合成翡翠的矿物学研究
Wei Ran Zhang Beili Shen Caiqing
文摘 通过XRD、电子探针、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪和冷光源等来研究四种合成翡翠。样品主要由晶体和玻璃质组成。结晶质的区域相对较小的,晶体是棒状形的自形的硬玉。玻璃质的组成几乎与翡翠一样,但由硅和铝明显偏高而钠明显偏低。合成翡翠的结构比天然翡翠的简单得多。
重点词汇：合成翡翠 词组：激光拉曼光谱仪，阴极冷光源 样品和方法：
四个被测试的样品总体来说外观一样,都是关于3-5mm晶粒尺寸和主要由透明和非透明的区域构成。每个区域的颜色不同(表1),但整个样品呈现出绿色。
一些方法,比如XAD,显微镜红外反射光谱和激光喇曼光谱,都被用作分析样本的不同的属性。此外,阴极发光源和电子探针在分析样品的成分和结构非常有用。
结果与讨论
1。识别阶段
放大样品的非透明的区域,可以发现晶体几乎是长柱状,并且安排在一个明显的方向上。这种特性表明,当有环境压力的时候，晶体形成不均匀,有方向性。1号结晶质是结晶度相对较小，并伴有较细小的晶粒,而2号和3号结晶度较高,和有序的长柱状晶型可以显然地识别,透明区包含了一些暗黑的杂质，杂质也存在于裂隙中。透明区域和非透明的区域之间有一个明显的过渡带。
偏光显微镜下观察样品的结晶区域，晶体展现长柱状形状。正交偏光镜下观察，干涉色在一级的黄白色和二等中间,与翡翠一致。
通过分析晶体的x射线衍射所得结果，4号晶体主要与翡翠基本上是一致的，,除了衍射峰的强度略高,都表明样品晶体是翡翠。(图1,表2)
1号样品的激光拉曼光谱特征峰 显示其结晶质的价值符合天然的翡翠。然而,荧光背景下有点强,而特征峰的强度相对较弱。(图2)。此外,玻璃质的荧光干扰部分和过渡区是如此的强烈,以至于没有发现特征峰。
翡翠显示的几个吸收峰之间在800 - 1200 cm - 1,这是由于对称伸缩振动和对称伸缩振动逆转的硅氧(链式)和硅氧°(非链式)。两个吸收峰在667 cm - 1,744cm，由于O-Si-O伸缩振动，吸收峰值低于600厘米是由硅氧引起的弯曲振动和M-O伸缩振动(M代表不同的正离子)。红外光谱如图3所示,1号和3号结晶区基本上是符合天然的翡翠,只是吸收高峰值略有偏移。此外,天然翡翠在530厘米有很强的吸收峰,而样本划分495厘米的峰值的位置,这可能是由于一些正离子的同构。
在偏光镜下样品的透明区域暗沉,即光学各向同性。它的折射率为1.541,红外反射光谱基本上与玻璃相同。此外, 红外反射光谱下过渡地带与晶体区域相似。在显微镜下观察,过渡带大多是玻璃质,包含了大量的暗黑的杂质。这些杂质可能一些未反应的原料或微小的矿物晶体,这也许的红外光谱相似的原因。
2。化学组成和结构测定
硬玉是单链硅酸盐,属于辉石矿物,单斜晶系。其理论化学公式NaAlSi2O6,标准的化学构成氧化钠 15.4%;25.3%氧化铝,二氧化硅25.3%。钙通常取代钠,而铝常常被镁、铁、锰和铬取代。
电子探针X-射线微量分析的结果(表3)表明,Al和Si的内容的结晶区域第一几乎是符合硬玉
矿物的价值标准。但钠的含量和钙明显的较低,镁稀缺。此外,电子探针结果表明,样品中有较高含量的钾、钛、锰、镍。由电子探针X-射线微量分析形式玻璃质区域的结果,我们可以发现Al和Si的含量上升明显,和Na仅仅是标准的三分之一。
阴极发光显微镜下观察晶体的特征区域,晶体颗粒的颜色不一致,主要是红色的,黄绿色和绿色。颜色集中在晶体的边缘，表面和裂隙中。此外,在不同的位置发光强度是不完全一样的(图4)。翡翠的阴极发光现象，由于微量元素,铬,锰和铁主要元素，致使发光颜色受到了影响。其中,铬和锰激活发光,而铁抑制了发光。在样品中的发光颜色和强度变异,这表明,微量元素分布不一致。在1号主要是红色的晶体颗粒,结晶质和玻璃质之间的过渡区是红色的,表示Cr的含量较高。2号中主要是绿色,黄绿色,也有轻微的红色。但是3号几乎是绿色,黄绿色,表明锰的含量相对较高,在发光强度较低的位置铁的含量较高。
