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从科学的角度解读玉石的结构和鉴别手段

 安喜的空间 2021-04-30
玉器的鉴定是一门技术和学问,现在很多藏家和店主拿起一块玉都能说出纹饰和年代,但是如果让他详细解读一下玉石的结构,大多都是以透闪石作为结论,最多可以说到广义和狭义的分类,这样说不能算错,可也没有完全说清楚,以前在我的公众号《君子如玉》中,专门以连载十期内容的方式介绍过材质的区别和鉴别方法,有兴趣可以找来看一下,今天就是想从科学和专业的角度,给大家把材质的成分和构造做一个详细的解读。
玉石的鉴定,千万不要把它看得那么高深莫测,无人能懂,说到底,就跟钻石、宝石一样,不过都是各种矿物罢了, 只不过在中国八千年的历史发展过程中,是最能代表中华文化的物质。
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中国的造字很巧妙, 如“寶”这个繁体字就说明了一个房子里收藏著玉、缶、贝(钱币)这些东西;“王”是玉部;在文字的解读中,院里有玉才称之为“国”,简化以后的家中有玉称之为“宝”白玉相加是“皇”的意思等;字典里玉部首的字共约200多字,多是高贵与美好的象征,带玉的成语近几百条,几乎都是褒义词,没有贬义词,都是正能量的汇集,从这些文字中,足见国人对玉的情感之深。
除了地域的差别和区分,广义的玉是指“石之美者,有五德”, 可以说漂亮的石头都可称之为玉,包含了仁、义、智、勇、洁这五德。
而根据古代墓葬出土的器物判断,北京故宫的学者曾指出古代的玉主要包括透闪石、阳起石、蛇纹石、石英(含水晶、玛瑙与玉髓及土耳其玉(松石或绿松石))。
北京中国地质科学院地质研究所学者根据考古实物就已经指出古代墓葬出土的古文物超过二十种矿物。
此外,出土的岩石器物(一种或一种以上的矿物集合体),包括火成岩、沉积岩和变质岩;还有一种似矿物(Mineraloid)的琉璃,在古代出土器物中也经常发现。
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所以,上述这些矿物、岩石、非矿物,广而言之,都可以说明在中国古代,所谓石之美者,广泛是指漂亮的石头和琥珀、玛瑙、琉璃等,在远古的时期都被认为是“玉”。
玉器的材质鉴定有两种说法,一种所谓的和田玉是分为广义和狭义之分,将产地作为区分的标准,但是在古玉的鉴定上,还有另外一种是针对所有玉石材质的,它所说广义的玉就是指所有漂亮的石头。
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辉石的结构
狭义的玉是指今日矿物学所指的宝石级“闪玉”与“辉玉”又称为“真玉”, 其他的石之美者则被称为“似玉(Jadoid)。
西方在一百多年前才开始有Jadeite、Nephrite 和Jade这些字眼,这三个字都是起源于公元1519年西班牙航海家Hernan Cortes在古墨西哥(泛指中南美洲地区)发现的Chalchihuitl这种绿色的、当地人用来治肾病的石头。
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一直到1868年矿物学大師J.D.Dana在《 Dana's System of Mineralogy 》的第五版才引进Jadeite一词,而将Nephrite改称为今日的闪石类(Amphiboles)的玉;近代则将Jadeite定义为钠辉石”将辉玉这个名称定为”pyroxene Jade ”(《中国古玉鉴》第13页) ,构成辉玉的矿物包括钠辉石、透辉石、霓石、绿辉石、钠铬辉石等,而将闪玉称为”Nephrite“。
其实,中西方今日对于玉这个古老的矿物还不甚了解。
第一节 闪玉(Nephrite)的成份
闪玉是由透闪石铁阳起石这种含水的钙镁铁矽酸盐所构成。水、钙和矽是共同的成分;换言之,在晶格內的(OH)有学者把它称为氢氧羟或结晶水,和钙、矽是共同的成份,其中(OH)理论上有可能被矿化剂如F、CI、CO2取代。
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富镁纯透闪石的化学成份是[Ca2 Mg5 Si8O22(OH)2]。而富铁阳起石的定义一直在变 ,早期的定义有含镁铁的闪石类矿物,成份是[Ca2(Mg, Fe)5Si8O22(OH)2] 。后来又改为理论上有可能的铁阳起石(Ferro -actinolite),成份是[Ca2Fe5Si8O22(OH)2]。
