第21卷第3期2019年5月
宝石和宝石学杂志
Journal of Gems and Gemmology
Vol.21No.3
去庐山的禁忌
May2019
冯诺妍，陈美华
(中国地质大学珠宝学院，湖北武汉430074)
摘要：以非洲几内亚近年出产的红宝石为研究对象，借助宝石学常规仪器，结合激光剥蚀等离子质谱仪、紫外-可见光吸收光度计、傅里叶变换红外光谱仪和显微拉曼光谱仪系统探究其宝石学特征、成分特征和谱学特征，并与非洲其他产地红宝石成分特征进行比较。结果表明，几内亚红宝石多数带有紫调或者褐调，表面有熔蚀壳，内部包裹体丰富，透明度较差。根据颜分为紫红和橘红两个系列， 不同颜红宝石中Cr、Fe质量分数和Cr/Fe比例有明显差别，均低于优质红宝石。非洲几内亚红宝石中Fe的质量分数为0.05%〜0.15%，可以根据Fe质量分数与非洲肯尼亚(<0.0015%)、马达加斯加(0.15%〜0.28%)、莫桑比克部分矿区(〉0.28%)的红宝石粗略区分，但和坦桑尼亚部分矿区的红宝石(0.030%〜0.156%)有重叠。紫红系列样品随着颜由浅到深，紫外-可见吸收光谱谱线红移，蓝紫调增强；橘红系列样品呈现紫区吸收强度大，绿区吸收强度小。红外吸收光谱中，深紫样品出现了微弱的3310,3076cmT和Ti—OH有关的吸收峰，与深紫样品中Ti质量分数相对较高相关。拉曼光谱测得几内亚红宝石的包裹体有磷灰石、硬水铝石和金红石。关键词：红宝石；宝石学特征；化学成分；非洲几内亚 中图分类号：TS93文献标识码：A文章编号：1008-214X(2019)03-0026-11 DOI：10.15964/jki.027jgg.2019.03.004
Gemmological Characteristic and Chemical Composition of
Ruby from Guinea,Africa
FENG Junyan,CHEN Meihua
(^Gemmological Institue,China University of Geosciences?Wuhan430074，China)
Abstract:The rubies originating from Guinea,Africa were studied.The gemmological characteristics of the rubies were tested by conventional gemmological instruments and the composition and spectra characteristics of the ruby sample from Guinea were analysed by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry(LA-ICP-MS),ultraviolet-visible spectroscopy(UV-Vis),Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR)and Raman spectroscopy.Besides,composition characteristics of the ruby sample from Guinea were discussed and compared with those from other origins in Africa.The results indicated that the rubies from Guinea with corrosion mantle often show purple or brown hue・A great quantity
收稿日期：2018-ll-16
基金项目：中国地质大学(武汉)珠宝检测技术创新中心开放基金CIGTXM-S201617C文章编号CIGTWZ-2018034)
作者简介：冯珥妍(1993-)，女，硕士研究生，主要从事宝石学研究。
通讯作者：陈美华(1966-)，男，教授，从事重要宝石的处理和合成方面的研究工作。E-mail；mhchengp@126
第3期冯诺妍等：非洲几内亚红宝石的宝石学特征及成分特征27
of inclusions and fissilities cause low transparency of ruby from Guinea.On the basis of colour,ruby samples can be divided into two series：Purplish red and orange.With the colour from pink to dark purple,the content of Cr,Fe and the ratio of Cr/Fe show an obvious difference,which are lower than those of high quality rubies.Moreover,the content of Fe in ruby from Guinea is about0.05%一0.15%,which can be distinguished from ruby in Kenya (VO.0015%),Madagascar(0.15%一0.28%)and Mozambique(〉0.28%)but overlaps with ruby from Tanzania(0.030%一0.156%)・Considering