摘要：對(duì)外觀相似的兩種藍(lán)白色寶石材料針鈉鈣石和玻璃進(jìn)行了各項(xiàng)測試和對(duì)比研究，得出針鈉鈣石位于1060cm-1附近的紅外光譜吸收高峰、化學(xué)成分中Al、Zn元素的缺失和Mn元素的存在是其區(qū)別于玻璃的本質(zhì)特征。

關(guān)鍵詞：針鈉鈣石；海紋石；玻璃

海紋石（Larimar）以其美麗的藍(lán)白色紋理得名，市面上又稱“拉利瑪”、“拉力瑪”等，是多米尼加共和國國石。Larimar 的名字來自發(fā)現(xiàn)者M(jìn)éndez女兒的名字Larissa和代表西班牙海水單詞mar的組合[1]。目前，盡管我國國內(nèi)有不少研究該類寶石材料的文獻(xiàn)[2][3][4]，還是有很多人不知道海紋石是什么材料，常將其認(rèn)作藍(lán)白色玻璃。為厘清兩種寶石材料的性質(zhì)差異，本文對(duì)包括一件海紋石（Larimar）和兩件藍(lán)白色玻璃材料進(jìn)行了對(duì)比研究。

樣品來自深圳珠寶市場，為判斷樣品種屬，對(duì)三件樣品分別進(jìn)行了折射率測試和紅外光譜測試。

一.種屬判斷

（一）寶石學(xué)特征

外觀上三件樣品都是藍(lán)白色系。其中，樣品S1半透明，綠藍(lán)色，表面分布水波狀無色和白色條紋，背面有少量黑色點(diǎn)狀礦物。樣品S2不透明，淡藍(lán)色，顏色對(duì)比其它樣品偏暗。樣品S3亮線處半透明，其余部分不透明，明亮的天藍(lán)色，弧面最中間有白色亮線，具貓眼效應(yīng)。由于外觀相似，對(duì)所有樣品進(jìn)行了折射率測試。樣品S1折射率點(diǎn)測值1.60，與海紋石（藍(lán)色針鈉鈣石）一致。樣品S2、S3折射率點(diǎn)測值為1.52，與玻璃類似。

（二）、紅外光譜測試

為進(jìn)一步驗(yàn)證折射率觀察結(jié)果，明確樣品種屬，對(duì)三件樣品分別進(jìn)行了紅外光譜測試。采用尼高力（Nicolet）IS10紅外光譜儀測試了樣品的紅外光譜。測試條件：利用漫反射附件，掃描次數(shù)32，分辨率8cm-1，增益1，范圍2000-400cm-1。

紅外光譜測試比對(duì)結(jié)果顯示，樣品S1紅外吸收光譜與針鈉鈣石的紅外光譜圖一致，確定為針鈉鈣石。樣品S2、S3比對(duì)結(jié)果為玻璃。

樣品S1紅外吸收光譜測試結(jié)果表明，1384cm-1為海紋石中OH的彎曲振動(dòng)吸收峰，1060cm-1，993cm-1，964cm-1，923cm-1的振動(dòng)吸收峰應(yīng)由Si-O-Si的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)產(chǎn)生，680cm-1，640cm-1，518cm-1的振動(dòng)吸收峰為Si-O-Si的對(duì)稱伸縮振動(dòng)引起，而472cm-1，409cm-1的振動(dòng)吸收峰應(yīng)歸因于Si-O-Si的彎曲振動(dòng)[2]。

樣品S2、S3紅外光譜測試結(jié)果分析表明，非結(jié)晶態(tài)玻璃中Si-O鍵的伸縮振動(dòng)分別導(dǎo)致了紅外光譜中1071cm-1和1043cm-1單吸收峰。

紅外光譜位置對(duì)比表明，針鈉鈣石由Si-O-Si的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的位于1100-900cm-1的振動(dòng)吸收峰從本質(zhì)上區(qū)別于非結(jié)晶態(tài)玻璃中Si-O鍵的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的1071cm-1、1043cm-1單吸收峰。

