鲁达 哥伦比亚祖母绿油滴效应
我是一颗祖母绿，来自著名祖母绿产地——哥伦比亚。我的主人很想知道我出生于哥伦比亚哪个矿区，于是千里迢迢带我来到一家宝石医院。在这里，我经历了一次奇妙的旅行。
数十年来，GUILD致力于建立和完善宝石数据库，多次前往哥伦比亚祖母绿东部和西部矿脉带，考察活动隧道、矿区和市场（图1-7），收集了近600颗、总重超600 ct的祖母绿原石，及数十个包含祖母绿与其伴生矿物的标本（图8）。大多数样品是通过挖掘方解石矿脉直接从祖母绿矿井中的隧道或河道中获得的，部分由可靠的矿主直接提供，确保宝石鉴定和产地判定的准确性和可靠性。
“我”的出生背景
我们祖母绿可以在多种地质环境中形成，主要存在于三种类型矿床中：
（1）岩浆-交代型；
（2）沉积-交代型；
（3）变质-交代型（Giuliani等，2015）
据2005年的全球祖母绿产量数据，约65％的全球产量来自岩浆-交代作用型矿床，约28％来自沉积-交代型矿床，7％来自变质-交代型。而我，就出生于其中的沉积-交代型矿床。
哥伦比亚祖母绿主要产于早白垩世的页岩中。沿着东科迪勒拉山脉两条边界存在东西侧两条祖母绿矿带（图9）。西侧祖母绿带包括木佐Muzo、马里皮Maripi和科斯丘兹Coscuez等矿点（图10-1，10-2，10-3）；东侧带包含契沃尔Chivor和高加拉Gachalá等矿点（图11-1，11-2）。与深圳市的地域面积（2019.95 km²）相比较，西侧祖母绿矿区的面积不到深圳市面积的1/4，而东侧祖母绿矿区的面积则不到深圳面积的1/3。
祖母绿矿化与热液流体循环有关，因此每条矿带内的地质构造发育程度是影响成矿的重要因素之一。两条矿脉带中的祖母绿都赋存于早白垩世页岩中，虽然祖母绿在两侧相似的地质化学条件下形成，但东侧带成矿作用发生在距今约6500万年前的拉张环境（Cheilletz等，1997）（恐龙灭绝的时代）；而西侧带成矿发生在距今约3300万年前的挤压环境（Schultz-Güttler，R.A.等，2000）（猿猴开始进化的时代）。换言之，如果将来自东侧带的祖母绿比作慈祥的老奶奶，那么，来自西侧带的祖母绿就是成熟美丽的少妇了。
图9 哥伦比亚东科迪勒拉山脉地质简图及其西东两侧主要祖母绿矿床的分布图（改编自Pignatelli,
图11-1 契沃尔 Chivor（面积：108.36 km²）
图11-2 高加拉 Gachalá（面积：448 km²）
“基因检测”之旅
我与其他祖母绿小伙伴在体检中心进行了基础观察与检查后，奔走于红外吸收光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱（UV-VIS）、红外光谱（FTIR）、激光拉曼光谱（Raman）、X射线荧光光谱（EDXRF）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）等科室进行诊断检查。
01 镜下观察
首先，我们来到了体检中心，医生对我与伙伴们进行了气色（颜色）观察与常规的抽血、B 超等身体检查（内部包裹体）。医生通过B 超（宝石学显微镜）观察我们的内部特征，可见气、液、固三相包裹体（图12-13）及方解石、黄铁矿、云母等矿物包裹体（图14-16），可见色带（图17）及“油滴效应”（图18-19），还可见围岩物质（图 20）。
图12 哥伦比亚祖母绿中的三相包裹体
图13 哥伦比亚祖母绿中的三相包裹体
图14 契沃尔祖母绿原石上附着黄铁矿
图15 哥伦比亚祖母绿中的方解石，常见于木佐矿区
图16 哥伦比亚祖母绿中晶形完好的的黄铁矿，常见于契沃尔矿区
图17 哥伦比亚祖母绿中的平直绿色色带，常见于木佐矿区
图18 哥伦比亚祖母绿中的“油滴效应”， 常见于木佐矿区
图19 哥伦比亚祖母绿中局部的“油滴效应”， 常见于木佐矿区
图20 哥伦比亚祖母绿中黑色点状物，可能为黑色页岩，常见于木佐矿区
02 红外吸收光谱（FTIR）
接着，我们被带到了红外光谱科室，在这里，我们看到了热情亲切的红外光谱仪小哥哥（图21），他有一个看家本领，在宝石学中就如同西游记中提到的法宝——照妖镜，各路“妖魔”宝石均现出原形。所以，红外光谱仪为我们制作了身份证，证实了祖母绿的身份（图22），还探究了我们身体里的结构水（图 23）。
图21 红外光谱仪
图22 祖母绿的红外反射光谱
图23 祖母绿的红外透射光谱，常见于哥伦比亚祖母绿
03 紫外-可见吸收光谱（UV-VIS）
下一站我们来到紫外-可见光谱（UV-VIS）科室。紫外小姐姐古灵精怪，擅长慧眼识色，通过揭示该矿物致色元素的种类和含量识别各种颜色的细微差异（图 24）。
