软玉子料黑皮和褐皮的致色物测试_李平.pdf

2009年4月 April 2009 石矿测试 ROCK AND MINFRAL ANALJYSIS Vol. 28 ,N. 2 194 196 文章编号0254 - 5357 2009 02 - 0194 - 03 软玉子料黑皮和褐皮的致色物测试 李 平 1 ，沈崇辉 2 （1 ． 浙江省地质矿产研究所，浙江杭州 310007 ；2 ． 同家检测珠宅培训中心，J匕京 100013） 摘要黑皮、褐皮是软玉子料的常见皮 色。 文章通过岩石薄片、电子探针、差热分析等多种手段测试，综合判定软玉子料的 褐皮是含褐铁 矿所致， 黑皮是含褐铁矿加有机质所致 ，这为软玉子料鉴定提供了依据，对子料成因研究也有重要意义。 关键词软玉子料；黑皮；褐皮致色物；褐铁矿 中图分类号P578. 955 文献标识码B Testing of Color-causing Materials of Black Cuticle and Tawny Cuticle in Nephrite Gravels LI Ping , SHEN C ong-huj2 l.lnstitute of Geology and Mineral Resources of Zhejiang Province, Hangzhou 310007, China; 2. National Gem Testing Training Center, Beijing 100013, China Abstract Black and tawny cuticles are the most comrnon colors atnong nephrite gravels. In this paper multi testing Lechniqueh including rock slip. electron probe, cjifferenlial ihermal analy.sis and so on were used to reveal color-causing uf the nelhrite grave]s. The testing resulcs showecl thzu limonile caused che lawny cuticle color and Iimonite wich organic c“mpouncl caused the hlack cucicb color, which offers evidence for idenLifying nephrite gravels and is also of significance in geneLic research of nelhrice gravels. Key words Jlephrite giavel llack cuticle; tawny cutitle; color-causingl material; limonile - 黑皮、褐皮是软五f料（砾石）的常见皮色 ，在朱荣 基著赏玉观璞中收入了大量软玉了料的照片，可见数 十个软玉子料的表皮呈黑色、褐色，，软下f料的价值很高， 其主要特征是有皮色，所以市场l- ．染色山料（原生矿）仿了 - 料很多 2II 。由]j黑皮、褐皮的致色物迄今尚无测试分析报 道，这给软玉子料的鉴定和皮色成凶研究带来了很人困难。 本文在参考文献『3 -10]的基础上，对其进行测试分析。 l 岩石薄片分析 对黑皮了料和褐皮子料样各一个的皮色处进行岩石薄 片检测，结果表明，矿物成分均以透闪石为主，致色物微量； 透闪石呈纤维状微晶，致色物不透明，呈填充状而从表面向 内部延伸1 2 mm 。岩矿偏光显微镜下不能确定致色物的 矿物种类。 2 仪器测试分析 为了确定致色物种类，从皮色区取样先后进行X射线 衍射定量分析和激光拉曼分析，均未测出透闪石以外的物 相，推测是由于致色物含量低或结晶差，故续做了电了探针 分析、差热分析和有机物成分分析。， 2.1 电子探针分析 村样品的皮色区及其毗邻的无皮色区进行电子探譬I ‘分 析。，仪器型号为JXA - 8100 电子探针（口本电子公司） 和Inca Enery能谱仪（英国Oxford公司）。