新疆和田玉的特征研究

2　和田玉矿产分布及矿床概述

新疆和田玉分布于塔里木盆地之南的昆仑山一阿尔金山地区,西起喀什地区塔什库尔干县,中经和田县南部,东至且末县南部。和田玉成矿带断续长1100多公里,为海西期闪长岩与前寒武系结晶灰岩接触交代成矿的,矿体呈囊状、透镜状,产于大理岩中。昆仑山北部的和田玉产地依其地质特征分为三个地区,由西至东为:

(1)莎车—叶城地区,东经76～78°间,属塔什库尔河及提孜那河上游之间的前寒武纪隆起区,与矿床形成有关的地层为蓟县系和长城系,其中发育有镁质大理岩。玉种为青玉,次为青白玉,白玉少见。

(2)和田—于田地区,东经78～82°间,昆仑山北部前震旦纪隆起的两侧,其构造线的走向以东经81°为界,西部为NW向,东部为NE向。矿床所在地层为蓟县系或长城系,其中有华力西晚期的中酸性侵入岩,在接触带上形成玉矿。本区玉种齐全,有白玉、羊脂白玉、青白玉、青玉、墨玉、黄玉等。

(3)且末—若羌地区,玉矿位于阿尔金山西段北坡,构造线走向为NEE-SWW向,出露地层是蓟县系的海相碎屑沉积岩及碳酸盐类岩石,侵入岩为华力西晚期的花岗岩类,大地构造位于昆仑山地槽褶皱带的阿尔金山断块。产白玉、青白玉、青玉、糖玉。

软玉矿床分为内生和外生两类,内生矿床有:(1)产于花岗岩、花岗闪长岩与大理岩接触带中的接触交代型软玉矿床,如新疆和田玉、俄罗斯的软玉矿,(2)超基性交代岩中的软玉矿,如加拿大、新西兰、美国、波兰等,(3)变质型软玉矿,如澳大利亚等。外生矿床有:坡积型、冲积型和冰渍型矿床。

大量资料表明:和田玉形成是岩浆期后溶液与白云石大理岩以双交代方式进行,其化学反应式为:

3　和田玉的特征

3.1　矿物成分及分类

和田玉矿物成分主要为透闪石或阳起石,呈细粒纤维状、针状,伴生矿物有铬尖晶石、透辉石、磁铁矿、针镍矿、石墨、独居石等。其中透闪石晶体结构为硅氧四面体以角顶相连形成平行C轴的双链(可看成两个单链组成),其中络阴离子团[Si4O11]6-,连接双链的阳离子Mg2+、Fe2+位于双链中活性氧及氢氧根离子组成的八面体空隙。

唐延龄等(1994)研究和田玉有六种结构:毛毡状、叶片状、纤维状、纤维一隐晶质状、叶片一隐晶质状、放射(帚)状等,其典型结构为毛毡状结构,即极微细的纤维状透闪石晶粒无定向交织成毛毡状,整体结构均一,因此其原料具有良好的致密性、“油性”、坚韧性及可雕性,随晶粒加大,结构变粗,品质变劣。

和田玉多为微透明,少数半透明或不透明,油脂光泽,折射率1.605～1.620,比重2.934～2.985,摩氏硬度6.5～7。

和田玉按其产出状态分为:仔玉(原生玉石经剥蚀,搬运到水系中的砂矿)、山流水(由冰川或洪水搬运下来的玉石)和山料(从原生矿开采得到)。

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按其颜色分为:

(1)羊脂玉,透闪石>99%,粒度0.0006mm×0.033mm～0.001mm×0.01mm,具纤维变晶交织结构或毛毡状结构,结构均匀。

(2)白玉,以透闪石为主,呈板柱状、长柱状,粒度0.009mm×0.002mm～0.018mm×0.006mm,结构较均匀,个别透闪石颗粒粗大。

(3)青白玉,白玉-青玉的过渡类型,粒度0.0006mm×0.002mm～0.014mm×0.004mm,残余花岗变晶结构。

(4)青玉,微细透闪石93%～95%,粒度0.0013mm×0.0053mm～0.006mm×0.004mm,纤维变斑状或篙束变晶结构,局部为毛毡状、放射状结构,结构不均匀。

