壹、 前言

 一、拉利馬介紹

拉利馬（Larimar）是一種珍貴的寶石，其化學成分為針鈉鈣石（NaCa2Si3O8(OH)），屬於氫氧化鈣鏈矽酸鹽礦物，通常呈現白色至灰色。這種礦物屬於三斜晶系，多呈輻射狀或纖維狀結晶。拉利馬的莫氏硬度為 4.5至 5，比重約為 2.7至2.9。作為針鈉鈣石的一種，拉利馬以其獨特的天藍色至藍綠色而聞名，商業上稱為海紋石。其名稱源於發現者女兒的名字 “Larissa” 和西班牙文 “mar”（意為海洋）的組合。

圖一、針鈉鈣石，圖片來源：Rob Lavinsky, iRocks.com

圖二、拉力馬，圖片來源：維基百科。

二、針鈉鈣石產地分布

針鈉鈣石是一種分佈廣泛的礦物，其蹤跡遍布全球各大洲。然而，作為其寶石品種的拉利馬，目前僅在多明尼加共和國發現。這種地理上的獨特性使得拉利馬成為了一種罕見且具有研究價值的寶石。

圖三、針鈉鈣石分佈圖

圖四、拉力馬產區，圖片來源：Guillermo, Alvarado & Verdeja, E.& Rodríguez, J. & Barrantes, Manuel. (2017). Contribution on the larimar host rock (Dominican Petrographic Republic) and some notes about its origen.. BOLETÍN GEOLÓGICO Y MINERO. 128. 767-782. 10.21701/bolgeomin.128.3.012.

貳、 文獻探討

　　　
         過去國際上認為之致色成因通常引用 1989 Robert E. Woodruff 與Emmanuel Fritsch 發表之拉利馬研究，其認為拉利馬的顏色與「銅」高度相關，認為銅為致色因素。這一理論對於理解拉利馬的顏色形成起到了重要的基礎作用，但隨著科技進步和新方法的應用，人們對拉利馬顏色形成機制的理解也在不斷深化和變化。

圖五、國際上認為之致色元素，各成分測量數值

圖片來源：Robert Woodruff and Emmanuel Fritsch (1989) Blue pectolite from the Dominican Republic. Gems & Gemology, winter 1989, 216-225.

       
         在論文之後，近年來的研究對於拉利馬的致色成因有了新的理解。Bente 等人於 1991年的研究首次提出釩（V）才是造成拉利馬藍色的主要原因。他們的研究顯示，拉利馬樣本中的白色部分約含4 ppm的釩，而深藍色部分則含有高達143 ppm的釩。這一發現對於理解拉利馬的顏色形成提供了新的視角。此外，Espí於2017年的研究進一步比較了元素釩（V）、銅（Cu）、鉻（Cr）和錳（Mn）在拉利馬中的分佈情況。他們發現藍色部分不僅含有較高的釩（143 ppm），還含有較高的銅（58 ppm）。這些發現進一步豐富了我們對於拉利馬顏色成因的理解。

圖六、比較了元素釩（V）、銅（Cu）、鉻（Cr）和錳（Mn）在拉利馬中的分佈情況。表格來源：Espí, J. A., 2017. Estudio de fibras y colores del Larimar Dominicano. Boletín Geológico y Minero, 128 (3): 783-801

         2023年，陳惠芬教授發表的研究進一步細化了對拉利馬致色機制的理解。該研究指出拉利馬的藍色部分主要由釩元素所造成，並且在深藍色樣本中釩的含量遠高於白色樣本。研究還提出拉利馬的綠色可能源於鐵元素。當釩和鐵的總含量超過 600 ppm時，拉利馬會呈現藍色或綠色；低於這一含量則為白色。這些發現為拉利馬致色成因研究提供了新的視角。

圖七、拉利馬各呈現顏色與元素關係
圖片來源：Huang, H.-M.; Shih, Y.-H.; Chen, H.-F.; Lee, H.-Y.; Fang, J.-N.; Shen, C.-C.; Yu, B.-S. Revealing the Secrets behind the Color and Sea-Wave Patterns of Larimar. Minerals 2023,13,1221.

參、 研究方法

一、樣本介紹

圖八、拉力馬八個樣本介紹

       
         為了進行這項研究，共搜集了8個拉利馬樣本，通過市場採購的方式獲得。在進行成分檢測前，每個樣本上的藍色區域、白色區域和藍綠色至淡藍色區塊均被仔細標記，以確保測試結果的準確性和可靠性。

二、儀器介紹

（一）拉曼光譜儀

由Enwave Optronics製造的Pro TT-UID-A5型號拉曼光譜儀，採用785nm激光對樣品進行激發，獲取分子振動的光譜信息，對於鑑定寶石的結晶結構與化學成分極為關鍵。

（二）紫外-近紅外-可見光譜儀

廣州標旗電子科技製造的Gem-3000型號，可測得紫外至近紅外範圍的光譜反射或透過率，對於分析寶石顏色變化和確認其成因非常有效。

（三）能量色散X射線螢光光譜儀（ED-XRF）

Thermo NITON的XL3t 950型號，此非破壞性元素分析儀器可確定寶石中各種微量元素含量，對研究寶石顏色成因至關重要，通過檢測樣品表面X射線，分析出樣品中元素的種類與含量。

