缅甸
咖啡色
石英
机理
炼钢
第3 5卷 第2期 超 硬 材 料 工 程V o l.3 52 0 2 3年4月S U P E RHA R D MA T E R I A L E NG I N E E R I NGA p r.,2 0 2 3缅甸“咖啡色”石英质玉的呈色机理余炼钢(德宏师范高等专科学校,云南 德宏 6 7 8 4 0 0)摘 要:近年来云南龙陵珠宝市场上流行一种来自缅甸的“咖啡色”石英质玉石品种,其质地细腻,颜色饱和均匀,呈深褐色、深灰褐色、褐色、浅黄褐色等系列变化,显著特征是褐色中带深浅不同的绛紫色调。运用岩矿薄片鉴定、红外光谱、X-射线荧光光谱、紫外-可见光谱等方法对其矿物组成及结构、化学成分及谱学特征进行测试分析,重点探讨其呈色机理。岩矿薄片鉴定及红外光谱测试显示该玉石由纯度极高的-石英构成,呈细粒状-纤维状变晶结构,晶粒尺度以11 0 m为主,少部分为1 02 0 m,极少部分为2 05 0 m,属于隐晶质玉髓范畴。红外光谱在1 8 9 0、3 1 2 9、3 4 4 0 c m-1处吸收峰指示其显微结构空隙中存在自由水。X-射线荧光光谱分析显示S i O2 质量分数在9 9.6%以上,同时含C l、K、C a、T i、F e、N i、Z n多种微量杂质元素。5 5 1 n m处紫外-可见吸收峰由F e吸收引起。综合化学成分及紫外-可见光谱特征推测,其颜色产生与F e、N i、T i相关,以F e为主,N i为辅,T i的影响较小。F e、N i、T i以类质同像替代S i进入石英晶格,形成空穴色心F e O44-,同时部分F e2+与T i4+离子间发生F e2+T i4+F e3+T i3+电荷迁移,以及N i2+离子内部d-d电子跃迁,三种机理对可见光的吸收及不同程度叠加的综合作用是形成该玉石独特的“咖啡色”系列颜色的原因。关键词:石英质玉;咖啡色;结构特征;化学成分;呈色机理中图分类号:T S 9 3 3 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 3-1 4 3 3(2 0 2 3)0 2-0 0 5 2-0 5S t u d y o n c o l o r i n g m e c h a n i s m o f c o f f e e c o l o r q u a r t z i t e j a d e f r o m M y a n m a rYU L i a n g a n g(D e h o n g T e a c h e r s C o l l e g e,D e h o n g 6 7 8 4 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:I n r e c e n t y e a r s,a n e w q u a r t z i t e j a d e o f c o f f e e c o l o r v a r i e t y f r o m M y a n m a r i s p o p u l a r a t L o n g l i n g j e w e l l e r y m a r k e t i n Y u n n a n P r o v i n c e.I t i s c h a r a c t e r i z e d b y d e n s e a n d d e l i c a t e t e x t u r e,a n d b r o w n c o l o r w i t h p u r p l i s h t i n t.I t i s d a r k b r o w n,d a r k g r a y b r o w n,b r o w n,l i g h t b r o w n a n d o t h e r s e r i e s o f c o l o r s.I n t h i s p a p e r,i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y,UV-v i s i b l e s p e c t r o s c o p y,X-r a y f l u o r e s c e n c e s p e c t r o s c o p y,a n d m i n e r a l a n d r o c k i d e n t i f i c a t i o n o f t h i n s e c t i o n a r e u s e d t o s t u d y i t s m i n e r a l c o n s t i t u e n t a n d s t r u c t u r e,c h e m i c a l c o m p o s i-t i o n,s p e c t r a l c h a r a c t e r i s t i c s,a n d t h e m e c h a n i s m o f c o l o r f o r m a t i o n i s a l s o d i s c u s s e d e m-p h a t i c a l l y.M i n e r a l a n d r o c k i d e n t i f i c a t i o n o f t h i n s e c t i o n a n d i n f r a r e d s p e c t r u m t e s t s h o w t h a t t h i s k i n d j a d e i s c o m p o s e d o f -q u a r t z w i t h h i g h p u r i t y,w i t h f i n e g r a n u l a r i t y a n d f i-b r o u s m o r p h o c r y s t a l l i n e s t r u c