不同产地软玉的拉曼光谱分析及在古玉器无损研究中的应用(3)

+

+

/(Mg

-1

2+

+Fe)的逐渐降低,软玉

-1

2+

样品中的透闪石矿相逐渐减少而阳起石矿相逐渐增多,930cm附近和1060cm附近的特征峰逐渐消失,而阳起石的拉曼光谱在该波段只有1012.73cm

-1

处有1个弱峰。这种现象可能是

2+

2+

由于随着M1~M4位置上Fe对Mg

2+

的置换

程度逐渐增加,Fe的电负性大于Mg,其所形成的八面体更容易影响到周围与之相连的硅

2+

软玉

第4期赵虹霞:不同产地软玉的拉曼光谱分析及在古玉器无损研究中的应用

349

影响到M4空隙上Ca2+与双链之间非桥氧之间的结合力,从而导致224cm-1附近的低频特征振动峰基本呈现向高频漂移的趋势,如图3a所示。另外,在双链骨干的硅氧四面体中Al3+对Si4+的置换程度越高,低频特征振动峰也会漂向高频,见图3b。这可能由于Al

4+

3+

动引起的最强振动峰的位置及其绝对强度IA、硅氧四面体的畸变引起的变形振动的位置及其绝对强度IB和相对强度IR(IR=IA/IB)分别见表2。除粉末样品出现低频方向少量漂移(3cm)外其余三种状态都位于675.63cm。拉曼光谱的绝对强度受到振动基团的拉曼活性、振动基团的含量、激发光的波长和功率、样品照射点、激光照射样品方式等许多因素的影响,因此这里只研究了该位置振动峰的相对强度IR。在透闪石674cm附近振动峰的相对强度IR中,切割面与粉末的相对强度较低且较接近,断面的相对强度稍有增加,而抛光面样品的相对强度明显升高且高达2.12。因此,透闪石型软玉宏观表面状态的变化仅仅会影响到674cm附近特征峰的相对强度,

不会改变它的位置。

-1

-1

-1

-1

在硅氧四面体

中对Si的置换导致四面体电价失衡,引起硅氧四面体畸变并发生变形振动。因此透闪石双链结构中不同位置上的阳离子置换程度不同对于低频区域拉曼光谱的振动是有影响的,只是影响

程度有所不同。

Fig.4 RamanspectrumsofHT-QBinfourdifferent

states:AcuttingsurfaceBpolishingsurfaceCsectionDpowder

不同产地的软玉由于成矿条件不同导致显微结构不同,和田玉的显微结构一般可以分为毛

Fig.3 Thecharacteristicpeakdistributioninlow fre

quencyregionofnephritejadesfromdifferentprovenancesbydifferentchemicalsubstitutions( istheprojectionof#)

毡状结构、显微叶片变晶结构、显微纤维变晶结构、显微纤维-隐晶质变晶结构、显微叶片-隐

晶质变晶结构和放射状结构或帚状结构[12]。因此本实验选取HT-B、LN-04和HG-B三个典型结构的透闪石型软玉进行对比,样品情况见表3,拉曼图谱和表面形貌分别见图5和图6。从图5的拉曼结果中可以看到3个样品中都具有明显的透闪石特征振动峰,且由Si-Ob-Si引起的最强特征振动峰分布于672.33~675.65cm-1之间,并未出现随显微结构的变化而明显漂移。同时,不同显微结构的软玉在674

3.3 表面状态和显微结构对最强特征振动峰强度的影响

实验选取新疆和田透闪石型软玉HT QB进行处理得到四种表面状态:切割面、抛光面、新鲜断面和粉末(200目以下),其拉曼光谱如图4所示。674cm附近由Si-Ob-Si对称伸缩振

-1

软玉

350

光 散 射 学 报 第21卷

cm-1附近的拉曼峰相对强度IR(IR=IA/IB)按照 毛毡状隐晶质结构%%%显微柱状变晶结构%%%显微纤维隐晶质结构&的顺序依此降低。由此推测,透闪石型软玉显微结构上的差异虽然不会影响674cm

-1

微结构最细致、粒度大小最均匀的毛毡状隐晶质结构的相对强度IR最高。因此,可以把Si-Ob-Si引起的最强特征振动峰相对强度IR的变化作为鉴别透闪石型软玉显微结构的参考信息之

一。

最强振动峰的位置,但在一

定程度上可影响该振动峰的相对强度IR,且显

Fig.5 TheRamanspectrumofnephritejadeswith

differentmicro morphology

Table2 TheRamanintensityofHT QBinfourdifferentstates

No.ABCD

样品情况切割面抛光面新鲜断面粉末

Si-Ob-Si(cm-1)

675.63675.63675.63672.33

IA2393027120.51317712540

硅氧四面体的畸变引起的变形振动(cm-1)

229.02225.52229.02229.02

IB1416912787.570877338

IR1.692.121.861.71

Table3 TheRamanintensityofnephritejadeswithdifferentmicro morphology

样品编号HT-BLN-04HG-B

显微结构显微柱状变晶结构显微纤维隐晶质结构毛毡状隐晶质结构

Si-Ob-Si s(cm-1)672.33672.33675.65

IA62321.0019574.804201.37

硅氧四面体的畸变引起的

变形振动(cm-1)

232.52225.52232.11

IB4205616609.82440.3

IR1.481.181.72

软玉

第4期赵虹霞:不同产地软玉的拉

曼光谱分析及在古玉器无损研究中的应用

351

Fig.6 SEMimagesofnephritejades:A.HT-B,

B.LN-04,C.HG-B( 1000)

4 拉曼光谱在中国古玉器无损研究中的应用4.1 中国古玉器样品

实验挑选了河南安阳市文物考古研究所、河

南省洛阳市文物工作队和浙江省文物考古研究所提供的9件古玉器为例,进一步说明拉曼光谱在中国古玉器无损研究中鉴别软玉的应用。古玉器样品照片及情况描述分别见图7和表4

。

Fig.7 Thephotosofjadeartifacts1.HNAY18;2.HNAY20;3.HNAY25;4.HNLY21;5.

HNLY25;6.ZJWK1-1;7.ZJWKII2-2;8.ZJWKIII1-7;9.ZJWKIII1-39

软玉

352

光 散 射 学 报Table4 Thedescriptionofjadeartifacts[5,13]

第21卷

样品编号HNAY18

名称玉兔

出土地点

2006文源绿岛7号楼M1:13

遗址年代商代晚期

外观

青灰色,长3.6、宽1.7、厚0.9厘米,重11克,完整;青黄色,长8.8、宽2.0、厚0.4厘米,重18.5克,残;青色,长14.3、径1.0厘米,重24克,残

HNAY20HNAY25HNLY21

玉柄形器玉镞形器玉饰

2006赛格广场A座M13:212006文源绿岛6号楼M5:411996年12月唐宫路小学M5560:33

战国

黄色,长3.7cm,残断

HNLY25玉牙形饰1996年3月针织厂综合楼M5269:41

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