摘要
寿山石是中国“四大名石”之一，是我国国石候选石，其质地脂润、色彩斑斓、柔而易攻。月尾山矿段寿山石中各品种都属名贵品种，主要包括善伯石、月尾紫、月尾绿等。本文针对在月尾山矿段采集的寿山石进行了系统的宝石矿物学研究，对几个品种的矿物组成进行确定，并对其颜色成因、透明度、善伯石“花生糕”成因和矿床成因等做出解释。采用的研究方法有：手标本与矿片观察、利用静水称重法测定样品密度、X射线粉晶衍射测试、红外光谱测试、扫描电镜测试、电子探针测试和拉曼光谱测试。 寿山石的矿物组成是寿山石研究最基础的内容，也是其进行分类的基本决定条件。X射线粉晶衍射、红外光谱分析、电子探针分析及拉曼光谱分析都可作为确定寿山石矿物组成的测试手段，通过这些测试方法综合分析，认为月尾紫主要矿物组成为地开石，月尾绿主要矿物组成为绢云母，含有少量高岭石族矿物；善伯石以地开石为主，样品中浅黄绿和黄色者主要矿物组成为叶腊石。综合来看月尾山矿段寿山石主要矿物组成为地开石，在分类中应将其归为地开石类。样品中次要矿物有赤铁矿、黄铁矿、硬水铝石、重晶石、石英等。 借助X射线粉晶衍射图谱谱峰的分裂程度确定矿物成分多型，红外光谱可用于确定高岭石族矿物多型。月尾山矿段寿山石主要矿物组成为高岭石族矿物，其XRD图谱石具有地开特征衍射峰。红外光谱中，高岭石在3600-3700cm-1范围内有四个吸收峰，其谱峰的强弱有所不同，反应高岭石结构的有序程度的差异。地开石在此范围内有3个吸收峰，分裂明显，吸收强度从高频区到低频区依次增强。珍珠陶石在此范围内也有3个吸收峰，其中后两个峰吸收强度相近，3700cm-1左右的吸收峰比其他两个峰的吸收强度要弱。XRD和红外光谱测试结果综合显示：月尾紫和善伯石等样品矿物组成主要为高岭石族矿物中的地开石，月尾绿样品矿物组成为绢云母，多型为2M1型。黄色善伯石以叶腊石为主要成分，XRD图谱显示其为1Tc和2M的过渡矿物，其中2M＞1Tc。 月尾山矿段寿山石地开石类密度在2.59-2.67g/cm3之间变化，月尾绿绢云母为2.75g/cm3，叶腊石密度为2.81g/cm3和2.829cm3，符合前人研究成果。 电子探针和拉曼光谱分析显示，赤铁矿为月尾紫的致色原因。紫红色的赤铁矿位于地开石矿物颗粒间使月尾紫呈现紫色且透明度较低，其富集程度的不同导致紫色有深有浅。月尾绿矿物组成为绢云母，Fe离子进入绢云母晶格中使月尾绿呈现绿色。黄色善伯石矿物组成为叶腊石，Fe离子进入叶腊石晶格中使其叶腊石呈现黄色。 扫描电镜分析结果显示寿山石矿物颗粒形态主要有假六方板状、不规则片状等，颗粒大小不等，叶腊石颗粒较大在在40-50μm左右，绢云母在9-15um左右，地开石小颗粒在5-10μm左右、大颗粒在15-20μm左右。矿物颗粒堆积方式可呈叠瓦状、书本状以及不规则排列状。利用扫描电镜所带EDS可对其矿物组成进行研究，由于粘土颗粒细小，因此是确定其单个颗粒矿物组成的有效方法。用此方法确定出二氧化硅、硬水铝石等矿物。 高岭石族矿物结构缺陷常见，是粘土矿物研究和鉴定中的重要课题利用。利用X射线粉晶衍射图谱和红外光谱可用于研究其结构缺陷，即结晶程度和有序度。利用XRD图谱确定地开石的结晶度，即DHL指数。在Jade5.0软件中作图，对月尾紫和白色含大量“花生糕”善伯石的DHL指数进行计算，结果显示其DHL值分别为1.07(其中h1=370，h2=582，h=890)和1.06(其中h1=303，h2=616，h=884)，结晶度基本相同，属有序范围。利用红外光谱图谱确定地开石的有序度，即OI指数(Order Index)，其值OI=I3700m-1/I3620cm-1。在Omnic软件中作图，利用红外光谱求得地开石OI指数，，可作为地开石有序度的衡量标准，其比值越小，则有序度越高。地开石中，3620cm-1附近的吸收带是由内部OH引起，3700cm-1的吸收带是由内表层OH引起。计算结果显示月尾山矿段寿山石OI指数大部分介于0.8到0.96之间，其中两块白色善伯石基体部分OI指数(0.89和0.69)分别低于“花生糕”部分的OI指数(0.96和0.94)，说明基体部分有序度高于“花生糕”部分，也是造成其透明度差异的原因。 寿山石的透明度和其有序度有正相关关系，有序度越高，则其矿物颗粒结晶程度越好，寿山石也更加透明。善伯石的“花生糕”，透明度相对于基体较低，呈白色团块状出现，其有序度低于基体。矿物颗粒的堆积方式也是透明度的重要影响因素。矿物颗粒堆积紧密，晶体取向趋于一致，则其透明度较高。相邻矿物颗粒之间，如光性取向差别较大，则入射光在不同颗粒表面发生反射，这样会损失一部分入射光，造成透明度的下降。此外，寿山石本身的颜色、杂质、裂隙等也会影响寿山石的透明度。颜色越深，则其吸收的入射光越多，透过的光相对减少，则透明度降低。杂质、裂隙都会对光的透过产生阻碍，从而影响其透明度。 寿山石矿床可分为原生矿和次生矿。月尾山矿段寿山石，原生矿根据成矿方式的差异，又可进一步分为热液交代型、热液充填型及热液交代-充填型；次生矿为掘性石。成矿具有多期次性和多阶段性。带有白色“花生糕”善伯石的即由多阶段成矿而形成，先期形成的地开石结晶度较差，有序度较低，因此透明度较低。在后一期次的成矿作用中，先期形成地开石被后期热液交代形成新期次的地开石，但交代不完全导致其在新期次地开石基体中呈团块状出现。
NETL