“金龍晶”的寶石學特征

何立言，王 鐸，沈莉華，徐 志

(1.廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測中心，廣州 510080；2.國土資源部廣州礦產資源監督檢測中心，廣州 510080)

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，結構致密、具較強韌性，觸摸有涼感，通常被制成手鐲、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的寶石存在著一定的爭議。本文搜集了市場上的樣品，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，并對其中一件樣品進行了破壞性測試，使用巖石薄片觀察，就其寶石學特征、譜學特征及巖石學特征進行了研究，嘗試還原其地質成因，進而提供鑒定的依據。

1 寶石學特征

“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，致密，中等硬度。

圖1 “金龍晶”寶石制品的外觀Fig.1 The appearance of "Jinlongjiing"

2 顯微薄片特征

在偏光顯微鏡下觀察樣品可見條帶狀碎屑呈不定向分布，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，這可能是由海相生物的貝殼、珊瑚碎屑構成的。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，生物碎屑在后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，但仍保留有珊瑚的同心圓狀的結構特征(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2，a和c)。除此之外，還有少量粒徑在1～20μm之間的碎屑顆粒，在鏡下觀察為正低凸起，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干涉色為一級黃，為石英(圖2)。依據顯微薄片特征，初步判定“金龍晶”在巖石學成因分類上屬于鐵質膠結的生物碎屑沉積巖。

圖2 “金龍晶”樣品薄片顯微照片 Fig.2 The photomicrograph of the Jinlongjing samples(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

采用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0.0333s，曝光次數為200次，掃描范圍為50～3000cm-1。樣品的褐紅色基質部分，即在偏光顯微鏡下觀察到的全黑部分，拉曼光譜特征結果顯示，樣品在223cm-1、292cm-1、407cm-1和609cm-1具有特征峰，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具有特征峰，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)，表明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Fig.3 Laser Raman spectrum of the red cementation of the "Jinlongjing" sample is of hematite (a); Laser Raman spectrum of the yellow fragments of the "Jinlongjing" sample is of calcite (b)為赤鐵礦特征圖譜(a)；黃色條帶狀碎屑物的激光拉曼光譜，為方解石特征圖譜(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，其拉曼光譜特征結果顯示在126cm-1，206 cm-1，462cm-1具有特征吸收峰(圖4)，與RRUFF數據庫及前人研究[6]的石英標準譜圖特征吸收峰128cm-1，205 cm-1，464cm-1一致，與偏光顯微鏡觀察結果相吻合。

4 紅外吸收光譜特征

采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：反射法掃描的范圍為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]，表明其主要的成分為方解石(圖4)。

圖5 金龍晶樣品紅外圖譜Fig.5 FT-IR spectra of the"Jinlongjing" sample

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巖。原石可能形成于熱帶大洋海底，碎屑為微晶文石-方解石集合體，而方解石集合體是珊瑚-貝殼砂；膠結物為赤鐵礦-褐鐵礦，可能形成于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征，后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的過程，這是對其鑒定的最有效特征，從其礦物成分分布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]，該寶石可定名為“碳酸鹽質玉”。

[1] 于方,范桂珍,朱子玉,等. “綠龍晶”的寶石礦物學研究[J]. 寶石和寶石學雜志,2010,12(1): 29-31.

[2] 郁益,曾凡龍,王鐸,等. “紫龍晶”與“綠龍晶”的寶石學特征[J]. 寶石和寶石學雜志,2009,11(2): 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]. 巖石礦物學雜志,2014,33(S1):157-161.

[7] 彭文世，劉高魁. 礦物紅外光譜圖集[M].北京：科學出版社，1982.

[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.