探索秘魯綠色蛋白石的奇幻色彩

綠色普通蛋白石被寶石學家稱為「蔥綠蛋白石」,由含鎳雜質著色,具有與綠玉髓相似的顏色外觀。
迄今為止,很少發現鉻是蛋白石中綠色體色的重要致色原因。

僅記錄了少數幾種情況:來自巴西巴伊亞的貓眼寶石(Santiago,2015)和來自土耳其兩個地方的不透明至部分半透明的樣品(Bank等人,1997;Fritsch等人,2011)。
自2018年以來,作者對線上銷售的可能被鉻致色的綠色蛋白石寶石進行了全面搜索。
這些寶石報告的原產國是由線上零售賣家提供的,但遺憾的是,沒有關於其具體產地、地質環境或產量的資訊。

2022年初,作者從秘魯獲得了幾塊深綠色的普通蛋白石(例如圖1),這被證明是第一個被記錄爲含鉻且顏色與鉻石髓相當的亞透明蛋白石的例子。

圖1:這些綠色蛋白石(1.26克拉梨色和1.76克拉橢圓形)據報道來自秘魯,本報告對其進行了研究,並證明其主要由Cr3+致色。K.Feral拍攝。

自2018年以來從其他地區獲得的多個半透明蛋白石也被證明含有鉻。這些大多是帶黃綠色,具有不同的色調和飽和度,代表來自秘魯、巴西、土耳其、坦桑尼亞和衣索比亞(例如圖2)。
秘魯蛋白石的範圍從淺黃綠色到深綠色,後者最不常見。本報告重點介紹了圖1中顯示的兩種秘魯蛋白石的寶石學特性。
兩種寶石的折射率為1.45,靜水壓比重為2.13,與蛋白石一致。

圖2:作者還獲得了來自不同地區的半透明帶黃綠色蛋白石(後排,從左至右:土耳其6.31克拉,秘魯1.52克拉,巴西0.81克拉;前排,從左至右:埃塞俄比亞4.45克拉和6.17克拉,坦桑尼亞5.92克拉)。它們的顏色可能是由鉻、鎳和鐵的組合造成的。K.Feral拍攝。

在查爾斯濾色鏡下,梨形寶石呈中度紅色,橢圓形呈深紅色,表明鉻含量顯著。這些石材對著長波紫外線呈中等黃綠色以及對著短波紫外線下呈弱黃綠色的螢光。

在這些寶石中沒有檢測到綠色染料的跡象。浸泡測試表明這些不是吸水性蛋白石,因此不容易被染色。

此外,在浸沒(水中)的放大鏡下仔細檢查表明,沿裂縫或劃痕或凹坑沒有顏色集中,也沒有表面保形綠色的跡象。
相反,綠色不均勻地分佈在石材的混濁半透明區域。在丙酮中浸泡24小時對它們的顏色並沒有影響,也並沒有發現丙酮的綠色染漬。

用GL Gem光譜儀對兩種蛋白石進行的紫外-可見-近紅外吸收光譜分析顯示出被Cr致色的綠色寶石材料的特徵:光譜綠色區域的透射視窗介於約480到540nm之間,在678nm處的紅區中有一個小而明顯的吸收峰,特定於Cr3+(圖3)。

圖3:來自秘魯的兩塊綠色蛋白石的紫外-可見吸收光譜顯示出表明Cr3+的特徵,包括480–540nm區域的透射視窗和678nm處的小峰。對於橢圓形琢型,光束的路徑長度約為6mm,對於梨形石材,光束的路徑長度約為4mm。

在Stone Group實驗室(美國密蘇里州杰斐遜市)使用EDXRF光譜分析了兩塊蛋白石的過渡金屬含量。檢測到痕量的檢測到微量的鉻、鎳和鐵,其中鉻是主要金屬成分(圖3)。

沒有檢測到釩,也沒有檢測到任何放射性錒系元素,例如U。兩種蛋白石樣品都是抗磁性的,這表明鉻、鎳和鐵氧化物的組合磁化率低於使用浮選法使用強N52釹磁鐵檢測到的水平。

相比之下,作者自2018年以來獲得的半透明黃綠色蛋白石在切爾西濾色鏡下顯示出不同強度的粉紅色(而非紅色),在紫外-可見-近紅外光譜中,在678nm處只有一個很小的Cr3+峰。
此外,所選樣品的EDXRF光譜顯示出相當高的鎳和鐵。

與這些金屬中順磁性氧化物的含量較高一致,衣索比亞、坦桑尼亞和巴西的樣品使用浮選方法對磁鐵的吸引力較弱。
據報道,來自秘魯的兩種具有特徵的石材中的Cr3+使其具有相對較高的透明度和深綠色,這是常見蛋白石的顯著特徵。

由於這些寶石中的主要髮色團被確定為鉻,作者將其稱為「鉻蛋白石」。
然而,本報告中測試的帶黃綠色蛋白石被鉻致色,鎳和鐵可能會對其產生額外影響,因此作者將其稱為「含鉻綠色蛋白石」,而不是「鉻蛋白石」或「蔥綠蛋白石」。

致謝:作者感謝Stone Group實驗室的Bear和Cara Williams為本研究提供了EDXRF分析。
Kirk Feral (kirk@gemstonemagnetism.com)
美國加利福尼亞州聖地亞哥

參考文獻
Bank, H., Henn, U. & Milisenda, C.C. 1997. Gemmologie Aktuell:來自土耳其的綠色蛋白石。寶石學:德意志寶石學雜誌,46(1), 2-3.
Fritsch, E., Rondeau, B. & Kolayli, H. 2011. 來自土耳其東北部Turnali的Cr3+-綠色普通蛋白石。第32屆國際寶石學會議,瑞士因特拉肯,7月13-17號,165-166.
Santiago, C. 2015. 索科托地區綠蛋白石礦點的礦物學和寶石學特徵,區域性有貓眼效應。學士學位論文,巴西里約熱內盧聯邦大學,79頁,https://doi.org/10.13140/RG.2.1.4913.5762.

文章來源:含铬半透明绿色普通欧泊


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