂隙分佈,弧面型 | 玻璃光澤 | 半透明、顆粒較粗 | 1.65 | 3.26 | 無 |
Xie-18a | 黃褐色較均勻分佈,弧面型 | 玻璃光澤 | 透明度差、細粒結構 | 1.65 | 3.22 | 無 |
Xie-18b | 淺褐色,顏色分佈較均勻,小魚掛件 | 玻璃光澤 | 透明度差,顆粒粗,可見翠性 | 1.65 | 3.27 | 無 |
Xie-57a | 翠綠色、顏色較均勻弧面型 | 玻璃光澤 | 半透明,十倍鏡下可見纖維狀結構 | 1.66 | 3.31 | 無 |
Xie-57b | 翠綠色,顏色分佈較均勻,水滴型吊墜 | 玻璃光澤 | 半透明,十倍鏡下可見纖維狀結構 | 1.66 | 3.32 | 無 |
Xie-21 | 灰綠色,顏色均勻,弧面型 | 玻璃光澤 | 玻璃種、三十倍鏡下不見纖維狀結構 | 1.66 | 3.31 | 無 |
Xie-51 | 深灰綠色均勻分佈,小魚掛件 | 玻璃光澤 | 透明度較差、肉眼可見翠性 | 1.67 | 3.34 | 無 |
Xie-11 | 深灰綠色小塊不均勻地分佈在白底上,俗稱“漂藍花”,未拋光片狀 | 玻璃光澤 | 半透明,肉眼可見翠性 | 未測定 | 3.31 | 無 |
Xie-22 | 弧面型、較薄,反射光下呈黑綠色,透射光下呈鮮綠色 | 玻璃光澤 | 半透明,較粗,翠性明顯 | 1.66 | 3.36 | 無 |
Xie-44 | 粉紫色,顏色均勻 | 玻璃光澤 | 半透明、細粒結構 | 1.66 | 3.32 | 無 |
Xie-66 | 藍紫色,顏色均勻 | 玻璃光澤 | 半透明、細粒結構 | 1.66 | 3.32 | 無 |
Xie-67 | 藍色,顏色均勻 | 玻璃光澤 | 半透明、細粒結構 | 1.66 | 3.31 | 無 |
表2 處理翡翠的寶石學特徵(Table 2 Gemology characteristics of treating jadeite jades)
樣品編號 | 處理方法 | 顏色 | 光澤 | 透明度及質地 | 折射率 | 密度 | 螢光 | 其他 |
Xie-10 | 酸洗注膠 | 極淺的藍綠色 | 蠟狀光澤 | 半透明,質地細膩, 表面微裂隙發育 | 1.65 | 3.19 | 藍白色螢光 | 市場上稱為83玉,表面可見一層明顯的膠,翡翠乾淨無雜質 |
Xie-58 | 注膠染色 | 綠色,顏色均勻 | 蠟狀光澤 | 半透明、質地細膩 | 1.65 | 3.19 | 黃綠色螢光 | 表面微裂隙發育 |
Xie-9 Xie-60 Xie-38 | 酸洗注膠染色 | 鮮綠色,顏色均勻 | 蠟狀光澤 | 半透明,顆粒較細 | 1.65 | 3.17 | 黃綠色螢光 | 20倍鏡下可見綠色沿微裂隙分佈,表面有膠質感 |
Xie-40 | 酸洗注膠染色 | 淺綠色,顏色均勻 | 蠟狀光澤 | 微透明,顆粒細 | 1.65 | 3.21 | 黃綠色螢光 | 表面可見一層明顯的膠 |
Xie-40 | 酸洗注膠染色 | 淺綠色,顏色均勻 | 蠟狀光澤 | 微透明,顆粒細 | 1.65 | 3.21 | 黃綠色螢光 | 表面可見一層明顯的膠 |
Xie-12a Xie-12b Xie-12c | 鍍膜翡翠 | 翠綠色,顏色較均勻 | 蠟狀光澤 | 半透明 | 表面折射率為1.54,用酒精擦拭,綠色膠脫落,見白色,白色部分折射率為1.66 | 3.12 | 強的黃綠色螢光 | 表面可見一層厚的綠色膠,手觸之有粘手感。 |
2.礦物成分
在偏光顯微鏡下觀察樣品薄片
物理特徵
1.其主要礦物為硬玉(含量在90%以上),次要礦物有
|
2.硬玉在透明度好、質地細膩的翡翠中常呈
|
3.在透明度及質地較差的翡翠中有的硬玉結構呈 不規則中粒狀結構表面常見有碎裂紋 | 規則呈柱狀結構晶面較完整表面光潔 |
|
4.鈉長石和透閃石分佈在硬玉顆粒之間分部關係 鈉長石長條狀 | 鈉長石呈板狀 | 透閃石呈長柱狀 | 透閃石呈纖維狀 | 可見聚片雙晶 | 無法見聚片雙晶 |
|
5.綠輝石多見於灰綠色翡翠中,呈不規則細粒狀 |
3.紫外可見吸收光譜特徵
不同顏色A貨翡翠、染色翡翠的紫外可見吸收光譜表明(圖1):
(除黑綠色、褐色翡翠外,各顏色翡翠均在437nm處有吸收,其中灰綠色、粉紫色、藍色翡翠的吸收最強)
437nm是Fe3+的吸收線 | 黑綠色翡翠在450nm處有寬的吸收帶 |