实验条件为加速电压15.0 k\i ，电子束斑1ym，探针束流0.2 nA。 电子探针分析是在东 华理工大学核资源与环境教育部重点实验窜完成．， 表1结果uJ ‘见 ，样品黑皮、褐皮的Fe0含量均明显高于 毗邻的尤皮色区，表明黑皮、褐皮中存在铁质物；黑皮、褐皮 的Mn0含量均很低，尤其是黑皮的Mn0含量反低于无皮色 区，说明黑皮、褐皮均主要是铁质物致色，Mn质物对皮色影 响小。依据电子探针分析结果，不能判定铁质物的物相。 表1 Ff4皮和锔皮的电 r探针分析 “‘ rFable I Analylical results of black culicle tind tawnv culicle jn sampIes by ele【 ‘tr0 f10|JP m J.I 【 ’analVsiH 埘I{／ 样l1『 『 号点i一 - li02 K20 Na20 Mno P205 Mgo Feo Czio Al23 Si2 S03总和 黑皮 行皮色IxI0.03 0.40 0.15 0.05 0.10 22.06 2.07 13.27 0.79 56.42 - 95 34 黑J 支无皮色ⅨO Ol 0 36 0 16 0 10 0 06 22. 28 1.02 15. 11 0 79 55. 93 10 95. 92 褐应有皮色j0 05 0 06 0 06 0 04 0 03 22. 43 0 41 14. 35 0 29 58. 50 - 96. 22 褐皮尢皮色区0.03 0.11 0. 21 0 02 0 05 23. 22 0 26 14. 39 0 58 57. 89 - 96. 76 ① “ 一 ” 丧月i j亥刖i术检出或低于仪器榆测限， 收稿日期2008-08-20；修订日期2008-10-07 作者简介李平（l970 -） ，男，陕西泾刚县人，高级T程师，从事岩矿鉴定和珠 矗检 测丁 作，，L-mail pkulp 126.㈤Jn.。 194 - ChaoXing 第2期 李 f等软j忙子料黑皮和褐皮的致色物测试 第28卷 2.2 差热分析 为r确定铁质物的物相，对黑皮、褐皮分别进行氙气气 氛差热分析 ““。 。，差热分析在浙江工业大学完成，仪器型 号为NFTZSCH srA 449 C（德同Netzsch公司） ，将皮色粉末 样t锗在120℃烘-r 2 h后升温测 试（升温速度10℃/rmn）． 由于黑皮在红外分析中检测到有机质，所以埘其又在空气气 氛L|I 进行差热分析，以区分有机质 与褐铁矿的吸热嵛，结果 见图1图3 筠著 羹 餐 i I颦 l l 软『；r． 料照皮的瓴 7 e7t XjA分析 l“ig.I Diffcrenlial Lhcrmal analysis ofhlack culit-le tI..pIlrile griravr in argori atniosIhPIP 错e 髫I 羹l 蓉 i I J I剞2软K r ．料黑皮的夸 7 ￡ 7 C氛座热分析 Fig. 2 Dilferencial thermal anaIVHis“b[ack culic-lelf-J”phrilP gjaw in air alinutiphc-re 籍著 羹≤ 签≤ 吲3软li『 ．料褐皮的 7 e7i氛层热分析 Fig.3 liFferentiail thermIlal inalysis of hrown culicle1f nepIijile gravc in argon atmosphvre 图1巾黑皮Ⅲ现在255℃、445℃、498℃、530℃等多个 吸热谷；图2中黑皮出现在303℃放热峰和343 0C、450℃、 503℃ 、543℃等吸热谷。图3中褐皮出现在303℃ 、373℃、 538℃等多个吸热谷。 2.3 有机物测试 在形成子料的河流两岸生长有人量植物，其腐烂分解 J “生的有机质如果扩散进入 了料中，也可能产牛黑皮、褐 皮。为了确定黑皮、褐皮足否含有机质，对其进行红外光谱 分析。红外光谱分析在浙江省地质矿产研究所完成，仪器 型号为AVATAli 360 FT -IR（美国Thermo Nic“let公司）。 黑皮 的红 外分析冈潜qt，除透闪石谱带外仅见微弱的 有机质吸收潜带2925 ～2853 cm“（见冈4） ，其与原油、沥 青、煤的强吸收特征谱带对应 -”J 。