长白玉彩石的谱学与矿物学研究

摘要

长白玉是产自吉林省长白县的一种优质印章石,储量丰富,经济价值高。运用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、能谱仪(EDS)对长白玉中的彩石品种进行谱学及矿物学研究。XRD测试结果表明:长白玉彩石除地开石类型外,还有高岭石、珍珠陶石-地开石、镁橄榄石-利蛇纹石、水镁石、滑石类型,杂质成分有黄铁矿、赤铁矿、水镁石、利蛇纹石、方解石、白云石;通过全峰图拟合(WPF)与Rietveld精细化拟合计算求得样品CB9中镁橄榄石占比49%,利蛇纹石占比23%,白云石占比15%,水镁石占比13%,其他样品中主矿物成分占90%以上。结合宝石学特征分析:高岭石族类彩石的颜色以灰白、灰、黑、红、浅黄、褐为主,硬度为2~3,质地细腻,刀感好;镁橄榄石-利蛇纹石类呈绿色,水镁石类呈黄绿色,浅灰色;除高岭石族类型的长白玉彩石外,其他类型硬度偏低,为1~2,韧性差,雕刻刀感差。红外光谱分析验证了XRD测试结果,并区分了长白玉彩石中的高岭石族多型,认为CB1为无序高岭石,CB15为珍珠陶石-地开石,CB6、CB11、CB14为地开石,且有序度为CB14>CB6>CB11。结合拉曼光谱谱学特征、EDS元素分析:推断长白玉彩石的红色成因与隐晶质赤铁矿有关,黑色与大颗粒显晶质赤铁矿有关,灰色、灰黑色、黑色与无定形碳的存在有关,利蛇纹石导致长白玉彩石呈绿色、黄绿色;水镁石的存在增加了长白玉的透明度,细小密集的黄铁矿降低了长白玉透明度。从微观形貌分析:长白玉地开石型彩石呈片状,他形、半自型、局部可见片层紧密堆积,结晶颗粒大,为几微米到十几微米;高岭石型呈片状,大小不均,三维空间杂乱分布;水镁石型呈大鳞片层叠状,边棱尖锐,片状晶体可达几十微米,片层极薄;利蛇纹石呈纤维状与片状水镁石堆积在一起;镁橄榄石类呈致密块状构造。