the UV-Vis absorption spectra, the purple-red series have obvious red shift phenomenon with the colour from shallow to deep,while the orange series exhibit high absorption intensity in the purple region and low absorption intensity in the green region.For the appearance of3310,3076cm-1in FTIR spectra,it must be noted that only the dark red-purple samples that contain relatively high Ti would show the peak.Therefore,the3310cm-1peak is assigned for Ti一OH.In addition,apatite,diaspora and rutile as the main crystal inclusions have been determined by Raman spectra・
Key words:ruby；gemmological characteristic；chemical composition；Guinea,Africa
非洲是红宝石的重要产地之一，具有很好的发展前景。从20世纪60年代初开始，非洲红宝石逐渐流通于市场;2007年，坦桑尼亚的优质Winza红宝石受到市场的欢迎，大量宝石学家和矿工前往非洲探索、开采。目前，非洲红宝石主要产自于莫桑比克造山带，且产量巨大，具体产地包括东非坦桑尼亚、肯
尼亚；南非莫桑比克、马达加斯加皿。非洲红宝石多为粉红到玫瑰红，部分有带黄调的橙红，晶体粒度比较大，但透明度与缅甸、泰国等红宝石相比较差。对于西非地区的红宝石矿藏，一直未有人进行深入研究，近年，西非几内亚、塞拉利昂等地有人零星开采，并且取得一定产量。
本次研究采用的样品是2016年在非洲几内亚当地获得的红宝石原石，对其进行宝石学特征和成分特征探究，结合紫外-可见光谱、拉曼光谱和激光剥蚀等离子质谱等测试手段，旨在获得几内亚红宝石较为系统的宝石学、谱学及成分特征。 1测试样品与方法
测试样品均产自位于西非西岸的几内亚，为当地商人处购得的红宝石原石，具体矿点位于法拉纳区吉西杜古省内的库利亚地区（图1）。样品共有418颗，根据自然光下肉眼观测，大致分为紫红系列（浅粉、浅紫、紫红、深紫）以及橘红系列，2个系列、5种类型，每类颜挑选具有代表性的样品。由于样品表面有熔蚀壳及铁的氧化物等侵染杂质，难以清除，根据实验要求，垂直c轴进行切片、双面抛光，切片厚度为2〜3mm o
成分测试采用激光剥蚀等离子质谱仪（LA-ICP-MS），激光剥蚀系统为GeoLas2005,ICP-MS为Agilent7500a，测试地点为中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室（GPMR）。测试条件：激光能量密度5J/cm2，束班大小44“m，频率6Hz，校正标样为USGS参考玻璃，分析数据
采用软件ICPMS DataCal进行离线处理。
紫外-可见吸收光谱测试采用PerkinElmer UV WinLab Lambda650，测试地点为中国地质大学（武汉）珠宝学院。测试条件：测试范围380〜780nm，数据间隔1nm，扫描速度266.75nm/min，测试温度25.8°C，测试湿度38%。
红外吸收光谱测试采用VERTEX80型傅里叶变换红外光谱仪，测试地点为中国地质大学（武汉）珠宝学院。测试条件：透射法，测试范围4000〜1500cm"1，分辨率4cm"1，扫描次数32次。
原位拉曼光谱测试采用BRUKER公司生产的SENTERRA型激光拉曼光谱仪，测试地点为中国地质大学（武汉）珠宝学院。测试条件：激光器波长532nm，激光能量20mW，波长范围45〜1550cm-1，分辨率3~5cm-1，积分时间5s，积分次数20次，光圈50X1000“m。测试温度26.4°C，测试湿度38%。
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宝石和宝石学杂志2019 年
利比亚
埃及
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十大海岛排名阿尔及利亚
苏丹
尼日利亚
海盐县属于哪个市寒拉:
南苏丹
索马
•坦桑尼亚
安哥拉、、
赞直
纳米比亚
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西撒哈拉
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图1非洲红宝石产地及样品红宝石产地示意图(引自谷歌地图)
Fig. 1 Ruby deposits and ruby sample deposits in Africa (quote from Google Map)
2测试结果与分析
2.1常规宝石学特征
几内亚红宝石样品（图2）多呈柱状、长柱状 或桶状，少量呈板状，晶形完整，为三方晶系，磨圆 度较差，可见六方柱、菱面体和平行双面单形（图
