利比亞沙漠玻璃包裹體鑒定特征及結晶程度初探

□ TEXT 張穎欣 林哲瓊 ( 國家珠寶玉石質量監督檢驗中心廣州實驗室 )

圖1 利比亞沙漠玻璃樣品外觀

圖2 利比亞沙漠玻璃10X寶石學顯微鏡下的放大觀察

圖3 利比亞沙漠玻璃樣品中的氣態包體 (200X)

一、概述：

利比亞沙漠玻璃，也稱為“北非沙漠隕石”，是天然玻璃隕石的其中一種類型。常見的國內寶石學綜述資料提到，國際隕石市場在歐美地區發展較為成熟，每年世界多地舉辦多場隕石交易展會，隕石數量稀少且不可再生，使得隕石價格更具有競爭力，而中國隕石收藏市場起步較晚，隕石知識尚未得到很好的普及，對廣大隕石愛好者來說，認識有限，缺乏隕石鑒定基本常識[3]，所以，本文在前人研究的基礎上，通過對利比亞沙漠玻璃的包裹體類型及固態包體結晶形態做初步的研究和探討，為寶石鑒定提供參考。

二、樣品和測試方法：

1.外觀描述：

顏色為淺黃色，未拋光前，可見玻璃隕石表面具有因風蝕作用而呈現磨砂狀特征。圖1拋光后，呈透明-半透明，具玻璃光澤，可見有較多白色粒狀包裹體從內至外大量分布。

2.寶石學顯微鏡下的放大觀察：

把樣品進行拋光處理，在顯微鏡下用亮域照明，可見有數量較多的白色球狀固態包裹體，以及豐富且形態多樣的氣態包體（圖2）。

圖4 利比亞沙漠玻璃薄片固態包體 (200X)

3.超景深三維顯微鏡測試：

樣品中的氣態包體分布較多，且形態豐富多樣，有些氣泡呈圓球狀、逗號狀、紡錘狀、拉長形狀、蝌蚪狀等（圖3），氣泡直徑大小不一，總體觀察，有部分區域的氣泡與流動紋呈相同方向定向排列分布（圖3(a、e)）。

另外，內部存在較多白色小球粒狀固態包體，或單獨出現（圖4(ad)），或成群呈長串狀分布（圖4 (e-g)），與氣態包體、流動紋的方向大致相同[4]。在200X倍鏡下，可清晰觀察到粒狀白色小球周圍存在一些氣泡（圖4( h)），將其備制成薄片，球粒狀白色小球呈半透明狀（圖4 (i)）。

4.傅里葉紅外光譜測試：

選擇常規測試條件：分辨率為8cm-1，掃描范圍400～4000cm-1，掃描次數為32，測得該樣品在1200～900cm-1的范圍內，具有Si-O伸縮振動譜帶[1]，并出現一拐點；在800～700cm-1的范圍內，具有Si-O對稱伸縮振動譜峰，呈現798cm-1的單峰吸收，由此推斷，該樣品為非晶態玻璃[2]（圖5）。

5.顯微紅外光譜儀測試：

為了更好研究利比亞沙漠玻璃中包裹體的礦物成分和結晶程度，我們選取白色球狀固態包體聚集較多的方向進行平面切割，磨制成0.3mm的光學薄片，讓固態包體剛好出露到達表面。利用Thermo Fisher iN10顯微紅外光譜儀對出露的包體進行測試，選取的測試點共有4個，測試的面積范圍為200um×200um，采集時間：51s，掃描范圍400～4000cm-1，檢測器在冷卻的條件下進行。

檢測結果可知：白色球粒狀包體的紅外圖譜（圖6）在1200～1100 cm-1范圍內具Si-O伸縮振動譜帶，在800～700 cm-1范圍內具Si-O對稱伸縮振動譜峰。與主體利比亞沙漠玻璃的紅外圖相似（圖7），但兩者的Si-O的結晶態程度有所不同。

利比亞沙漠玻璃在1200～1100cm-1范圍內，僅出現一拐點，但白色固態包裹體的紅外圖譜在此范圍內則呈現的是明顯的分裂雙峰，以及798cm-1處出現的單峰（圖7）。

圖5 利比亞沙漠玻璃傅里葉紅外光圖譜(主體)

根據前人的研究[2]，SiO2類寶石的紅外光譜與相關寶石的結晶程度具有一定的對應性，并表現為相關振動譜帶的分裂程度，Si-O鍵的伸縮振動呈現分裂雙峰，則表明其內部質點SiO2有序排列，在對稱伸縮振動譜峰具有798cm-1的單峰譜圖，則歸因于內部晶體間的有序性排列。由此推斷，該白色小球粒狀包體為結晶態的SiO2礦物包體。

圖6 顯微紅外光譜儀測試圖譜

圖7 利比亞沙漠玻璃主體（上）與包裹體（下）的紅外光譜圖對比

圖8 能量色散X射線能譜儀測試譜圖

6.X射線能譜儀：

利用日本島津能量色散X射線能譜儀對玻璃隕石進行測試，用X射線照射玻璃隕石時，可激發各種波長的X射線，根據測量不同能量的X射線強度，進行定性分析。結果顯示，玻璃隕石含有硅、鐵、鈦、鋯、銅等元素，主要元素是硅，屬于硅氧化物類。

三、結論與探討：

利比亞沙漠玻璃具有氣態包體和固態包體，在寶石顯微鏡下可見其氣態包體形狀多樣，極其豐富，還伴隨著流動紋的方向分布。固態的白色小球粒狀包體為SiO2礦物包體，呈半透明狀，單獨出現或成串分布，在顯微紅外光譜中呈現出798cm-1單峰，為Si-O對稱伸縮振動譜峰；以及1200～1100cm-1處具有明顯的分裂雙峰，為Si-O伸縮振動譜帶。說明該SiO2礦物包體內部晶體結構排列有序，結晶程度較好。