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【摘 要】 通过对青海东昆仑三岔口软玉矿区样品显微硬度、扫描电镜、X射线粉晶衍射物相定性和结晶度等分析,将其与和田软玉对比,青海软玉硬度较高、透闪石含量稍低、结晶度偏高;透闪石主要呈毛毡状交织结构、显微纤维结构和显微片状结构,定向性普遍较好。从两地软玉矿区的矿床地质特征来看,青海软玉成礦母岩相对贫Mg、Si而富Ca,动力改造相对较弱,成矿温度较高,这是造成两地软玉在岩石矿物学特征上巨大差异和青海软玉透明度偏高、油润度不足的根本原因。
【关键词】 岩石矿物学特征;青海软玉
软玉在自然界分布较为广泛,是人类最早开发利用的天然玉石资源之一。从古到今,软玉以色泽柔和、质地细腻、温润光洁而深受人们的喜爱。我国比较著名的软玉矿床有和田、玛纳斯、辽宁岫岩、格尔木、台湾花莲以及上个世纪90年代以后新发现的软玉矿床等。
以往对软玉的研究大多数局限在对单个产地软玉的研究,对比性研究不足,尤其对于不同产地软玉质地差别的原因缺乏系统研究,造成市场上不断出现滥竽充数的现象。因此,探索不同产地软玉鉴别标志和质量评价因素显得尤为重要。二十世纪九十年代初,位于青海境内的东昆仑地区陆续发现了多个软玉矿点,因产量大而迅速对市场造成冲击。不同产地软玉的质量和价格差别很大,正确鉴定软玉的产地必须依靠软玉岩石学、矿物学以至矿床学等诸多领域共同努力。为此,笔者结合工作实际,先后多次进入矿区进行实地考察,获取了大量第一手资料,经过多年系统研究,取得了一系列认知。
1 物理性质
1.1光学性质
青海软玉颜色多样,常见为烟青色、淡绿色和灰白色;此外矿区也有少量浅黄色、紫色及黑色软玉。样品多呈弱油脂光泽。半透明-微透明,透明度普遍比和田软玉高。同济大学宝玉石测试中心通过采集矿区的各色代表性样品,利用点测法测得各色代表性软玉样品平均折射率为1.612,与标准透闪石(1.600)基本一致。
1.2力学性质
同济大学材料测试中心采用静水称重法,测得青海软玉平均密度为2.94—3.06g/cm3),相对于新疆和田软玉(平均密度2.66—2.92g/cm3)略高。同时,随机测试两个青海软玉样品20个点的显微硬度,平均值为573.43kg/mm2,比两块和田软玉样品测得的平均值(535.38kg/mm2)高。
2 物质组成
2.1化学组成
武汉综合岩矿测试中心对上述青海软玉的荧光光谱进行了分析,结果显示,其主要化学成分的含量(质量分数w)平均值(SO259.03%、MgO22.30%、CaO14.27%)与透闪石矿物理论值(SO259.169%、MgO24.808%、CaO13.805%)基本一致。根据闪石族矿物化学成分通式[A0-1B2C5[T8O22](OH,F,Cl)2],A位离子的Na+、K+含量很低,基本上可以忽略;B位离子主要是Ca2+;C位离子主要是Mg2+和Fe2+,Mg2+与Fe2+呈互为消长的类质同象关系;T位离子主要为Si4+和Al3+。在角闪石分类图上青海软玉落在透闪石范围以内,这就表明无论青玉还是白玉,青海软玉中基本不含阳起石。
2.2矿物组成
对样品采用D/max2550VB3X射线粉晶衍射仪,进行物相分析,测试条件为铜靶(λ=1.5406mm),管压40kV,管流100mA,扫描范围50-700。步进扫描速度(2θ)为100/min,步长0.0200。