这种建议近年来广被使用,目前国际矿物学会建议的阳起石定义为: Mg/(Mg Fe 2)=0.5~ 0.89。 而台大地质系谭立平教授等人于1996年“古玉之矿物研究”国际学术讨论会中,指出拉曼光谱(Raman Spectra)能显示阳起石与透闪石之间的构造不同,两者之间的界线经确定为Mg/(Mg Fe 2)= 0.5~ 0.95士0.02,而不是0.89,是目前最新且最正确的说法。
第二节 拉曼光谱仪 (Raman Spectroscope)
由于拉曼光谱研究为非破坏性, 而且容易携带,可作高约20公分大型古物的鉴定,因此近年来已成为古玉矿物材质鉴定的主流。
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便携式拉曼光谱仪
拉曼效应是一种光在物质中产生的非弹性散射现象。公元1928年,印度物理学家拉曼(C.V.Raman)首先在液体介质中观察到此一效应,因而获得1930年的诺贝尔物理学奖。
1960年后 ,激光的出现为拉曼光谱法提供了理想的光源。到了1990年,随著新探测器和探测技术的革新与成熟,显微拉曼光谱(Micro- Raman )的出现,普遍应用于生物、化学、医学、物理、地球科学及工业应用等各个领域,奠定了发展的坚实基础(《中国古玉鉴》第23页)。
拉曼光谱仪主要分三个部分:光源、色散系统和侦测器。
利用显微镜放大古玉标本,经由电脑作分析并输出光谱的频谱,从已知百余种矿物的拉曼光谱资料库中作比对,以确定是何种矿物。
除了矿物鉴定外,拉曼光谱在古玉的运用上还有区別透闪石与铁阳起石的功能( 在高频部分,波数3600的地方, 透闪石仅一个波峰,而铁阳起石有二到三个波峰。)
以及鉴定沁色物质的功用。将来拉曼光谱仪在古玉的运用上以及一般宝石的非破坏性鉴定上,必能取代其它的传统的方法,而成为最佳的科学鉴定仪器。
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第三节 闪玉(Nephrite)和辉玉(Pyroxene Jade)
早期,大家以为Nephrite的摩氏硬度为6-6.5度,而Jadeite为6.5-7度,所以,1925年时日本人将Nephrite翻译为“软玉”,而将Jadeite译为“硬玉”, 国人目前仍多依此错误的译名。
很多专家学者就已指出过去以摩氏(Mohs)硬度计测量的方法不准确,以比较准确的维克氏(Vickers)硬度计测量发现部分所谓的“软玉”比任何“硬玉”都硬,表示这种不合理的译名应该更改。
闪玉和辉玉的摩氏硬度在百年前分别定为6-6.5及6.5-7的数据,一直到1963年才被西方学者重新修定。构成辉玉的矿物硬度修定为5-6.5度。近年来用比较准确的维克氏硬度计,经过测试发现,影响硬度的因素有:
一、取样的表面是否光滑。
二、结晶面不同。
三、新旧与否。
从维克氏换算为摩氏硬度,不仅国内的闪玉平均达5.8 ~ 7.1度,其他如和田的闪玉、新西兰的闪玉,所测得的硬度也在6.5 ~7度之间。所以,早期软玉和硬玉这个因硬度比较而得名的名称,不应该再继续使用。
闪玉(Nephrite)是一种属 Amphibole的玉,Amphibole 在矿物界早期译为“角闪石类”,如今则译为“闪石类”。因为角闪石(Hornblende)属闪石类的一种, 其中含铝,但目前尚未发现含铝的角闪石构成玉;目前已发现的闪玉,只有含镁的透闪石、和含镁铁的阳起石。
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因此,Nephrite 依近代矿物界的翻译,称“ 闪石类”的闪玉最为适宜。
闪玉的颜色,常见的有“白、青、黄”三种基本颜色,又称为“三正色”,可延伸出青白、青黃、黄白的颜色,其他尚有灰、黑、墨等玉色,呈不透明,有油脂光泽。
辉玉(Pyroxene Jade),就是我们俗称的“ 翡翠”, 产地位于云南省和缅甸交界,所以又称为“缅甸玉”, 清朝晚期以后颇受大家的喜爱。
辉玉是一种钠和铝的矽酸盐矿物所组成 ,其中以“钠辉石(Jadeite)最为常见,而以翠绿色的钠铬辉石(Kosmocholor)最为贵重。
常见的颜色有白、灰、粉、绿、紫等色,多数不透明、少数呈半透明,有玻璃光泽,其中钠辉石的化学成份为NaAISi2O ,比重约3.3 ,比闪玉的比重 (约2.97)稍重。
辉玉是目前玉器市场上最常见的玉种,很多人误以为是中国玉。
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翡翠的辉石结构

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