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砗磲的结构初探
时间: 2017-01-12 14:35:21     文章来源: GTC您专业的珠宝技术顾问  作者:未知

摘要:砗磲作为一种常见的贝类饰品受到很多人的喜爱,金丝砗磲是其中的稀有品种。目前对于砗磲贝,尤其是金丝砗磲的研究还很少。本文选取了代表性的样品对普通砗磲和金丝砗磲的外观结构进行对比;采用激光拉曼方法和...

摘要:砗磲作为一种常见的贝类饰品受到很多人的喜爱,金丝砗磲是其中的稀有品种。目前对于砗磲贝,尤其是金丝砗磲的研究还很少。本文选取了代表性的样品对普通砗磲和金丝砗磲的外观结构进行对比;采用激光拉曼方法和红外吸收光谱KBr粉末压片法对比了金丝砗磲不同部位的拉曼光谱与红外光谱特征,用以确定其矿物成分;并磨制了定向薄片对其显微结构进行了观察和对比研究。

关键词:砗磲;结构;矿物成分


砗磲,是世界上最大的双壳贝,多分布于印度洋、太平洋海域,贝类动物、软体动物门,瓣鳃纲,砗磲科动物的统称。共有26种:库氏砗磲,又名大砗磲;鳞砗磲;番红砗磲;无鳞砗磲;长砗磲;砗蚝。[1]

砗磲贝大多为白色,也有牙白色与棕黄色相间的品种,即所谓的金丝砗磲,是最漂亮的贝壳制品之一。目前,市场上有许多款式的砗磲饰品,如项链、手链、生肖挂件等,主要出现在我国南部沿海地区的旅游购物商场里。

现有对砗磲贝的研究还很少,大多数学者的研究主要集中在基本的宝石学特征上。本文用拉曼光谱和红外光谱对金丝砗磲不同颜色部位的成分进行了对比测试,对普通砗磲及金丝砗磲的外形结构、显微结构进行对比研究。

 

样品情况

本文选取了6颗砗磲样品,其中有3颗金丝砗磲,3颗普通砗磲(如图1)。这些砗磲样品的颜色及表面条纹分布都有一定的区别,样品外观特征见下表(表1):

 砗磲的结构初探

选取的砗磲样品

 

样品外观特征

样品号

名称

外观特征

1-1

金丝砗磲

金黄色条带在圆珠中部均匀且平均分布,黄色条带中间有细小的白色条带穿插。金黄条带透明度较高,条带上方白色不透明,下方白色部分透明。

1-2

金丝砗磲

金黄色条带平行分布,条带粗细不一,半透明。条带中间有不定位的小的白色条带穿插。样品的白色部分有透明及不透明两种。

1-3

金丝砗磲

黄色部分与白色部分不均匀混杂,颜色较浅,呈浑浊状。一半为黄色部分,一半为不透明白色部分,条带不明显。

2-1

普通砗磲

白色透明与不透明部分呈条带状交替平行分布,表面排列规则。

2-2

普通砗磲

白色透明与不透明部分呈条带状交替平行分布,表面排列规则。

2-3

普通砗磲

几乎为白色不透明贝壳,期间隐约可见交替平行分布的略显透明条带。

 

基本宝石学特征

外观特征:珍珠光泽;具有特征的层状结构。

折射率:1.60~1.68(点测)。

比重:2.74~2.85

摩氏硬度:一般为2.5~3,金丝砗磲可达4

紫外荧光反应:金丝砗磲在长波紫外光下,其黄色条带部分呈亮蓝白色,其他部分颜色为蓝白色。

 

金丝砗磲的矿物组成成分探究

3.1 金丝砗磲的拉曼光谱特征

此实验无损,选择样品1-12-1,分别对金丝砗磲的白色部分、黄色条带部分;普通砗磲的白色部分进行激光拉曼光谱检测。

对上述样品的三个点进行激光拉曼光谱分析[2],发现光谱的峰基本相同见图2、图3

1)金丝砗磲黄色条带部分、金丝砗磲白色部分、以及普通砗磲白色部分拉曼光谱图基本相同,说明其矿物组成一样,不同颜色部位不存在矿物组成差别。

2)拉曼光谱图都具有特征峰值:1085704,与文石的特征峰相吻合。

3)拉曼光谱图不具有方解石的特征峰:1088715

 砗磲的结构初探

白色条带部分的拉曼光谱

砗磲的结构初探

黄色条带部分的拉曼光谱

 

3.2 金丝砗磲的红外光谱特征

从样品的黄色条带部分及白色部分分别刮取适量粉末,在玛瑙研钵中与KBr粉末研磨混合均匀后压制成透明薄片进行测试,结果见图4。并与无机成因的文石进行了对比分析:

