翡翠的结构_矿物成分与其物理性质的关系_奥岩
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
通过薄片观察 ,发现在组成翡翠的矿物成 分均一的情况下 ,具有齿状镶嵌结构、纤维状变 晶结 构 、亚 颗 粒 结构 、显 微 粒 状变 晶 结 构、 动 态 变晶结构的翡翠都具有良好的透明度 ; 而具有 碎裂 结 构、 平 直 镶嵌 粒 状 变晶 结 构 的翡 翠 透 明 度较差 ;其余结构介于中间 ,造成这种现象的原 因是: 在一些结构疏松的硬玉岩中 ,硬玉矿物之 间不是紧密接触 ,而是有一定的空隙 ,而这些空 隙之中充填有空气 ,空气折射率 N= 1,与硬玉 矿物折射率 1. 66有着较大差值 ,导致粒间光学 效应达到一定强度 ,降低了透明度 ,使得硬玉岩
大的折射率和较低的比重 ,见表 3。所以使翡翠 整 体折 射率升 高、 比重 下降 。纯的 硬玉 组成 翡翠 具有较低的折射率、较大的硬度。表 2的 A- 29、
A- 30、 A32、 A34都属于有较多共生矿物的翡 翠 ,比重、折射率都有增加。
表 2 翡翠物理性质与化学成 分关系表
序 号 A- 5 A- 09 A17
A18
A25 A - 29 A 30
A 32 A34- 1 A34- 2
特 征 绿色老 浅绿色 红翡翠 紫色翡翠 无色透 半透明灰 浅灰绿 深绿 深黑绿 深黑绿
种翡翠 老种翡翠
明翡翠 绿色翡翠 色翡翠 色翡翠 包翡翠 色翡翠
比 重 3. 278 3. 322 3. 280 3. 342 3. 320 3. 347 3. 371 3. 50 3. 35 3. 35
翡翠的透明度还与组成翡翠的矿物成分有 关 ,如钠长石翡翠就是含有一定的钠长石 ,钠长 石折射率大约是 1. 530,硬玉折射 率大约是 1. 660,二者差值约为 0. 130,近于白色方解石的双 折射率 ,使得钠长石翡翠发白 ,不具良好的透明 度 ,透辉石翡翠也是如此 ,透辉石的折射率是 1. 701,与硬玉折射率差值为 0. 040,所以透辉石翡 翠也不具备太好透明度 ,但比钠长石翡翠好。
表 1 缅 甸翡翠结构分类表
平直镶嵌粒状变晶结构
原
弯曲镶嵌粒状变晶结构
粒状变晶结构 齿状镶嵌粒状变晶结构
显微粒状变晶结构
生
不等粒粒状变晶结构
结 柱状变晶结构 柱状变晶结构 放射状变晶结构
构 纤维状变晶结构 斑状变晶结构
滑动结构 后 塑性变形结构 亚颗粒结构
期
显微破裂
改 造
碎裂结构
破裂结构 碎斑结构
糜棱结构
CaO 1. 61 1. 70 0. 10 1. 14 0. 58 10. 41 9. 42 13. 90 8. 06 0. 58
Na2O 13. 65 13. 65 13. 89 11. 22 15. 94 8. 75 8. 77 1. 12 9. 92 14. 54 K2O 0. 37 0. 37 0. 07 3. 30 0. 10 0. 08 0. 07 0. 09 0. 03 0. 04
大 ,所以通过对翡翠结构和矿物组成的分类 ,更 利于翡翠的物理性质的认识 ,反之亦然。
45
三、翡 翠矿 物组 份与 比重 、折射 率、 硬度 的关 系