青海软玉主要谱峰位置和强度均与JCPDF标准卡片中的透闪石一致,这就说明,青海软玉主要由透闪石组成。在镜下观察也发现,青海软玉主要由纤维状、片状、针状透闪石矿物组成,透闪石含量大多数在90%乃至95%以上,比和田玉(约99%)低,其杂质矿物主要是透辉石、方解石及白云石等。
3 结构和构造特征
青海软玉是透闪石矿物的隐晶质集合体,结构特征如下:
①毛毡状交织结构。透闪石呈纤维状互相交织,纤维宽度多在1-5μm。具有这个结构的软玉温润感强,油脂性好,一般商业价值较高,大多属于高档青海软玉。
②显微纤维结构。透闪石纤维呈弱定向,近乎平行排列,纤维长短轴之比通常为5:1-10:1。具有这个结构的软玉在矿区出露较为普遍,但其透明度普遍较高,油性不足而缺乏温润感,一般价值中等,这在市场上是青海软玉的主体。值得注意的是,在青海软玉中普遍发现宽数毫米至数厘米的透明线状构造(市场俗称“水线”)。水线在化学成分、氢氧同位素组成上与两侧的软玉主体部分基本一致;然而扫描电镜下观察却发现“水线”部分透闪石纤维的长轴长度通常为短轴长度的数十倍甚至还要更高,并严格平行排列。
③显微片状结构。透闪石呈显微片状近于平行排列,宽度大多集中在50-100μm,厚度为1-5μm。具有这个结构的软玉透明度通常也较高,但油性不足。稍微用力敲击,软玉就会呈片状剥落,这就无法加工,所以商业价值不太高。
4 结晶度探析
随机选取两个青海软玉样品及两个和田玉样品,利用Philip-PW1710X射线衍射仪测试其结晶度。这与定性分析有所不同,本测试采取对样品小范围(2θ为240-430)慢速进行扫描。
根据衍射峰强度与背景强度的比值大小估算结晶度。计算结果显示,青海软玉结晶度平均值为0.96,大于新疆软玉样品的平均值0.82。
5 结语
通过野外勘查,结合软玉矿床地质特征的相关研究成果,本文能为解决软玉的产地鉴定问题提供一定的线索和理论基础。
①矿床成因。青海三岔口矿床的软玉为海西期基性辉长岩(SiO2含量介于46.33%-55.29%)与前寒武纪万保沟群灰质白云岩(Ca与Mg含量比值介于1.31-1.53)接触交代而成。青海软玉形成于贫Mg富Ca的环境,致使青海软玉中透辉石、方解石等含钙较高的杂质矿物较多,并直接导致软玉中透闪石含量相应降低,纯度不高。
②微观结构构造特征。与新疆和田软玉相比,青海软玉具有透闪石纤维定向性好、颗粒粗的特点。由于排列有序的透闪石纤维其折射光也相对有序,使透射光增强,散射及反射光相对暗淡;同时透闪石颗粒越大,单位体积内入射光的反射与散射的几率就越小,也会造成透射光增强,导致青海软玉的透明度偏高而略显轻飘。青海软玉中“水线”部分显示出的极高的透明度正是最直接的佐证。
③青海软玉结构构造的特点是其形成时遭受动力改造的一种反映。三岔口软玉矿区除极少数位于断裂带两侧的软玉质量较好之外,碳酸盐岩围岩夹层中的软玉受动力改造作用普遍较弱,结晶度高,透明度也相应偏高,质量较差。
总之,无论是软玉物质组成、微观结构还是结晶度,都充分揭示软玉成矿条件的不同才是导致不同产地软玉表观特征产生巨大差异的根本原因。
参考文献:
[1]周征宇等.青海软玉中“水线”的特征及其成因探讨[J].宝石和宝石学杂志,2005,7(3):10-12.
[2]周征宇等.东昆仑三岔口软玉成矿机制及成矿物源分析[J].地质找矿论丛,2006,21(3):195-198,202.
[3]廖宗廷等.回顾与展望:软玉研究[J].上海地质,2005(3):63-66.
