高温高压合成翡翠

天然翡翠的形成，目前有三种观点：一种认为是岩浆在高压条件下侵入到超基性岩中的残余花岗岩浆的脱硅产物；第二种认为是在区域变质作用时原生钠长石分解为硬玉和二氧化硅形成的（NaAlSi3O8=NaAlSi2O6+SiO2）；第三种则认为是花岗岩类岩和淡色辉长岩类岩脉在12—14千巴（1巴=105Pa）压力下，在钠的化学势高的热水溶液作用下发生交代产生的。而这三种的共同点是翡翠是在高温超高压条件下形成的。而世界上最优质的翡翠矿床位于缅甸北部密支那乌龙河流域，这个区域位于阿尔卑斯的褶皱区外带与前寒武纪岩石巨大隆起的交界处，为第三纪变质带，包括一组始新世侵入的超基性岩体，广泛分布有蓝闪石片岩、阳起石片岩和绿泥石片岩，而这些矿物都是高温超高压变质相的代表矿物，翡翠生长于这个区域，说明形成于高温超高压环境。
合成步骤方法：
    高温超高压合成翡翠要分两步走：（1）按翡翠矿物（硬玉）分子式中的各元素含量选用合适的化学试剂，制成非晶质的翡翠玻璃料；（2）将玻璃料粉碎，进行预成型工艺处理后，在六面顶金刚石合成用压机上进行高温超高压条件下结构转化，即可得到晶质翡翠。
    （一）非晶质翡翠玻璃料的配方选择和合成方法
根据翡翠的矿物分子式为NaAlSi2O6，可选用Na2O，Al2O3，SiO2，Na2SiO3，Na2CO3，Al2（SiO3）3等试剂进行组合，经过实验对比，采用硅酸钠和硅酸铝作为合成翡翠的原料配方最理想。反应式为：Na2SiO3+Al2（SiO3）3=2NaAlSi2O6
此反应式的最大优点为：（1）熔点低，1050℃以上即可被熔融成玻璃料；（2）反应后除试剂中的杂质外，没有多余离子存在。
合成方法是称等克分子量重的硅酸钠和硅酸铝试剂 ，再按混合料总重量的重量百分含量要求称量含致色离子的试剂，一起在磨钵中混匀磨细，倒在坩埚中，盖上坩埚盖，放在马弗炉中加热到1100℃，恒温几小时后冷却，即得到带色的翡翠成分非晶质玻璃料，这些玻璃料用X射线粉晶分析鉴定时没有谱线。
    （二）晶质翡翠的高温超高压合成方法：
    由非晶质翡翠玻璃料转化成晶质翡翠，必须在高温超高压条件下，本实验是采用合成金刚石用的六面顶压机进行的。其合成方法如下：
1、将带色的非晶质翡翠玻璃料粉碎到125目以上（即粒度小于0．125mm）
2、将粉碎的非晶质翡翠玻璃料在600kg/cm2的嵌样机上加热预成型成Φ14X15mm圆柱体世Φ14X 6mm圆片。
3、将预成型的非晶质翡翠玻璃料块装入特制的高纯石墨坩埚中。
4、将石墨坩埚中放在140℃的烘箱中烘烤24小时以上。
5、将坩埚放入六面顶压机的压腔，启动压机使六个顶锤合拢。随后加压、加电流，并保持尽量长的时间。然后断电、卸压，打开压机，取出翡翠块，即可得到Φ14X 15mm，或Φ14X 6mm的晶质翡翠，经琢磨、抛光即成为合成翡翠的成品。
高温超高压法合成翡翠的矿物学鉴定结果，我们进行了X射线粉晶分析；红外吸收光谱分析；成份分析；硬度测定；比重测定；折射率测定；荧光测定等7个方面，结果与天然翡翠的数据基本一致。