( 1) 比重、折射率、硬度与翡翠的矿物成分 及化学成分关系密切。矿物成分单一 ,以硬玉为 主的翡翠比重在 3. 24- 3. 25之间变化 ; 折射率 在 1. 65- 1. 66之间 ,接近于硬玉的折射率、比重 及硬度。折射率、比重及硬度只与矿物成 分有 关 , 与颜 色无 关。表 2中: A- 5、 A- 09、 A17、 A18、 A25都属此类。
M n O 0. 02 0. 00 0. 02 0. 15 0. 17 0. 15 0. 05 0. 17 0. 00 0. 00
Ni O 0. 29 0. 02 0. 00 0. 00 0. 00 0. 35 0. 04 0. 00 0. 11 0. 17
M g O 1. 57 1. 58 0. 00 0. 51 0. 43 7. 61 7. 27 9. 83 5. 74 0. 00
二、翡翠的结构与硬度及韧性的关系
翡翠的结构对硬度及韧性强度影响较大。 结晶颗粒粗大、接触关系平直、结构松疏的翡翠 硬 度小 、韧性 强度 低。显 微破 裂结 构、 破裂结 构、 碎斑结构的翡翠也是如此。这是因为矿物颗粒 之间咬合力不强 ,翡翠的密度减少的结果。而弯 曲 齿状 镶嵌粒 状、 柱状 变晶 结构 、纤维 变晶 结构 则是结构紧密 ,矿物变晶之间咬合紧密 ,具有较 大的硬度和较强的韧性。后期改造的动态重结
折射率 1. 66 1. 66 1. 65 1. 65 1. 655 1. 66 1. 66 1. 66 1. 666 1. 666
Si O2 56. 83 58. 34 60. 47 55. 61 58. 71 58. 64 58. 04 57. 85 59. 01 59. 55 TiO2 0. 08 0. 00 0. 00 0. 49 0. 01 0. 00 0. 16 0. 17 0. 00 0. 02
44
晶结构和糜棱结构也是结构紧密 ,矿物长轴方 向趋于一致 ,具有较大的比重和较强的韧性。总 体上讲翡翠具有很高的碎裂表面 能和碎裂韧 度。测试数据表明:
硬玉的碎裂表面能 γf= 121000尔格 , 碎裂韧度 KC= 7. 1× 108达因 /厘米 - 3 /2 (引自《造岩矿物》 P358页 ) 如此高的碎裂表面能和碎裂韧度使得翡翠 具有比一般玉石更高的硬度和良好的韧性 ,成 为玉中之王。 硬玉的耐破裂性与原子的键性没有直接关 系 ,高碎裂表面能可能是由于破裂是穿粒裂纹 而不是粒间裂纹扩展引起的 ,而松疏结构的翡 翠的破裂则是粒间破裂 ,故硬度小且韧性低。 老种翡翠多是纤维结构或显微粒状结构或 重结晶结构 ,具有较大的硬度和较强的韧性 ,所 以老种翡翠抛光性更好、更细腻 ,抗风化 性更 强 ,可能成为高档翡翠。 新种、新老种翡翠则多为粗粒状、柱状变晶 结构 ,故结构疏松 ,具较低韧性 ,很难成为高档 翡翠 ,多为低档材料。
3. 31- 3. 34 3. 50- 3. 60 3. 27- 3. 38
比重
6. 5- 7 6- 6. 5
5- 6 5- 6 5- 6 5. 5- 6
图 1 透辉石 - 硬玉系列中成分同光性关系图
相同的矿物组分、不同的变质作用 ,产生了 不同的结构类型 ,也造就了不同档次的翡翠 ,不 同矿物组分的翡翠 ,更是在物理、性质上差异很
珠宝研究
珠宝科技 /98. 2
翡翠的结构、矿物成分 与其物理性质的关系
奥 岩
