新疆和田玉表面原始形貌特征对比研究
摘要：新疆和田玉籽料和戈壁料的油脂光泽相对山料和磨光料较好，为了研究它们的表皮差异以及油脂光泽差异的原因，本文利用光学显微镜和扫描电镜，观察其表面形貌，结果发现，四者在光学显微镜和扫描电镜下的形貌有较大差异。但是，它们的原始表面形貌之间除了差异又存在一定联系和转化关系。
关键词：扫描电镜；形貌；和田玉；籽料
Study on Original Surface Characteristics of Nephrite from Xinjiang
LIU Chang
（Gemological Institute， China University of Geosciences， Wuhan， 430074， China）
Abstract： Compared to the other occurrences， the alluvial material has the highest value. Then the rubbed material exists to imitate the alluvial material. However， the alluvial material and the Gobi material have better luster than the mountain material and the rubbed material. The optical microscope and SEM are used for test and analysis of the differences of the surfaces and the luster of nephrites between different occurrences. However， there is also a relation between the original surfaces of nephrites between different occurrences.
Key words： SEM， surface， nephrite， alluvial material
1 研究对象
和田玉按产状又可以分为籽料、山料、戈壁料。籽料是指冲、洪积或冰积矿床所产，即产于河床、河谷阶地、冲（洪）积扇等场所的和田玉。籽料一般为卵圆形，块度不大，表面光滑，市场上最稀有。山料是指从原生矿中采掘出来的透闪石玉玉料，其块度常常较大[1]。戈壁料指经由风为主的外力地质作用而形成的外生和田玉材料，称为戈壁料，又可称为“风棱玉”[2]。由于籽料价格相对较高，导致了磨光料的出现，磨光料是指通过滚筒或沙皮纸将价廉的山料等磨圆变成籽料外形的和田玉处理品[3]，以充当优质和田籽料。
前人对于和田玉籽料、山料、戈壁料、磨光料的表面原始形貌特征的研究仅仅停留于光学显微镜[3]，或者对于和田玉的断口在电镜下的形貌有很多研究[4]，而在电镜下和田玉的原始表面则研究很少，因此，本文主要研究产于新疆的不同产状的和田玉的表面原始形貌特征，将这四种不同形貌的和田玉放在扫描电子显微镜下观察其表面原始形貌特征。由于和田玉表面还存在颜色的差异，故本文仅研究和田玉籽料、山料、戈壁料、磨光料的表面原始形貌特征的异同，颜色差异不在本文研究范围内。
2 光学显微镜下的形貌特征
将四种不同形貌特征和田玉样品在普通光学显微镜完全相同反射光条件下放大100倍观察表面，可以看到籽料（图1）和戈壁料（图3）油脂光泽明显好于山料（图2）和磨光料（图4）。籽料的原始表面可以看到大大小小的特征暗色“毛孔”分布密集但不均匀，油脂光泽明显，如图1。图2山料的原始表面光泽明显较暗，呈现亚光状态，导致油脂光泽差，较“干”，并且缺乏“毛孔”。戈壁料原始表面油脂光泽很强，但表面形貌相对光滑形似水波纹，缺乏“毛孔”，如图3。磨光料原始表面有一块块被磨平的斑纹，而斑纹之间则与山料类似呈现亚光状态，因此光泽较差，如图4。四种类型和田玉在光学显微镜下均很难看到矿物颗粒界限。
3 电镜下的微观形貌与光学显微镜形貌对比
采用中国地质大学国家重点实验室的场发射扫描电子显微镜在放大4000倍的情况下对比观察样品原始表面形貌。
籽料表面由于长时间受到水流的影响，凹坑的形态特点是相对大，而且深，洞口圆滑，无棱角，这些大的凹坑也就是上面普通光学显微镜下所观察到的“毛孔”，如图5。笔者认为籽料“毛孔”的形成是水流的冲击力和溶蚀力，可以将籽料表面易溶解或者易带出的矿物颗粒通过数百万年的溶解带出，造成大而深的凹坑，而不是类似于翡翠表面由于矿物差异硬度所造成的表面凹凸不平。籽料表面除了“毛孔”的部分自然又光滑，可以明显看出籽料表面非常细腻，不仅在光学显微镜中看不到颗粒，即使在扫描电镜放大4000倍的情况下仍然几乎无法分辨其颗粒。
山料表面由于没有经过水流的影响，原始的透闪石纤维仍然交织在一起，棱角比较分明，表面特点是到处都十分的参差，没有光滑的地方，也没有大而深的“毛孔”的存在，如图6。虽然在光学显微镜中都很难看到颗粒，但是在扫描电子显微镜下山料的表面颗粒大小相比于籽料表面要大很多，可以明显看到纤维颗粒的长度与宽度。
