桂林“鸡血玉”(石英质玉)的稳定性：基于热重分析及红外光谱的探索

孙媛; 李紫薇; 丘志力; 李东升; 杨育富

桂林“鸡血玉”(石英质玉)的稳定性：基于热重分析及红外光谱的探索

孙媛^{1, 2,},
李紫薇²,
丘志力^{1, 2, 3, ,},
李东升¹,
杨育富¹

1.
桂林理工大学广西高校有色金属氧化物电子功能材料与器件重点实验室，广西桂林 541004
2.
桂林理工大学地球科学学院，广西桂林 541004
3.
中山大学地球科学与工程学院，广东珠海 519080

详细信息

作者简介:
孙媛(1984-)，女，副教授，主要研究方向为宝石矿物材料。E-mail: sunyuan@glut.edu.cn

通讯作者:
丘志力(1963-)，男，教授，主要研究方向为宝玉石学和古玉文化演进。E-mail: qiuzhili@mail.sysu.edu.cn

计量
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出版历程
- 收稿日期: 2024-07-14
- 刊出日期: 2024-10-30

Stability of "Chicken-Blood Jade" (Quartzose Jade) from Guilin: Based on Thermogravimetric Analysis and Infrared Spectroscopy

SUN Yuan^{1, 2,},
LI Ziwei²,
QIU Zhili^{1, 2, 3, ,},
LI Dongsheng¹,
YANG Yufu¹

1.
Key Laboratory of Non-Ferrous Metal Oxide Electronic Functional Materials and Devices (Guilin University of Technology), Education Department of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China
2.
College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China
3.
School of Earth Science and Engineering, Sun Yat-sen University, Zhuhai 519080, China

摘要

摘要:
中国享有“玉石之国”的赞誉，是世界上最早用玉的国家。角闪石、蛇纹石、绿松石和石英是中国古玉的四种主要材料，50万年前周口店北京人文化遗址中就发现有用玉髓制作的器物^[1-2]。桂林“鸡血玉”是中国近20年来开发和应用的一类石英质玉石新品种^[3-6]，因其独特的红色(又称“黑底红”或“乾坤料”)在外观上可与中国传统珍贵印章石品种之一——鸡血石相媲美，故而得名，但二者在矿物组成、宝石学特征、呈色原理等方面完全不同^[4-8]。本研究使用红外光谱仪对采自广西壮族自治区桂林市龙胜县上朗矿区的19块桂林“鸡血玉”(石英质玉)(以下简称“鸡血玉”)样品进行了测试，并选择了7块样品破碎、研磨至200目粉末对其进行热重分析测试(样品基本宝石学特征见表 1)。结果显示：(1)“鸡血玉”的主要矿物组成为α-石英。红外光谱中1 220~1 070 cm^-1范围为最强吸收区且有明显分裂峰，由Si-O-Si和Si-O-(Al)非对称伸缩振动产生，特征峰有1 218、1 176、1 170、1 076、1 072 cm^-1。470 cm^-1和541 cm^-1附近为次强吸收峰区，由O-Si-O弯曲振动所致，470 cm^-1处的吸收更强，特征峰有541、540、493、487、470 cm^-1。800 cm^-1和781 cm^-1附近出现肩峰，为Si-O键对称伸缩振动引起，781 cm^-1谱峰强度均高于800 cm^-1，此处的肩峰弱分裂指示“鸡血玉”中SiO₂的晶体粒径较小，属于隐晶质集合体；(2)部分“鸡血玉”样品的红外光谱在1 554 cm^-1附近出现吸收峰，为水的弯曲振动频率范围，是由水中O的变形振动引起，说明“鸡血玉”样品中含有少量的吸附水；(3)黑地红颜色特征的“鸡血玉”具有不同的热重曲线变化，表明每个样品所含水量与水的分布不尽相同；(4)根据测试样品的TG曲线显示(图 1)，“鸡血玉”的失重温度范围在200~800 ℃，主要可分为三个阶段：0~200 ℃时由于吸附水的流失致使鸡血玉样品最初质量减少；当温度升高至580 ℃左右，样品的质量变得平稳；在580~800 ℃范围内“鸡血玉”样品失重较快，温度升至750 ℃时开始了第二阶段的失重。此阶段由于高温，“鸡血玉”的结构已受到破坏。测试样品失重量范围区间为0.34%~9.69%。
上述研究显示，“鸡血玉”的矿物组成主要为α-石英，玉质较为细腻，具有一定量的吸附水，部分“鸡血玉”饰品在日常佩戴和保存过程中，随着时间的增长会出现“起棉”、颜色变浅、透明度降低等现象，很可能与桂林鸡血玉中含吸附水的矿物失水导致结构变疏松有关，但这一现象可逆。
- 桂林“鸡血玉” /
- 稳定性 /
- 热重分析 /
- 红外光谱
Abstract:
The "chicken-blood jade" from Guilin is a new type of quartzose jade developed and applied in China in the past 20 years.In this paper, 19 samples of "chicken-blood jade" were collected from Shanglang mining area, Longsheng county, Guilin, Guangxi.And after infrared spectroscopy test, 7 samples were selected to be crushed and ground to 200 mesh powder for thermogravimetric analysis. The test results show that the mineral component of the "chicken-blood jade" from Guilinis mainly α-quartz.The jade is more delicate, with a certain amount of adsorbed water. Some "chicken-blood jade" jewelry from Guilin may exhibit phenomena such as "cotton", lighter colour, and reduced transparency over time during daily wear and storage. which may be related to the dehydration of minerals containing adsorbed water in "chicken-blood jade" from Guilin, leading to a loose structure. However, this phenomenon is reversible.
- "chicken-blood jade"from Guilin /
- stability /
- thermogravimetric analysis /
- infrared spectroscopy