二.對(duì)比研究

（一）化學(xué)成分對(duì)比

三件樣品顏色相似，為深入探討其化學(xué)成分和顏色成因差異，采用德國布魯克（Bruker）AXS公司生產(chǎn)的S4 Explorer X射線熒光光譜儀對(duì)樣品化學(xué)成分進(jìn)行了分析。測試條件：fast-Va8，半定量，全部元素測定，采用HS（高靈敏度）譜線，真空模式，30秒/譜線，準(zhǔn)直器為8mm。

測試結(jié)果表明，樣品S1主要化學(xué)成分為Si、Ca和Na，另含有微量的Al、Fe、Mn元素，和針鈉鈣石的化學(xué)成分基本吻合。

根據(jù)R E Woodruff等人的研究，Cu是藍(lán)色針鈉鈣石的主要致色元素，但是樣品S1中未能檢測到微量元素Cu。Ca的大比例存在代表了樣品中的方解石（CaCO3）礦物，方解石為白色，說明樣品檢測到的是海紋石中的白色的部分。方解石的存在表明標(biāo)本可能產(chǎn)生于金伯利巖[2]。

樣品S2、S3主要化學(xué)成分Si的含量高，說明石英（SiO2）是其主要組成礦物成分。與樣品S1對(duì)比，Si、Na、Al元素百分?jǐn)?shù)提高，Ca元素百分?jǐn)?shù)降低。微量元素方面，S2、S3中微量元素有Fe、Ti、Mg、K、Ba、Cu、S、As、Pb、Zr、Zn、Sr、Mn等，元素種類明顯增多。其中，F(xiàn)e、Ti、Cu等微量元素都可以讓其呈現(xiàn)藍(lán)色。微量元素方面，樣品S1中的Mn元素含量是樣品S2的2倍多。樣品S3不含Mn，但含有Cu元素。

（二）、內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)比

樣品S2、樣品S3肉眼觀察特征與樣品S1類似。尤其是樣品S3，具有白色的貓眼效應(yīng)的眼線，和樣品S1表面水波紋狀的白色條紋極為相似。為進(jìn)一步分清兩者的差異，對(duì)樣品進(jìn)行了放大觀察和掃描電鏡觀察。結(jié)果表明，兩種材料從內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面存在差異。藍(lán)色針鈉鈣石結(jié)構(gòu)致密，含有顯微片狀物；樣品S2具有粒狀結(jié)構(gòu)，在局部小范圍內(nèi)形成層狀構(gòu)造；樣品S3具有大量定向排列的短管狀包裹體，是樣品具有貓眼效應(yīng)的根本原因。繼續(xù)放大至10k×，可見清晰的直徑不到2μm的管狀包裹體及管狀破裂形成的破口。

三、結(jié)論

通過對(duì)外觀相似的兩種藍(lán)白色寶石材料海紋石和玻璃的各項(xiàng)測試和對(duì)比研究，得出海紋石與玻璃通過折射率可區(qū)別開來。海紋石位于1060cm-1附近的吸收峰、化學(xué)成分中Al、Zn元素的缺失和Mn元素的存在是其區(qū)別于玻璃的本質(zhì)特征。

參考文獻(xiàn)：

[1]Larronde，Suzanne Murphy.romancing the stone[J].Americas，Vol.59 Issue 4，p5-5.2/3p，Jul/Aug2007，

[2]鄭晨，尹作為等，“海紋石"的礦物學(xué)及譜學(xué)特征研究，光譜學(xué)與光譜分析[J]，第33卷，第7期，2013年7月

[3]汪建明，一種稀少的寶石——藍(lán)色針鈉鈣石[J]，地質(zhì)學(xué)刊，第34卷，第3期，2010年3月

[4]謝意紅，多米尼加藍(lán)色寶石Larimar 的寶石學(xué)研究[J]，寶石和寶石學(xué)雜志，第12卷第2期，2010年6月

作者簡介：楊滿珍，女，湖北應(yīng)城，1977年4月生，碩士研究生，研究方向：寶石礦物材料學(xué)。