在一定的温度和压力条件下,天然翡翠是由变质结晶作用，和通过岩浆后期的各种重建形成。因此,翡翠通常是重结晶结构,交代结构和碎裂结构,然而,测试样本,阴极发光显微镜下观察,如果天然是翡翠，并没有这些特征。其晶粒非常厚,清晰整洁,单独的自形程度高。天然翡翠矿物的生长环带往往不明显
结论
通过研究这些合成样品,主要结论如下:
1。测试样品主要由结晶质和玻璃质构成。翡翠的晶体,其晶体颗粒的,安排在一个明确的方向。
2。晶体和玻璃质的化学成分是基本上均匀,接近翡翠的成分,但Na和Ca 的含量相对较低。 3。在红外反射光谱上晶体区域基本上与天然的翡翠一致，除了高峰值被轻微地降低。 4。激光拉曼光谱的荧光下，晶体区域有稍微的成形，而影响特征峰的强度。此外,玻璃质区域和过度带的荧光干扰是如此的强烈,以至于没有发现拉曼特征峰。
5。合成翡翠的结构比天然翡翠简单。在阴极发光显微镜下,荧光的颜色不统一,主要是红色,黄绿色和绿色,而且颜色相对集中在一个特定的范围。
来自湖北省鄂州市 淡水养殖无核珍珠的微观结构
Zhou Ying Yang Mingxing Huang Fengming Tong Huo
中国武汉地质大学 武汉大学 介绍
在湖北省鄂州市东沟镇是最重要的一个淡水珍珠养殖基地,是著名的“中国珍珠第一镇”,它位于在梁子湖黄金湖之间,大概离武汉市70公里远。这个城镇有超过1300公顷为养殖珍珠,
场地，和近年来每年收益约90吨的珍珠。人们选择野生的来自洪湖的三角帆蚌作为母贝,并采取无核栽培技术。三角帆蚌(图1 ~ 2)属于门软体动物类,双壳纲, 真瓣鳃目，家庭”亚Uninominal,属三角。在所有种类的淡水养殖珍珠, 三角帆蚌培育起来的珍珠是最好的，具有最少的褶皱和最亮的光泽,但生长相对缓慢。 1。材料和方法 2.1材料
大部分来自鄂州的珍珠是白色,淡黄色,浅橙色和粉红色,和一些珍珠是紫色和黄绿色。大多数是圆形和近圆形,但异形珍珠和贝附珍珠也占有一定的比例。图3，显示我们进行研究的一小部分的标本,已培养了2 ~ 3年，比重在2.65 ~ 2.75之间。 1.2实验过程
共计75分的鄂州珍珠被打磨和抛光成晶片，在偏光显微镜(OPTON-R西德)、阴极发光(CL)显微镜(LBY-I,中国)和罗曼显微分光镜(rm - 1000 reinshaw、英国)测试下没有被玻璃片覆盖,而一些样品没有抛光。
扫描电镜(x - 650 HITACH,日本)样品制备:有30样品被扫描电镜完全调查,包括大多数品种的颜色和质量。珍珠被切成两半,然后表面朝上地用电胶和双面胶粘着在SEM sample-bases,最后被涂上一层黄金的薄膜。
如为了TEM 的调查所制作——长方向切片或垂直于霰石水平薄片切片, 在旋转凸边区域接近垂直于霰石水平晶片切片，在珍珠中心接近垂直于圆柱体的棱镜切片的五种晶片。 3。结果与讨论
3.1 CL罗曼显微分光镜 和偏光显微镜测试
在CL条件下，所有样本显示由大量黄绿色圈层，不同的阴影或宽度组成的同心圆薄片的微观结构,和风信子和/或葡萄酒光亮的部分在中心处总是可以看到(Fig.30)。每个CL同心圆可能表明在一段时间内相对稳定的生长环境,而同心圆状复杂的变化，也可能表明珍珠的生长过程的复杂性。
通过微观罗曼技术,系统测试了17样品，表现出两色(黄绿色和红色)和相同的色彩的不同渐变区域，,共计43点进行了测试。获得的光谱，在相同条件下记录3普通碳酸钙矿物,即霰石、方解石和球霰石(图4)进行了比较。 3.2调查
