吉林省宝玉石开发利用现状及可持续利用研究

2021-11-23曹钟元

吉林地质 2021年3期

曹钟元

吉林省地质科学研究所，吉林长春 130012

0 引言

吉林省宝玉石矿产资源较为丰富，目前已发现6种宝石、15种玉石以及观赏石、砚石等矿产。全面了解吉林省宝玉石类资源状况，加强宝玉石资源的基础研究，对指导吉林省宝玉石资源的合理开发，推动珠宝业的跨越式发展，为产业制订发展规划，促进吉林省旅游、经济和矿业的发展建设无疑有着十分迫切而重要的意义。

1 宝玉石矿产资源及潜力

1.1 矿产资源种类及分布

(1)宝石:截止到2019年底，我省共发现了橄榄石、蓝宝石、红宝石、金刚石、水晶和石榴石等6种宝石类矿产。其中橄榄石和蓝宝石发现了矿产地，其它宝石仅发现了宝石线索，存在一定的找矿远景。

吉林省共发现宝石矿产地8处，其中橄榄石宝石矿产地6处，蓝宝石宝石矿产地2处(表1)。

表1 吉林省宝石矿产地统计表

橄榄石宝石矿产地共有2处矿床和4处矿点，成分为镁橄榄石。橄榄石宝石矿床成矿时代为上新世，矿床类型均为陆相火山岩岩浆型。矿产地主要分布在吉林市、白山市和延边朝鲜族自治州。其中敦化市分布矿床2处，蛟河市分布矿点2处，安图县分布矿点1处，汪清县分布矿点1处[1]。

蓝宝石矿产地共有1处矿床和1处矿点，成矿时代为全新世，成因类型为砂矿型。矿产地分布在桦甸市和白山市。

(2)玉石:吉林省发现的玉石矿产地分别位于延边州、通化市、吉林市和白山市，其中鸡血玉和敖东玉分布在延边州，蛇纹石玉分布在通化市，磐龙玉和吉林玉分布在吉林市，长白玉分布在白山市(表2)。

表2 吉林省玉石矿产地分布情况统计表

(3)观赏石及砚石:吉林省内发现的松花石矿产地位于延边州、通化市和白山市，其中延边州分布小型矿床1处，占吉林省松花石矿产地数量的16.67%，通化市分布小型矿床1处，矿点1处，占吉林省松花石矿产地数量的33.33%，白山市分布小型矿床2处，矿点1处，占吉林省松花石矿产地数量的50%(表3)。

表3 吉林省松花石矿产地分布情况统计表

1.2 重要宝玉石矿产的质量

宝玉石分为天然宝玉石与人工宝玉石，本文论述的主要为前者，宝玉石最重要的珍贵之处是其完美的外表及其质量。

(1)橄榄石:我国是大颗粒宝石级橄榄石的重要产出国,吉林省目前是我国第二大橄榄石产出地。橄榄石粒度多为5～8 mm,少数大于10 mm,最大达50 mm。宝石级橄榄石呈短柱状或粒状,晶体干净、透明,抛光面玻璃光泽、断口油脂光泽。颜色为特征的橄榄绿色至绿色,弱三色性:淡黄绿色、黄绿色、绿色,随着样品颜色加深而增强。光谱分析在蓝绿区、红橙区有吸收带,具体在780 nm、635 nm和489 nm处为强吸收。折射率为1.652～1.690,密度约为3.33～3.39 g/cm3。平均摩氏硬度为6.38。橄榄石内部含有棕红色尖晶石、八面体暗色铬铁矿固体包裹体，形态呈“睡莲叶”状，沿固体包裹体、裂隙见填充气液包裹体及铁质浸染痕迹等。赋存岩石为角砾状含橄榄包体玄武岩,灰黑色,致密块状或气孔构造。其中含有大小不一的棱角状、浑圆状2～10 cm的橄榄岩捕虏体无规律分布,橄榄岩与玄武岩界线明显,粗粒结构。岩石成分橄榄石体积分数50%以上、辉石体积分数20%～30%、少量尖晶石、铬铁矿等暗色矿物。宝石级橄榄石以镁橄榄石—贵橄榄石过渡品种为主,脆性强,呈粒状产出,晶形完好者罕见[2]。