缅甸翡翠组成的主要矿物成分是硬玉 ,同 时也含有少量的其它辉石族矿物。翡翠结构分 为两大类: 一类是原岩经变质作用 ,在固态下重 结晶的变晶结构 ; 另一类是变晶结构经后期改 造作用形成的后期改造结构。每一大类再根据 矿物颗粒大小及矿物接触关系划分为次一级结 构 ,表 1是缅甸翡翠结构分类表。翡翠结构往往 不是单一结构 ,常存在各种结构类型之间的过 渡类型。组成翡翠的矿物成分和翡翠的岩石结 构类型决定着翡翠众多的物理性质。
43
不透明或半透明 ,而具有齿状镶嵌结构、亚颗粒 结构等结构的翡翠 ,由于矿物之间排列紧密 ,基 本不具空隙 ,而且由于后期应力作用 ,晶体排列 有序度增强 ,边界融合不清 ,光学 性质趋于一 致 ,岩石的光学特性向准晶体方向转化 ,减少了 光线的能量损失 ,形成良好的透明度 ,所以在翡 翠结构与透明度之间有着较强的对应关系。
Tot al 99. 41 99. 70 99. 65 99. 28 100. 02 99. 77 99. 66 99. 58 99. 95 99. 97
表 3 几种辉石折射率、比重数值表
折射率
Leabharlann Baidu
硬玉 霓石 霓辉石 绿辉石 钙铁辉石 透辉石
3. 24- 3. 43 3. 4- 3. 6 3. 4- 3. 55
结
出溶结构
构
动态重结晶结构 构造重结晶
一、 翡翠 的 矿 物 成分 及 其 结构 与 翡 翠的 透 明 度 的关系
翡翠的透明度不等于硬玉矿物的透明度的 总和 ,透明度还与“粒间光学效应强度”和“光线 通过界面的次数”两个因素有关。“粒间光学效 应强度”与矿物边界面两侧介质的折射率差值 成正比 ,若是单矿物岩石 ,粒间不存在第二种介 质时 ,“粒间光学效应”与矿物的最大双折射率 成正比 (尹宗烈《珠宝科技》 )。翡翠基本上是单 一由透明的硬玉矿物组成 ,所以影响翡翠的透 明 度的 因 素有 “粒 间 光 学 效应 ”和 “ 光线 通 过 界 面的次数”等。硬玉矿物的最大双折射率只有 0. 006,所以翡翠的“粒间光学效应强度”很低 ,故 翡翠应具有良好的透明度。但现实中又不是所 有的翡翠都具有良好透明度 ,原因是其组成矿 物成分及结构的差异。
( 2) 如果 翡 翠化 学 成分 复 杂 , 含较 多 的 Mg、 Ca、 Fe等离子 ,表明翡翠不是由单一的硬 玉矿物组成的 ,含有较多透辉石、钙铁辉石、霓 石及绿辉石等矿物 ,折射率增高 ,比重增大 ,硬 度降低 ,表 3是与翡翠共生的主要辉石矿物的物 理数值表 ,图 1是透辉石 - 硬玉系列成分同光性 关系图 ,从中可看出: 伴随翡翠中共生矿物的增 多 ,翡翠的折射率增高、比重增大、硬度降低。因 为这些伴生矿物 ,如霓石、钙铁辉石等都具有较
A l2O3 22. 58 21. 98 24. 94 25. 89 23. 87 12. 14 12. 85 9. 35 15. 41 24. 93 Cr2 O3 0. 07 0. 33 0. 03 0. 00 0. 00 0. 07 0. 26 0. 00 0. 27 0. 00
FeO 2. 34 0. 21 0. 13 0. 97 0. 21 1. 57 2. 73 2. 10 1. 40 0. 14
