不同产地的绿松石特征浅析
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【摘 要】自古以来绿松石就深受国人的喜爱，悠久的历史、深厚的文化积淀，是绿松石最具魅力的地方。我国是绿松石的重要产地之一，主要有湖北、安徽、陕西等地，不同产地的绿松石其质量大不相同，因此对于绿松石产地分析也成为学者们研究的一项重大课题。文章概述了绿松石不同产地的鉴定特征，利用X射线荧光谱分析、微量元素及稀土元素等对湖北竹山、郧县以及安徽马鞍山绿松石进行了矿物学分析，并同美国松石进行对比。
【关键词】绿松石 不同产地 鉴定方法
一、绪论
绿松石简称“松石”，又名土耳其玉，是一种含水的基性磷酸盐[1]，化学成分为CuAl6（PO4）4（OH）8・4H2O，其中理论成分为P2O5 34.12%，Al2O3 36.84%，CuO 9.57%，H2O 19.47%。非均质体集合体，一般呈蜡状光泽、油脂光泽或玻璃光泽，结构疏松的为土状光泽。无特征的吸收谱，查尔斯滤色镜下观察呈红褐色。绿松石是一种自色矿物[2]，主要呈蓝色、绿色、绿蓝色等，并伴有白色细脉、斑点以及褐黑色网脉或其他暗色杂质。绿松石的颜色主要是由Cu2+和Fe3+决定的，Cu2+对绿松石的天蓝色起有益作用，而随着Fe3+的增加，绿松石颜色由天蓝―蓝绿―绿―黄绿―土黄色变化。绿松石的主要产地有伊朗、埃及、俄罗斯、美国和中国，中国的绿松石产地主要有湖北、陕西、河南、安徽等，其中湖北省郧阳的绿松石最为著名，产量最多。
绿松石由于色泽艳丽，易加工，开采方便，在中国作为饰品已有久远的历史，具有很高的艺术价值和历史价值。对于不同产地的绿松石，其质地、结构也存在不同，市场价值也有很大的差别，因此对于绿松石的产地鉴别是鉴定工作的一项重要内容。本文主要对湖北郧县、竹山，安徽马鞍山、陕西安康的绿松石的矿物学特征进行综述分析，并与市面上比较受欢迎的美国绿松石进行对比。
二、不同产地的绿松石的矿物学特征
（一）不同产地绿松石的颜色特征
湖北郧县的绿松石颜色为蔚蓝色、蓝绿色、蓝白色等，绿松石矿体赋存于寒武系硅质、泥质板岩中，呈脉状、串珠状、透镜状、扁豆状产出，伴生岩石为黑色，属于炭质类型，伴生矿物为石英；湖北竹山的绿松石为蓝绿色，矿体赋存于寒武系硅质、泥质板岩中，呈结核状、镶嵌状、脉状产出，外部可见黄褐色围岩，伴生矿物则以多水高岭石、水铝英石、明矾石、石英、方解石、蓝铜矿和孔雀石等为主；而陕西安康的绿松石为蓝白色等，伴生矿物常为黑褐色，主要为石英、黄钾铁矾、埃洛石、蒙脱石等；安徽马鞍山的绿松石为深蓝色、蓝白色、绿色等，伴生岩石为灰白色，呈脉状斑点状分布，为石英和高岭土，通过X射线衍射可以对绿松石的伴生矿物含量进行定量分析，由此可知安徽马鞍山绿松石的伴生矿物以高岭土为主，而陕西和湖北的绿松石的伴生矿物均为含石英的炭质岩石。而美国绿松石多出现天蓝色、蓝色，无铁线，有时表面可见白色和黄白色矿物。
（二）红外光谱分析
绿松石为含铜、铝和水的磷酸盐，OH、H2O 及 PO43-基团的振动模式和频率决定了绿松石红外光V的主要特征[3]。天然绿松石结构中普遍存在结晶水和吸附水，其中羟基伸缩振动致红外吸收锐谱带主要位于3466 cm-1、3510cm-1处，羟基弯曲振动致红外吸收弱谱带出现在 837cm-1、787 cm-1处 ；ν（MFe，Cu-OH）伸缩振动致红外吸收谱带则出现在 3293cm-1、3076 cm-1处；在1640cm-1附近由于H20的弯曲振动，产生一个吸收峰；ν（PO4）伸缩振动致红外吸收谱带位于 1172cm-1、1104cm-1、1055cm-1，弯曲振动致红外吸收谱带主要位于 645cm-1、577cm-1、482cm-1处。
（三）激光拉曼光谱分析
湖北竹山地区的绿松石具有3475cm-1和1045cm-1处的特征吸收峰，3475cm-1为OH的伸缩振动所致，而1045cm-1处吸收峰是由于P04的伸缩振动所致，同时还伴有的3500cm-1和990cm-1的吸收峰[4]。
湖北郧县绿松石的激光拉曼光谱，3470cm-1处存在尖锐的OH伸缩振动吸收峰，3500cm-1和3448cm-1弱峰为3470cm-1的次级谱峰，另外还有宽谱位，3281cm-1和3078cm-1，为绿松石中H2O的伸缩振动。PO4伸缩振动导致的强拉曼谱蜂主要出现在l039cm-1，弯曲振动谱峰位于419cm-1附近，有时可见有CuO伸缩振动所致的336cm-1和246cm-1弱吸收峰[4]。
安徽马鞍山绿松石在3471cm-1处存在尖锐的OH伸缩振动能谱，水的伸缩振动致激光拉曼光谱位于3284cm-1和3078cm-1附近，谱峰表现得较为舒缓。1039cm-1的拉曼谱峰为PO4的伸缩振动，并伴有1178cm-1～1056cm-1处的弱谱峰[4]。
而美国绿松石拉曼光谱表现为3475cm-1处特征吸收峰，为OH的伸缩振动所致，同时还伴有3500cm-1处的一个相对较弱的吸收峰；在1045cm-1处表现有P04的伸缩振动导致的特征吸收峰；在400～600cm-1的范围内，还有数个弱吸收峰，为P04的弯曲振动所致。
绿松石中3510cm-1～3440cm-1的谱峰是由OH的伸缩振动所致，3290cm-1～3070cm-1的谱峰是由H2O的伸缩振动所致，PO4存在三处不同的伸缩振动[5]。通过分析可知不同产地、不同结晶类型的绿松石拉曼谱峰特征基本一致，但是美国绿松石的拉曼谱峰强度与峰形十分明显，3475cm-1两边的肩峰也比竹山的明显，可能由于美国绿松石内部结晶程度高，因此各吸收峰比较明显。
（四） X射线荧光光谱分析
虽然不同产区的绿松石矿物成分差异不大，但是不同地区的绿松石矿物成分中的类质同象替代的情况存在不同，研究类质同象将有助于区分不同地质环境下形成的绿松石，从而区分绿松石的产地。