不同產地碧玉的鑒別特征

朱亞杰

中國地質大學（北京）珠寶學院，北京 100083

前言

和田玉在中國有著悠久的歷史，符合當下很多人的審美，越來越受大眾歡迎。根據國家標準GB/T16553-2017《珠寶玉石鑒定》，和田玉是指主要由透閃石、陽起石組成，以透閃石為主要礦物的多晶集合體，其中碧玉是指和田玉中的翠綠色至綠色的品種[1]。在新疆和田、新疆瑪納斯、青海、加拿大、俄羅斯等地均有碧玉產出，不同產地碧玉品質不同，價格有差異。和田玉產地的多樣化以及國家標準對其定名的寬松規定，使得市場上常有用其他產地碧玉冒充新疆和田碧玉及俄羅斯碧玉進行售賣的現象，欺騙消費者，較為混亂。本文通過對不同產地碧玉的異同進行歸納分析，為人們分析鑒別不同產地的碧玉提供更詳實的理論依據。

1 基本寶石學特征

不同產地碧玉經肉眼觀察，可以從顏色、光澤、透明度、內含物等四個方面來加以區分。

1.1 顏色、光澤、透明度

由表1可知，顏色是肉眼鑒別不同產地碧玉的主要特征，不同產地碧玉主體顏色都為綠色，但新疆和田碧玉的顏色多為藍綠、灰綠；加拿大碧玉綠色分布不均勻；俄羅斯碧玉顏色鮮艷，特征顏色有菠菜綠，蘋果綠，鴨蛋青。不同產地碧玉光澤以玻璃光澤為主，偶見蠟狀光澤，透明度以微透明-半透明為主。

表1 不同產地碧玉的顏色、光澤、透明度Table 1 The color, luster and transparency of nephrite from different areas

圖1 不同產地碧玉Fig.1 Nephrites from different areas

1.2 內含物

碧玉中常見黑色斑點、綠色斑點、白色“水線”和白“花”（棉絮狀物）等內含物，內含物礦物的有無、數量的多少、形態分布是產地的重要鑒定依據[2]。其中新疆和田碧玉“黑點”較多，市場上基本見不到；新疆瑪納斯碧玉中的“黑點”呈斑狀、點狀，大小不等；加拿大碧玉“黑點”比較小，分布比較均勻，可見白色棉絮狀物，“水線”較發育；俄羅斯碧玉的黑點形態多變，呈點狀、斑塊狀、條帶狀[2]。

圖2 不同產地碧玉中的內含物Fig.2 Inclusions in nephrites from different areas

1.3 折射率、相對密度、摩氏硬度

相對密度運用靜水稱重法，硬度運用相對法，折射率運用點測法，不同產地碧玉的相關特性有些許差異，具體見表2：

表2 不同產地碧玉常規寶石學特征Table 2 Gemmological characteristics of nephrite from different areas