戈壁料在光学显微镜下的水波纹状原始表面放大，其表面和籽料非常相似，表面光滑而又自然，光滑程度甚至超过籽料，但是二者的区别也显而易见，戈壁料缺乏“毛孔”，如图7。戈壁料的微区表面没有“毛孔”但是却十分的光滑，笔者认为是和戈壁料后期只在沙漠中与沙石和空气的摩擦而缺乏水流的冲刷有关。
磨光料表面仍然类似山料的参差，但是不同的是其表面的矿物颗粒已经明显感到被破坏，矿物颗粒界限已经分不太清并且杂乱无章的排列在表面（图8），大大增加了漫反射，这也就是在光学显微镜下磨光料光泽较差，呈现亚光的原因。磨光料表面缺乏大而深的“毛孔”，这是因为虽然磨光料表面经过各种打磨，但是打磨的时间相对于天然形成的籽料来说相去甚远，无法通过数百万年的溶解和带出而造成大而深的凹坑，另外，磨光料经过打磨，无山料表面存在的完好的矿物颗粒。虽然磨光料在光学显微镜下看不到颗粒，但是在扫描电镜下可以明显看出磨光料表面矿物颗粒大小。
磨光料表面仍然类似山料的参差，但是不同的是其表面的矿物颗粒已经明显感到被破坏，矿物颗粒界限已经分不太清并且杂乱无章的排列在表面（图11，图12），大大增加了漫反射，这也就是在光学显微镜下磨光料光泽较差，呈现亚光的原因。磨光料表面缺乏大而深的“毛孔”，这是因为虽然磨光料表面经过各种打磨，但是打磨的时间相对于天然形成的籽料来说相去甚远，无法通过数百万年的溶解和带出而造成大而深的凹坑，另外，磨光料经过打磨，无山料表面存在的完好的矿物颗粒。虽然磨光料在光学显微镜下看不到颗粒，但是在扫描电镜下可以看出磨光料表面矿物颗粒大小主要在5微米以上
磨光料表面分布非常多的划痕，从左下方到右上方对角线方向有一道明显的大而宽的划痕，如图13；中间及右上方各有一道划痕，图中还有许多其他小的划痕，如图14，划痕主要是由于磨光料在用细沙皮纸打磨时留下的证据。
4 讨论
影响岩石表面光泽度好坏的主要因素是岩石的品种、岩石表面轮廓的形状和尺寸即平整度，当岩石品种相同，岩石表面的轮廓起伏的幅度和频率越低时，即同种岩石表面更平滑时，其光泽度相对就会越高[5]。而这四类和田玉的表面光泽的好坏则是影响它们油润度的其中一个重要因素。通过对比研究发现，新疆和田籽料微区表面所特有的奶油状细腻而光滑的表面（图5，图6）是其呈现优质油脂光泽的最主要原因，而“毛孔”虽然大而深，在光学显微镜下较密集（图1），但在扫描电镜下它独立分布且分布相对稀疏（图5，图6），并不会影响表面光泽，反而直接表现为一个个独立的凹坑。但是与山料和磨光料对比发现，山料（图7，图8）和磨光料（图11，图12）微区表面参差不齐，光线由于表面完全的坎坷不平而漫反射增加，这会直接影响其光泽，导致光泽减弱，在光学显微镜下表现为变亚光状或“干”而不“润”（图2，图4），影响其油润度。但若是将其表面抛光，则表面过分平整，基本没有瑕疵，宏观上则呈现亮玻璃光泽而不是油脂光泽。另外，戈壁料表面（图9，图10）与籽料（图5，图6）相似，因此它在光学显微镜下也呈现较好的油脂光泽（图3），但是其表面缺乏籽料的“毛孔”。
以上四种和田玉的表面特征之间除了存在差异外也存在一定的联系和转化关系。籽料、戈壁料和磨光料均可由山料变化而来；籽料的表面有时也会暴露在空气中会受到风蚀，部分具有戈壁料的表面形貌特征；而戈壁料有时也会受到水流的风化，部分具有籽料的表面形貌特征；而市场上除了山料以外还有部分籽料或戈壁料也会经过人工的打磨处理，因此其打磨过后的表面特征应与磨光料相同。因此，它们的实际表面特征之间也是存在一定的联系的，而不是绝对的。
5结论
1.籽料、山料、戈壁料和磨光料的表面微区形貌存在差异。
2.优质籽料和戈壁料的油脂光泽要优于山料和磨光料的根本原因之一是它们的表面微区形貌存在差异。
3.经过把玩以后，籽料在宏观上的油脂光泽变化大于山料和磨光料，原因主要是籽料的表面微形貌比山料和磨光料的表面更细腻而光滑。
4.籽料、山料、戈壁料和磨光料的表面特征形貌之间除了存在差异以外也是存在一定联系的，它们的实际原始表面会在对应的环境中呈现出对应的微形貌特征，而不是绝对的。
参考文献：
[1] 唐延龄，刘德权，周汝洪.论透闪石玉命名及分类[J].矿物岩石，1998，18（4）：17-21.
[2] 李玉加，廖宗廷，史霞明.青海软玉与新疆软玉的对比研究[J].上海地质，2012， （3）：58-61
[3] 颜晓蓉，郭继春，李加贵等.和田玉籽料与磨光籽料的表面特征分析[J].中国西部科技，2011，10（36）：44-46.
[4] 杨主恩，王士元.和田玉的电镜显微形貌和能谱特征[J].岩石矿物学杂志，2002，21（增刊）：57-61.
[5] 李享德，热其伟，刘培德，孙宝元.岩石光泽度的实质及其计算公式[J].1990，30（4）：335-442.
[6] 鲁力，边智虹，王芳，等.不同产地软玉品种的矿物组成、显微结构及表观特征的对比研究[J].宝石和宝石学杂志，2014，16（4）：56-64.
[7] 王炳章.矿物的光泽、颜色、条痕和透明度[M].1957：11.
作者简介：刘畅，汉族，1989年7月出生，现为中国地质大学（武汉）珠宝学院宝石学专业在读硕士研究生。