肆、研究結果

一、拉曼光譜儀

        拉利馬所屬之針納鈣石拉曼光譜呈現如下圖，因此我們透過比對樣本標記處之拉曼光譜儀圖確認標記處為針納鈣石。檢測結果如下圖，共 24 處皆為針納鈣石，唯獨一處（樣本 4-3）出現無相對應圖譜之礦物光譜，尚須近一步研究。

二、UV-VIS-NIR 測量特定樣本位置結果

        從樣本 1 的光譜圖可以發現不同標記處皆在 375nm 處有個急遽的轉折點、在 572nm 有小波峰以及在 650nm 和 943nm 處有一個小波谷。

        樣本 2 之光譜與樣本 1 類似，然在572nm 處無小峰值，這現象僅出現在樣本 2 當中，因此這部分我們將作後續成分分析時探討。

圖十二、各樣本 UV-VIS-NIR 測量位置1（藍色區域）與位置2（白色區域） 結果

        上圖為所有樣本標記之藍色處（為標記號為 1 之處）與白色區域（為標記號為 2 之處）之比較，由圖形可見兩者有一致的波峰波谷，差異度主要為縱軸之強度變化。而兩者圖中，標本 2 皆呈現較與其他樣本不同的波型（如上述 572nm 部分較為平坦）。

三、XRF X光螢光光譜儀檢測

         X光螢光光譜儀(X-ray Fluorescence Spectrometer，簡稱XRF光譜儀)。是一種快速檢測定量固體和液體樣品元素組成的非破壞性物質量測方法。我們用 XRF 檢測樣本標示處之 V 、Co、 Cu、Fe 、Mn、Cr、 Ti 之含量 （單位：ppm），用以確認是否顏色之差異與其含量變動有關。

圖十三、各樣本特定位置 XRF 測量結果

       其結果發現標本 2 之 Mn 含量高於其他標本許多，推測可能為該標本在光譜儀圖譜中 572nm 無波峰之原因。

圖十四、各樣本特定位置 XRF 測量結果（依照顏色排列）

         另將樣本標記處數值以顏色排列，可以發現透明到白色的標記處其在 Cu 與 Co 的數值為 0。具有帶黃調藍色的標記處則是在鐵含量部分比例極高。而標記處呈現藍色的成分在 V 元素部分皆有相對白色較高的數值。因此，我們可以從圖表可得知含藍色元素含有較多釩（V） 與 銅（Cu），此實驗結果與 Espí (2017) 研究結果一致，同時釩（V）與藍色之關係也與陳惠芬教授 2023 年發表之論文一致。

四、延伸討論

          拉利馬的藍色顏色深淺除了成分導致外，我們也從陳惠芬老師之發表論文 (2023) 得知透過觀測位置不同，呈現之顏色樣貌也不同。

圖十四、拉利馬顏色深淺與觀測方向之關係

圖十五、拉利馬顏色深淺與觀測方向之關係

Huang, H.-M.; Shih, Y.-H.; Chen, H.-F.; Lee, H.-Y.; Fang, J.-N.; Shen, C.-C.; Yu, B.-S. Revealing the Secrets behind the Color and Sea-Wave Patterns of Larimar. Minerals2023,13,1221.

       由於拉利馬所屬之針鈉鈣石其結晶習性為輻射狀、纖維狀，因此若觀測者從 A 纖維狀之突起點觀測與從 B 長軸觀測，A 處能獲得更深之藍色。而 C 處可見，若為兩纖維之交叉處觀測即可見到市面上稱為「龜背紋」的效果。

伍、結論

一、檢測結果
         從圖表可得知含藍色元素含有較多釩（V） 與 銅（Cu），此實驗結果與 Espí (2017) 研究結果一致，同時釩（V）與藍色之關係也與陳惠芬老師之發表論文 (2023)一致；另由 XRF 結果推論鐵 （推論為 Fe2+) 可能為導致黃色調之原因。

二、未來研究方向建議

        可持續深入研究議題：Larimar 綠色調顏色致色因素；由於研究儀器限制，尚無法從樣品結論驗證 V+Fe 含量> 600 ppm 才會呈現藍、綠致色，預計未來使用 ICP-MS儀器進行進一步檢驗以及Larimar 的形成地質背景的深入研究。

陸、參考文獻

Huang, H.-M.; Shih, Y.-H.; Chen, H.-F.; Lee, H.-Y.; Fang, J.-N.; Shen, C.-C.; Yu, B.-S. Revealing the Secrets behind the Color and Sea-Wave Patterns of Larimar. Minerals 2023, 13, 1221

Guillermo, Alvarado & Verdeja, E. & Rodríguez, J. & Barrantes, Manuel. (2017). Contribution on the larimar host rock (Dominican Petrographic Republic) and some notes about its origen.

Espí, J. A., 2017. Estudio de fibras y colores del Larimar Dominicano. Boletín Geológico y Minero

Bente, Klaus & Thum, Rolf & Wannemacher, Josef. (1991). Colored Pectolites, so-called "Larimar", from Sierra de Baoruco, Barahona Province, southern Dominican Republic. Neues Jahrbuch für Mineralogie - Monatshefte. 1. 12-22.