独山玉的漫反射红外光谱测试及鉴定

□TEXT 王小莉 马驰 王守敬

（国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州450006）

近几十年以来，红外光谱分析技术已被广泛地应用与宝玉石的鉴定与研究领域。漫反射光谱方法提供宝玉石的基频振动信息，不同的宝玉石所属不同的矿物种，具有不同的漫反射红外特征光谱，依据特征的红外吸收谱带的数目、波数位、谱形及谱带强度等特征【1】，可以用来判别宝玉石的种属和真伪。独山玉由于其成分复杂，导致其点测法得到的折射率变动幅度大，对应的密度变化范围也大，小型仪器检测常常有一定的难度，这时，红外光谱的常规化应用就具有显著的意义。本文以天蓝玉、透水白玉、暗绿独山玉、绿白玉、粉独玉、黑独玉（墨绿色）等六种独山玉为实验测试样品，除常规检测方法鉴定外，使用NICONET5700型傅立叶变换红外光谱仪对它们进行了漫反射红外光谱测试，比较了对应的红外光谱图，分析差异之处，达到快速鉴定独山玉的目的。

1 样品及测试方法

本次研究采用常规仪器对选用的6种切磨抛光完好的独山玉，天蓝玉1件、透水白玉1件、暗独玉1件、绿白玉1件、粉独玉1件、黑独玉（墨绿色）18件，总计23件样品进行了常规宝玉石鉴定，并采用NICONET5700型傅立叶变换红外光谱仪【2】及其漫反射附件重点测试了样品在4000～400cm-1范围的红外反射光谱。对样品未做任何处理，对同一样品进行了多角度、全方位的测试，其结果的一致性好，选取稳定特征的谱图作为鉴定的标准图谱【3】。但应注意，测试时无论选取哪个方向或点位都要将样品与光源恰当接触，使其足够的反射光被采集到探测器上，以便收集到清晰无干扰的高质量漫反射红外光谱。

2 常规检测

独山玉的结构主要为变斑晶结构、细粒结构、不等粒结构等【4】【5】；玉石的构造主要是块状、脉状、条纹状构造，其次为弱定向、团窝状等。

天蓝玉、透水白玉、暗绿独山玉、绿白玉、粉独玉等彩色独山玉的组成矿物颗粒很细，粒径小于0.05mm，呈隐晶质，质地致密细腻坚韧，色彩鲜艳，玻璃光泽、透明～半透明；黑独玉（墨绿色）的组成矿物颗粒大小差异较大，细腻的可达隐晶质结构，粗粒的呈变斑晶结构，玻璃光泽、不透明，质地致密坚韧。

采用静水称重法、折射仪测试了样品的相对密度、折射率，和摩氏硬度，常规鉴定特征表如下（表1）。

表1 样品的常规鉴别特征Table 1 Characteristics of samples by conventional testing

39号样品

A-1号样品

B401样品

B505-B508号样品

绿白玉-lb

天蓝玉-btl

暗绿色独山玉-ls

粉独玉-fs

透水白玉-tsb

3 漫反射红外光谱

采用带漫反射附件的NICONET5700型傅立叶变换红外光谱仪【2】，对样品进行了4000～400cm-1范围内的漫反射光谱测试；测试条件为扫描16次，分辨率为4 cm-1。对同一种样品又做了多角度测试，主峰位主要分布在指纹区1500～400cm-1间，各样品的漫反射红外光谱分别见图1～图3。

（1）天蓝玉、透水白玉、暗绿色独山玉的红外反射光谱图（图1）：分析得出1200 cm-1～600cm-1谱区归属斜长石的主峰区； 600 cm-1～400cm-1谱区，因为天蓝玉、暗绿色独山玉同时含有铬云母、白云母的缘故，三种玉石的特征峰稍有不同(530 cm-1、1150 cm-1～1050 cm-1)。由图谱可知，天蓝玉、透水白玉、暗绿色独山玉的主要矿物组份为斜长石，为斜长石类独山玉【6】。

（2）绿白玉、粉独玉的红外反射光谱图(图2)：分析得出绿白玉、粉独玉的主要矿物组份为黝帘石（950 cm-1附近的主峰）、斜长石（550 cm-1附近的主峰）。其中，绿白玉中黝帘石的含量比粉独玉的高，1000 cm-1～900 cm-1谱区内的主峰，合频化更强烈，450 cm-1处特征峰信号也更强。由图谱可知，绿白玉、粉独玉，为斜长石-黝帘石类独山玉【6】。

图1 斜长石类独山玉样品的红外光谱

图2 斜长石-黝帘石类独山玉样品的红外光谱

图3 斜长石-黑云母-阳起石类独山玉样品的红外光谱

（3）黑独玉（墨绿色）的红外反射光谱图（图3）：分析得出39号样品的主要矿物组份为阳起石；B508号样品、B108号样品的主要矿物组份为阳起石、斜长石、黑云母；A-1号样品的主要矿物组份为阳起石、斜长石；B401号样品的主要矿物组份为阳起石、黑云母。由图谱可知，黑独玉（墨绿色）的主要矿物组份为阳起石、斜长石、黑云母；按其矿物组成分为如下四类：阳起石型、斜长石-阳起石型、黑云母-阳起石型、黑云母-斜长石-阳起石型。

4 结论

红外反射光谱是一种快速、简便、准确、直观、无损的测试技术【7】。矿物组成不同的宝玉石，具有不同的红外反射光谱，可据此来鉴别它们。通过对天蓝、透水白、暗绿、绿白、粉色、墨绿色这六种颜色独山玉的红外反射光谱，同时在1500 cm-1～400cm-1谱区信息有助于判别独山玉的种属（矿物组成类型：斜长石型；黝帘石-斜长石型；阳起石型、斜长石-阳起石型、黑云母-阳起石型、黑云母-斜长石-阳起石型），为独山玉的快速鉴定提供了更简便、直观的科学检测手段。

[1] 张培莉.系统宝石学. [M].北京：地质出版社，2006.5

[2] 翁诗甫.傅里叶变换红外光谱分析(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2010.5.

[3]郭立鹤，韩景仪，罗红宇. [J].岩石矿物学杂志,2006(7).

[4] 常丽华，陈曼云等.透明矿物薄片鉴定手册[M].北京：地质出版社，2006.

[5] 北京大学地质学系岩矿教研室编.光性矿物学[M].北京:地质出版社,1979.

[6] 张培莉，高岩等.中华人民共和国国家标准 珠宝玉石 名称 GB/T16552-2010[S].北京：中国标准出版社，2010.

[7]张叔立等.红外光谱分析与新技术[M].北京：中国医药科技出版社.1993.10.