由表2可知，以上五個產地中，加拿大和新疆瑪納斯碧玉的折射率較高，俄羅斯碧玉相對密度較小。

2 偏光顯微鏡下特征

不同產地碧玉樣品薄片在偏光顯微鏡下的礦物組成和結構特征不同，根據礦物中透閃石顆粒的形態及相互之間的空間關系可以對不同產地碧玉的結構進行分類[8]。

新疆和田碧玉以毛氈狀纖維交織結構為主，表現為組成碧玉的的透閃石顆粒細小，粒度均勻，無定向排列（圖3），由于這種交織結構，在礦物之間形成一種機械結合力，在受到外力作用時，不易碎裂，具有這種結構的碧玉韌性高，多具細膩致密外觀，為碧玉中的優質品種[9]。青海碧玉主要為顯微葉片-隱晶質變晶結構（圖4），一般是在負荷壓力條件下，熱變質作用形成的。透閃石呈現葉片狀，排列比較疏松，結構不夠致密，則其韌性較低，斷口參差狀，則其透明度比較低，光澤比較暗[10]。加拿大碧玉與俄羅斯碧玉比較相似，都有類似于新疆和田碧玉的毛氈狀纖維交織結構（圖5-a、圖6-b），除此之外加拿大碧玉還具有長纖維狀結構（圖5-d），一般與樣品中透明度較高的“水線”相對應[6]，這是因為加拿大碧玉“水線”處透閃石纖維平行排列，光線入射時，發生折射，反射作用較弱，所以透明度較高。俄羅斯碧玉中的透閃石可呈纖維狀局部定向排列，聚集成不同形態，形成束狀變晶結構、帚狀變晶結構及放射狀變晶結構（圖6-c、6-d、6-e）[6,7]。束狀變晶結構形成于熱力起主導作用的變質巖中，有時會有氣液揮發分的參與，礦物首先沿著重結晶力較強的方向形成柱狀晶體，進而呈現束狀排列，放射狀變晶結構是比束狀變晶結構發育更加完善的重結晶結構，是在氣水溶液熱變質條件下，圍繞少數中心強烈向四周急速生長的情況下重結晶而成的，在一定程度上反映了成分與生長速度的差異[11]。除此之外俄羅斯碧玉還有重結晶結構（圖6-f）[7]，這是由于晚期熱液沿碧玉中已經形成的微裂隙活動，由隱晶質透閃石重結晶為細粒狀透閃石。

圖3 新疆和田碧玉顯微結構特征（正交偏光）Fig.3 Microstructure of nephrite in Hetian, Xinjiang（crossed nicols）

圖4 青海碧玉的顯微葉片-隱晶質變晶結構（正交偏光）Fig.4 Microscopic blade cryptocrystalline structure of Qinghai nephrite(crossed nicols)

圖5 加拿大碧玉顯微結構特征（正交偏光）Fig.5 Microstructure of Canadian nephrite（crossed nicols）

3 成分特征

電子探針技術是指利用電子束轟擊樣品的表面，根據微區內發射的X射線的波長及強度來對物質進行定量定性分析，主要用于物質微區的化學成分的測定[12]。

表3為不同產地碧玉的電子探針測試數據，對主要礦物成分進行分析對比，發現其主要成分為SiO2、MgO、CaO，與透閃石主要氧化物含量理論值（SiO260.06%、MgO 25.23%、CaO 14.05%）[14]十分接近，不同產地之間變化較小，這與M1、M2、M3、M4位置上的離子置換有關。不同產地碧玉CaO與MgO整體呈負相關，其中新疆和田碧玉MgO含量較高，但CaO含量較低，加拿大碧玉與新疆和田碧玉正好相反，MgO含量較低，CaO含量較高，加拿大碧玉Fe的質量分數相比其他產地來說普遍偏高，因此主要礦物多過渡為含Fe量比較高的陽起石。按照國際礦物學協會對于角閃石族礦物分類的規定，鈣質角閃石的 Mg2+/（Mg2++Fe2+）＞0.9 為透閃石，Mg2+/（Mg2++Fe2+）=0.5～0.9時為陽起石，Mg2+/（Mg2++Fe2+）＜0.5時為鐵陽起石[15]。不同產地碧玉樣品的Mg2+/（Mg2++Fe2+）比值在0.886～0.939，因此不同產地碧玉的主要組成礦物為透閃石，部分為透閃石向陽起石過渡。不同產地碧玉次要礦物的電子探針分析結果見表4，由表可知鉻鐵礦、綠泥石比較常見，且往往同時出現，加拿大碧玉中出現了其他產地都沒有的鉻鈣鋁榴石。

圖6 俄羅斯碧玉顯微結構特征（正交偏光）Fig.6 Microstructure of nephrite in Russia（crossed nicols）

表3 不同產地碧玉主要礦物電子探針測試結果（wb%）Table 3 EPMA results of essential minerals of nephrite from different areas （wb%）

表4 不同產地碧玉次要礦物及雜質電子探針測試結果（wb%）Table 4 EMPA results of secondery minerals of nephrite from different areas（wb%）