2a ）。颜偏暗，多数带有紫调或者褐调，不 够鲜亮，可见浅粉（图2b ）、浅紫（图2c ）、紫红 個2d ）、深紫（图2e ）以及橘红（图2f ），颜
分布不均，少数具有带（图2g ）。表面有深
熔蚀壳、泥沙及铁的氧化物等侵染杂质（图2h，图 2i ）；内部有较多裂理和裂隙（图2j ），影响了宝石
整体的透明度，多数为半透明一微透明。几内亚 红宝石样品整体颗粒粗大，粒径多数在0. 8〜
1. 5 cm，最大可达3. 0 cm ；其表面具有深熔蚀 壳，外观和东非的富铁品质较差的红宝石相似，因 此，可以与东非贫铁的大理石型红宝石相区分，如
肯尼亚的Tsavo 地区、坦桑尼亚莫罗戈罗省Ma-henge 和Matombo 地区的红宝石矿床，以及从喜马
拉雅山脉其他大理石型红宝石，包括缅甸、越南、塔 吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、尼泊尔皿。初步判 断几内亚红宝石样品属于玄武岩矿床成因。
观察结果显示，几内亚红宝石样品的紫调 明显，表面和内部颜差别较大。以内部颜为 准，大致分为：（1）紫红系列：浅粉、浅紫、紫
红、深紫；（2）橘红系列：橘红。分别挑选
测试样品：浅粉样品（G1-1.G1-2），浅紫样品 （G2-1〜G2-4）、紫红样品（G3-1、G3-2）、深紫 样品（G4-1、G4-2 ）、橘红样品（G5-1〜G5-3 ）。
借助宝石学常规仪器如宝石显微镜、折射仪、偏光
镜、二镜、分光镜、紫外荧光灯、静水称重仪，对 样品进行测试，结果（表1）显示，不同颜类型的 红宝石样品的常规宝石学特征差别不明显，折射
率为1. 758-1. 780，双折射率为0. 008〜0. 009； 相对密度为3. 95〜3. 99；在偏光镜下，由于裂理 和裂隙较多，样品显示全亮，缺乏有效的特征；多
性较强，为紫红一浅粉。
第3期冯曙妍等：非洲几内亚红宝石的宝石学特征及成分特征
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G14 5 mm
5 mm
图2几内亚红宝石样品Fig. 2 Ruby samples from Guinea
a.几内亚红宝石样品（酸洗前）；
b.浅粉红宝石样品（酸洗后）；
c.浅紫红宝石样品（酸洗后）；
d.紫红红宝石样品（酸洗后）；
e.深紫红宝石样品（酸洗后）；
f.橘红红宝石样品（酸洗后）；
g.红宝石六边形带；h,i.红宝石切片（外部侵染）；j.红宝石裂理
表1非洲几内亚红宝石样品的常规宝石学特征
Table 1 Conventional gemmological characteristics of ruby samples from Guinea , Africa
样品号晶形颜透明度折射率
相对
密度
紫外荧光
内部特征SW
LW
Gl-1六方柱状浅粉微透明 1.762 〜1.780 3.97无中等红带
Gl-2六方桶状
浅粉半透明 1.762 〜1.780 3.98无中等红
裂理，黄杂质
G2-1
六方柱状浅紫半透明
1.761 〜1.779 3.98无强亮红裂理、裂隙
G2-2
六方柱状
浅紫
半透明 1.762 〜1.780
3.98
无
中等红
裂理、裂隙，黑包裹体
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宝石和宝石学杂志
2019 年
表1（续）
样品号晶形颜透明度折射率
相对
密度
紫外荧光
内部特征
SW
LW
G2-3
六方桶状浅紫半透明 1. 760〜768 3. 96无强亮红裂理，黑包裹体
G2-4六方桶状浅紫
半透明 1. 762〜
780
3. 97无中一强红
裂隙，内部干净
G3-1
六方柱状紫红微透明 1. 761-丄779 3. 95无无裂理
G3-2六方柱状紫红微透明 1. 760-768
3. 95无中等红黄杂质，黑包裹体
G4-1
六方板状深紫不透明 1. 758-澳大利亚签证中心
766
3. 96无中等红六边形带
G4-2六方柱状深紫微透明 1. 760-丄768 3. 96无中等红裂理、裂隙
G5-1
六方柱状橘红半透明 1. 762亠780
3. 98无中等红
波尔多红酒什么档次
裂理、裂隙，黑包裹体
G5-2六方柱状橘红半透明 1. 758-766 3. 99无弱红
裂理、裂隙G5-3
六方柱状
橘红
微透明
1. 760-
768
3. 98
无
无
裂理、裂隙
2.2内含物特征
由于裂理、裂隙较多，采用油浸法在宝石学显微 镜下观察样品，结果（图3）显示，几内亚红宝石中常 见细长、稀疏的金红石针，呈3组定向排列（图3旳图
3b ）o 浑圆状透明包裹体常成聚集（图3c ），偶见单 独存在的晶体包裹体（图3d ）。部分样品肉眼可见大 量黑固体包裹体，放大观察为自形程度好的板状
铜黄固体包裹体，具有平行解理面和金属光泽（图
3e ）； —颗样品中发现六方晶形黑固体包裹体（图
3f ）o 红宝石中存在大量指纹状愈合裂隙和负晶（图 3g —图3i ），影响透明度，负晶多数为薄片状的单相
和两相包裹体，也存在长管状、柱状的包裹体。部分 样品发现有黄、橙黄、自形程度较差的固体包裹 体，多数周围伴有应力裂隙（图4）。
图3几内亚红宝石的特征内含物
Fig. 3 Characteristic inclusions in rubies from Guinea
a,b.细长、稀疏、定向排列的金红石针（1组和3组）；c.透明包裹体;d.磷灰石包裹体;e.具有金属
光泽的铜黄固体包裹体;f •六方晶形的黑包裹体;g.指纹状愈合裂隙；h.大量负晶；i.
长管状负晶
