米黃柏的特征特性

米黃柏的特征特性

在湖北省云陽市，被稱為“中國美黃巖之鄉(xiāng)”的湖北省云陽市，擁有豐富的“米黃帝”礦床。采石場(chǎng)是橙色的，薄而密，透明度高，裝飾性好。它也是高品質(zhì)雕塑的材料。高質(zhì)量的人可以做寶石雕塑。它在中國廣州、上海、日本、歐洲和美國得到消費(fèi)者的認(rèn)可和喜愛。“米黃玉”按其顏色可分為“米黃玉”“黃金玉”“小米黃”,分別指顏色為純正黃色、金黃色、小米黃色的“米黃玉”;按其紋理可分為“冰凌黃”“閃電黃”“波紋黃”,分別指玉石中含有冰花狀如同結(jié)冰的黃色液體的紋理、含有不規(guī)則曲折白線、黃線或紅線的、花紋似波浪狀的“米黃玉”。目前,對(duì)可作寶石材料的優(yōu)質(zhì)“米黃玉”的寶石礦物學(xué)方面的研究甚少,筆者選用湖北省鄖縣的6件寶石級(jí)“米黃玉”樣品進(jìn)行了薄片觀察、紅外光譜、X射線粉末衍射和LA-ICP-MS測(cè)試以及常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試,探討了“米黃玉”的寶石礦物學(xué)特征及其品質(zhì)評(píng)價(jià)。1礦床構(gòu)造類型湖北省鄖縣“米黃玉”礦床在大地構(gòu)造上位于秦嶺造山帶東端中部、揚(yáng)子陸緣區(qū)的中秦嶺隆起部位,經(jīng)沉積巖變質(zhì)重結(jié)晶形成,這一地區(qū)為相對(duì)穩(wěn)定的沉積區(qū),從震旦系到新生代地層中都有出露,基本上無變質(zhì)作用,發(fā)育有大面積的白云巖,其次為灰?guī)r和砂頁巖,礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的9條礦脈均產(chǎn)于中寒武統(tǒng)葉芳溝組白云巖中,區(qū)內(nèi)無火山和巖漿活動(dòng)。礦石構(gòu)造類型較多,主要有梳狀構(gòu)造、同心球狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造,具晶洞構(gòu)造及晶簇構(gòu)造,其中梳狀構(gòu)造在礦石中分布最廣,方解石顆粒定向生長明顯,呈纖維狀垂直于紫紅色含鐵泥灰質(zhì)薄層;同心球狀構(gòu)造多見于礦體外側(cè),角礫巖帶附近,方解石顆粒垂直同心球面生長;角礫狀構(gòu)造見于礦體外側(cè)斷層角礫發(fā)育地段,方解石膠結(jié)斷層角礫而成,角礫大小混雜,棱角分明,無定向性,成礦條件較簡(jiǎn)單。2樣品my06的顏色選取的6件寶石級(jí)“米黃玉”樣品呈小米黃色-橙黃色(圖1),按其顏色分類,樣品MHY01～MHY05屬于“米黃玉”,樣品MHY06的顏色稍淺,歸為“小米黃”;按其紋理分類,樣品MHY01～MHY03屬于“波紋黃”,樣品MHY04和MHY05屬于“冰凌黃”,樣品MHY06歸為“閃電黃”。樣品整體呈致密塊狀,半透明,玻璃光澤,肉眼可見顆?？v向交叉相錯(cuò)排列,構(gòu)成精美的圖案;密度均為2.72g/cm3左右(表1),硬度較低,小刀即能刻動(dòng)。3顆粒排列角度在偏光顯微鏡下觀察,“米黃玉”樣品的薄片呈無色、透明,在單偏光下有顯著的閃突起,在正交偏光下呈現(xiàn)高級(jí)白干涉色,極少有雜質(zhì)包裹體,為短柱狀變晶結(jié)構(gòu),方解石顆粒呈短柱狀鑲嵌排列,顆粒間的間隙明顯,呈規(guī)則定向排列(圖2)或規(guī)則定向穿插排列(圖3),由于顆粒排列角度的差異,在正交偏光下呈現(xiàn)不同的消光特征(圖4)。在鏡下觀察樣品MHY01橫切面中晶體的排列方式(圖2),通過比率計(jì)算得出,橫截面中短柱狀單晶體顆粒的大小在長0.240～0.880mm、寬0.064～0.160mm的范圍波動(dòng);在鏡下觀察樣品MHY01縱切面中晶體的排列方式(圖5),其單晶集合體呈短柱狀定向排列,其原因是大理石在形成后受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不同程度的影響引起巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變形,使得巖石中原始不規(guī)則排列的礦物晶粒集合體在構(gòu)造應(yīng)力下沿主應(yīng)力方向轉(zhuǎn)動(dòng)或重結(jié)晶,并順其一定方向規(guī)則排列,從而產(chǎn)生一定的優(yōu)選方位,使得礦物晶體的晶面在某一方向上也具有一致性。4紅外光譜特征利用中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)珠寶學(xué)院的Magna-IR550型紅外光譜儀,采用粉末壓片法對(duì)6件樣品進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試條件:分辨率為8cm-1,掃描次數(shù)為16,測(cè)定光譜范圍為400～4000cm-1,測(cè)試溫度為25℃。結(jié)果顯示,6件樣品的紅外光譜一致,其譜帶以內(nèi)振動(dòng)模式為主(圖6),在高頻區(qū)3445.1,1798.3cm-1處的吸收譜帶、1426.6cm-1處的強(qiáng)吸收譜帶、876.2,713.9cm-1處的較強(qiáng)吸收譜帶均顯示了CaCO3的吸收特征。其中,3445.1cm-1處的吸收峰歸屬OH和H2O伸縮振動(dòng)所致;1798.3cm-1處的吸收峰歸屬H2O彎曲振動(dòng)所致;在1426.6cm-1處的強(qiáng)峰歸屬CO32-強(qiáng)共價(jià)鍵的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)所致;876.2cm-1和713.9cm-1可分別歸屬CO32-面外和面內(nèi)彎曲振動(dòng)所致。