1)二者的特征吸收峰一致,可以确定不管是黄色条带部分,还是其它白色的主要矿物成分为文石[2]

2178714701082861710(cm-1)等与无机文石吸收峰基本吻合。其中1787cm-11470cm-1,为文石CO32-的非对称伸缩振动引起的吸收峰,1082cm-1CO32-的对称伸缩振动引起的吸收峰,861cm-1710cm-1CO32-的弯曲振动引起的吸收峰。可以确定该砗磲样品的主要矿物成分为文石。

33445cm-1为吸附水伸缩振动。

4297229232855(cm-1)表明存在碳氢有机化合物,2522(cm-1)可能为含氨基的有机振动引起。

 砗磲的结构初探

不同颜色部位金丝砗磲红外光谱(上为黄色条带部分;下为白色部分)

 

3.3 金丝砗磲的矿物组分分析

结合拉曼光谱及红外吸收光谱特征,可以初步确定金丝砗磲的不同颜色部位矿物组成成分均为文石,且不含方解石。

前人对不同产地贝壳的矿物成分有过研究:产自温带海域的香螺壳由方解石和文石共同构成,其不同部位组成相不同;产自热带海域的芋螺和凤螺均由单一的文石相组成。[3]

砗磲多分布于印度洋、太平洋海域,属热带海域,该测试结果进一步补充了前人关于产地与矿物组成方面的结论,也基本确定了砗磲(包括金丝砗磲)由单一的文石相组成。

 

金丝砗磲的显微结构特征

选择样品1-2,制作成定向薄片,对比不同部分的结构差异。切片部位及镜下特征见图3—图8。使用尼康偏光显微镜,放大40×观察并拍照。

通过薄片观察,可见金丝砗磲的显微结构总体分三层:①棱柱状文石层②不规则球状文石+有机质过渡层③叠瓦状规则排列的文石层(如图5)。金丝砗磲的不同部分特征不同,分述如下(以下描述均为单偏光下特征):

1)金丝砗磲的白色不透明部分:文石呈半球状、放射状不规则堆积而成,其间夹杂白色及黑色细脉状条带(如图6)。

2)金丝砗磲的白色透明部分:文石呈叠瓦状层层排列,非常整齐(如图7),层与层之间的褐色不透明部分推测为有机质(如图8)。

3)金丝砗磲的黄色部分:由并列排列的文石小柱呈多边形锥柱体有序排列组成(如图9)。

4)黄色部分与白色部分之间的过渡层;颗粒较大的板状、块状文石沿长轴方向松散堆积而成,层厚不等,相差较大,期间的有机质是其他几层中含量最高的(图10)。

砗磲的结构初探 

金丝砗磲的三层结构

砗磲的结构初探

金丝砗磲白色不透明部分中的文石

砗磲的结构初探

金丝砗磲的白色透明部分

砗磲的结构初探

白色透明部分中夹在文石层中的有机质

砗磲的结构初探

黄色部分中文石小柱

砗磲的结构初探

10 过渡层中颗粒较大的板状、块状文石

       通过显微观察并结合前人资料分析认为:

白色不透明部分中文石呈半球状、放射状不规则堆积,可导致光通过时被散射掉,砗磲显得不透明,这是砗磲的主要结构特征;

中层的黄色条带部分为棱柱层,其中不规则多边形柱体有序排列是由并列的文石小柱组成,是金丝的主要结构特征,可能由外套膜缘背面分泌而成[4]

白色透明部分为珍珠质层,它由叶状的霰石(文石)构成[5],与棱柱层的结晶学方向完全垂直,其表面光滑,为整个外套膜表面分泌而成,珍珠层具有平行的层状纹理,纹路十分细密,表明其结构也十分致密。文石薄片以层状形式排列,形成致密有序的层状微结构,而所占比份很小的有机质充填于文石薄片之间起粘接的作用;珍珠层的文石和棱柱层(金丝)中的文石之间的过度界限是突变的。

 

结语

在外观特征上,金丝砗磲和普通砗磲样品结构构造和不同部位的透明度具有明显差异。通过激光拉曼光谱与红外吸收光谱KBr粉末压片方法对金丝砗磲不同部位的测试,得出金丝部分与其白色部分没有明显区别,主要矿物成分一致,均为文石。通过薄片研究,对金丝砗磲的组成结构及不同层位有了基本了解。但对于砗磲的超显微结构以及金丝部分的致色原因,还有待进一步研究。

附上砗磲的美照:

砗磲的结构初探
砗磲的结构初探
砗磲的结构初探

GTC原创,版权所有,作者:李锐

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