何立言1*，王鐸2，沈莉華2，徐志1

(1.廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心，廣東，510080；

2.國土資源部廣州礦產資源監督檢測中心，廣東，510080）

摘 要:

對市場上出現的一種商業名稱為“金龍晶”的樣品進行了常規寶石學特徵研究，樣品主要呈褐紅色，含有塊狀或條帶狀黃色色塊，相對密度為2.67 ~ 2.78g/cm3，摩氏硬度約為4。為進一步瞭解“金龍晶”的礦物成分及成因，通過岩石薄片觀察、顯微激光拉曼光譜和紅外光譜等測試方法進行測試。結果表明：褐紅色部分主要為赤鐵礦，黃色條帶狀部分主要為方解石，含有少量的石英碎屑顆粒，岩石學成因分類上屬於鐵質膠結的生物碎屑沉積岩，樣品寶石學定名為“碳酸鹽質玉”。

關鍵詞：

金龍晶；碳酸鹽；赤鐵礦

近期市場上出現了一種新的寶石產品，呈黃褐色、褐紅色，具獨特的花紋，結構緻密、具較強韌性，觸摸有涼感，通常被製成手鐲、吊墜、戒面等，俗稱 “金龍晶”，與“綠龍晶”和“紫龍晶”的商業名稱類似[1, 2]，其新穎獨特的外表，獲得了廣大消費者的關注與喜愛。市場上對其是天然形成的還是人造寶石存在一定的爭議。本文蒐集了市場上的樣品，通過無損測試對樣品進行了常規寶石學測試、顯微拉曼光譜分析和紅外吸收光譜分析，並對其中一件樣品進行了破壞性測試，使用岩石薄片觀察，就其寶石學特徵、譜學特徵及岩石學特徵進行了研究，嘗試還原其地質成因，進而提供鑑定的依據。

1. 寶石學特徵

“金龍晶”整體呈褐紅色黃褐色，黃褐色主要呈條帶狀或塊狀，不透明，玻璃光澤，在短波紫外光下可見斑塊狀藍白色熒光，相對密度在3.2 ~ 3.3g/cm3（靜水力學法，樣品的礦物成分不均勻變化較大）。主要由 ~50%碎屑和 ~50%膠結物組成。碎屑呈黃褐色，硬度較低，具不規則條帶狀、雞骨狀，“金龍晶”獨特的花紋即與碎屑的形狀有關；膠結物呈深褐色、褐紅色，緻密，中等硬度。

圖1 “金龍晶”寶石製品的外觀

2. 顯微薄片特徵

在偏光顯微鏡下觀察樣品可見條帶狀碎屑呈不定向分佈，褐黃色條帶狀碎屑物與褐紅色基質有光澤差異。褐黃色條帶狀碎屑物的粒徑在50-100μm之間，部分可見依然保持同心環狀結構，與生物成因的形態，可能是由海相生物的貝殼、珊瑚碎屑構成。在正交偏光下，可見其樣品呈塊狀和條帶狀集合體，生物的碎屑顆粒在轉動的過程中可觀察到不同塊狀的干涉色，生物碎屑在後期經歷了重結晶作用。在單偏光下呈不透明，黃色條帶狀結構可見仍保留有珊瑚的同心原狀的結構特徵（圖2，a和c）。褐紅色基質在正交偏光下褐紅色部分全暗（圖2，b和d），褐紅色基質在透射光正交偏光鏡下為全黑，反射光下具金屬光澤，呈鐵黑色，不透光（圖3，a和c）。除此之外，還有少量粒徑在1-20μm之間的碎屑顆粒，在鏡下觀察為正低突起，無解理，表面光滑。在正交偏光下，碎屑顆粒可見異常干涉色。在正交偏光鏡下最高幹涉色為一級黃，為石英（圖3）。依據顯微薄片特徵，初步判定“金龍晶”在岩石學成因分類上屬於鐵質膠結的生物碎屑沉積岩。