在祖母绿色、苹果绿色、秧苗绿色翡翠中 , 一般祖母绿色翡 翠的绿色与透明度成消长关 系 ,很难有一块深重祖母绿色翡翠同时又具有 良好的水头 ,这主要是因为在祖母绿色翡翠中 含 有 少 量 透 辉 石 及 霓 石。 Fe2+ 、 Fe3+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 存在使得翡翠的颜色浓正 ,但同时少量透 辉石及霓石的出现也增大粒间光学效应强度 , 降低了透明度 ,而苹果绿色翡翠基本不含透辉 石等 ,是一种较纯的翡翠 ,所以当 Cr3+ 适度致 色时 ,就会产生苹果绿色透明度较好的翡翠。秧 苗绿色翡翠更多是水头好 ,也是同一道理 ,所以 矿物成份较为单 一的翡翠易形成较好的透明 度 ,而由多种矿物组成的硬玉岩难有好的透明 度。
大的折射率和较低的比重 ,见表 3。所以使翡翠 整 体折 射率升 高、 比重 下降 。纯的 硬玉 组成 翡翠 具有较低的折射率、较大的硬度。表 2的 A- 29、
A- 30、 A32、 A34都属于有较多共生矿物的翡 翠 ,比重、折射率都有增加。
表 2 翡翠物理性质与化学成 分关系表
序 号 A- 5 A- 09 A17
A18
A25 A - 29 A 30
A 32 A34- 1 A34- 2
特 征 绿色老 浅绿色 红翡翠 紫色翡翠 无色透 半透明灰 浅灰绿 深绿 深黑绿 深黑绿
种翡翠 老种翡翠
明翡翠 绿色翡翠 色翡翠 色翡翠 包翡翠 色翡翠
比 重 3. 278 3. 322 3. 280 3. 342 3. 320 3. 347 3. 371 3. 50 3. 35 3. 35
翡翠的透明度还与组成翡翠的矿物成分有 关 ,如钠长石翡翠就是含有一定的钠长石 ,钠长 石折射率大约是 1. 530,硬玉折射 率大约是 1. 660,二者差值约为 0. 130,近于白色方解石的双 折射率 ,使得钠长石翡翠发白 ,不具良好的透明 度 ,透辉石翡翠也是如此 ,透辉石的折射率是 1. 701,与硬玉折射率差值为 0. 040,所以透辉石翡 翠也不具备太好透明度 ,但比钠长石翡翠好。
表 1 缅 甸翡翠结构分类表
平直镶嵌粒状变晶结构
原
弯曲镶嵌粒状变晶结构
粒状变晶结构 齿状镶嵌粒状变晶结构
显微粒状变晶结构
生
不等粒粒状变晶结构
结 柱状变晶结构 柱状变晶结构 放射状变晶结构
构 纤维状变晶结构 斑状变晶结构
滑动结构 后 塑性变形结构 亚颗粒结构
期
显微破裂
改 造
碎裂结构
破裂结构 碎斑结构
糜棱结构
CaO 1. 61 1. 70 0. 10 1. 14 0. 58 10. 41 9. 42 13. 90 8. 06 0. 58
Na2O 13. 65 13. 65 13. 89 11. 22 15. 94 8. 75 8. 77 1. 12 9. 92 14. 54 K2O 0. 37 0. 37 0. 07 3. 30 0. 10 0. 08 0. 07 0. 09 0. 03 0. 04
大 ,所以通过对翡翠结构和矿物组成的分类 ,更 利于翡翠的物理性质的认识 ,反之亦然。
45
三、翡 翠矿 物组 份与 比重 、折射 率、 硬度 的关 系
( 1) 比重、折射率、硬度与翡翠的矿物成分 及化学成分关系密切。矿物成分单一 ,以硬玉为 主的翡翠比重在 3. 24- 3. 25之间变化 ; 折射率 在 1. 65- 1. 66之间 ,接近于硬玉的折射率、比重 及硬度。折射率、比重及硬度只与矿物成 分有 关 , 与颜 色无 关。表 2中: A- 5、 A- 09、 A17、 A18、 A25都属此类。
M n O 0. 02 0. 00 0. 02 0. 15 0. 17 0. 15 0. 05 0. 17 0. 00 0. 00