对791矿区橄榄石成品进行了取样分析，通过紫外可见光谱和红外反射光谱检测，橄榄石成品紫外可见光谱的3条特征吸收带与检测数值符合橄榄石紫外光谱特征，453 nm、477 nm、497 nm为强吸收带(图1)。本次红外吸收谱带的波数及谱形与《T/CAQI 73—2019》关于橄榄石的测定标准基本一致(图2)。通过显微镜分析,样品具有弱多色性,折射率介于1.650～1.688之间,放大检查矿物内具有盘状气液包体、矿物包体、双折射现象明显的特点,密度为3.31 g/cm3。

图1 橄榄石成品紫外可见光谱 Fig.1 Ultraviolet visible spectrum of olivine products

图2 橄榄石成品红外反射光谱Fig.2 Infrared reflectance spectrum of olivine products

(2)蓝宝石(桦甸市辉发河蓝宝石):吉林桦甸蓝宝石多呈浑圆粒状，有的样品可呈浑圆的六方桶状、腰鼓状，展现六边形的横截面。完整晶形为平行双面与六方双锥的聚形。部分样品在锥面上可以见到模糊的横纹。颗粒大小不一，粒度大多在7 mm×6 mm～14 mm×10 mm之间，质量在0.21～1.93 g之间。颜色以深蓝色—蓝黑色为主，另可见一些淡蓝色、黄色、绿色、橙红色样品，呈现蓝宝石丰富多彩的颜色。部分蓝黑色的样品，表面的黑色膜层剥落，显现出里面浓郁的深蓝色。部分样品颜色不均匀，个别样品部分区域呈现乳蓝白色，也有同时呈现蓝和黄两种颜色的。二色性明显，蓝色样品沿C轴观察，表现为深蓝色、深蓝绿色、深黄绿色；垂直C轴观察，表现为黄绿色、蓝绿色；绿色样品表现为蓝绿色、黄绿色；淡蓝色样品表现为蓝黄色、褐黄色；黄色样品表现为相同黄色的不同色调，不太明显。

本区发现的蓝宝石质量上乘，可用作珠宝首饰加工。

(3)蛇纹石玉:吉林省蛇纹石玉，又称“安绿玉”，因吉林省内的蛇纹石玉产于集安市，又名“集安玉”，泛指能用作宝玉石或工艺、装饰材料的蛇纹石块状集合体或蛇纹岩，其组成矿物主要是叶蛇纹石、纤维蛇纹石或利蛇纹石，此外含少量透闪石、透辉石、滑石、菱镁矿、白云石、绿泥石等矿物。按照中国珠宝玉石鉴定国家标准，蛇纹石玉的密度2.44～2.80 g/cm3，折色率1.560～1.570，硬度2～6，蜡状光泽至玻璃光泽，质地一般细腻，手摸有滑感，半透明至微透明，常见颜色有绿至绿黄、白色、棕色、黑色等，常呈细粒叶片状或纤维状隐晶质结构。蛇纹石矿物都呈块状细粒或纤维状集合体，未曾发现蛇纹石的独立晶体。蛇纹石玉虽然不是高档玉石，但以其色泽艳丽、质地细腻、透明度高、块度较大和易于雕刻加工而深受玉石加工业和消费者的欢迎。

笔者对集安市马蹄沟矿区蛇纹石玉进行了取样岩矿鉴定，鉴定两块标本，岩性分别为碳酸盐化蛇纹岩和蛇纹石化橄榄岩，碳酸盐化蛇纹岩主要由蛇纹石、碳酸盐矿物构成，蛇纹石体积分数约占70%，鳞片状集合体粒径在0.4 mm左右，碳酸盐矿物体积分数约占30%；蛇纹石化橄榄岩主要由橄榄石、蛇纹石构成，橄榄石体积分数约占90%，粒径在0.1～0.2 mm，粒状变晶结构，鳞片状蛇纹石体积分数约占10%。

(4) 长白玉:长白玉又称长白石、马鹿玉，也称长白五彩石，产于吉林省长白县马鹿沟一带。该玉石石质细腻致密，温润洁净，坚而不顽；颜色有绿、黄、青、蓝、深褐、紫红、灰白等；纹理自然流畅，各色混生形成卷纹、流纹、蟒纹、龟纹、流霞纹等；光泽度好，多为微透明至半透明，少数透明；折射率约1.56～1.60；摩氏硬度约2～2.5度，断口呈贝壳状，相对密度约为2.0～2.8。