[4]柴凤梅,帕拉提.和田软玉与青海软玉的宝石学特征对比研究[J].新疆工学院学报,2000,21(1):77-80.
[5]唐延龄,刘德权,周汝洪.和田玉的名称、文化、玉质和矿床类型之探讨[J].岩石矿物学杂志,2002,21(增刊):13-21.
【关键词】 岩石矿物学特征;青海软玉
软玉在自然界分布较为广泛,是人类最早开发利用的天然玉石资源之一。从古到今,软玉以色泽柔和、质地细腻、温润光洁而深受人们的喜爱。我国比较著名的软玉矿床有和田、玛纳斯、辽宁岫岩、格尔木、台湾花莲以及上个世纪90年代以后新发现的软玉矿床等。
以往对软玉的研究大多数局限在对单个产地软玉的研究,对比性研究不足,尤其对于不同产地软玉质地差别的原因缺乏系统研究,造成市场上不断出现滥竽充数的现象。因此,探索不同产地软玉鉴别标志和质量评价因素显得尤为重要。二十世纪九十年代初,位于青海境内的东昆仑地区陆续发现了多个软玉矿点,因产量大而迅速对市场造成冲击。不同产地软玉的质量和价格差别很大,正确鉴定软玉的产地必须依靠软玉岩石学、矿物学以至矿床学等诸多领域共同努力。为此,笔者结合工作实际,先后多次进入矿区进行实地考察,获取了大量第一手资料,经过多年系统研究,取得了一系列认知。
1 物理性质
1.1光学性质
青海软玉颜色多样,常见为烟青色、淡绿色和灰白色;此外矿区也有少量浅黄色、紫色及黑色软玉。样品多呈弱油脂光泽。半透明-微透明,透明度普遍比和田软玉高。同济大学宝玉石测试中心通过采集矿区的各色代表性样品,利用点测法测得各色代表性软玉样品平均折射率为1.612,与标准透闪石(1.600)基本一致。
1.2力学性质
同济大学材料测试中心采用静水称重法,测得青海软玉平均密度为2.94—3.06g/cm3),相对于新疆和田软玉(平均密度2.66—2.92g/cm3)略高。同时,随机测试两个青海软玉样品20个点的显微硬度,平均值为573.43kg/mm2,比两块和田软玉样品测得的平均值(535.38kg/mm2)高。
2 物质组成
2.1化学组成
武汉综合岩矿测试中心对上述青海软玉的荧光光谱进行了分析,结果显示,其主要化学成分的含量(质量分数w)平均值(SO259.03%、MgO22.30%、CaO14.27%)与透闪石矿物理论值(SO259.169%、MgO24.808%、CaO13.805%)基本一致。根据闪石族矿物化学成分通式[A0-1B2C5[T8O22](OH,F,Cl)2],A位离子的Na+、K+含量很低,基本上可以忽略;B位离子主要是Ca2+;C位离子主要是Mg2+和Fe2+,Mg2+与Fe2+呈互为消长的类质同象关系;T位离子主要为Si4+和Al3+。在角闪石分类图上青海软玉落在透闪石范围以内,这就表明无论青玉还是白玉,青海软玉中基本不含阳起石。
2.2矿物组成
对样品采用D/max2550VB3X射线粉晶衍射仪,进行物相分析,测试条件为铜靶(λ=1.5406mm),管压40kV,管流100mA,扫描范围50-700。步进扫描速度(2θ)为100/min,步长0.0200。
青海软玉主要谱峰位置和强度均与JCPDF标准卡片中的透闪石一致,这就说明,青海软玉主要由透闪石组成。在镜下观察也发现,青海软玉主要由纤维状、片状、针状透闪石矿物组成,透闪石含量大多数在90%乃至95%以上,比和田玉(约99%)低,其杂质矿物主要是透辉石、方解石及白云石等。
3 结构和构造特征
