柱晶石貓眼及其相似品的寶石學鑒別特征

孫娜娜 劉大平 武甜甜

(陜西國際商貿學院 陜西省寶石學實驗教學示范中心,陜西 西安712046)

柱晶石是一種不被人熟悉的寶石品種,屬于稀少寶石范疇,全世界寶石級柱晶石產量較少,且通常體積不大,目前世界上已知的柱晶石成品重量超過10ct的屈指可數,常作為收藏品。當柱晶石內部含有定向定向排列的包裹體時可出現貓眼效應,即柱晶石貓眼。

柱晶石貓眼的化學成分是含鎂鋁鐵的硼鋁硅酸鹽,化學式:(Mg,Fe2+)(Al,Mg,Fe)9(Si,Al,B)5(O,OH,F)21,可含Na,Mn等雜質元素。斜方晶系,顏色常見褐色、綠褐色、黃褐色等,晶體常呈卵石狀、不規則形態產出,產地主要分布在緬甸、斯里蘭卡等地。柱晶石貓眼的相似品主要有:頑火輝石貓眼、透輝石貓眼、方柱石貓眼、磷灰石貓眼、夕線石貓眼、碧璽貓眼、玻璃貓眼。其中頑火輝石貓眼的化學成分是鐵鎂硅酸鹽,化學式:Mg2[Si2O6]Fe2[Si2O6],斜方晶系,顏色常見褐色、褐綠色、灰色等,晶體常呈斷裂柱狀產出,主要產于緬甸、南非、印度等地。透輝石貓眼的化學成分是鈣鎂硅酸鹽,理想化學式:CaMg2[Si2O6],但常含Fe,Gr等雜質元素。單斜晶系,顏色常見綠色、褐綠色等,單晶少見,常呈柱狀、粒狀集合體產出,主要產于美國、芬蘭、馬達加斯加等地。方柱石貓眼的化學成分是含鈉鈣硅酸鹽,化學式:(Na,Ca)4[AlSi3O8]3(Cl,OH,CO3,SiO4),四方晶系,顏色常見褐色、綠色、灰色等,晶體常呈柱狀、粒狀和塊狀集合體產出,產地主要分布在緬甸和中國。磷灰石貓眼化學成分是鈣磷酸鹽,化學式:Ca5[SiO4]3(F,Cl,OH),六方晶系,顏色常見綠色、黃色、褐色、藍綠色等,晶體常呈柱狀、厚板狀和塊狀集合體產出,產地主要分布在緬甸、斯里蘭卡、坦桑尼亞和中國等地。矽線石貓眼的化學成分是含鋁硅酸鹽,化學式:Al2SiO5,斜方晶系,顏色常見褐色、藍色、灰白色等,晶體常呈長柱狀、纖維狀和針狀、纖維狀及放射狀集合體產出,產地主要分布在緬甸和斯里蘭卡、捷克、印度等國。碧璽貓眼的化學成分是硼硅酸鹽,并且可含有鋁、鐵、鎂、鈉、鋰、鉀等元素,化學式較為復雜:Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4,三方晶系,顏色豐富,常見綠色、褐綠色、藍色等,晶體常呈長柱狀產出,主要產于巴西、馬達加斯加、意大利厄爾巴島等地。玻璃貓眼屬于人工寶石,主要化學成分為SiO2,顏色豐富。筆者現收集柱晶石貓眼、頑火輝石貓眼、透輝石貓眼、方柱石貓眼、碧璽貓眼、矽線石貓眼、磷灰石貓眼、玻璃貓眼9件樣品,見圖1,經過對樣品進行常規寶石學和紅外吸收光譜測試及綜合分析,為鑒別柱晶石貓眼及其相似品提供一些有效的參考方法。

圖1 柱晶石貓眼及其相似品

1 常規寶石學特征

通過對樣品進行外觀特征、折射率、紫外熒光、吸收光譜、多色性、相對密度、放大觀察等常規寶石學檢測,結果見表1。

通過表1可見,方柱石貓眼、碧璽貓眼、磷灰石貓眼、玻璃貓眼折射率和柱晶石貓眼明顯不同,頑火輝石貓眼、透輝石貓眼、矽線石貓眼折射率和柱晶石貓眼幾近相同；熒光檢測,只有方柱石貓眼、碧璽貓眼和玻璃貓眼有熒光,其它樣品長短波下均無熒光,由此可區分這三種樣品與柱晶石貓眼的區別；吸收光譜,柱晶石貓眼顯示鐵譜,頑火輝石貓眼有特征503nm吸收線,矽線石貓眼藍紫區有吸收線,磷灰石貓眼有580nm吸收雙線,透輝石貓眼顯示鉻譜,方柱石貓眼、碧璽貓眼和玻璃貓眼不特征；多色性,只有玻璃貓眼,其它所有樣品都有多色性；相對密度,方柱石貓眼和玻璃貓眼低于3.0,柱晶石貓眼和頑火輝石貓眼、透輝石貓眼接近略高于碧璽貓眼、矽線石貓眼和磷灰石貓眼。放大觀察,只有玻璃貓眼顯示特征的蜂巢狀構造,柱晶石貓眼和其它樣品內部特征相近。由此可以看出,通過觀察常規寶石學特征,很難區分柱晶石貓眼和頑火輝石、透輝石貓眼,其它相似品可以通過寶石學常規特征加以區分。

表1 柱晶石貓眼及相似品常規寶石學特征

2 紅外吸收光譜分析

在長濤質檢珠寶玉石檢測實驗室,使用德國布魯克TENSOR27型紅外光譜儀對常規儀器難以區分的柱晶石貓眼、頑火輝石貓眼和透輝石貓眼進行測試,測試條件:反射法,掃描次數:5,分辨率:4cm-1,測試波數范圍400～4000cm-1,經自帶軟件將所有紅外光譜K-K轉換為吸收光譜。從測試結果圖2來看,柱晶石貓眼樣品在中紅外區顯示特征紅外吸收峰,可見1155cm-1、1124cm-1、990cm-1、887cm-1、738cm-1、603cm-1等 典 型 紅外峰。透輝石貓眼在樣品在紅外反射光譜中870-1130cm-1氛圍內920cm-1、968cm-1、1128cm-1吸收譜帶最強,在620-770cm-1范圍的可見670cm-1、650cm-1吸收譜帶。頑火輝石貓眼樣品的紅外反射光譜可分為三個區:860-1130cm-1范圍內4-6個吸收帶,主要 分 布 在1086cm-1、978cm-1、865cm-1；600-750cm-1吸 收 區；400-600cm-1強吸收區,主要是輝石族礦物的特征吸收峰,此范圍內的吸收峰主要位于545cm-1、517cm-1、450cm-1。(圖2)

圖2 柱晶石貓眼、透輝石貓眼和頑火輝石貓眼紅外對比圖

3 結論

在對柱晶石貓眼和其相似品的檢測過程中,必須將常規寶石學特征和紅外光譜檢測結論相結合,綜合分析,才能為準確的鑒定提供可靠的數據分析。

紅外光譜檢測分析對柱晶石貓眼、透輝石貓眼和頑火輝石貓眼的鑒定具有判定指導作用,與它相似品可以通過寶石學常規特征加以區分。