危地马拉的双色翡翠

危地马拉的双色翡翠

传统上，来自缅甸的硬玉-绿辉石玉（翡翠）在中国市场占据主导地位；不过近年来，危地马拉产翡翠受到越来越多关注。随着该产地材料质量和供应量不断提升，其市场份额也迅速扩大。已有研究表明，危地马拉翡翠主要由辉石族矿物硬玉（NaAlSi₂O₆）和/或绿辉石 [(Na,Ca,Fe²⁺,Mg)(Al,Fe³⁺,Fe²⁺,Mg)(Si₂O₆)] 组成（Liu et al. 2024）。

近期，吉尔德宝石实验室获得了一批危地马拉翡翠，其中一件样品呈现有趣的双色分布。为评估矿物学及成分变化与颜色分带之间的关系，研究人员对其进行了拉曼和化学分析。该样品为一块重 42.17g 的板状材料，尺寸为 82.18 x 13.33 x 3.05 mm；其中约 65% 为近无色，其余部分呈高饱和度绿色（图 8）。显微观察和傅里叶变换红外（FTIR）光谱确认，样品未见漂白或染色迹象。在近无色区域，可见许多小而白亮的闪光斑点（有时称为“苍蝇翅”），肉眼也能观察到，这是矿物解理反射造成的。然而绿色区域未见这些反光，可能是因为该区域矿物与近无色区域不同。

研究人员在近无色区和绿色区选取多个点进行拉曼光谱分析。所得光谱（图 9）显示，近无色材料主要为硬玉，绿色区域主要为绿辉石。这两种单斜辉石可通过 670-700 cm^-1 区间的拉曼峰位进行区分，该区间与 Si-O 桥键伸缩振动有关。峰位与 Na⁺Al³⁺-Ca²⁺Mg²⁺ 的多价类质同象关系呈线性相关，取向效应较小（Zhang & Shi 2022）。硬玉的诊断拉曼峰约位于 700 cm^-1，绿辉石约位于 678 cm-1（Eaton-Magana et al. 2021）。在一个绿色区域内，拉曼分析还识别出若干白色颗粒为钠长石，部分无色颗粒为硬玉，说明在以绿辉石为主的绿色区域中可能存在少量硬玉。

为进一步了解该样品中的矿物分布和变化，研究人员在选定区域进行了二维（2D）拉曼映射，每个区域面积为 2.0 x 3.6 mm（如图 10）。测试耗时 36 小时，共采集 3,600 条光谱。利用硬玉和绿辉石分别位于 697 和 680 cm^-1 的特征峰，建立了二维拉曼图。假彩色图像显示，硬玉（图中绿色区域）与绿辉石（图中红色区域）之间存在清晰边界，与肉眼可见的近无色和绿色颜色分布一致。不过，在以硬玉为主的近无色部分中，也识别出若干绿辉石区域；类似地，在富绿辉石的绿色部分中，也零星分布着若干硬玉颗粒。

研究人员还对选定点位进行了激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）化学分析。结果表明，样品中富绿辉石的绿色区域富含 Cr（613-3,620 ppmw，17 个点平均 1,540 ppmw），而近无色部分 Cr 含量较低（2.33-59.7 ppmw，13 个点平均 23.4 ppmw）。这种 Cr 含量差异与颜色分带相吻合，因为 Cr 是硬玉和绿辉石呈绿色的致色元素。

拉曼光谱映射与化学分析相结合，被证明是一种非常有助于表征该样品矿物组成和分布的准无损方法（LA-ICP-MS 仍需形成若干极小的剥蚀点）。与切制薄片、进行 X 射线粉末衍射等破坏性方法相比，这种方法更适用于宝石实验室样品。该样品有趣的颜色分布显然与成玉过程中局部 Cr 含量变化有关，而这种变化与样品中硬玉和绿辉石的分布相互独立。类似地，Eaton-Magana et al.（2021）也曾利用拉曼映射揭示颜色均一（绿色）玉石样品中硬玉和绿辉石的分布，说明该技术在玉石表征中具有实用价值。

Yujie Gao, Tiantian Huang（candice.huang@guildgemlab.com）,Ziyun Zhang and Wenli LiaoGuild Gem Laboratories, Shenzhen, China

References

Eaton-Magana, S., Breeding, C.M., Palke, A.C., Homkrajae, A., Sun, Z. & McElhenny, G. 2021. Raman and photoluminescence mapping of gem materials. Minerals, 11(2), article 177, https://doi.org/10.3390/min11020177.

Liu, S.I, Man, K.Y.A., Seneewong-Na-Ayutthaya, M., Jakkawanvibul, C. & Lee, A.T.-Y. 2024. Geographic origin determination of high-quality green jadeite-omphacite jade (fei cui) from Myanmar, Guatemala and Italy using statistical processing coupled with spectroscopic and chemical analyses. Journal of Gemmology, 39(2), 124-144, https://doi.org/10.15506/JoG.2024.39.2.124.

Zhang, Y. & Shi, G. 2022. Origin of blue-water jadeite jades from Myanmar and Guatemala: Differentiation by non-destructive spectroscopic techniques. Crystals, 12(10), article 1448, https://doi.org/10.3390/cryst12101448.