摘要：自然界中綠柱石多為柱狀晶形，外觀呈板狀的綠柱石非常少見，四川平武縣板狀綠柱石晶體碩大，晶形完美，透明度高，具有很高的寶石學(xué)價(jià)值，形狀為獨(dú)特的板狀，是國(guó)內(nèi)綠柱石呈板狀的唯一實(shí)例，其奇特的共生組合具有極高的觀賞價(jià)值。本文主要通過常規(guī)儀器測(cè)試、紅外光譜、X射線粉晶衍射和電子探針分析，對(duì)平武板狀綠柱石的形態(tài)特征、寶石學(xué)特征等進(jìn)行了初步研究，探討了其發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：板狀綠柱石 寶石學(xué)性質(zhì) 光譜學(xué) 四川平武

本文主要通過一些常規(guī)儀器和大型儀器測(cè)試，初步研究平武綠柱石的寶石學(xué)性質(zhì)和譜學(xué)特征，在本次研究中選用了兩件四川平武綠柱石和一件新疆阿爾泰藍(lán)色綠柱石樣品進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試和分析，兩件平武綠柱石的編號(hào)分別為Beryl-1（板狀原石）、Beryl-2（橢圓刻面），新疆海藍(lán)寶的編號(hào)為Beryl-3（圓珠形）。

一、平武綠柱石的寶石學(xué)特征

1.形態(tài)特征

眾所周知，自然界產(chǎn)出的綠柱石晶體為六方柱狀。而平武產(chǎn)出的綠柱石為扁平板狀，并形成寶石礦床，據(jù)考證，可能是世界上迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一一處產(chǎn)地。扁平板狀綠柱石晶體發(fā)育的單形有六方雙錐，六方柱和平行雙面，有時(shí)可見復(fù)六方雙錐，表面可見六邊生長(zhǎng)蝕象（見圖1）。平武綠柱石偶見平行連生。

2.力學(xué)及光學(xué)性質(zhì)

（1）力學(xué)性質(zhì)：無解理，有貝殼狀斷口。硬度在7.25～7.75之間。采用靜水稱重法測(cè)得密度為2.754g/cm3。

（2）光學(xué)性質(zhì)：除極少數(shù)呈淡藍(lán)色外，主要都呈無色透明晶體，優(yōu)質(zhì)者純凈透明如水。部分呈乳白色，透明度較差，玻璃光澤。經(jīng)測(cè)量折射率為No=1.588，Ne=1.580，雙折射率為0.008。其光學(xué)特征為一軸晶負(fù)光性。在分光鏡下見不到特征的吸收譜線，在長(zhǎng)短波紫外光下均呈惰性。

3.內(nèi)部包裹體

平武綠柱石內(nèi)部包裹體有黑電氣石、云母、水晶及氣-液包裹體，在顯微鏡下觀察可發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部流體包裹體非常發(fā)育，個(gè)體較大，不規(guī)則，呈云霧狀、羽翼狀（見圖1）。包裹體無色透明，氣液界面清楚。新疆海藍(lán)寶石在顯微鏡下可見斷續(xù)而平行排列的管狀包體(見圖2)。

二、四川平武綠柱石化學(xué)成分的定量測(cè)試

1.電子探針測(cè)試結(jié)果與分析

2.結(jié)果

（1）平武綠柱石化學(xué)成分以富堿貧鐵為特征，K2O+ Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.47%，明顯比新疆海藍(lán)寶高。

（2）平武綠柱石中FeO的含量明顯比新疆海藍(lán)寶低， Fe2+是重要的致色因子，但由于其含量甚微，而其他致色離子基本缺失，在正常的生長(zhǎng)條件下，不足以導(dǎo)致綠柱石寶石致色，所以平武綠柱石為無色。

（3）平武綠柱石中的CaO含量比新疆海藍(lán)寶高，可能是因?yàn)楹V石英脈產(chǎn)于大理巖中，在氣成-熱液成礦作用下，圍巖大理巖中的鈣組分加入成礦流體，致使平武綠柱石中含有CaO。

三、四川平武綠柱石的紅外光譜測(cè)試

1.紅外光譜測(cè)試結(jié)果與分析

測(cè)得圖譜中Beryl-1與Beryl-2的紅外光譜在峰形及峰位上基本相同，而與Beryl-3的光譜有一定的差異。

將三個(gè)樣品的紅外光譜數(shù)據(jù)總結(jié)如表2。

表2 紅外光譜數(shù)據(jù)（單位：cm-1）

2.結(jié)論

（1）紅外光譜圖中800～1110/cm和560～420/cm是硅酸根的振動(dòng)范圍。

（2）由圖譜可見，平武綠柱石與新疆海藍(lán)寶石樣品中都含有Ⅰ型水和Ⅱ型水，平武綠柱石以Ⅱ型水為主，而新疆海藍(lán)寶石以Ⅰ型水為主。有研究表明，綠柱石的堿金屬含量與水的結(jié)構(gòu)類型有顯著的相關(guān)性，綠柱石隧道中堿金屬含量增加將促進(jìn)Ⅰ型水向Ⅱ型水轉(zhuǎn)變。因此紅外光譜的差異證明了四川平武綠柱石的堿金屬含量比新疆海藍(lán)寶高。

（3）1300/cm以下是綠柱石結(jié)構(gòu)骨架的振動(dòng)譜帶。在這一范圍內(nèi)，Beryl-1和Beryl-2的紅外光譜基本相似，所以結(jié)構(gòu)基本相同。但Beryl-1和Beryl-2兩個(gè)樣品的光譜在900～1200/cm之間，與Beryl-3有較大差異，有研究表明這是Beryl-1和Beryl-2中部分Be被Li取代在這一范圍產(chǎn)生附加的紅外吸收所引起的。

四、四川平武綠柱石的X射線粉晶衍射分析

測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

以上X射線粉晶衍射圖中得衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)綠柱石的衍射峰基本相同。根據(jù)衍射圖中的數(shù)據(jù)，將衍射圖指標(biāo)化見表3。

利用圖表中的數(shù)據(jù)用最小二乘法計(jì)算所得晶胞參數(shù)為a=9.21504，c=9.21458，Vol=677.6420，而標(biāo)準(zhǔn)綠柱石的晶胞參數(shù)為a=9.215，c=9.192，Vol=675.98。由以上結(jié)果可知，四川平武綠柱石具有標(biāo)準(zhǔn)綠柱石的X射線粉晶衍射圖，其晶胞參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)卡片的理論值非常接近。

五、結(jié)論

通過以上測(cè)試與研究，獲得以下結(jié)論：

第一，四川平武綠柱石呈扁平板狀，發(fā)育的單形有六方雙錐，六方柱和平行雙面，多呈無色，內(nèi)部流體包裹體發(fā)育。

第二，平武綠柱石紅外光譜中，900～1200/cm范圍的吸收與新疆海藍(lán)寶石不同，反映了四面位置中Li對(duì)Be的取代以及與此相關(guān)的結(jié)構(gòu)通道中堿金屬含量的增加對(duì)綠柱石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

第三，紅外光譜研究顯示，四川平武綠柱石和新疆海藍(lán)寶石中都含有I型水和II型水，其中，平武綠柱石中以II型水為主，而新疆海藍(lán)寶石中以I型水為主.

第四，四川平武綠柱石化學(xué)成分富堿，過渡金屬雜質(zhì)以Fe2+為主的特點(diǎn)。

第五，平武綠柱石的晶胞參數(shù)a=9.21504，c=9.21458，Vol=677.6420。

（作者單位：江西工程學(xué)校）