青海软玉是透闪石矿物的隐晶质集合体,结构特征如下:
①毛毡状交织结构。透闪石呈纤维状互相交织,纤维宽度多在1-5μm。具有这个结构的软玉温润感强,油脂性好,一般商业价值较高,大多属于高档青海软玉。
②显微纤维结构。透闪石纤维呈弱定向,近乎平行排列,纤维长短轴之比通常为5:1-10:1。具有这个结构的软玉在矿区出露较为普遍,但其透明度普遍较高,油性不足而缺乏温润感,一般价值中等,这在市场上是青海软玉的主体。值得注意的是,在青海软玉中普遍发现宽数毫米至数厘米的透明线状构造(市场俗称“水线”)。水线在化学成分、氢氧同位素组成上与两侧的软玉主体部分基本一致;然而扫描电镜下观察却发现“水线”部分透闪石纤维的长轴长度通常为短轴长度的数十倍甚至还要更高,并严格平行排列。
③显微片状结构。透闪石呈显微片状近于平行排列,宽度大多集中在50-100μm,厚度为1-5μm。具有这个结构的软玉透明度通常也较高,但油性不足。稍微用力敲击,软玉就会呈片状剥落,这就无法加工,所以商业价值不太高。
4 结晶度探析
随机选取两个青海软玉样品及两个和田玉样品,利用Philip-PW1710X射线衍射仪测试其结晶度。这与定性分析有所不同,本测试采取对样品小范围(2θ为240-430)慢速进行扫描。
根据衍射峰强度与背景强度的比值大小估算结晶度。计算结果显示,青海软玉结晶度平均值为0.96,大于新疆软玉样品的平均值0.82。
5 结语
通过野外勘查,结合软玉矿床地质特征的相关研究成果,本文能为解决软玉的产地鉴定问题提供一定的线索和理论基础。
①矿床成因。青海三岔口矿床的软玉为海西期基性辉长岩(SiO2含量介于46.33%-55.29%)与前寒武纪万保沟群灰质白云岩(Ca与Mg含量比值介于1.31-1.53)接触交代而成。青海软玉形成于贫Mg富Ca的环境,致使青海软玉中透辉石、方解石等含钙较高的杂质矿物较多,并直接导致软玉中透闪石含量相应降低,纯度不高。
②微观结构构造特征。与新疆和田软玉相比,青海软玉具有透闪石纤维定向性好、颗粒粗的特点。由于排列有序的透闪石纤维其折射光也相对有序,使透射光增强,散射及反射光相对暗淡;同时透闪石颗粒越大,单位体积内入射光的反射与散射的几率就越小,也会造成透射光增强,导致青海软玉的透明度偏高而略显轻飘。青海软玉中“水线”部分显示出的极高的透明度正是最直接的佐证。
③青海软玉结构构造的特点是其形成时遭受动力改造的一种反映。三岔口软玉矿区除极少数位于断裂带两侧的软玉质量较好之外,碳酸盐岩围岩夹层中的软玉受动力改造作用普遍较弱,结晶度高,透明度也相应偏高,质量较差。
总之,无论是软玉物质组成、微观结构还是结晶度,都充分揭示软玉成矿条件的不同才是导致不同产地软玉表观特征产生巨大差异的根本原因。
参考文献:
[1]周征宇等.青海软玉中“水线”的特征及其成因探讨[J].宝石和宝石学杂志,2005,7(3):10-12.
[2]周征宇等.东昆仑三岔口软玉成矿机制及成矿物源分析[J].地质找矿论丛,2006,21(3):195-198,202.
[3]廖宗廷等.回顾与展望:软玉研究[J].上海地质,2005(3):63-66.
[4]柴凤梅,帕拉提.和田软玉与青海软玉的宝石学特征对比研究[J].新疆工学院学报,2000,21(1):77-80.
[5]唐延龄,刘德权,周汝洪.和田玉的名称、文化、玉质和矿床类型之探讨[J].岩石矿物学杂志,2002,21(增刊):13-21.