5物相鑒定結(jié)果將“米黃玉”樣品研磨成粒度為200目的粉末,在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用XPert-PRO型X射線粉末衍射儀進(jìn)行了物相鑒定。測(cè)試條件:Cu-Kα射線,Ni濾波,λ=0.15406nm,管電壓為40kV,管電流為40mA。結(jié)果顯示,6件“米黃玉”樣品的衍射圖譜非常相似,與標(biāo)準(zhǔn)方解石的衍射譜線基本一致(表2)。樣品為三方晶系,空間群為R-3c(167),晶胞參數(shù)a=4.983,c=17.020,晶胞體積為365.99,與標(biāo)準(zhǔn)方解石晶格的參數(shù)一致,證明“米黃玉”的主要化學(xué)成分為CaCO3,與紅外光譜的測(cè)試結(jié)果相吻合。6實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用安捷倫公司產(chǎn)Agilent7500a激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)測(cè)試了樣品的化學(xué)成分,激光系統(tǒng)基本指標(biāo)為波長193nm,激光能量>200mJ(10Hz,30kV),脈沖頻率為1～20Hz,能量穩(wěn)定性為2%,激光光斑為4～200μm。結(jié)果顯示,“米黃玉”樣品的主要化學(xué)成分為CaCO3(表3),組分較純凈,6件樣品的w(CaCO3)差異不大,占總質(zhì)量的96%～97%,含有少量的MgCO3(圖7);按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)的多少排列,次之的元素有Si,Sr,P,Zn,Na,Fe,Al和K等,且Na與K均有較大的差異(圖8),推斷其與沉積環(huán)境有關(guān)。稀土元素及其它元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常微弱,經(jīng)計(jì)算,“米黃玉”樣品的∑REE平均值為0.412×10-6。一般認(rèn)為,沉積成因碳酸鹽巖中的∑REE較低,該結(jié)論與該地區(qū)大理石沉積后變質(zhì)成因的理論相符。同時(shí),LA-ICP-MS的測(cè)試結(jié)果也證實(shí)了紅外光譜和X射線粉末衍射測(cè)試的結(jié)論。在“米黃玉”的顏色成因上,有的學(xué)者認(rèn)為是由Cr元素所致,但在本文的測(cè)試結(jié)果中Cr元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)并未隨樣品MHY01～MHY06的顏色變淺而減少。通過對(duì)致色元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較,筆者認(rèn)為,“米黃玉”的顏色可能是由Fe,Mn等致色元素的綜合作用所致。7外接枝的選取“米黃玉”的品質(zhì)評(píng)價(jià)可依照其質(zhì)地、顏色、紋理、光澤、透明度及質(zhì)地等級(jí)方面進(jìn)行(表4)。其中,礦物顆粒的排列形態(tài)影響玉石的紋理與光澤度。在前人研究實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)構(gòu)造變形的礦物晶體具明顯優(yōu)選方位的大理石,其試樣的不同方位面上所表現(xiàn)出的光澤度與壓縮強(qiáng)度存在明顯的差異。當(dāng)選擇平行方解石晶體最大扁平方向(即垂直其光軸)進(jìn)行切面或平行晶面的切面時(shí),其拋光后的光澤度明顯高于一般方向切面;而且這一平面上所表現(xiàn)出的壓縮強(qiáng)度也比其它方位切面偏大。若晶體的排列無規(guī)則,晶面大多與切面斜交,顯露多為晶體斷口或是晶粒間雜亂排列的細(xì)小充填物,就會(huì)造成光的散射現(xiàn)象。這要求樣品中的礦物定向排列,以起到反射光的高強(qiáng)度效果,所以在加工時(shí)應(yīng)選擇垂直方解石礦物晶軸的優(yōu)選方位入手。一般來說,顆粒細(xì)、礦物單一、顏色深、結(jié)晶程度高者,其紋理越細(xì)密、光澤度越高。在品質(zhì)評(píng)價(jià)中,一級(jí)品和二級(jí)品的品質(zhì)可作為寶石級(jí)“米黃玉”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),一級(jí)品和二級(jí)品可用于珠寶首飾飾品及工藝品,三級(jí)品可作為板材用于建材市場(chǎng)領(lǐng)域。黃色象征尊貴,使人有寧靜祥和之感,玉石又有鎮(zhèn)宅辟邪之說,“米黃玉”蘊(yùn)藏著極大的升值潛力并被國內(nèi)外的消費(fèi)者所喜愛。8測(cè)試結(jié)果(1)“米黃玉”樣品呈小米黃色-橙黃色,有紋理,密度為2.72g/cm3左右,在正交偏光下觀察,“米黃玉”樣品的組成純凈,幾乎無外來雜質(zhì),為短柱狀變晶結(jié)構(gòu),橫截面中短柱狀單晶體顆粒的大小在長0.240～0.880mm、寬0.064～0.160mm的范圍波動(dòng),單晶體的粒度較均勻。(2)紅外光譜、X射線粉末衍射、LA-ICP-MS的測(cè)試結(jié)果均表明,“米黃玉”樣品的主要化學(xué)成分為CaCO3,含有少量的MgCO3,微量元素Na與K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有較大差異,推斷