对长白县马鹿沟高岭石矿区长白玉取样岩矿鉴定，长白玉主要由高岭石、黏土构成，高岭石质量分数约占90%～100%，粒径细，大小在 0.01 mm以下，鳞片变晶结构、显微晶质结构-隐晶质结构，偶见团块状集合体，粒径在0.03 mm左右，强烈黏土化，其内部混有部分碳质。

长白石由火山碎屑物质沉积、交代而成，其主要成分有叶蜡石、珍珠陶石、高岭石、地开石等。有的长白石因局部硅化或含石英构成“石钉”，或含金属矿物构成“铁钉”，而局部受绿泥石化、绢云母化、高岭石化者则导致质地变软，均有损于长白石的质量。优质长白石质地脂润，色彩俊俏，纹饰秀丽，柔而易攻，尤以质地纯净透明度高者(冻石)为佳。长白石俏色分明，色彩对比强烈，是常用于印章和雕刻的理想石料，又称“印章石”，亦可用来雕制工艺品。

长白石按矿物类型分为以地开石或珍珠陶石为主的矿石和以高岭石为主的混合矿石两大类，同时也分别称为长白冻石和长白印石。以地开石或珍珠陶石为主的矿石是冻石，光泽强，透明度高，质地致密，细腻坚韧光洁，外观似“肉冻”状的长白石。优质长白石质地脂润，色彩俊俏，纹饰秀丽，柔而易攻，尤以质地纯净透明度高者(冻石)为佳，是目前仅有的一类品种。其中偶有透明的晶体石，多呈灰蓝诸色，但质材较小，一侧偶有小米粒大小的铝质结晶沉积分布；无花纹者莹润细腻，颜色纯正。以高岭石为主的混合矿石是彩色印石，指光泽较弱，透明度较差，质地致密坚韧的普通长白石。按色泽的差异又可将其分为单色印石和多色印石；花色繁多，纹理多样，构成了长白石难以数记的品种。长白石是继寿山石、青田石之后的新兴规模较大、品类最繁多，最适宜作为印章篆刻、工艺雕刻的石料。

(5)观赏石：吉林省观赏石主要为松花石。松花石矿石平均小体积质量2.71，干密度2.69～2.71 g/cm3，湿密度2.70～2.72 g/cm3，重力密度26.62～26.39 kN/cm3,吸水率(0.33～0.40)%，孔隙率(0.37～0.49)%，烘干抗压强度83.10～99.9 MPa，饱和抗压强度65.9～80.89 MPa，软化系数0.66～0.88，耐酸性92.07～98.37，耐碱性99.98～100。松花石石质的密度是判别石质优劣的标准，太硬和太软都不好。太硬，研墨滑塘，不下沙，不起墨；太软，涩固墨块，墨汁粗俗，不光亮。理想的质量密度是在2.60～2.80 g/cm3之间。而松花石的密度，直接影响到石质的硬度，松花石的摩氏硬度在3.0～4.5之间。以摩氏3.5度的砚品研磨墨块最佳。

这一密度情况的感官判断石质及砚品优劣的标准是：敲击坚木声为上品，敲击金属声为中品，敲击瓦缶声为下品。坚木者，坚实缜密，质地均匀，软硬得当；金属者，刚强硬朗，难动刀斧，不着墨沙；瓦缶者，质地炱软，内含伤裂，下墨溏泻。松花石的细腻程度是划分石质品级的标准，可分为胨质石品、玉质石品、砂质石品、石质石品四类[3]。

2 宝玉石开采开发现状

2.1 宝石

(1) 橄榄石:吉林省橄榄石宝石主要分布在蛟河市与敦化市交界的大石河林场一带，分布南北长 18 km，东西宽10 km，分布面积180 km2。现橄榄石已经形成了开采→加工→销售宝石的产业链。主要产品有首饰、手链、项链及各种雕刻品。目前国际市场橄榄石宝石原矿价格为50～80元/g，矿山年产值达人民币2 000万元，市场前景较好。当地自有宝石加工车间，在长春、敦化有直营店铺，产品畅销全国各地。

(2)蓝宝石:吉林省蓝宝石矿床邻近辉发河，开采方式为露天开采。该矿床为蓝宝石砂矿，生产流程为筛分、跳汰、色选、手选，最终得到宝石级蓝宝石矿。资源储量保有平均品位2.37 g/m3，每年处理矿石约2万吨。