Ni O 0. 29 0. 02 0. 00 0. 00 0. 00 0. 35 0. 04 0. 00 0. 11 0. 17
M g O 1. 57 1. 58 0. 00 0. 51 0. 43 7. 61 7. 27 9. 83 5. 74 0. 00
二、翡翠的结构与硬度及韧性的关系
翡翠的结构对硬度及韧性强度影响较大。 结晶颗粒粗大、接触关系平直、结构松疏的翡翠 硬 度小 、韧性 强度 低。显 微破 裂结 构、 破裂结 构、 碎斑结构的翡翠也是如此。这是因为矿物颗粒 之间咬合力不强 ,翡翠的密度减少的结果。而弯 曲 齿状 镶嵌粒 状、 柱状 变晶 结构 、纤维 变晶 结构 则是结构紧密 ,矿物变晶之间咬合紧密 ,具有较 大的硬度和较强的韧性。后期改造的动态重结
折射率 1. 66 1. 66 1. 65 1. 65 1. 655 1. 66 1. 66 1. 66 1. 666 1. 666
Si O2 56. 83 58. 34 60. 47 55. 61 58. 71 58. 64 58. 04 57. 85 59. 01 59. 55 TiO2 0. 08 0. 00 0. 00 0. 49 0. 01 0. 00 0. 16 0. 17 0. 00 0. 02
44
晶结构和糜棱结构也是结构紧密 ,矿物长轴方 向趋于一致 ,具有较大的比重和较强的韧性。总 体上讲翡翠具有很高的碎裂表面 能和碎裂韧 度。测试数据表明:
硬玉的碎裂表面能 γf= 121000尔格 , 碎裂韧度 KC= 7. 1× 108达因 /厘米 - 3 /2 (引自《造岩矿物》 P358页 ) 如此高的碎裂表面能和碎裂韧度使得翡翠 具有比一般玉石更高的硬度和良好的韧性 ,成 为玉中之王。 硬玉的耐破裂性与原子的键性没有直接关 系 ,高碎裂表面能可能是由于破裂是穿粒裂纹 而不是粒间裂纹扩展引起的 ,而松疏结构的翡 翠的破裂则是粒间破裂 ,故硬度小且韧性低。 老种翡翠多是纤维结构或显微粒状结构或 重结晶结构 ,具有较大的硬度和较强的韧性 ,所 以老种翡翠抛光性更好、更细腻 ,抗风化 性更 强 ,可能成为高档翡翠。 新种、新老种翡翠则多为粗粒状、柱状变晶 结构 ,故结构疏松 ,具较低韧性 ,很难成为高档 翡翠 ,多为低档材料。
3. 31- 3. 34 3. 50- 3. 60 3. 27- 3. 38
比重
6. 5- 7 6- 6. 5
5- 6 5- 6 5- 6 5. 5- 6
图 1 透辉石 - 硬玉系列中成分同光性关系图
相同的矿物组分、不同的变质作用 ,产生了 不同的结构类型 ,也造就了不同档次的翡翠 ,不 同矿物组分的翡翠 ,更是在物理、性质上差异很
珠宝研究
珠宝科技 /98. 2
翡翠的结构、矿物成分 与其物理性质的关系
奥 岩
缅甸翡翠组成的主要矿物成分是硬玉 ,同 时也含有少量的其它辉石族矿物。翡翠结构分 为两大类: 一类是原岩经变质作用 ,在固态下重 结晶的变晶结构 ; 另一类是变晶结构经后期改 造作用形成的后期改造结构。每一大类再根据 矿物颗粒大小及矿物接触关系划分为次一级结 构 ,表 1是缅甸翡翠结构分类表。翡翠结构往往 不是单一结构 ,常存在各种结构类型之间的过 渡类型。组成翡翠的矿物成分和翡翠的岩石结 构类型决定着翡翠众多的物理性质。
43
