近期市场上出现了一种新的宝石产品，呈黄褐色、褐红色，具独特的花纹，结构致密、具较强韧性，触摸有凉感，通常被制成手镯、吊坠、戒面等，俗称 “金龙晶”，与“绿龙晶”和“紫龙晶”的商业名称类似[1, 2]，其新颖独特的外表，获得了广大消费者的关注与喜爱。市场上对其是天然形成的还是人造的宝石存在着一定的争议。本文搜集了市场上的样品，通过无损测试对样品进行了常规宝石学测试、显微拉曼光谱分析和红外吸收光谱分析，并对其中一件样品进行了破坏性测试，使用岩石薄片观察，就其宝石学特征、谱学特征及岩石学特征进行了研究，尝试还原其地质成因，进而提供鉴定的依据。

1 宝石学特征

“金龙晶”整体呈褐红色黄褐色，黄褐色主要呈条带状或块状，不透明，玻璃光泽，在短波紫外光下可见斑块状蓝白色荧光，相对密度在3.2 ～ 3.3g/cm3(静水力学法，样品的矿物成分不均匀变化较大)。主要由 ～50%碎屑和 ～50%胶结物组成。碎屑呈黄褐色，硬度较低，具不规则条带状、鸡骨状，“金龙晶”独特的花纹即与碎屑的形状有关；胶结物呈深褐色、褐红色，致密，中等硬度。

图1 “金龙晶”宝石制品的外观 Fig.1 The appearance of "Jinlongjiing"

2 显微薄片特征

在偏光显微镜下观察样品可见条带状碎屑呈不定向分布，褐黄色条带状碎屑物与褐红色基质有光泽差异。褐黄色条带状碎屑物的粒径在50～100μm之间，部分可见依然保持同心环状结构与生物成因的形态，这可能是由海相生物的贝壳、珊瑚碎屑构成的。在正交偏光下，可见其样品呈块状和条带状集合体，生物的碎屑颗粒在转动的过程中可观察到不同块状的干涉色，生物碎屑在后期经历了重结晶作用。在单偏光下呈不透明，黄色条带状结构可见，但仍保留有珊瑚的同心圆状的结构特征(图2，a和c)。褐红色基质在正交偏光下褐红色部分全暗(图2，b和d)，褐红色基质在透射光正交偏光镜下为全黑，反射光下具金属光泽，呈铁黑色，不透光(图2，a和c)。除此之外，还有少量粒径在1～20μm之间的碎屑颗粒，在镜下观察为正低凸起，无解理，表面光滑。在正交偏光下，碎屑颗粒可见异常干涉色。在正交偏光镜下最高干涉色为一级黄，为石英(图2)。依据显微薄片特征，初步判定“金龙晶”在岩石学成因分类上属于铁质胶结的生物碎屑沉积岩。

He doesn’t study as/so hard as his brother.他学习不如他弟弟努力。

图2 “金龙晶”样品薄片显微照片 Fig.2 The photomicrograph of the Jinlongjing samples (a)(c)为单偏光(b) (d)为正交偏光，Cal-方解石，Qtz-石英，Hem-赤铁矿

3 激光拉曼光谱分析结果

采用Thermo fisher DXR2xi显微激光拉曼光谱仪对样品进行了拉曼光谱分析，测试条件：激光为532nm，曝光时间为0.0333s，曝光次数为200次，扫描范围为50～3000cm-1。样品的褐红色基质部分，即在偏光显微镜下观察到的全黑部分，拉曼光谱特征结果显示，样品在223cm-1、292cm-1、407cm-1和609cm-1具有特征峰，与RRUFF数据库及前人研究[3]的赤铁矿标准谱图一致，表明样品的红色部分主要为赤铁矿(图3-a)。样品的条带状碎屑部分，即在偏光显微镜下观察为黄色部分的样品，在 153cm-1、 280cm-1 、711cm-1和1085cm-1具有特征峰，与RRUFF数据库及前人研究[4, 5]的方解石标准谱图一致(图3-b)，表明样品表面的黄色部分主要为方解石碳酸盐类矿物。

实验中制备的三组不同厚度的VO2薄膜，从拍摄的可见光照片图2来看，呈现淡黄褐色，且厚度越厚颜色越深，同时对可见光的透过率也越低，反射率相对地也越高.