(5)墨玉,透闪石为柱状、粒状,小粒0.00033mm×0.0033mm,大粒0.008mm×0.0053mm,透闪石间有0.01mm×0.0066mm石墨填充。

除此外,和田玉有一个特殊品种即璞玉,包括色皮(仔玉外有一层不同色的表皮,氧化所致,分秋梨子、虎皮子、黑皮子、鹿皮子)、糖玉(山料玉外有一层较厚的红褐色浸染,内为白玉或青玉)和袍玉(外围一层围岩)。

3.2　和田玉的化学成分

和田玉是一种含水的钙镁硅酸盐,属角闪石族矿物Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2,含少量Cr、Ni、Co等元素。由于透闪石中镁铁间为完全类质同象替代,置换不同,导致矿物颜色、特性不同。在Fe2+替代Mg2+占据畸变八面体位置时,当Mg2+/(Mg2++Fe2+)≥0.9称为透闪石;0.5≤Mg2+/(Mg2++Fe2+)≤0.9称为阳起石;当Mg2+/(Mg2++Fe2+)≤0.5称为铁阳起石。

通过对比国内外软玉的化学成分(据廖宗廷等,见表1)可看出软玉的主要化学成分SiO2、CaO和MgO含量有差别,即中国和田玉均高于国外的;铁含量是影响颜色主要的因素,各国软玉中的FeO含量变化较大,只有中国和田玉中含量最低,约0.73%,故和田玉的颜色最好。

据李雯雯等(1999)的x-射线粉晶衍射测得白玉、青白玉、青玉的数值基本相近,均属透闪石。为了进一步研究和田玉的化学成分特征,我们又对不同颜色和田玉作了化学分析(见表2),比较其中各氧化物含量,从表2数据可知由白玉至墨玉,颜色逐渐变深,FeO的含量逐渐增加,有时与Cr、Mn有关,而SiO2和CaO含量逐渐降低,但变化趋势不大。其主要成分与透闪石理论值基本相似,说明和田玉的主要成分是透闪石矿物,只是混有杂质(如磁铁矿、石墨等)使数值稍有差别,这些杂质影响和田玉的玉质,产生不同品种。

由于Mg2+/(Mg2++Fe2+)比值对和田玉矿物组份的确定和颜色影响都有很重要的指示作用,我们根据所作的化学成分结果计算矿物化学式中的离子系数(见表3),以23个氧原子计算。通过计算得到Mg2+/(Mg2++Fe2+)均大于90%,属于透闪石系列。随着FeO含量增加,镁铁比值呈变小趋势,导致和田玉的颜色也越来越深。

透闪石矿物颗粒大小也对和田玉有影响,颗粒越粗,杂质增多,往往出现亚铁氧化成三价铁(呈红棕色,多见裂隙处),使玉石质地下降。据唐延龄等通过电子显微镜观察,和田玉粒度较细,而四川龙溪玉粒度0.01～0.05mm,加拿大不列颠透闪石玉粒度<0.3mm,澳大利亚科韦尔透闪石玉粒度0.003～0.11mm,可以看出和田玉粒度最细,因此质量最好。

4　结论

(1)对于和田玉,由其化学成分计算Mg2+/(Mg2++Fe2+)≥0.9,它的基本成分接近透闪石理论值,其主要矿物属于透闪石系列,(2)和田玉FeO含量、矿物粒度决定颜色及玉质,随着铁的增多,粒度变大,颜色加深,玉质下降,(3)二价铁易氧化为三价铁,呈红棕色与其它杂质影响玉质,(4)和田玉具有六种结构,但典型结构是毡状交织结构,使和田玉韧性较大,抗断能力强。

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