自古有言“黄金有价,玉无价。”翡翠在我国的玉文化中占据重要地位,它的颜色丰富,质地温润,且韧性良好,是当之无愧的“玉石之王”。对翡翠风化作用形成皮壳的特征研究有助于判别内部质量状况,前人对其有一定程度的研究,但其形成机理研究还不够深入。本文从广东佛山平洲收集了不同颜色皮壳的翡翠原石,对其进行宝石学常规测试,显微镜下观察,电子探针、X射线粉晶衍射和红外光谱和紫外-可见光光谱等测试实验,对次生作用下翡翠的矿物组成及其化学成分特征,结构特征和谱学特征等方面进行研究,探讨不同皮壳的致色原因及结构的变化。电子探针测试表明样品的主要矿物有硬玉,次要矿物有浅闪石、蓝闪石等闪石族矿物。皮壳处的矿物颗粒并未改变成分,内部矿物为硬玉的皮壳也为硬玉,而充填于颗粒间隙的次生矿物可能多为褐铁矿、赤铁矿和绿泥石等粘土矿物,且绿泥石中主要致色元素为Fe2+。内部正绿色翡翠的皮壳处虽然已经风化为褐红色等,但皮壳中硬玉仍含有0.1-0.2%的Cr2O3,内部为较纯的硬玉矿物。偏光显微镜下观察显示,翡翠皮壳的结构与内部特征具有相关性。所选取的大多数翡翠样品皮壳与内部矿物颗粒都为硬玉,皮壳处结构疏松,颗粒间隙较大,颗粒间隙充填有暗色隐晶质-微晶质矿物,部分样品黑色皮壳矿物颗粒表现为蚀变现象。次生油青种翡翠中可见呈细微的网脉状结构及交代残余结构,为暗色隐晶质矿物可能以充填或交代的形式存在于翡翠中而致色。X射线粉晶衍射测试显示黑乌砂皮处的矿物除硬玉外,还有有绿泥石等次生矿物;红外光谱测试图谱显示,黑乌砂皮翡翠和部分黄砂皮翡翠的皮壳颜色3500cm-1处有较宽且平缓的吸收峰,可能指示次生作用为主要致色原因;紫外-可见光光谱显示正绿色翡翠的绿色部分主要为Cr3+致色,浅绿色的翡翠同时具有铁和铬的吸收峰,翠绿色的翡翠只有明显的铬吸收峰。由于三价铁对翡翠颜色贡献不大,结合探针数据,可推断翡翠浅绿色主要为Cr3+致色,翠绿色主要为Cr3+和Fe2+共同致色。