3.2.1以上讨论的方法
研究鄂州的珍珠的微观结构中，发现偏光显微镜有一定的优势:在微米区域内放大最大倍数的矿物颗粒可以被区分,因此样品的微观结构在大多数区域可以原位调查和统计,可以获得一些信息，如光性矿物学。然而,调查的一部分样品的微观结构，或区分不同的多晶型物，或区分小于微米区域的颗粒，是很难甚至不可能的。这是由于样品准备,颗粒的微小、有机质的富集等等。尽管CL和罗曼微观技术可以有效地识别不同的碳酸钙多晶型物。 考虑以这些因素,结合在偏光显微镜下样本的特性,在CL显微镜下颜色分布和拉曼测试的结果，来用作在偏振光条件下来研究显微组织。 3.2.2 中心部分
珍珠的质量是否好与坏,核心部分的微观结构总是异常的，和伴有复杂的插槽,洞, 具有特殊形状碳酸钙矿物,有机质的富集，还有多形的生长中心。有时可以看到多核珍珠。在这篇论
文中，核心部分，就是所有被霰石薄片包围在最内的特殊组织区域。核心部分常常是异形的（珍珠），伴随着非常复杂的灭绝现象。
建立在调查之上，在核心部分的多晶型物及其空间分布关系,矿物的形状和分布区域的规则被发现了。因此,依靠碳酸钙组成和空间分布的多态性，我们将核心部分分为6个类型,即方解石+球霰石型、方解石+霰石类型,方解石类型、霰石+球霰石型、霰石类型和球霰石型(表3) CaCO3 Polymorphs in growing center 碳酸钙 多晶型物发展中心 Calcite 方解石 Polymorphs Surrounding 多晶型物包围 calcite+vaterite type 方解石+球霰石型 calcite+aragonite type 方解石+霰石类型, calcite type 方解石类型 aragonite+vaterite type 霰石+球霰石型 aragonite type 霰石类型 vaterite type 球霰石型 Dividing factors 区分的因素 Type of center-part 核心部分分类 Aragonite 霰石 Vaterite or not in aragonite zone 球霰石区 或 霰石区 表3 核心部分珍珠分类” Vaterite 球霰石 3.3 SEM之上，鄂州珍珠的特点 3.3.1主要结构 珍珠的部分展现了紧凑同心圆，其中之一是由大量假六方晶系薄片紧密堆积起来,和一些来自大同心圆状的心同心圆。同心圆状结构显示砖墙结构。
3.3.2核心部分的特殊结构
槽和孔伴有有机物富集和薄涂层,但在中部无形状的矩阵可以经常出现。碳酸钙矿物沿墙槽和孔，主要地侵占斜方棱柱,像棱柱,解理安排在径向或并行,当接触的槽和孔一侧，近垂直或一定的角度;有时在洞内和附近的中央部分，球形的碳酸钙矿物可以看到。在洞里和核心部分，会有球状的矿物存在。 4. 结论
1。鄂州的珍珠主要结构是紧凑的同心状，由大量假的六方晶系，相互镶嵌的晶片,和在同一层相邻的晶片与晶片之间，在一定空间内分配微量有机物，共同组成。霰石的微结构高度有序,并在三维区域伸展。霰石晶片的c轴垂直于水平薄片。
2。我们完整地发现三种多晶型物标本中的碳酸钙,即方解石、霰石和球霰石, ,而霰石的多数，
方解石占极少量的比例。球霰石晶体几乎存在于鄂州的珍珠所有的等级和品种中。 3,依靠碳酸钙组成和空间分布的多态性，我们将核心部分分为6个类型,即方解石+球霰石型、方解石+霰石类型,方解石类型、霰石+球霰石型、霰石类型和球霰石型。通过CL测试，发现在霰石特别的显微结构中，除了核心部分，旋转凸边、层间夹包,，亮带和常见的小坑也（人们）熟悉。
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宝石论文中文版