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表 1 桂林鸡血玉样品的宝石学特征

Table 1. Gemmological characteristics of the "chicken-blood jade" samples from Guilin

样品编号	外观描述	平均折射率(点测)	平均相对密度
SL-15	基底黑色，可见大面积的深、浅红色、血块状浓集，带有白色细脉状石英	1.54~1.55	2.81
SL-16	基底黑色，可见深浅不一的红色呈血块状大面积浓集	1.54~1.55	2.77
SL-17	基底黑色，深浅不一的红色呈血块状浓大面积分布，有白色石英不规则分布	1.54~1.55	2.80
SL-18	基底黑色，暗红、鲜红色不均匀分布，带有白色石英	1.54~1.55	2.78
SL-19	基底黑色，鲜红色呈血块状浓集	1.54~1.55	2.83

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图 1 部分桂林鸡血玉样品及其TG曲线

Figure 1. "Chicken-blood jade" samples from Guilin and their TG curve

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致谢: 衷心感谢广西桂林市龙胜各族自治县宝玉石开发领导小组办公室前主任蒋承德、桂林市鸡血玉协会副会长蒙世亮、龙胜全域旅游投资开发有限公司董事长陈善华等在研究团队野外矿区调研和采样中给予的热情帮助。

图 1 部分桂林鸡血玉样品及其TG曲线

Figure 1. "Chicken-blood jade" samples from Guilin and their TG curve

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表 1 桂林鸡血玉样品的宝石学特征

Table 1 Gemmological characteristics of the "chicken-blood jade" samples from Guilin

样品编号	外观描述	平均折射率(点测)	平均相对密度
SL-15	基底黑色，可见大面积的深、浅红色、血块状浓集，带有白色细脉状石英	1.54~1.55	2.81
SL-16	基底黑色，可见深浅不一的红色呈血块状大面积浓集	1.54~1.55	2.77
SL-17	基底黑色，深浅不一的红色呈血块状浓大面积分布，有白色石英不规则分布	1.54~1.55	2.80
SL-18	基底黑色，暗红、鲜红色不均匀分布，带有白色石英	1.54~1.55	2.78
SL-19	基底黑色，鲜红色呈血块状浓集	1.54~1.55	2.83

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参考文献(8)

[1]	张蓓莉. 系统宝石学[M]. 2版. 北京: 地质出版社, 2006. Zhang B L. Systematic gemolgy[M]. 2nd editon. Beijing: Geological Publishing House, 2006. (in Chinese)
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