染色菱镁矿仿绿松石工艺研究

1. 研究目的与意义

绿松石因其形状和颜色而得名，目前市场上流通的天然绿松石的总数量受到较大的限制，因此绿松石的价格持续上涨。由于市场需求量比较大，因此市场上就出现了一些绿松石的仿制品，以假乱真，以次充好。

菱镁矿是化学组成为MgCO3、晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。菱镁矿通常呈现晶粒状或隐晶质致密块状，后者又称为瓷状菱镁矿。白或灰白色，含铁的呈黄至褐色，玻璃光泽。具完全的菱面体解理，瓷状菱镁矿则具贝壳状断口。摩斯硬度3.5～4.5，比重2.9～3.1。

染色菱镁矿是市场上最常见的绿松石仿制品，由于菱镁矿质地疏松，注胶和染色都相对容易，所以不法商家也就抓住了这个特点，先将其制成成品，然后再进行处理(注胶和染色)，还会做出一些较为逼真的“铁线”。

本文通过染色菱镁矿仿绿松石工艺研究，揭示处理菱锰矿工艺流程，并梳理染色菱锰矿仿制绿松石的鉴定特征。

2. 本课题研究内容及方法

本课题的研究内容：本课题的研究内容是研究染色菱镁矿仿绿松石的工艺处理流程，以及染色菱镁矿与天然绿松石在肉眼以及实验室常规仪器下的鉴别特征。随着绿松石的价格持续上涨，为了谋取暴利，珠宝市场上随之出现了一些天然绿松石的仿制品，这些仿制品外观上看起来与天然绿松石很相似，肉眼不易区分，很容易看走眼，对消费者有着很强的欺骗性。其中染色菱镁矿便是比较常见而且很有迷惑性的一种绿松石的仿制品，经过染色处理后与天然绿松石在外观上很相似，颜色和铁线都很像绿松石，也被称为二代绿松石。

3. 菱镁矿的染色处理工艺

(1)菱镁矿染色处理工艺流程

笔者通过采用控制变量的实验方法做了菱镁矿的染色处理仿绿松石的试验。

(1)不同浓度的染料

首先将菱镁矿原石擦拭干净，将染色剂分为四个不同的浓度级别：25%浓度、50%浓度、75%浓度、100%浓度，然后将菱镁矿分别放入装有不同浓度级别的染色剂的容器内，进行浸泡，在浸泡过程中每间隔一段时间将菱镁矿从染色剂中拿出来观察其颜色有无变化，一共浸泡了48小时，常温下浸泡48小时后的效果。

(2)加热处理过程

由于在常温下将菱镁矿浸泡在染色剂中没有取得实质性的进展，于是笔者进行了加热处理，将菱镁矿放入装有不同浓度的染色剂的玻璃器皿，经过进一步观察笔者发现经过加热处理以后，染色剂的颜色也没有进入菱镁矿的内部，而是附着在菱镁矿的表面、裂隙以及孔洞处，这是因为染色剂中的水分蒸发后而导致染色剂的颜色附着在石头的表面。

本人将自己做的染色过程和前人做的染色实验进行对比，总结此次菱镁矿染色处理仿绿松石实验没有达到理想的结果的原因可能有以下几点：

质地：菱镁矿的晶体少见，多为晶粒状或隐晶质致密块状体，结构比较细腻。笔者所准备的菱镁矿的质地和结构比较细腻，瓷度较高，颗粒间隙小，染色剂的颜色不易进入其内部的颗粒间隙中，导致染色失败。宝玉石染色的条件是宝玉石本身的质地比较疏松，具有天然产生的裂隙、毛孔、微小孔洞等，例如八三玉和石英岩玉，它们自身结构不太致密，且颗粒较粗，颗粒间隙较大，或者是宝玉石经过各种强酸的洗涤后结构和质地变得比较疏松，这样才有利于染色剂进入石头内部，达到染色完后更好的颜色视觉效果。

预处理：一般的宝玉石进行染色处理之前都需要进行各种酸和碱的洗涤，腐蚀掉内部多余的杂质部分，使内部结构变得疏松，颗粒间隙变大，利于染色剂进入到内部。笔者没有将菱镁矿进行酸洗的处理，没有做这一过程的原因是因为菱镁矿是一种碳酸盐矿物，碳酸盐矿物遇到酸会溶解。所以没有找到合适的能在实验室进行预处理的方法。

温度和压力：加热过程中所需要的温度和压力没有达到染色处理的要求，导致实验失败。现在市面上出售的经过染色处理的宝玉石大多数都是要在高温高压下进行的，在高温高压的条件下才能使染色剂进入到石头的内部，以此来达到染色效果更好的目的。