4 紅外光譜分析

當用頻率連續變化的紅外光照射物質時，物質通過吸收一定波長的光從基態躍遷至激發態，用儀器記錄下分子吸收紅外光的情況，就能得到紅外光譜圖[5]。

新疆和田碧玉、新疆瑪納斯碧玉、青海碧玉、加拿大碧玉及俄羅斯碧玉紅外光譜圖相似，與標準透閃石峰十分接近[18]，紅外光譜特征主要表現為：官能團區1200～4000cm-1弱吸收及指紋區400～1200cm-1三段明顯吸收譜帶。水的特征吸收峰主要在1200～4000cm-1波段之間；3664cm-1附近歸屬于OH的伸縮振動（圖7），3564cm-1、3425cm-1經查閱資料接近綠泥石3580cm-1的吸收譜峰，且與其他譜峰基本吻合，結合電子探針結果，則可得出3564cm-1附近吸收譜峰是綠泥石礦物所致（圖8）[17]；理論上在900～1200cm-1波段之間會有5～7個吸收峰，但實際出現的特征峰數目少于理論值，推測可能是由于Si-O伸縮振動互相重疊或者吸收強度太弱所造成的；600～800cm-1低頻區內出現2個強度略弱的吸收譜峰，分別與Si-O反對稱振動、O-Si-O對稱振動相關。青海碧玉在此區間出現峰位向低頻漂移（圖9），推測與Fe2+含量有關，隨著Fe2+/（Mg2++Fe2+）增大，往低頻漂移[19]；400～600cm-1區間存在兩個較強的吸收譜峰，歸屬于Si-O的彎曲振動、M-O振動和OH 的耦合振動，其中460cm-1在歸屬上屬于M-O振動，此峰位強度和透閃石—陽起石中Fe2+離子的代替存在聯系（圖8）[17]。與青海碧玉相比，新疆和田碧玉在此區間的峰強與900～1200cm-1相比較強，且峰形較尖銳（圖9）。

表5 不同產地碧玉紅外光譜峰位指派表（cm-1）Table 5 Assignment table of infrared spectrum peaks of nephrite from different areas (cm-1)

續表5Continued Table 5

圖7 俄羅斯碧玉、加拿大碧玉紅外光譜圖（透射法）Fig.7 Infrared spectrum of Russian nephrite and Canadian nephrite (transmission method)

圖8 新疆瑪納斯碧玉紅外光譜圖（粉末透射法）Fig.8 Infrared spectrum of Xinjiang Manas nephrite (powder transmission method)

圖9 新疆和田碧玉、青海碧玉紅外光譜圖（原物漫反射法）Fig.9 Infrared spectrum of Xinjiang Hetian nephrite and Qinghai nephrite(original diffuse reflectance method)

5 結論

（1）肉眼鑒別不同產地碧玉主要從顏色、光澤、透明度和包裹體四個方面來看。新疆和田碧玉的顏色多為藍綠、灰綠；加拿大碧玉綠色分布不均勻；俄羅斯碧玉顏色鮮艷，主要特征顏色有菠菜綠、蘋果綠、鴨蛋青，透明度較好，多具有黑點，且形態多樣。

（2）碧玉為多晶質集合體，一般主要從密度，硬度，折射率方面測定，折射率為1.60～1.63，相對密度為2.82～3.01，摩氏硬度為6～7左右，其中加拿大碧玉折射率較其他產地大，俄羅斯碧玉的摩氏硬度和相對密度較其他產地小。

（3）通過偏光顯微鏡對不同產地碧玉樣品進行觀察，結合電子探針結果可得不同產地碧玉的主要組成礦物均為透閃石，部分向陽起石過渡，次要礦物鉻鐵礦和綠泥石在不同產地碧玉中均有發現，且往往同時出現。

（4）不同產地的碧玉紅外光譜基本一致，存在峰的強弱和偏移，其中600～800cm-1低頻區內出現2個強度略弱的吸收譜峰，青海碧玉在此區間出現峰位向低頻漂移，推測與Fe2+含量有關，隨著Fe2+/（Mg2++Fe2+）增大，峰位往低頻漂移，與青海碧玉相比，新疆和田碧玉在此區間的峰強與900～1200cm-1相比較強，且峰形較尖銳。因此不同產地碧玉的紅外圖譜峰的強弱和偏移在一定程度上可以反映透閃石中陽離子的替代程度，輔助判斷碧玉產地。