圖2 “金龍晶”樣品薄片顯微照片 (a)(c)為單偏光(b) (d)為正交偏光，Cal-方解石，Qtz-石英，Hem-赤鐵礦

3. 激光拉曼光譜分析結果

採用Thermo fisher DXR2xi顯微激光拉曼光譜儀對樣品進行了拉曼光譜分析，測試條件：激光為532nm，曝光時間為0.0333sec，曝光次數為200次，掃描範圍為50~3000cm-1。樣品的褐紅色基質部分，即在偏光顯微鏡下觀察的全黑部分，拉曼光譜特徵結果顯示，樣品在223cm-1、292cm-1、407cm-1和609cm-1具有特徵峰，與RRUFF數據庫及前人研究[3]的赤鐵礦標準譜圖一致，表明樣品的紅色部分主要為赤鐵礦（圖3， a）。樣品的條帶狀碎屑部分，即在偏光顯微鏡下觀察為黃色部分的樣品，在 153cm-1、 280cm-1 、711cm-1和1085cm-1具有特徵峰，與RRUFF數據庫及前人研究[4, 5]的方解石標準譜圖一致（圖3，b），樣品表面的黃色部分主要為方解石碳酸鹽類礦物。

圖3 紅色膠結物的激光拉曼光譜，為赤鐵礦特徵圖譜（a）；黃色條帶狀碎屑物的激光拉曼光譜，為方解石特徵圖譜（b）

樣品的碎屑顆粒部分，即在偏光顯微鏡下觀察的石英顆粒，其拉曼光譜特徵結果顯示在126cm-1，206 cm-1，462cm-1具有特徵吸收峰（圖 4），與RRUFF數據庫及前人研究[6]的石英標準譜圖特徵吸收峰128cm-1，205 cm-1，464cm-1一致，與偏光顯微鏡觀察結果相吻合。

圖4 碎屑顆粒物的激光拉曼光譜為石英特徵圖譜

4. 紅外吸收光譜特徵

採用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）配合ATR附件（iD 10）對研究樣品進行測試，用小刀在樣品的黃色部位刮取了少量粉末，測試條件：反射法掃描的範圍為400 ~ 2000cm-1，分辨率8cm-1，掃描次數16次。樣品的主要吸收峰在1387 cm-1，870 cm-1，711cm-1，與標準的方解石圖譜相符[7]，其主要的成分為方解石（圖 4）。

圖5 金龍晶樣品紅外圖譜

5. 討論與結論

通過上述顯微薄片觀察、激光拉曼光譜分析和紅外吸收光譜等方法，得出以下結論：“金龍晶”是天然形成的鐵質膠結生物碎屑沉積岩。原石可能形成於熱帶大洋海底，碎屑為微晶文石-方解石集合體是珊瑚-貝殼砂；膠結物為赤鐵礦-褐鐵礦，可能形成於洋底鐵質成礦作用和少量石英。其保留了原有的生物碎屑特徵，後期經歷了重結晶由文石轉變為方解石及赤鐵礦成分膠結物是對其鑑定的最有效特徵，從其礦物成分分佈及比例判斷是以方解石類碳酸鹽為主，根據國家標準GB/T 16552-2017珠寶玉石 名稱的命名方法[8]，該寶石學定名為“碳酸鹽質玉”。

參考文獻

[1]於方,範桂珍,朱子玉,何志紅. “綠龍晶”的寶石礦物學研究[J]. 寶石和寶石學雜誌, 2010,12(01): 29-31.

[2]鬱益,曾凡龍,王鐸,胡學年. “紫龍晶”與“綠龍晶”的寶石學特徵[J]. 寶石和寶石學雜誌, 2009, 11(02): 49-50.

[3] D.L.A. de Faria and F.N. Lopes, Heated goethite and natural hematite: Can Raman spectroscopy be used to differentiate them? [J], Vibrational Spectroscopy, 2007. 45(2): 117-121.

[4] Yue YF, Wang JJ, Basheer P. A. Muhammed, et al., Characterisation of carbonated Portland cement paste with optical fibre excitation Raman spectroscopy[J]. Construction and Building Materials, 2017. 135(Supplement C): 369-376.

[5] 徐志,郭倩,李銳. 金珍珠中CaCO3物相分析[J]. 岩石礦物學雜誌, 2014, 33(S1):157-161.

[6] Fridrichová J, Bačík P, Illášová L., et al., Raman and optical spectroscopic investigation of gem-quality smoky quartz crystals[J]. Vibrational Spectroscopy, 2016. 85(Supplement C): 71-78.

[7] 彭文世，劉高魁. 礦物紅外光譜圖集[M], 1982. 科學出版社

[8] 國家珠寶玉石質量監督檢驗中心（2017）. 珠寶玉石 名稱[S], 國家質檢總局. GB/T 16552-2017.

作者簡介：何立言（1989 -），女（漢），博士，主要從事珠寶玉石及貴金屬檢測方向。

本文於2018年發表在《超硬材料工程》 , 2018 (1) :57-60