綠色翡翠的較弱 | 染色翡翠不明顯 | 鍍膜翡翠不明顯 |
綠色、灰綠色、黑綠色翡翠在695nm處 有明顯吸收,該吸收是Cr的特徵吸收 | 白色、粉紫色、藍色翡翠無Cr的特徵吸收線 表明它們不含Cr或Cr含量極少 |
染色翡翠在670nm處有吸收窄帶 | 鍍膜翡翠在630nm處有吸收強帶 |
顏色較深的粉紫色、藍色翡翠在 420nm處有一弱的吸收穀 | 粉紫色翡翠、藍色翡翠分別在 570nm處、545nm處有寬的吸收穀 |
紫色、藍色翡翠的這一吸收特徵與Mn致色的其他矽酸鹽礦物如薔薇輝石、錳鋁榴石的吸收光譜特徵有可比性 |
薔薇輝石在545nm處有寬的吸收帶, 在410nm處有窄的吸收穀 | 錳鋁榴石在 410nm、420nm、430nm有吸收線 |
粉紫色、藍色翡翠的420nm吸收弱穀及 545nm(或560nm)吸收帶可能是Mn的吸收。 | 褐色翡翠無特徵吸收 |
| | | |
4.不同顏色翡翠的微量元素特徵
使用Link-ISIK300X射線能譜儀對不同顏色翡翠進行能譜測試,結果如表3所示。
表3 不同顏色翡翠的微量元素能譜分析結果(Table 3 The result of different colour jadeite jade XRF analysis)
元素 | 白色 | 粉紫色 | 淺紫藍色 | 藍色 | 綠色 | 灰綠色 |
Ca | 1.10 | 0.80 | 1.65 | 6.53 | 5.72 | 6.68 |
Fe | 0.67 | 0.53 | 1.65 | 1.27 | 1.89 | 1.22 |
Mg | | | 0.67 | 0.77 | 1.85 | 3.70 |
k | | | 0.27 | 0.30 | | |
S | | | | 0.29 | | |
Cr | | | | | 0.38 | |
Mn | | 0.01 | | | | |
(由中山大學測試中心分析)
對不同顏色翡翠的微量元素特徵作如下探討: (S與高檔綠色翡翠有聯繫)
1.白色、粉紫色、紫藍色、藍色翡翠不含Cr或Cr含量極少未能檢測出,其紫外可見吸收光譜特徵也表明了這一點 |
2.白色翡翠含Fe,其紫外可見光譜特徵也顯示出這一點, 並且白色翡翠中Fe的含量比粉紫色中的還高, 這說明Fe不是紫色翡翠致色的主要原因 |
3.粉紫色翡翠含微量元素Fe、Mn、Ca,Ca取代Na一般不會引起顏色的變化,故Mn可能是紫色翡翠的致色元素 |
4.藍色翡翠中未檢測到Mn,可能是Mn含量太少,因為紫色、藍色翡翠紫外可見光譜中有Mn的特徵吸收 |
5.紫藍色翡翠較粉紫色翡翠含有Mg、k及較高的Ca、Fe,由於k、Ca取代翡翠中的Na, 推測較高的Mg、Fe含量可使紫色翡翠帶藍色;藍色翡翠較紫藍色翡翠含有S及較高的Mg、Ca |
6.綠色翡翠含Cr,灰綠色翡翠中未檢測出Cr,但其紫外可見吸收光譜表明含有Cr,這可能是因含量太少未能檢測出 |
7.灰綠色翡翠的Mg、Fe之和相對綠色翡翠的高,這說明Mg、Fe含量相對增加而Cr含量相對減少時綠色翡翠的顏色變灰 |
5.紅外光譜分析
不同顏色翡翠的紅外光譜特徵
1. 所有翡翠A貨樣品均在3500cm-1附近有一強吸收帶,且樣品的透明度越好、質地越細膩,該吸收帶越窄 |
2. 灰綠色玻璃種翡翠,是本研究所測試的樣品中質地最好的,其紅外透射光譜中該吸收帶最窄 |
3. 在2495cm-1、2595cm-1處均出現弱的吸收峰,2495cm-1吸收峰比2595cm-1吸收峰明顯
|
4. 黑綠色翡翠在處出現吸收峰 3581cm-1 | 3664cm-1 | 3725cm-1 | 4211cm-1 | 4325cm-1 |
|
5.褐色翡翠的顏色為次生色,故其2495cm-1、2595cm-1吸收峰與其顏色無關 |
6.綠色翡翠中2495cm-1吸收峰極弱無2595cm-1吸收峰 |
7灰綠色、深綠色等深色翡翠無2495cm-1、2595cm-1吸收峰 |
8.灰綠色和深灰綠色翡翠樣品在3696cm-1處出現一個吸收峰,且灰綠色越深該峰越明顯 |
9.部分翡翠在2850cm-1和2925cm-1處出現吸收峰,且質地越差的翡翠,其相對強度越大 |
10.在質地較差的翡翠中還可見到2970cm-1弱吸收峰 |
翡翠飾品和工藝品的最後一道生產工序是過蠟,過蠟後,翡翠飾品中殘留一定量的蠟其主要成分是蠟酸蠟酯
過蠟後特徵
