硅硼钾钠石的宝石学特征.pdf

第25卷第2期2023年 3月Vo l.25 No.2Mar.2023宝石和宝石学杂志(中英文)Jo u r nal o f Ge ms&Ge mmo l o gy硅硼钾钠石的宝石学特征宁珮莹，唐 娜，黎辉煌，张天阳，孙竹琳(国检中心深圳珠宝检验实验室有限公司，广东深圳518000)摘要:硅硼钾钠石的宝石学特征的少有报道，为对该稀有宝石品种检测提供检测思路，对硅硼钾钠石样品 进行常规宝石学测试，利用红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和激光剥蚀-等离子体质谱仪进行 了谱学特征和化学成分测试及数据分析。结果表明，硅硼钾钠石折射率范围在1.5081.540,相对密度约为 2.56-2.61,可见管状包裹体和气液包裹体，紫外灯下呈惰性，具紫红色、浅紫色中等至强的二色性;红外光谱 指纹区显示1 198J 054、951、908、797、597、559、506 c m和486 c mT处特征峰;拉曼光谱测试特征拉曼位移 有 1 075、1 044、937、694、551、490、428、316、162 c m1 和 146 c m1；化学成分中主要含有 SiO2,Na2 O,K2 0,B2O3,以及微量元素Al、P、Ca、Mn、Fe、Rb等，其中硅硼钾钠石含Mn元素显示紫外-可见吸收光谱测试在530 nm处绿区吸收，是其外观呈粉紫色、粉色的致色原因。关键词：硅硼钾钠石；宝石学特征;谱学特征;化学成分;致色元素中图分类号：TS93 文献标识码：A 文章编号：2096-9120(2023)02-0006-05DOI：10.15964/j.c nk i.027jgg.2023.02.002Gemmological Characteristic of PoudretteiteNING Pe iying,TANG Na,LI Hu ihu ang,ZHANG Tianyang,SUN Zhu l in(National Gemstone Testing Center Shenzhen Lab Company Ltd,Shenzhen 518000,China)Abstract:Po u dr e t t e it e is a ve r y r ar e ge m var ie t y,and it s ge mmo l o gic al and spe c t r al c har ac t e r ist ic s ar e r ar e l y r e po r t e d.In t his pape r,t he ge mmo l o gic al and spe c t r al c har ac t e r ist ic s and c he mic al c o mpo sit io ns o f po u dr e t t e it e w e r e st u die d u sing IR spe c t r o sc o py,Raman spe c t r o sc o py,LA-ICP-MS and UV-Vis spe c t r o me t e r in o r de r t o pr o vide ge mmo l o gic al dat a and t he de t e c t io n me t ho ds o f t he r ar e ge m var ie t y.The r e su l t s sho w e d t hat t he r e fr ac t ive inde x o f t he sampl e is 1.508 1.540,and t he r e l at ive de nsit y is 2.56一2.61.The sampl e s sho w e d ine r t u nde r t he u l t r avio l e t l amp.It is dic hr omat ism o f pu r pl ish r e d and l ight pink.Using IR spe c t r o me t e r,t he abso r pt io n pe ak s o f infr ar e d finge r pr int l o c at io n fe at u r e ar e at 1 198、1 054、951、908、797、597、559、506 c m-1 and 486 c m-1.Raman c har ac t e r ist ic abso r pt io n pe ak s ar e at 1 075、1 044、937、694、551、490、428、316、162 c m-1 and 146 c mT.Po u dr e t t e it e c o nt ains a c e r t ain amo u nt o f Al,P,Ca,Mn,Fe,Rb be side s t he main a-mo u nt s o f SiO2 Na2 O,K2 O,B2O3.And t he 530 nm abso r pt io n band o f UV-Vis spe c t r u m is mainl y c au se d by Mr i.收稿日期：2022-06-16作者简介：宁珮莹(1988),女，工程师，主要从事珠宝玉石检测工作。E-mail:ningpyngt c.c o m.c n通讯作者：唐娜(1981),女，工程师，从事珠宝玉石检测研究。E-mail:Tangnangt c.c o m.c n第2期宁珮莹等:硅硼钾钠石的宝石学特征7Keywords:po u dr e t t e it e；ge mmo l o gic al c har ac t e r ist ic；spe c t r al c har ac t e r ist ic；c he mic al c o mpo sit io n；c o l o u r ing e l me nt硅硼钾钠石一种比钻石稀有的宝石品种，是 化学式为KNa2(B3Si12)O30的六方晶系的硅酸盐 宝石矿物刀。在世界十大最贵的石头中，硅硼钾 钠石每克拉约3 000美元，超过1 c t的硅硼钾钠 石非常少，颜色有无色、粉色、粉橙色，颜色越鲜艳 且内部净度越高的宝石越贵，克拉单价可达6 000 美金以上。该宝石品种最初由Po u dr e t t e家族在 I960年代中期发现于加拿大魁北克的蒙特圣莱 地区，至1978年翻译以“碱硼硅石”矿物名称命 名，因英文谐音得名“庞德雷石”。其颜色是非 常吸引人的粉红色，摩氏硬度为5左右，目前所发 现的最大的硅硼钾钠石发现于缅甸。据了解，缅 甸抹谷虽然发现过这类宝石，但是该种宝石产量 极为稀少囚。查阅文献资料发现国内外对硅硼钾 钠石的研究较少，笔者对其进行了系统的宝石学 特征测试，为对该稀有宝石品种检测提供检测 思路。1样品及测试方法本次测试从缅甸商家收集到了 3粒颜色分别 为无色、粉紫色、粉色，据称产自缅甸的硅硼钾钠 石样品(图1),根据重量0.170,0.060,0.055 c t 依次编号为P01P03。红外吸收光谱测试采用The r mo Sc ie nt ific Nic o l e t IS10傅里叶变换红外光谱仪，采用漫反 射和直接透射法；测试条件：扫描范围400 1 500 c m-1，分辨率8 c m-1，分束器KBr,背景扫 描次数16次,样品扫描次数64次。激光拉曼光谱测试采用型号Re nishaw-inVia 型激光共焦显微拉曼光谱仪，测试条件：473 nm 激光器和785 nm激光器，光栅1 800 nm和1 200 nm,物镜50倍，输出功率10 mW,最佳分 辨率为1 c m-1,曝光时间10 s,束斑直径1 pm,信 号叠加3次扫描。LA-ICP-MS化学成分分析采用Agil e n 7900t电感耦合等离子质谱仪，激光剥蚀系统是 相干193 nm准分子激光剥蚀系统(Ge o Las HD)。测试条件：激光波长193 nm,激光斑束直 径44 pm,激光频率5 Hz,激光能量80 mJ,微量 元素校正标准样品样为美国国家标准技术研究所 NIST 610和美国地质勘探局BIR-1G、BCR-2G、BHVO2G。数据处理采用 ICPMSDAIACAL10.8,定 量分析采用多外标无内标方法mt。紫外-可见光吸收光谱测试采用广州标旗 GEM3000紫外-可见分光光度计，测试条件:积分 时间160 ms,平均次数10次，平滑宽度2,测试范 围 2501 000 nm。2测试结果与分析2 1常规宝石学特征借助折射仪、二色镜、静水称重仪、紫外荧光 灯、宝石显微镜对样品进行常规宝石学测试，测试 结果见表l o样品的折射率范围在1.5081.540,双折射率范围0.0220.028,为一轴晶正 光性。相对密度约为2.56-2.61,具中等至强的 紫红色、浅紫色二色性，长波和短波紫外灯下呈惰 性，宝石显微镜下放大观察可见管状包裹体和气 液包裹体(图2)。P01P02图1硅硼钾钠石样品Fig.1 Po u dr e t t e it e sampl e i8宝石和宝石学杂志（中英文）2023 年表1硅硼钾钠石样品的常规宝石学特征Tabl e 1 Ge mmo l o gic al c har ac t e r ist ic s o f po u dr e t t e it e sampl e s样品号（颜色）折射率光性特征二色性相对密度紫外荧光 长波/短波放大检查P01（无色）1.510 一轴晶无2.56惰性惰性无色、黄色1.538正光性空管状包裹体P02（粉紫）1.518 一轴晶强，紫红色、2.60惰性惰性气液包体、1.540正光性浅紫色管状包裹体P03（粉色）1.508一轴晶强，浅紫色、2.61惰性惰性“指纹状”1.530正光性粉色愈合裂隙图2硅硼钾钠石样品的包裹体特征:a.空管状包裹体;b.愈合裂隙;c.气液包裹体Fig.2 Inc l u sio n c har ac t e r ist ic s o f po u dr e t t e it e sampl e s:a.t u bu l ar inc l u sio n；b.he al e d；c.gas-inc l u sio ns2.2红外光谱分析硅硼钾钠石样品的红外光谱测试结果（图 岚）显示，漫反射指纹区的特征峰有1 198、1 054、951、908、797、597、559、506 c m-1 和 486 c m-1 o硅硼钾钠石属于含硼酸六方双环硅酸盐，从晶体结构分析可知，主要架构是由硅氧四面 体SiOj连接形成Si12O30的双环为主要结构单 元,Si12O30单元层间由硼氧四面体BOJ所连 接。其中 1 198.1 054 c m1 由 Si0Si 非对 称伸缩振动与OSi O对称及非对称伸缩振 动共同作用引起；797 c m-】由Si-0-Si对称伸 缩振动引起；951、908 c m1归属于BO45 的非 对称伸缩振动；597、558、506.486 c nT】归属于 SiO44-弯曲振动.：BO45 弯曲振动和M-0（M=Me t al）伸缩振动以及相关耦合振动引 起9。红外光谱透射法测试结果（图3b）：3 658.3 587 c m-1归属于OH伸缩振动，且呈 现各向异性；2 927.2 854 c m-1与CH相关；2 333.2 360 c m-1与空气中的CO?有关。综合 测试分析结果，1 198.1 054、951、908、797、597、559.506 c m】和486 cuiT处吸收峰可作为硅硼 钾钠石指纹区诊断性依据。c r/c m1图3硅硼钾钠石样品的红外光谱Fig.3 FTIR spe c t r a o f po u dr e t t e it e sampl e s第2期宁珮莹等:硅硼钾钠石的宝