染料分子的大小：有机染料和无机染料的分子直径大小不一，因为笔者准备的菱镁矿原石是隐晶质的，结构细腻，颗粒间隙小，有可能是因为染料的分子直径大于菱镁矿的颗粒间隙的直径，导致染料进不到内部。

(2)染色菱镁矿及天然绿松石的鉴定特征

笔者做的染色菱镁矿在宝石显微镜下的颜色分布特征：染色剂的颜色只是在孔洞和裂隙处浓集，颜色只是附着在菱镁矿的表面，并未进入菱镁矿的内部。

市场上买来的染色菱镁矿在宝石显微镜下的颜色分布特征：市场上销售的染色菱镁矿在外观上与天然绿松石很相似，但是颜色过于均匀，裂隙、“铁线”和小孔洞处颜色富集，将其破开后发现石头整体并不都是同一种颜色，中心处还是菱镁矿的常见的白色。

天然绿松石在宝石显微镜下的颜色分布特征：天然绿松石的颜色分布不是特别均匀，表面有白斑、黑色和褐色的杂质矿物以及不规则的铁线分布，裂隙处的颜色与其他部位的颜色一致，内部和外部颜色一样。

4. 结束语

本文通过采取控制变量实验的方法(控制了染料的浓度，染色的时间，加热时间的长短等)做了染色菱镁矿仿绿松石的实验，记录了不同时间段染色菱镁矿的颜色变化以及染色处理后的菱镁矿在实验室常规仪器下的鉴定特征。由于实验室的条件有限，染色处理没有达到理想的效果，可能是以下几个原因：

(1)菱镁矿的晶体少见，多为晶粒状或隐晶质致密块状体，内部结构比较细腻。笔者所准备的菱镁矿原石的质地和结构比较细腻，瓷度较高，内部颗粒间隙较小。所以染色剂的颜色不易进入其内部和结构中，导致染色处理后的结果不理想。

(2)在预处理的过程中没有用酸去浸泡菱镁矿，是因为菱镁矿是一种碳酸盐矿物，碳酸盐矿物遇到酸会溶解。

(3)加热过程中所需要的温度和压力没有达到染色处理的要求，导致实验结果不理想。染色处理的宝玉石大多数都是要在高温高压下进行的，在高温高压的条件下才能使染色剂尽可能深的进入到石头内部的颗粒间隙和细微的缝隙中。

(4)由于原材料的预处理和染色处理过程中的条件问题，本次染色菱镁矿控制变量实验的结果是染色剂的颜色只是附着在菱镁矿的表面，在孔洞和裂隙处颜色浓集，并未进入菱镁矿内部的颗粒间隙和细微缝隙中。

摘要：本论文主要研究了染色菱镁矿仿绿松石的染色处理的过程，记录和分析染色处理过程中的一些条件和原材料的要求，并将自己动手做的染色菱镁矿、市场上购买的染色菱镁矿以及天然绿松石的成品和原石在实验室的各种常规鉴定仪器下进行了检测，总结了各自的主要鉴定特征，并分析了绿松石仿制品的鉴别特征。

关键词：菱镁矿,染色处理,染色菱镁矿鉴定特征,绿松石仿制品

参考文献

[1] 张蓓莉.系统宝石学(第二版)[M].地质出版社,2006:389-398:504-505.

[2] 邸素梅.我国菱镁矿资源及市场[J].非金属矿,2001,24(1):5-6.

[3] Limei Bai.Yuxin Ma.Wenqing Zhao.Yufen Deng.Shaoying Li.Optimization and mechanism in preparing active magnesium oxide from magnesite[J].Journal of Thermal Analysis and Ca lorimetry.2017,129(2):1103-1109.

[4] Christian Knol.Danny Müller.Werner Artner.Jan M.Welch.Elisabeth Eitenberger.Gernot Friedbacher.Andreas Werner.Peter Weinberger.Michael Harasek.Magnesium oxide from natural magnesite samples as thermochemical energy storage material[C].Energy Procedia.2019:4861-4869.

[5] 李娅莉,薛秦芳,李立平,陈美华,尹作为.宝石学教程(第二版)[M].中国地质大学出版社,2011:255-258+330.

[6] 丁建华,陈正海,杨国俊,邓凡,娄德波.中国菱镁矿成矿规律及资源潜力分析[J].中国地质,2013,40(06):1699-1711.

[7] 付宝国,候青亚.绿松石的矿物学特征及成矿条件[J].华北国土资源,2017,05(33):255.