翡翠化学成分是什么?

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翠是自然界中分布最广的硅酸盐矿物之一,在各类岩石中的含量相当丰富,为70%左右。在宝石学研究中,一般把含铬量大于2%的玉石称为“翡翠”,小于这个数值的则称为“硬玉”[1]。 由于铬离子具有着色效果,所以在翡翠的形成过程中,其铬含量的变化对颜色的影响是很重要的。当含铬量为2%~3%时,呈绿色;而当含铬量低于2%时,呈白色或灰白色。当然,这种颜色上的变化不是突变的,而是一个渐变的过程。

关于这个问题,可以看看我写的这篇文章: 简单地说:天然翡翠在形成的过程中,吸收了地层中大量的有色矿物,如锰、铁、钛等元素,因而显示出了各种颜色,其中以绿为主色调。 至于有人提到的白化问题,目前珠宝学界认可的理论主要有两种:

1. 表面扩散氧化作用: 这个理论主要指的是翡翠表面吸附氧气而形成的氧化膜,因为膜厚不均匀(有厚有薄)以及里面晶粒之间的间距不同而导致在某些方向上有色差(有深有浅),从而形成了所谓的“花斑”现象。不过这种变化是非常缓慢的,要几百甚至上千万年才能看到明显的效果。这样的变化对于成品翡翠来说是很难发现的。只有一些质地较差或者结构松散的翡翠才会出现这样的变化。

2. 内部置换反应: 这个理论主要是基于翡翠在形成之后,其内部的分子结构依然可能受到外界环境影响发生移动的现象。比如,锰离子Mn2+是绿色的激活剂,它会被置换出来,而铬离子Cr3+则是红色的激活剂,它可以被置换进入晶体格架之中。这个过程会消耗掉翡翠内部的一些微量元素,从而使翡翠的颜色逐渐变淡。虽然两种颜色都能消减,但红色更容易消除而使翡翠呈现出透明状态。所以,如果从内部来考虑的话,应该是红色的翡翠先变成无色,然后才是绿色的翡翠。

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目前对翡翠的成分分析最全面的是发表在《科学》杂志上的研究论文(Science2016, 354 ,867-871) 这项工作的主要结论是: 和田玉和缅甸玉都含有微量的铬、锰等微量元素,因此颜色不是由一种元素决定的;但它们都含有一种名为“水热液”的矿物,这一矿物可能是形成绿色部分的原因。

这个文章还分析了其它一些宝石,如祖母绿等,这些材料都有很好的透明度。

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