利用Na/(Na+Ca)原子比及半定量FTIR筛选方法鉴定翡翠中的硬玉和透辉石

《Minerals》：Determining Jadeite and Omphacite in Fei Cui by Na/(Na+Ca) Atomic Ratio with a Semi-Quantitative FTIR Screening Method

　　

摘要

翡翠（一种以硬玉、辉石或 kosmochlor 或其中间组成为主要成分的岩石类宝石）中最主要的两种成分矿物分别是硬玉和纤辉石，二者均属辉石族矿物，而对硬玉质与纤辉石质区域的分类鉴定是鉴定、分级和评估的关键环节。然而，定量确定其比例通常需要破坏性分析，不适用于高价值翡翠样品。本研究中，选取29个翡翠样品获取电子探针微区分析（EPMA）数据和红外反射光谱。我们发现，在1085–1066 cm^?1和963–946 cm^?1附近具有六个特征峰，且其强度比（I_B/I_C）与所研究翡翠中硬玉—纤辉石系列的 Na/(Na+Ca) 原子比呈现强线性相关关系，据此建立了红外光谱半定量筛查方法。该方法通过红外光谱测得的 I_B/I_C 比值，依据统计模型初步估算 Na/(Na+Ca) 原子比：对于硬玉（Na/(Na+Ca) 原子比 > 0.8），其 I_B/I_C 比值 > 1.68；而对于纤辉石（Na/(Na+Ca) 原子比 ≤ 0.8），其 I_B/I_C 比值 ≤ 1.68。这一发现为非破坏性初步区分硬玉质区域与纤辉石质区域提供了依据。此外，利用微区傅里叶变换红外光谱（micro-FTIR）进行 FTIR 面扫映射，基于每个扫描点的计算 I_B/I_C 比值生成的热图可观测硬玉质和纤辉石质区域（依据 Na/(Na+Ca) 比值进行分类）的空间分布，从而对其在抛光面上的面积占比进行半定量估算。该方法及其应用通过微区X射线荧光（micro-XRF）面扫映射得到强化验证；Na 和 Ca 元素热图在相同区域显示出一致的分布，满足翡翠检测日益增长的需求。