图24 紫外可见分光光度计
通常而言，在我们祖母绿的生长过程中，Cr³﹢和V³﹢替代祖母绿结构中部分Al³﹢，因此，明显的Cr³﹢和V³﹢吸收在哥伦比亚祖母绿中非常普遍。阿富汗和部分巴西祖母绿的紫外-可见吸收光谱与哥伦比亚祖母绿相似，但因 Fe含量较高而可见明显的 Fe峰；赞比亚和马达加斯加祖母绿则可见更为明显的 Fe峰；尼日利亚祖母绿因较高的 V 而显示独特的 V 谱。（图25）
图25 常见祖母绿的紫外-可见吸收光谱
04 EDXRF和LA-ICP-MS
了解了身份和颜色本质，宝石学家更加好奇我们的“基因”——化学元素。为此，他们还为祖母绿挂了宝石医院的专家门诊，请出炙手可热的主任医师——X射线荧光光谱（EDXRF）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析（LA-ICP-MS），让他们为我们进行详细检查，使我们的化学元素一览无余，想想还有点小害羞呢！
EDXRF分析速度相对较快，无损，重复测试便捷，且制样要求低，非常贴近珠宝首饰日常检测的需求。LA-ICP-MS虽微损且制样相对复杂，但其能够更加准确地检测微量元素的含量，从而对样品的身体情况（化学元素）有更清晰的了解。
首先，翻出我们紫外-可见光谱科室出具的诊断单，在紫外-可见光光谱中与哥伦比亚祖母绿具有相似诊断的还有阿富汗和巴西祖母绿，那么在主任医师的面前，我们是否存在区别呢？
祖母绿的化学成分反映了成矿时的地质环境，包括流体的成分组成、寄主岩石的成分及成矿时的温度和压力条件，因此，不同的元素组合使判别产地成为可能。哥伦比亚祖母绿的Fe 元素通常较低且较为稳定（图 26）。
图26 哥伦比亚、阿富汗和巴西祖母绿的Cr/V比值（Ochoa, Daza, et al, 2015
确定了我的出生地为哥伦比亚之后，又请大夫为我们讲解更深层次的身体状况，以明确我具体来自哥伦比亚祖母绿的哪个矿区。
大夫再次拿出了更为细致的诊断，不同矿区的哥伦比亚祖母绿存在差异，为矿区区分提供了指导。接下来，大夫还给我们展示了看家本领之一——三元相图（图 27），大夫通过多年的经验慧眼识投点，在一定程度上可以区分来自哥伦比亚不同矿区的祖母绿。然而，看着五颜六色的糖果点，感觉自己懵懵的。
图27 哥伦比亚祖母绿不同矿区的 Fe-Cr-V 三元相图（Ochoa, Daza, et al,
大夫笑了笑，变戏法般地递给我们又一份诊断，我们苦笑着接过，原来判断产地这么难啊！这份诊断使用多元统计学分析方法，同时结合多种微量元素可以判断哥伦比亚祖母绿具体矿区，包括木佐Muzo、契沃尔Chivor和高加拉Gachalá。我们欣喜地发现：产地判断的回代判别正确率高达92.1％（Muzo），99.1％（Chivor）和99.2％（Gachalá）。
05 激光拉曼光谱（Raman）
为了找寻区分哥伦比亚祖母绿具体矿区的更深入有效的诊断特征，我们来到了最后一站——激光拉曼光谱（Raman）科室（图 28）。对采自哥伦比亚主要矿区样品中不同的结构水（H₂O，HDO和D₂O）特征进行区分，在研究了内部流体包裹体中CO₂密度的差异后，我们发现了蛛丝马迹。
图28 激光拉曼光谱仪
图29 哥伦比亚祖母绿中三相包裹体
经历了宝石医院的诊断奇遇，我终于发现原来自己是一颗来自哥伦比亚木佐矿区的祖母绿呢！不仅如此，经过标准颜色分级检测，我的颜色被评定为GUILD祖母绿颜色等级中 Vivid Green中的最高级别 Verdant Green（图 30），感觉人生达到了巅峰！
结 语
为了给客户提供更加优质高效的鉴定服务，从2019年开始，GUILD将根据研究结果在哥伦比亚祖母绿产地证书上标明具体的矿区（30-32），包括Muzo、Chivor和Gachalá。此外，当一颗哥伦比亚祖母绿被检测为来自木佐矿区、同时被评级为Verdant Green时，会在证书备注中注明：This stone exhibits classic fine green color associated with Muzo Colombia。
图30 GUILD证书模板——哥伦比亚木佐矿区祖母绿，并被评定为沃顿绿级别
图31 GUILD证书模板——哥伦比亚契沃尔矿区祖母绿
图32 GUILD证书模板——哥伦比亚高加拉矿区祖母绿
近年来，市场对产地证书的需求不断攀升，特别是祖母绿。了解了哥伦比亚祖母绿具体矿区区分过程的你，是否想知道自家的祖母绿宝贝是哪个矿区的呢？快送它到GUILD做一下“基因检测”吧！↓↓↓
文 / Darwin、孙雪莹、李俏俏、单梦洁、郜玉杰