t u r e.I t h a s a f i n e g r a n u l a r i t y a n d f i b r o u s t e x t u r e,t h e g r a i n s i z e i s m a i n l y 1-1 0 m,a f e w o f 1 0-2 0 m,a n d a f e w o f 2 0-5 0 m,b e l o n g i n g t o t h e c r y p-t o c r y s t a l l i n e c h a l c e d o n y.T h e a b s o r p t i o n p e a k s a t 1 8 9 0 c m-1,3 1 2 9 c m-1 a n d 3 4 4 0 c m-1 i n i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y i n d i c a t e t h e p r e s e n c e o f f r e e w a t e r i n t h e m i c r o s t r u c t u r a l v o i d s.收稿日期:2 0 2 3-0 2-2 4基金项目:2 0 2 3年云南省教育厅科学研究基金项目(2 0 2 3 J 1 7 1 0)作者简介:余炼钢(1 9 8 0),男,宝石学硕士,副教授,国家注册珠宝玉石质检师C G C,从事宝石矿物学教学及研究工作。E-m a i l:y l g 2 0 0 4 2 6 0 1 6 3.c o m引文格式:余炼钢.缅甸“咖啡色”石英质玉的呈色机理J.超硬材料工程,2 0 2 3,3 5(2):5 2-5 6.X-r a y f l u o r e s c e n c e s p e c t r a s h o w s t h a t t h e m a s s f r a c t i o n o f S i O2 i s m o r e t h a n 9 9.6%,a n d t h e t r a c e i m p u r i t y e l e m e n t s o f C l,K,C a,T i,F e,N i a n d Z n a r e a l s o c o n t a i n e d.T h e UV-v i s i b l e a b s o r p t i o n p e a k a t 5 5 1 n m i s c a u s e d b y F e e l e m e n t.B a s e d o n t h e c h e m i c a l c o m p o-s i t i o n a n d UV-V i s s p e c t r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s a m p l e s,i t c a n b e i n f e r r e d t h a t t h e j a d e c o l o r i s p r o d u c e d b y F e,N i a n d T i e l e m e n t.F e i s t h e m a i n e f f e c t,N i i s t h e s e c o n d o n e,a n d T i h a s l i t t l e e f f e c t.F e,N i a n d T i e l e m e n t s e n t e r t h e q u a r t z c t y s t a l l a t t i c e t h r o u g h i-s o m o r p h o u s r e p l a c e m e n t o f S i,f o r m i n g v a c a n c y c o l o r c e n t e r s F e O44-.M e a n w h i l e,c h a r g e t r a n s f e r r i n g F e2+T i4+F e3+T i3+o c c u r s b e t w e e n F e2+a n d T i4+i o n s,a n d d-d e l e c t r o n t r a n s i t i o n o c c u r s i n s i d e N i2+i o n s.T h e a b s o r p t i o n o f v i s i b l e l i g h t b y t h e t h r e e m e c h a n i s m s a n d t h e c o m b i n e d e f f e c t o f d i f f e r e n t d e g r e e s o f s u p e r p o s i t i o n a r e t h e r e a s o n f o r t h e f o r m a t i o n o f t h e u n i q u e c o f f e e c o l o r s e r i e s o f t h e j a d e.K e y w o r d s:q u a r t z i t e j a d e,c o f f e e c o l o r,s t r u c t u r a l f e a t u r e,c h e m i c a l c o m p o s i t i o n,m e c h a-n i s m o f c o l o r f o r m a t i o n0 引言 咖啡色石英质玉是近年来云南龙陵珠宝市场涌现出的新兴玉石品种,其质地细腻、颜色饱和均匀,呈深褐色、深灰褐色、褐色、浅黄褐色等系列变化,且褐色中带深浅不同的绛紫色调,类似不同浓度咖啡饮品的颜色(简称“咖啡色”)。常见加工成串珠手链、佛头、路路通等小件饰品出售,手镯及较大雕件制