中低质量翡翠天然还原性水岩反应及其成因机理研究

摘要

翡翠是玉石中当下最为珍贵和稀有的品种，被誉为“玉石之王”，并列为世界七大宝石之一。天然翡翠水岩反应可以改善部分原生低质量翡翠的种地与颜色，并使其透明度及市场价值获得提高。 本文通过对天然水岩反应原料肉眼和显微镜薄片的观察、借助多种现代分析测试手段，如电子探针、扫描电镜、LAICP—MS分析反应前后翡翠的成分、微观形貌结构以及微量元素和稀土元素变化，并采用显微红外光谱分析仪定量计算水岩反应前后的含水量变化，来探讨天然水岩反应的成因机理。大量的薄片光学显微镜观察显示，表生水岩反应可以通过“细粒化”作用减小原生硬玉的晶粒尺度；通过显微红外光谱分析，认为样品存水岩反应后的硬玉边界的含水量突增（因结构水OH—或水分子团H3O+的富集）与水岩作用过程中所提供的大量阳离子空穴、晶格缺陷以及晶粒边界辉石矿物端员成分的变迁有关，而水分子团对晶体的“水化”有利于翡翠边界的“韧裂”并形成“亚颗粒”，这可能是反应前后翡翠质地改善的重要的机理；水岩反应后的EPMA分析显示，表生作用过程，翡翠中硬玉可以发生离子置换而在晶粒边缘形成纳米级别的富绿辉石质端员成分的反应边，可以愈合原生翡翠粗大的晶粒间隙，进而提高了翡翠的透明度，并可以形成增强品质价值特征的绿色色调。进一步的加热试验证实了离子置换现象的存在。结果表明，天然翡翠还原性水岩反应是一种涉及多学科领域，复杂的非线性化学、物理化学相互耦合的作用过程，翡翠在表生作用过程发生的结构改变和硬玉晶体边界的部分矿物端员成分的改变，可能和水对晶键的弱化以及对晶体的韧裂作用有关。

目录

文摘

英文文摘

前言

声明

第一章翡翠成因演化及研究概况

1.1翡翠成因和地质产出分布概况

1.2翡翠改善处理研究现状

1.3水-岩相互作用研究现状及进展

第二章翡翠玉石的天然水-岩反应过程及其界定

2.1天然翡翠玉石水-岩反应的研究综述

2.2天然翡翠表生作用反应过程及水-岩反应的描述与界定

2.3天然翡翠水岩反应前后显微结构差异对比

第三章水岩反应前后成分变化及微形貌分析

3.1水岩反应前后成分变化分析

3.2新鲜断面微形貌结构分析

3.3微量元素测定-原位激光等离子发射光谱及质谱(LAICP-MS)测试

第四章天然翡翠水-岩反应的光谱分析

4.1翡翠红外光谱指纹峰鉴别

4.2翡翠水岩反应前后紫外-可见-近红外漫反射光谱

4.3天然翡翠水-岩反应前后含水量及存在结构的变化

4.4本章小结

第五章水岩反应前后样品的热效应分析

5.1水岩反应样晶的热分析

5.2翡翠加热实验研究

第六章讨论及结论

6.1讨论

6.2结论

6.3存在问题

参考文献

附录

致谢