2.2 玉石

截止2018年，吉林省内的玉石矿产仅有蛇纹石玉、长白玉、吉林白玉和磐龙玉进行了开发利用。

(1)蛇纹石玉:蛇纹石玉(橄榄玉、安绿石)因发现于集安市绿水河畔而得名。主要分布在吉林省集安市财源镇甲乙川村、马蹄村、报马村以及高台沟、正岔、大康家沟等地。在集安市、通化市一带发现矿点26处。开采3处，1处已闭坑，目前开采矿山2处；开采的3处分属不同公司。产品主要为各种雕刻工艺品及摆件，其产出的原石，较相关玉种不仅块度大、完整度好，而且裂痕少，较适合雕制大型玉雕作品，如玉床、玉桌等装饰家具及装修材料。矿石销售价2 500～3 500元/t，矿山自己有加工厂，雕刻工艺品及摆件，矿山经济效益很好。

(2)长白玉(马鹿玉、长白石):长白玉主要作雕刻图章用，现今仅有1处在开采利用，年产长白石约100 t，矿山以26 000～35 000 元/t的价格销售原石。近年来，长白石雕刻行业发展很快，在长白县、白山市、长春市已经形成了长白石微雕、雕刻的高中低档系列产品，产品销往全国各地。仅长白县就有长白石石馆20余家，从业人员200余人，年产值2 000万元。

(3)磐龙玉：在2016年、2017年，磐龙玉所雕刻的作品参加了由中国珠宝玉石首饰行业协会主办的“天工奖”评选，参选的“双凤插瓶”、“立鸟壶”等作品被评为优秀作品，磐龙玉在当地已经形成了完整的产业。

除传统玉石加工外，近几年政府与企业规划启动了玉石深加工、玉石加工新材料产业园区项目，包含有微晶石、岩棉、气砖等建材项目；并与上海中医药大学合作研发磐龙玉矿物药，在上海成立了磐龙玉矿物药国际研究院。

(4)吉林白玉：透闪石软玉，位于磐石市石咀镇，目前只发现1处，矿山处于停产状态，其中的精品玉石质量可与和田玉相媲美，矿石售价为40 000元/t。

吉林省内尚有其它玉矿种，由于规模、质量等原因，均不成型，比较有代表性的鸡血石和敖东玉目前还仅是矿点，未进行开发。

2.3 观赏石及砚石

松花石主要产于通化市、白山市和安图县的浑江、松花江流域一带。目前，已发现松花石矿点41处，开采砚石采坑有23处，但开采规模微小，年产松花石只有十几至几十立方米，开采深度3～5 m。采出的松花石主要作为奇石和加工砚台。2009年吉林省成立了“长白山松花石研究会”，并分别在白山、通化、延边建立了省属分支机构。

吉林省通化市是松花石储量最丰富的地区，松花石品相丰富，色彩变化奇特，尤其具有开发价值，在此基础上建立了矿山地质公园，已初步形成了以“一园”(关东文化产品产业园区)、“一街”(大安镇松花石一条街)、“两基地”(通化市工艺美术厂、毓赢松花石有限公司)为核心的松花石产业体系。

白山市打造了以江源区为主的“一城”(江源区长白山奇石文化城)、“二馆”(江源的中国松花石艺术馆、中国松花石博物馆)、“一园”(江源区的松花石产业园)、“一大集”(白山市的松花石文化周日大集)的发展格局。

2012年是松花石产业发展的高峰时期，据统计，通化市松花石产业销售额2.4亿元，白山市江源区松花石产业实现产值4亿元，但近些年呈现下滑趋势。

3 实现宝玉石类可持续利用对策

3.1 建立完善的保护政策体系

为了达到矿产资源保护的目标，应建立健全矿产资源保护的政策体系是根本。

(1)针对吉林省宝玉石矿产资源(也包括其它矿种)以小型、共伴生矿产出的特点，对小型矿山资源开发利用进行立法，其目的是增加小矿开采的社会经济效益，减少其对资源、环境和社会的负面影响。

(2)针对各种优势的单独矿种，进行专项立法，例如蓝宝石、橄榄石、地开石、松花石等。由于矿种开发利用的方法不同，需要采取的保护措施不相同。建议针对吉林省单矿种开发存在的突出问题，因地制宜的制定出各单项法规，加强矿产资源保护。

(3)针对矿产资源开发利用中出现的新问题及时加以调整和补充，制定一些能够切实充分发挥作用的法规。例如将矿山安全列为立法计划，以安全为要求，严厉打击非法采矿等[4]。

