2010-04-04 21:49:56翠玨軒

不同顏色翡翠的微量原素特徵及紅外線分析

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CaFeMg和較少的MnFeMg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CaFeMg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-12595cm-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-12595cm-1吸收峰可能是由SiOSiOSiOSiO鍵伸縮振動產生的

3.2495cm-12595cm-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MnCo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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Xie-44

粉紫色,顏色均勻

玻璃光澤

半透明、細粒結構

1.66

3.32

Xie-66

藍紫色,顏色均勻

玻璃光澤

半透明、細粒結構

1.66

3.32

Xie-67

藍色,顏色均勻

玻璃光澤

半透明、細粒結構

1.66

3.31

 

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

白色

綠色

灰綠色

粉紫色

藍紫色

藍色翡翠

物理特徵

1.其主要礦物為硬玉(含量在90%以上),次要礦物有

鈉長石

綠輝石

透閃石

2.硬玉在透明度好、質地細膩的翡翠中常呈

纖維狀集合體

片狀集合體

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(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)

437nmFe3+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

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CrCr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,

410nm處有窄的吸收穀

錳鋁榴石在

410nm420nm430nm有吸收線

粉紫色、藍色翡翠的420nm吸收弱穀及

545nm(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。

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CrCr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FeMnCaCa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Mgk及較高的CaFe,由於kCa取代翡翠中的Na

推測較高的MgFe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MgCa

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MgFe之和相對綠色翡翠的高,這說明MgFe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. 2495cm-12595cm-1處均出現弱的吸收峰,2495cm-1吸收峰比2595cm-1吸收峰明顯

白色翡翠

粉紫色翡翠

淺綠色翡翠

淺色翡翠

褐色翡翠

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-12595cm-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-12595cm-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-12925cm-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

甲基的反對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2970cm-1

亞甲基的對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2850cm-1

甲基的對稱伸縮振動產生的紅外吸收峰出現在2880cm-1

3. 亞甲基的數量遠多於甲基在其紅外光譜中

2925cm-12850cm-1處吸收峰的強度遠大於2970cm-12880cm-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-13040cm-12966cm-12920cm-12873cm-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-12595cm-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-12595cm-1吸收峰

4.前述白色及淺色翡翠中有2495cm-12595cm-1吸收峰,

染色翡翠和鍍膜翡翠中的2495cm-12595cm-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-12595cm-1吸收峰

6.長石的2495cm-12595cm-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-12595cm-1紅外吸收峰可能是由

SiOSiOSiOSiO鍵伸縮振動產生的,SiOSiOSiO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AlCrFeMg數量增多,

硬玉中SiOSiOSiO鍵的伸縮振動受到影響   2495cm-12595cm-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.Cr3+Al3+離子濃度的增大SiOab伸縮振動和SiObcSiOSiO彎曲振動導致拉曼光譜頻移致低頻

2. 2495cm-12595cm-1 參考值

2495cm-12595cm-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-12595cm-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FeMg含量的高低對翡翠的色調有影響

2.在綠色系列翡翠中,FeMg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,FeMg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-12595cm-1紅外吸收峰將逐漸減弱甚至消失

5.翡翠的2495cm-12595cm-1紅外吸收峰是由SiOSiOSiOSiO鍵伸縮振動產生的

 

一炮到天亮 2020-02-22 11:46:08

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