不透明或半透明 ,而具有齿状镶嵌结构、亚颗粒 结构等结构的翡翠 ,由于矿物之间排列紧密 ,基 本不具空隙 ,而且由于后期应力作用 ,晶体排列 有序度增强 ,边界融合不清 ,光学 性质趋于一 致 ,岩石的光学特性向准晶体方向转化 ,减少了 光线的能量损失 ,形成良好的透明度 ,所以在翡 翠结构与透明度之间有着较强的对应关系。
Tot al 99. 41 99. 70 99. 65 99. 28 100. 02 99. 77 99. 66 99. 58 99. 95 99. 97
表 3 几种辉石折射率、比重数值表
折射率
Leabharlann Baidu
硬玉 霓石 霓辉石 绿辉石 钙铁辉石 透辉石
3. 24- 3. 43 3. 4- 3. 6 3. 4- 3. 55
结
出溶结构
构
动态重结晶结构 构造重结晶
一、 翡翠 的 矿 物 成分 及 其 结构 与 翡 翠的 透 明 度 的关系
翡翠的透明度不等于硬玉矿物的透明度的 总和 ,透明度还与“粒间光学效应强度”和“光线 通过界面的次数”两个因素有关。“粒间光学效 应强度”与矿物边界面两侧介质的折射率差值 成正比 ,若是单矿物岩石 ,粒间不存在第二种介 质时 ,“粒间光学效应”与矿物的最大双折射率 成正比 (尹宗烈《珠宝科技》 )。翡翠基本上是单 一由透明的硬玉矿物组成 ,所以影响翡翠的透 明 度的 因 素有 “粒 间 光 学 效应 ”和 “ 光线 通 过 界 面的次数”等。硬玉矿物的最大双折射率只有 0. 006,所以翡翠的“粒间光学效应强度”很低 ,故 翡翠应具有良好的透明度。但现实中又不是所 有的翡翠都具有良好透明度 ,原因是其组成矿 物成分及结构的差异。
( 2) 如果 翡 翠化 学 成分 复 杂 , 含较 多 的 Mg、 Ca、 Fe等离子 ,表明翡翠不是由单一的硬 玉矿物组成的 ,含有较多透辉石、钙铁辉石、霓 石及绿辉石等矿物 ,折射率增高 ,比重增大 ,硬 度降低 ,表 3是与翡翠共生的主要辉石矿物的物 理数值表 ,图 1是透辉石 - 硬玉系列成分同光性 关系图 ,从中可看出: 伴随翡翠中共生矿物的增 多 ,翡翠的折射率增高、比重增大、硬度降低。因 为这些伴生矿物 ,如霓石、钙铁辉石等都具有较
A l2O3 22. 58 21. 98 24. 94 25. 89 23. 87 12. 14 12. 85 9. 35 15. 41 24. 93 Cr2 O3 0. 07 0. 33 0. 03 0. 00 0. 00 0. 07 0. 26 0. 00 0. 27 0. 00
FeO 2. 34 0. 21 0. 13 0. 97 0. 21 1. 57 2. 73 2. 10 1. 40 0. 14
在祖母绿色、苹果绿色、秧苗绿色翡翠中 , 一般祖母绿色翡 翠的绿色与透明度成消长关 系 ,很难有一块深重祖母绿色翡翠同时又具有 良好的水头 ,这主要是因为在祖母绿色翡翠中 含 有 少 量 透 辉 石 及 霓 石。 Fe2+ 、 Fe3+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 存在使得翡翠的颜色浓正 ,但同时少量透 辉石及霓石的出现也增大粒间光学效应强度 , 降低了透明度 ,而苹果绿色翡翠基本不含透辉 石等 ,是一种较纯的翡翠 ,所以当 Cr3+ 适度致 色时 ,就会产生苹果绿色透明度较好的翡翠。秧 苗绿色翡翠更多是水头好 ,也是同一道理 ,所以 矿物成份较为单 一的翡翠易形成较好的透明 度 ,而由多种矿物组成的硬玉岩难有好的透明 度。