原油、沥青、煤足黑色 的，推测扩散进入子料表皮的这种类似原油、沥青、煤的有 机质也是黑色的j褐皮红外光谱分析结果未见透闪石以外 的物相。 I刘4燃ucn{J红外光谱 pig.4 Jllnul-tl【I sp{、-Lr『 11 0l lJla-k-L儿i【-I. 3 结果与讨论 3.1 褐铁伽 “的测定 针铁矿 的吸热谷 温 度 随着结晶 变差 而降低，最低 190℃ ，最高475℃；纤铁矿的吸热谷温度也有较大的变化 范围 280390 ℃ “-2。 ，黑皮、褐皮两个样的445 ℃ 、 343℃.450℃ 、303℃、373 qc等吸热谷均位丁针铁矿／纤铁 矿吸热谷的温度范围内，结合电子探针分析结果得出致色 物为铁质物，因此黑皮、褐皮都含有纤铁矿／针铁矿．，针铁 矿／纤铁矿一般只有一个吸热谷，但当有部分针铁矿结晶不 良时其差热分析图出现高、低两个吸热谷，纤铁矿也有类似 情况 ，所以差热分析中出现的多个褐铁矿吸热谷，是 由 了 儿部分针铁矿／纤铁矿结晶程度各不同 ；软玉子料在河流 中长期运移达数百公里，在河水中悬浮的针铁矿／纤铁矿可 多期次沉淀J 二了料上并向内部扩散 ，各期次沉降的针铁矿／ 纤铁矿结晶程度也会不同l 叫。由于针铁矿／纤铁矿的吸热 谷范围重叠，难以进一步确定致色物是针铁矿还是纤铁矿， 这里直接统称为褐铁矿。 褐铁矿一般为隐品质，沉淀于致 密的子料表皮则含量很低，所以用X射线衍射定量分析、 激光拉曼分析未能榆测出。 3.2 菱铁矿的测定 图1 图3中498℃、530℃、503℃、543℃、538℃等更 高温度的吸热谷不在褐铁矿的吸热谷范围内；而与菱铁矿 分解产生的吸热谷的温度对应 ’ I 。软玉是矽卡岩，常含少 量碳酸盐，菱铁矿则罕见 15 . ；菱铁矿一般呈褐色，但从吸热 符大小UJ ‘ 见含量比褐铁矿低得多，所以对皮色的影响较小，， 3.3 锰质物对皮色的影响 在电子探针分析中，样品上黑皮、褐皮的Mn0含量均很 低，对皮色的影响很小，且针铁矿和纤铁矿中均uT有少量Mn 以类质同象存在 “ ，所以难以对锰质物开展进一少的研究。 3.4 仃机质的测定及其对皮色的影响 因为红外分析中褐皮末见有机物谱带，所以褐皮 中不 - 195 - Lr, Lri 5 5 5 Ln tr. 4 rr 2 N o/o/ 静 长 魁 ChaoXing 第2期 岩矿测 试 http∥www. ykCs. ac.cfl 含有机质。 黑皮在氩气气氛中出现的255℃吸热谷在空气气氛中 则未出现，在空气气氛中出现的303℃放热峰在氩气气氛 中则未出现，这与红外光谱分析检测到有机质的结果相吻 合，即黑皮中所含有机质在氩气气氛rI ，255 ℃左右分解吸 热，在空气气氛中303 ℃左右燃烧放热。、褐铁矿的颜色一 般是黄褐色 一 晴褐色，扩散进入子料表皮的有机质应是黑 色的；黑皮区边缘则反光观察见淡黄褐色，强透光观察则色 浅处为黄褐色而深处为黑色，这与黑皮巾含有褐铁矿和有 机质是吻合的。因此在反光观察时，子料表皮中因含有褐 铁矿而本来呈黄褐色 一 暗褐色，加上黑色有机质后使皮色 进一步加深而呈黑色。 4 结语 黑皮、褐皮是软玉子料中常见的皮色，其致色物由于含 量低、结晶差，给致色物测定带来了很大困难．，本文通过电 子探针分析、差热分析和有机物成分分析多种手段测试，综 合确定黑皮是褐铁矿和有机质致色，褐皮是褐铁矿致色。 现在市场上染色山料仿_ 『 ．料很多，黑皮 、褐皮的致色物测定 为软玉子料的鉴定提供了成分依据，对研究 子料成因也有 重要意义．， 致谢感谢新疆珠宝玉石鉴定中心主任岳蕴辉高级工程师 在采样和致色物测定过程中的帮助。， 5 参考文献 [1] 朱荣基．赏玉观璞（二）[M] ．深圳海天出版社，2007 4 - 163 廖宗廷，周征宇，软玉的研究现状、存在的问题及发展方向 [I] ．宝行和宅行学杂忠，2003 ，5222 -24. 廖侄庆，朱勤文．中国各产地软玉的化学成分分析[J]宝石 和宝石学杂志，2005，7125 - 30 ． lorling M, Zussman J. 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