圖1 “紅尊皇貴"的遼寧北票“戰(zhàn)國紅瑪瑙"
       

"戰(zhàn)國紅瑪瑙"是一種隱晶質(zhì)石英質(zhì)玉石，主要產(chǎn)地為遼寧省北票地區(qū)存珠營子村，是我國著名的瑪瑙品種之一。由于其紅黃相間的濃郁色澤和復(fù)雜多變的條狀紋理，被譽為“紅尊黃貴"的象征，近年來頗受追捧。        

為了進一步展開對“戰(zhàn)國紅瑪瑙"的寶石學研究，中國地質(zhì)大學（北京）何雪梅課題組利用拉曼光譜技術(shù)對待測礦物進行定性分析，并結(jié)合顯微觀察、X射線粉晶衍射等技術(shù)探討了遼寧北票“戰(zhàn)國紅瑪瑙"的物相組成和地質(zhì)成因。

圖2 “戰(zhàn)國紅瑪瑙"色彩鮮艷、具有角狀細絲條帶紋理        

物相組成        

為了分析“戰(zhàn)國紅瑪瑙"的物相組成，首先利用顯微拉曼光譜儀對基質(zhì)進行了檢測。結(jié)果表明，“戰(zhàn)國紅瑪瑙"主要由α-石英和斜硅石組成，同時也存在赤鐵礦和針鐵礦。另外，以“紅尊黃貴"著稱的“戰(zhàn)國紅瑪瑙"一般呈現(xiàn)紅黃相間的顏色，對其致色礦物的分析結(jié)果顯示，其中深紅色主要由赤鐵礦和少量α-石英組成，黃色則與針鐵礦的含量相關(guān)。        

圖4 帶狀瑪瑙樣品中斜硅石含量變化分析圖                        

圖5 帶狀瑪瑙樣品中斜硅石含量變化分析圖                        

                       

圖6 瑪瑙樣品中斜硅石含量變化分析圖                        

圖4-圖6分別為戰(zhàn)國紅瑪瑙中斜硅石含量的空間分布，含量范圍為17~54%。在圍巖附近的微粒石英含有高達54wt%的斜硅石(圖4，點1)，而在具有球形結(jié)構(gòu)的微粒石英集合體中，斜硅石含量要低得多(圖6b,d)。

此外，在不同時期形成的微晶二氧化硅顆粒中也發(fā)現(xiàn)了斜硅石含量的這種變化（圖6c，d），這可能反映了其成礦流體中的物理化學差異。

                       

圖7 帶狀遼寧北票戰(zhàn)國紅瑪瑙的形成過程模型

                       

結(jié)合拉曼光譜測試結(jié)果推測，當流體流入地表或接近地表的火山角礫巖時，壓力顯著下降，溫度降至200℃以下。此時，成礦流體中的二氧化硅處于高度過飽和狀態(tài)，微晶二氧化硅迅速沉積在孔洞和裂隙壁上。

隨著二氧化硅飽和度的降低，導(dǎo)致斜硅石的含量也隨之降低，并使石英顆粒從微晶(細粒狀、纖維狀和/或二者組合)到巨晶逐漸變大(圖7)。二氧化硅過飽和時的局部振蕩會引起斜硅石含量的變化(圖7a)。

此外，在持續(xù)氧化條件下，鐵質(zhì)包裹體沿著與微晶二氧化硅顆粒組成的三明治狀夾層平行的條帶析出(圖7b)。當流體的pH值在酸性和堿性之間變化時，戰(zhàn)國紅瑪瑙中形成明顯的紅色、黃色和白色條帶(圖7c)。

圖8 具有紅色、黃色和白色條帶的“戰(zhàn)國紅瑪瑙"
     

在對瑪瑙等寶石進行鑒定時，由于樣品的特殊性，對檢測儀器有很高的要求。例如，由于樣品十分珍貴，一般要求在測試過程中盡量不損壞樣品，要求儀器能進行無損分析。另外，對瑪瑙的成分分析需要準確鑒定樣品上的微小礦物，這就要求儀器能進行微區(qū)測試。

顯微拉曼光譜技術(shù)則因其具備微區(qū)、無損、快捷等眾多檢測優(yōu)點，成為珍貴寶石礦物檢測手段的優(yōu)先選擇。本實驗中全程使用了LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光譜儀，配備科研級正置/ 倒置顯微鏡，可實現(xiàn)UV-VIS-NIR 全光譜范圍拉曼檢測。焦長達到800mm，具有超高的光譜分辨率和空間分辨率，并實現(xiàn)了高度自動化。

LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光譜儀        

何雪梅課題組簡介        

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（來自何雪梅公眾號：原文傳遞 | 遼寧北票戰(zhàn)國紅瑪瑙的寶石學特征及成因研究：顯微觀察、X射線粉晶衍射和拉曼光譜綜合分析）