1.分子式為C25H51COOC26H53,含有大量的亞甲基(-CH2)和甲基(CH3) |
2. 對稱與反對稱伸縮振動 亞甲基的反對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2925cm-1處 | 甲基的反對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2970cm-1處 | 亞甲基的對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2850cm-1處 | 甲基的對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2880cm-1處 |
|
3. 亞甲基的數量遠多於甲基在其紅外光譜中 2925cm-1、2850cm-1處吸收峰的強度遠大於2970cm-1和2880cm-1處吸收峰的強度 |
4.質地較差的翡翠A貨的紅外透射光譜中可觀察到 |
5.2優化處理翡翠的紅外光譜特徵
| 漂白 | 注膠 | 染色 | 鍍膜 | |
1.注膠翡翠均在3060cm-1、3040cm-1、2966cm-1、2920cm-1、2873cm-1處出現膠的吸收峰 |
2.染色翡翠和鍍膜翡翠除在2800-3100cm-1區間出現膠的吸收峰外,在2495cm-1、2595cm-1處也有吸收峰 |
3.收集的各種膠和蠟的紅外光譜資料中均未出現2495cm-1、2595cm-1吸收峰 |
4.前述白色及淺色翡翠中有2495cm-1、2595cm-1吸收峰, 染色翡翠和鍍膜翡翠中的2495cm-1、2595cm-1吸收峰是原白色翡翠的。 |
5.白色瑪瑙和紫晶均有明顯的2495cm-1、2595cm-1吸收峰 |
6.長石的2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰較白色瑪瑙和紫晶的弱 |
7.晶系鍵合 瑪瑙中的微晶石英、紫晶同屬石英礦物族, 石英、長石及硬玉晶體結構的共同之處是都有〔SiO4〕四面體 | 石英、長石晶體結構中的〔SiO4〕四面體均以其四個角頂上的O2-分別與相鄰的四個〔SiO4〕四面體共用聯結成架狀結構 | 硬玉晶體結構中的〔SiO4〕四面體各以二個角頂上的O2-分別與相鄰的〔SiO4〕四面體共用形成c軸方向無限延伸的單鏈 |
|
8. 白色及淺色翡翠的2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰可能是由 Si─O─Si或O─Si─O或Si─O鍵伸縮振動產生的,Si─O─Si、O─Si─O彎曲振動產生的吸收在低頻區 |
9. 綠色、灰綠色、黑綠色翡翠中隨替代Al的Cr、Fe、Mg數量增多, 硬玉中Si─O─Si或O─Si─O鍵的伸縮振動受到影響 2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰逐漸減弱甚至消失 |
| | | | | |
共價鍵通過研究純硬玉──鉻輝石硬玉──綠輝石硬玉──鈉鉻硬玉類拉曼光譜
1.隨Cr3+→Al3+離子濃度的增大Si─Oab伸縮振動和Si─Obc─Si及O─Si─O彎曲振動導致拉曼光譜頻移致低頻 |
2. 2495cm-1、2595cm-1 參考值 2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰對鑒定染色翡翠有一定準確 | 綠色、深綠色翡翠出現較明顯的2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰,翡翠的顏色可能是染的 |
|
結論 |
1.Fe3+不是翡翠原生色的主要致色元素,翡翠中Fe、Mg含量的高低對翡翠的色調有影響 |
2.在綠色系列翡翠中,Fe、Mg含量相對增高而Cr含量相對減少時,翡翠的顏色變灰 |
3.在紫色翡翠中,Fe、Mg含量相對增高而Mn含量相對減少時, 翡翠的顏色帶藍色色調 |
4.替代Al3+的雜質離子含量的增加翡翠的2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰將逐漸減弱甚至消失 |
5.翡翠的2495cm-1、2595cm-1紅外吸收峰是由Si─O─Si或O─Si─O或Si─O鍵伸縮振動產生的 |
文章定位: