寿山石的矿物组成与宝石学研究

寿山石是产于福建省的著名宝石,有100多个品种,应用X射线衍射、红外光谱等方法对50多个样品详细研究表明,根据寿山石的密度,可分为3个类型：第一类,密度为2.57-2.67g/cm^3,以地开石为主要成分;第二类,密度为2.71-2.79g/cm^3,以含伊利石为主;第三类,密度为2.81-2.87g/cm^3,矿物组成为叶蜡石。因此,可以通过测定密度来判断寿山石的矿物组成,不同品种寿山石的矿物组成有所不同,高山石、都成坑石、坑头石等主要由地开石组成,月尾石和芙蓉石的主要矿物成分为叶蜡石,善伯洞石和旗降石以含高岭石为特征。田黄石的矿物组成较为复杂,分别见有以地开石、珍珠陶石成伊利石为主,田黄石矿物组成的另一个重要特征是普遍存在的微量的伊利石。这可能与田黄石形成过程中的水流作用有关。     

寿山石新地方标准解析

福建省质量技术监督局近日发布了福建省地方标准——地理标志产品寿山石(DB35/T 419—2012)。说明了该标准的起草和主要内容,并详细讨论了新标准中采用的寿山石分类方法,主要特征和鉴别方法。新标准中将寿山石分为田黄石类、高山石类、芙蓉石类和汶洋石类。其中,高山石类以高岭石族矿物为主要矿物,芙蓉石类以叶蜡石为主,汶洋石类以伊利石为主,田黄石类则是寿山石经过搬运埋藏的产物。相对密度和近红外光谱分析可以用来方便、快速地区分不同类型的寿山石。     

红褐色系列寿山石的成分特征研究

寿山石因主要产于福州北郊约30km的寿山而得名。近年来,在我国国石的评选中,寿山石作为候选石名列前茅,其身价倍增。以红褐色系列寿山石样品为主要研究对象,采用常规的宝石学测试、X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对其矿物组成进行了较全面的研究。根据其主要矿物组成将该系列寿山石样品分为3类：高岭石族类、叶蜡石类和伊利石类。研究表明,可根据其相对密度值来确定寿山石的主要矿物组成,对其进行分类。     

老挝石与寿山石的比较

重点研究了老挝石的化学成分、形貌特征和矿物组成,并与寿山石进行了比较。研究结果表明,老挝石样品的相对密度为2.52～2.65,主要化学成分为SiO_2和Al_2O_3,与高岭石族矿物的标准值相近;在显微镜下,老挝石样品中地开石的颗粒较粗,高岭石颗粒较小,在扫描电子显微镜下,地开石晶粒结晶完好,呈假六方片状,粒径较大,高岭石呈片状,结晶程度较好,粒径较小,珍珠陶石颗粒细,结晶程度较低。通过统计,老挝石样品的主要矿物组成为高岭石族矿物,包括地开石、高岭石和珍珠陶石,没有叶蜡石和伊利石。老挝石样品中含有高岭石矿物的占2/3以上,高山石类寿山石中含有地开石的占2/3以上,寿山田黄石中未见高岭石,而"老挝田黄"样品均含高岭石。     

红褐色高山石与都成坑石的颜色成因对比

寿山石是著名图章石品种,红褐色系寿山石因其独特的颜色特征而深受大众喜爱。采用一系列现代测试技术对红褐色系寿山石中的高山石及都成坑石样品的颜色成因进行研究。光学显微镜的观察结果显示,高山石样品的红褐色由两种形态的暗红色矿物共同构成,一种呈结晶形态完好状,另一种杂乱排列呈浸染状;都成坑石样品中的红褐色斑点是由结晶形态细小且杂乱排列的暗色矿物构成。X射线粉末衍射测试结果显示高山石和都成坑石样品的矿物组成主要为地开石,次要矿物包括高岭石、石英等。拉曼光谱测试结果表明高山石样品中两种不同结晶形态的红褐色矿物均为赤铁矿;而都成坑石样品中的红褐色斑点除含赤铁矿以外还检测到了金红石。扫描电子显微镜能谱分析表明,高山石和都成坑石样品基质部分主要元素为Al、Si、O,而红褐色部分含Fe元素。     

“老挝石”的矿物组成及鉴别研究

近一段时间来,大量来自老挝的"老挝石"进入福州寿山石原石市场,给福州的寿山石市场造成较大的冲击。笔者收集了福州市场上部分"老挝石"样品,采用X射线粉末衍射(XRD)、中红外光谱(MIR)和近红外光谱(NIR)等测试方法对"老挝石"样品的外观特征、矿物组成及鉴别方法进行初步研究。研究表明,"老挝石"样品的相对密度为2.52~2.60,微透明—半透明,颜色以白色、红色、粉红色为主,黄色较少,颜色不及寿山石丰富明快。"老挝石"样品的矿物组成包括高岭石、地开石和珍珠陶石,未见叶蜡石和伊利石;含高岭石的"老挝石"样品多为红色或浅红色,透明度较差,类似于寿山石中的善伯石等品种;由有序度较高的地开石组成的"老挝石"样品颜色较浅,透明度较高,与寿山石中的一些坑头石和高山石品种接近;以珍珠陶石为主的"老挝石"样品颜色较浅,多为白色,透明度较好,半透明,而在寿山石中含珍珠陶石的品种很少。"老挝石"的矿物组成与寿山石中的高山石类相似。但是,高山石类寿山石的大多数品种以地开石为主,而"老挝石"样品中含高岭石的占多数。这可能是寿山石与"老挝石"在矿物组成上的重要区别。在鉴别"老挝石"时,应十分注意这一点。近红外光谱分析可以鉴别高岭石,有可能为"老挝石"的鉴别提供一种快速简便的现场无损检测方法。褪色实验表明,在通常条件下,光照不会使"老挝石"产生明显的褪色现象。一些石商反映的褪色现象,或许与"老挝石"表面所含的水分有关。     

近红外光谱分析在寿山石鉴别中的应用

寿山石品种繁多,其鉴别和分类也一直是个难题。首次利用便携式近红外光谱仪(NIR)研究了不同类别寿山石的近红外光谱特征。根据寿山石样品状态(块状和粉末状)的不同表面形态、粒度、质量等因素对近红外光谱测试结果的影响进行了分析,讨论了近红外光谱的主要吸收峰归属,旨在探索一种无损、便捷的寿山石鉴别方法。结果表明,利用便携式近红外光谱仪完全可以区分寿山石的三个主要类别,即高山石类(高岭石族)、芙蓉石类(叶蜡石)、汶洋石类(伊利石)。在块状寿山石样品的近红外光谱1400nm区域,高岭石族矿物表现为一对双峰;叶蜡石和伊利石都仅有一特征单峰,叶蜡石表现为1392nm,伊利石表现为1406nm。寿山石样品的表面形态对近红外光谱没有明显的影响。粉末状寿山石样品的近红外光谱吸收峰更为尖锐,分裂程度更好。除了1400nm处的吸收峰外,在2180nm左右,高岭石类矿物表现为双峰,而叶蜡石和伊利石为单峰,但叶蜡石的吸收峰位于2168nm,伊利石位于2195nm。在条件允许的情况下,获取10mg左右的寿山石样品粉末,便可获得清晰的近红外光谱。     

寿山旗降石的宝石学矿物学研究

运用常规宝石学仪器、X射线粉末衍射仪、激光拉曼光谱仪、环境扫描电子显微镜等测试手段,对采自福建寿山的旗降石样品进行了系统的宝石学和矿物学研究。结果表明,旗降石样品含有多种高岭石族矿物,大部分以地开石为主,但也有以高岭石为主要矿物的品种。结果认为,寿山旗降石样品的透明度与组成矿物的颗粒粒度、堆叠有序度有关,颗粒粒度越大,堆叠越有序,结晶程度越好的样品透明度较高,质地较好。另外,Fe离子为旗降石样品黄色体色和红色团块的主要致色离子,且Fe离子的质量分数越大,颜色越深。     

昌化黄石的宝石学特征

浙江昌化黄石的外观极似寿山田黄石。为了区别昌化黄石与寿山田黄石,利用X射线粉末衍射、红外吸收光谱和扫描电子显微镜等测试方法对产自浙江的昌化黄石样品进行了研究。结果表明,昌化黄石样品的主要矿物成分为地开石,含微量的明矾石;寿山田黄石则以珍珠石为主或为珍珠石与地开石的混合物。昌化黄石样品中的地开石呈细鳞片状和假六方板状,有别于寿山田黄石的团粒状结构。     

青田石品种的分类及其鉴别特征研究

目前,青田石约有100余品种.X射线粉末衍射和化学成分分析表明,依据其矿物组成,青田石可分为叶蜡石型、地开石型、伊利石型和绢云母型.其中,叶蜡石型又可细分为纯叶蜡石亚型、高Fe叶蜡石亚型、高Al叶蜡石亚型和高Si叶蜡石亚型;按照其产地,青田石可分为"封门石""周村石""北山石""山炮石"等.不同产地青田石的鉴别特征与其矿物组成有关.通过脆裂性、"Fe染现象"、次要矿物、多型特征、密度等鉴别特征可区分不同的青田石品种.     

寿山石透明度的研究

寿山石是我国著名的图章石之一,其价值评价中的重要指标之一是透明度。不同品种、不同产矿区域的寿山石其透明度差别较大。即使是同一块寿山石,其不同部分的透明度也有不同,这是鉴别寿山石品种及其商业定价的重要依据之一。结合X射线粉末衍射、红外吸收光谱以及扫描电镜技术的研究结果发现,透明度高的寿山石样品其组成矿物的有序度高,结晶完好,呈假六方片状产出;而透明度低的则有序度低,自形程度差,晶体颗粒小。对善伯石中的"花生糕"、大山石中的透明条带、白丝以及花坑石中的透明条带等透明度与基体明显不同的部分进行了研究,其结果显示,该部分的主要矿物成分与基体的相同,但其有序度、微量元素的质量分数以及结晶形貌与基体的有所差异。     

三种仿寿山“坑头冻”印材的宝石矿物学特征

寿山水坑石十分稀罕且昂贵,"坑头冻"乃其典型品种。采用XRD,FTIR,ICP-MS,SEM等测试仪器对目前市场上出现的仿寿山"坑头冻"的"青海白""丹东白""岩门晶"三种印材的矿物组成、化学成分以及微观结构进行了研究,并与寿山"坑头冻"进行了对比分析。结果表明,"坑头冻"由地开石组成,具特征的"萝卜丝纹",质量分数中较高的Fe可能由黄铁矿包裹体所致;"青海白"主要矿物组成为石膏,硬度较低;"丹东白"主要矿物组成为斜绿泥石,其灰蒙蒙状外观由墨绿色斑点状杂质所致;"岩门晶"主要由地开石组成,具较高质量分数的V,Cr元素可能是其总带有浅黄绿色调的原因。SEM的观察结果发现,"坑头冻"晶体的结晶程度好,呈假六方片状结构;"青海白"的板状石膏晶体粒度大、厚度大,堆积不紧密,易与其它三者区分;"丹东白"中的斜绿泥石片晶薄且堆积紧密,挠性发育,手感滑快;"岩门晶"与"坑头冻"的特征较为相似,但前者的结晶程度稍低。"坑头冻""青海白""丹东白""岩门晶"在矿物组成、化学成分及显微结构上的差异以及在颜色、光泽、密度、包裹体等方面存在的不少差异,可作为四者的鉴别特征。     

福建寿山牛蛋石的矿物学研究

对采自福建省寿山溪流域的黄色和黑色牛蛋石样品进行了系统的矿物学研究.采用XRD,SEM,EDS和全岩化学分析,分别对样品的风化皮(俗称"石皮")、基体(俗称"石内")和核部(俗称"石心")进行了测试.结果表明,不同颜色牛蛋石样品的不同部位皆以叶腊石为主要成分,并以叶腊石的单斜和三斜两种多型共存,其平均晶体结构化学式为Al4.04[Si7.89Al0.11O20](OH)4;其叶腊石集合体呈无定向排列,风化皮中叶腊石单晶的粒度略大于基体中的.两种牛蛋石样品的致色元素为Fe3 离子;黑色样品中不含硬水铝石,而黄色样品中则含有硬水铝石.     

一例仿“银裹金”田黄样品的鉴定

对日常检测中遇到的一件疑似＂银裹金＂田黄样品的红外光谱及能量色散X射线荧光光谱分析,确定样品主要矿物组成为叶蜡石,为普通的寿山石品种而非田黄。白色部分含有铅,推断可能是用高铅玻璃涂层制造出了＂银裹金＂的形貌。     

福建寿山石“月尾紫”的矿物学特征研究

针对采自福建寿山地区的寿山石"月尾紫"品种进行了光学显微镜、X射线粉末衍射、拉曼光谱和扫描电子显微镜等仪器的系统分析测试。结果显示,"月尾紫"呈显微微晶结构,主要矿物组成为地开石,基质中可见大量的紫红色矿物赤铁矿。赤铁矿呈浸染状分布,是致使"月尾紫"整体呈现紫色的原因。由于赤铁矿本身色调和富集程度不同,导致"月尾紫"的紫色调有深有浅,同时由于赤铁矿浸染分布于地开石颗粒间,使得"月尾紫"呈现不透明状。扫描电子显微镜下可见地开石颗粒主要呈假六方板状,棱角清晰,厚度均匀,呈叠瓦状、书册状排列,能谱测试结果显示扫描电子显微镜下微米级球状矿物颗粒为二氧化硅。     

巴林石、寿山石透明度研究

通过分析巴林石、寿山石样品的FTIR与XRD光谱特征,指出有序度指数(OI)、结晶度指数(HI,DHI)及半高宽(FWHM(00l))在用于研究高岭石与地开石混合相样品的组分时具有局限性;计算了样品的有序度指数和结晶度指数并研究了各自与透明度之间的关系,结果证实,寿山石样品的透明度随其有序度与结晶度的增加而增大,但没有发现巴林石样品存在类似规律.     

福建寿山高山桃花石的颜色成因研究

福建寿山高山桃花石具有独特优美的颜色特征,其中红色斑,电的深浅与大小不一。主要采用光学显微镜、X射线粉末衍射仪（XRD）和拉曼光谱仪（LRM）对高山桃花石样品的颜色成因进行了研究。光学显微镜的观察结果表明,高山桃花石样品中存在透明和不透明矿物,其中不透明矿物形成了艳丽的红色斑,点;XRD测试表明,样品的矿物组成为地开石、赤铁矿、石英以及少量的叶腊石;拉曼光谱测试结果表明,样品的基质部分为地开石,结晶形态完好的红色矿物颗粒与呈浸染状的红色部分均为赤铁矿,无色透明的矿物颗粒为石英。呈浸染状的赤铁矿多围绕晶形完好的赤铁矿分布,该分布特征决定了高山桃花石中的红色斑点有大有小,有深有浅。