图3 红色胶结物的激光拉曼光谱 Fig.3 Laser Raman spectrum of the red cementation of the "Jinlongjing" sample is of hematite (a); Laser Raman spectrum of the yellow fragments of the "Jinlongjing" sample is of calcite (b)为赤铁矿特征图谱(a)；黄色条带状碎屑物的激光拉曼光谱，为方解石特征图谱(b)

样品的碎屑颗粒部分，即在偏光显微镜下观察的石英颗粒，其拉曼光谱特征结果显示在126cm-1，206 cm-1，462cm-1具有特征吸收峰(图4)，与RRUFF数据库及前人研究[6]的石英标准谱图特征吸收峰128cm-1，205 cm-1，464cm-1一致，与偏光显微镜观察结果相吻合。

图4 碎屑颗粒物的激光拉曼光谱为石英特征图谱 Fig.4 Laser Raman spectrum of the fragments is of quartz

4 红外吸收光谱特征

采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)配合ATR附件(iD 10)对研究样品进行测试，用小刀在样品的黄色部位刮取了少量粉末，测试条件：反射法扫描的范围为400 ～ 2000cm-1，分辨率8cm-1，扫描次数16次。样品的主要吸收峰在1387 cm-1， 870 cm-1，711cm-1，与标准的方解石图谱相符[7]，表明其主要的成分为方解石(图4)。

图5 金龙晶样品红外图谱 Fig.5 FT-IR spectra of the"Jinlongjing" sample

5 讨论与结论

通过上述显微薄片观察、激光拉曼光谱分析和红外吸收光谱等方法，得出以下结论：“金龙晶”是天然形成的铁质胶结生物碎屑沉积岩。原石可能形成于热带大洋海底，碎屑为微晶文石-方解石集合体，而方解石集合体是珊瑚-贝壳砂；胶结物为赤铁矿-褐铁矿，可能形成于洋底铁质成矿作用和少量石英。其保留了原有的生物碎屑特征，后期经历了重结晶由文石转变为方解石及赤铁矿成分胶结物的过程，这是对其鉴定的最有效特征，从其矿物成分分布及比例判断是以方解石类碳酸盐为主，根据国家标准GB/T 16552-2017珠宝玉石 名称的命名方法[8]，该宝石可定名为“碳酸盐质玉”。

参考文献：

[1] 于方,范桂珍,朱子玉,等. “绿龙晶”的宝石矿物学研究[J]. 宝石和宝石学杂志,2010,12(1): 29-31.

[2] 郁益,曾凡龙,王铎,等. “紫龙晶”与“绿龙晶”的宝石学特征[J]. 宝石和宝石学杂志,2009,11(2): 49-50.

[3] D.L.A. de Faria and F.N. Lopes, Heated goethite and natural hematite: Can Raman spectroscopy be used to differentiate them? [J].Vibrational Spectroscopy, 2007,45(2): 117-121.

[4] Yue YF, Wang JJ, Basheer P. A. Muhammed, et al. Characterisation of carbonated Portland cement paste with optical fibre excitation Raman spectroscopy[J]. Construction and Building Materials,2017,135(Supplement C): 369-376.

[5] 徐志,郭倩,李锐. 金珍珠中CaCO3物相分析[J]. 岩石矿物学杂志,2014,33(S1):157-161.

[6] FridrichovJ, Baík P, Illšov L., et al., Raman and optical spectroscopic investigation of gem-quality smoky quartz crystals[J]. Vibrational Spectroscopy,2016,85(Supplement C): 71-78.

[7] 彭文世，刘高魁. 矿物红外光谱图集[M].北京：科学出版社，1982.

[8] 国家珠宝玉石质量监督检验中心(2017). 珠宝玉石 名称[S].国家质检总局,GB/T 16552-2017.