具磷灰石假象绿松石的宝石矿物学特征

具磷灰石假象绿松石的宝石矿物学特征陈全莉，张琰安徽马鞍山地区的绿松石矿床产出在一系列大、中型铁矿床的风化壳中，是与铁矿床伴生的非金属矿种。该区绿松石发现于60年代，主要分布在凹山、大王山、笔架山、丁山一带，目前产出的假象绿松石的矿区主要富集在大王山铁矿的风化壳中。此段绿松石矿以坑采为主，绿松石主要呈假象、细脉状和结核状三种形式产出，其中假象绿松石仅占15～20%，但质量相对较好。绿松石矿化带主要受铁矿脉和断裂构造所控制，绿松石矿普遍富集在该区磁铁矿氧化带潜水面之上约50m范围内。假象绿松石仅产在蚀变的磷灰石～磁铁矿～阳起石伟晶岩脉中，呈半自形至自形柱状体产出。结核状绿松石主要赋存在构造挤压破碎带中，细脉状绿松石充填在构造裂隙或岩石节理中。分析数据表明，该区假象绿松石和结核状绿松石都含有一定量的铁（铁代替铝），含有微量的钙、镁、钠、钾等元素和一定量的SiO2，这两种类型绿松石的主要化学组分偏离其理论值，w（Al2O3）在35.54－36.40％之间，w（CuO）在7.80－8.32％之间，w（P2O5）在33.80－33.91％之间，w（Fe2O3）在1.32－2.06％以内，并且CuO、Al2O3、P2O5和H2O的含量均比理论值低。与国内外其它绿松石相比，安徽马鞍山地区绿松石的含铁量普遍偏高，究其原因，这主要是因为本区的绿松石与铁矿床伴生。马鞍山地区结核状绿松石形态多不规则，常呈豆状、葡萄状、鲕状、姜状和瘤状等形态。脉状绿松石整体质地较疏松。假象绿松石具有磷灰石完整的晶体形态，单体多保留由原磷灰石六方柱和六方双锥组合的聚形，少数呈连生晶体。假象绿松石的颜色与结核状、细脉状绿松石一样，多为天蓝色、浅蓝色，部分为蓝绿色、黄绿色。地表附近产出的假象绿松石的颜色较淡，质地相对较疏松。而深部者色调则较鲜艳，质地相对较致密坚硬。该区绿松石的折射率介于1.60-1.62之间，密度在2.661-2.703g/cm3之间，其中假象绿松石的密度最大，最高可达2.703g/cm3。假象绿松石具有微晶～鳞片和不规则放射状球粒状结构。假象绿松石表现出的红外吸收谱带特征与国内外不同产区绿松石的红外吸收谱带特征基本吻合。假象绿松石红外光谱表征为：由结晶水伸缩振动导致的红外吸收谱带为3511cm-1、3463cm-1，其中M-OH(M为Al3+、Cu2+、Fe3+)的伸缩振动出现在3296cm-1、3084cm-1处。由磷酸根基团（P-O，γ3）伸缩振动致红外吸收谱带为1170cm-1、1109cm-1、1058cm-1，而OH的弯曲振动致红外吸收谱带则出现在837cm-1、787cm-1处。由磷酸根基团（P-O，γ4）弯曲振动致红外吸收谱带为647cm-1、574cm-1、550cm-1、486cm-1处。(插图见PPT，保存以后再打开)演示文稿1.ppt假象绿松石的红外吸收光谱图(插图见PPT，保存以后再打开)演示文稿1.ppt假象绿松石可吸收光谱图假象绿松石可见近红外吸收光谱主要为Cu2+、Fe3+、Fe2+的水合络离子晶体场谱带。其中429nm弱吸收峰归因Fe3+d-d电子跃迁所致。由Cu2+d-d电子跃迁，导致655nm宽阔的吸收主峰形成。而Cu2+另一分裂吸收次峰位887nm处，对绿松石的颜色基本无贡献。而Fe2+的吸收峰易与Cu2+吸收峰（655nm处）叠加，二者经常不易区分。差热分析结果表明，假象绿松石在100-200oC时具有微弱的吸热反应，表征绿松石中吸附水的脱失。300-310oC时的为强吸热反应，表征绿松石中结晶水的脱失。而在340-380oC时出现弱吸热反应，表征绿松石中结构水的脱失。此时，绿松石结构基本破坏。当加热到780-820oC时，则出现强放热反应，绿松石渐渐变成暗褐色，表征绿松石热相变至其它矿物。根据热失重曲线数据，可以知道假象绿松石中含有2-3％的结构水，18-19％的结晶水和吸附水。(插图见PPT，保存以后再打开)演示文稿1.ppt（全文见宝石和宝石学杂志，2005，Vol.7，No.4）