廣義內(nèi)含物拉曼光譜的分析與研究 - 地方玉石的鑒定與判別

「玉」是華人珠寶市場中屹立不搖的*，由于市場上一般消費大眾對于「玉」的認(rèn)知普遍不足，且承中華文化千年之傳統(tǒng)，古云「石之美者為玉」，這都讓玉石市場上的消費者更加不知所措。在中國有許多地方玉石，不但一般大眾不了解，連鑒定師也未必見過，這些地方玉石往往是外觀上很像玉，成分上卻與「玉」大相徑庭。

在寶石的研究領(lǐng)域中，此類地方玉石通常并非單一成分的單晶寶石，而是由許多細(xì)小晶體所構(gòu)成，又稱為多晶質(zhì)(Polycrystalline)寶石，以 GIA 的分類而言，多晶質(zhì)寶石皆稱為聚成巖類(Aggregate)，而這些聚成巖類的主成分礦物與微量的伴生礦物就相當(dāng)于寶石主晶之于內(nèi)含物客體一般，兩者的生成環(huán)境與條件通常有著密不可分的關(guān)系，甚至具有產(chǎn)地指標(biāo)意義。

市面上的地方玉石有許多種類，者如、獨山玉、岫巖玉、水沫玉、阿富汗玉、黃龍玉與密玉等，品種多如牛毛。一般而言，傳統(tǒng)鑒定方法針對單晶寶石的鑒定頗為有效，但對于多晶質(zhì)寶石由于其比重、折射率等性質(zhì)的變異性使得鑒定地方玉石品種成為難事。在眾多儀器中，適用于此類地方玉石且為非破壞性檢驗方法的僅剩下拉曼光譜儀可用。

拉曼光譜儀檢驗多晶質(zhì)地方玉石

2012 年 7 月份某鑒定所提供一樣本委托聯(lián)合拉曼應(yīng)用實驗室檢測分析，該樣本呈現(xiàn)白色基質(zhì)帶有綠色點狀分布，外觀上像獨山玉，但透明度差且基質(zhì)部分呈現(xiàn)乳濁白色次半透明(圖一)。此樣本直覺上至少應(yīng)有兩種成分，綠色的點狀礦物以及白色基質(zhì)部分。

采用拉曼光譜儀分析多晶質(zhì)地方玉石具有下列優(yōu)點：

• 光譜譜峰銳利，即使為多種礦物成分之聚成巖，特征峰都清晰可辨。

• 每種礦物都具有特征指紋光譜，通過主要特征峰的比對，可以明確指出礦物成分。

• 顯微分析能力佳，即使未搭配顯微鏡空間分辨率僅數(shù)十微米，就算是極為小的礦物都可以直接分析成分差異。

• 快速、、非破壞，在數(shù)秒內(nèi)可以判斷出樣本中的礦物種，且不像 X 光粉末繞射需要將樣本破壞磨粉。

在上述基礎(chǔ)下，采用拉曼光譜儀直接對白色部分以及綠色部分進行分析比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)白色部分主要以白云石成分為主，綠色部分則是石英為主，白云石次之，并含有少量鉻云母(圖二) 。由于折射率點讀過程中可能因礦物成分差異與不均勻性而遭到誤導(dǎo)， 比重則是只能分析塊材整體比重(所有成分平均)，所以傳統(tǒng)鑒定方法無法準(zhǔn)確區(qū)別白云石與石英，更別提檢驗出含量較少的鉻云母。 因此，對于此類聚成巖類地方玉石之研究，拉曼光譜儀是佳的非破壞性分析工具，可分析主要礦物以外也可進一步了解其伴生礦物或是次生礦物等， 這也是紅外線光譜儀與能量散射式 X 光熒光光譜儀較難以克服的部分。

結(jié)論

根據(jù)后所得之結(jié)果，此地方玉石主要由白云石、石英與鉻云母所組成，可能是大理巖受到含硅與鎂的火山熱液侵入所造成，熱液交代后產(chǎn)生石英、白云石與鉻云母礦物，以地質(zhì)學(xué)的觀點，此樣本應(yīng)可稱為石英-鉻云母白云巖。若從外觀成分上近似的地方玉石來看，如云南高黎貢山產(chǎn)的貢翠或是河南密縣產(chǎn)的密玉都不無可能，但也因地方玉石的產(chǎn)地、品種太多，也可能是未知的地方玉品種。無論如何，拉曼光譜檢測分析結(jié)果確定此樣本的多種礦物組成，也至少確立不是「硬玉」或「軟玉」，而是其他的地方玉石品種。

圖一：鑒定所委托分析的綠色類玉樣本，由于表面拋光條件不佳且白色基質(zhì)與綠色點狀分布使得折射率測量更為困難。

圖二：圖為該類玉樣本的拉曼光譜分析結(jié)果，左為白色部分之拉曼光譜，主要為白云石(Dolomite)成分，并含少量石英(Quartz)與鉻云母(Fuchsite)；右為綠色點狀部分之拉曼光譜，分析后發(fā)現(xiàn)石英成分為主，白云石次之，鉻云母再次之，雖鉻云母含量仍少，但是顯然綠色部分鉻云母含量較高。(Do: 白云石 Qu: 石英 Fu: 鉻云母)