3.2 制定科学合理的规划目标

(1)开展全省宝玉石矿产资源保护现状调查工作，建议开展全面的矿产资源保护现状调查，包括宝玉石矿产资源，以管理部门牵头，聘请专业队伍，利用行政手段和遥感、分析测试等技术手段，加大调查力度，摸清吉林省宝玉石矿山中共伴生矿产储量和分布情况、矿山产生的固体废弃物分布和质量情况，同时建立矿产资源综合利用动态管理系统。这些工作成果将为制订全省矿产资源总体规划和专项规划提供依据。

(2)科学编制宝玉石矿产资源保护规划。虽然吉林省宝玉石矿产资源不是大省、强省，但有自身的优势，其找矿、开发潜力还是较大的。在全省宝玉石矿产资源保护利用情况调查工作的基础上，以全省矿产资源总体规划工作为依托，制定市、县域级的宝玉石矿产资源保护规划或吉林省宝玉石矿产资源开发利用规划等专项规划，统筹考虑宝玉石矿产资源开发与环境保护、生态建设的关系，提高全省宝玉石矿产资源节约、集约利用水平。在当前可分阶段安排橄榄石、蓝宝石、长白玉、集安玉、松花石等矿产品的开发保护，把勘查、开发与保护有机地结合起来，扩大开放，使我省宝玉石矿产的开发利用提高到一个新的阶段。鼓励多元化筹措资金投入宝玉石地质勘查开发。有计划地分步实施地质勘查基金投入计划，研究针对宝玉石开发的优惠扶持政策。

3.3 建立和完善宝玉石矿产资源保护指标体系

加强宝玉石矿产资源保护的评价指标标准体系建设，对宝玉石矿产资源保护的范围要涵盖勘查和开采的全过程，在勘查时就应该注意综合评价；在开采时，要注意对周边零星资源的整体利用，并研究制订相关考核标准。

3.4 推进宝玉石矿产资源保护与开发利用科技创新，提高综合利用程度

宝玉石资源的开发持续利用实际是一个科技、经济、生态环境和管理的综合体。而最终是建立在矿山企业效益的基础上，因此技术创新是矿山企业持续发展的关键，是获得经济效益的推动力和主体选择之一，为此，要实现这一重要的技术经济目标，矿山企业必须在资源开发利用过程中，坚持不懈地整体推进科技进步工程，主要可以优先考虑以下几个方面：

(1)加强高新技术在开采中的应用，提高回采率，减少损失率，控制生产总量，优化资源配置，梯级利用，同时更新和引进新的设备，改变高耗低效的生产工艺和方法。

(2)推广新方法、新技术在地质勘查工作中的应用，提高新矿产和深部、边远部矿产的发现率。

(3)开展资源综合利用的新技术研究，通过综合开采和综合利用废渣、废石等，获取增加新的经济效益、资源效益，促进资源节约，实现合理利用资源的目的。

(4)重视人才工程建设，推动科技创新的发展。实现科技是第一生产力的要求，人才是根本和基础，因此要积极培养优秀人才，为其创造条件，鼓励他们勇于创新，特别是矿山企业和加工企业，更要建设一支高素质的人才队伍。

3.5 健全矿产资源保护的激励机制

(1)通过支持矿山企业积极申报矿产资源综合利用示范工程，提高矿山企业的矿产资源保护水平。

(2)通过多元化手段筹措资金提高矿产资源保护水平。

(3)支持企业建设绿色矿山，加强矿产资源保护。

(4)鼓励矿产资源保护利用，对优秀企业推广矿产资源保护的成功经验，并给予一定的奖励。

3.6 加强环境保护，建设绿色矿山

坚持“谁开发、谁保护、谁污染、谁治理”的原则，加强矿山环境恢复和治理，实现开发和生态和谐发展，形成良性循环[6]，这也是吉林省宝玉石矿产资源开发利用过程中必须长期坚持的一项战略原则。

宝玉石矿产资源在开采、选矿、加工中产生的“三废”问题，要运用合理的开采方式、严格按开发方案进行，在各环节中也要按技术要求操作。严格市场准入，限制开采技术落后、资金条件差的企业，控制高能耗项目上市，大力推广节能降耗生产技术新工艺，坚决淘汰浪费资源的落后工艺、设备。根据吉林省宝玉石矿山“三废”特点，逐步实行尾矿、废矿、矿坑排水资源化是有可能的，也是非常必要的。