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不同产地软玉的矿床类型、矿物特征及鉴定思路

2022-03-11宋德朋

河南科技 2022年1期

摘 要:通过搜集相关地质资料和文献资料,系统分析前人的工作成果,对不同产地软玉的矿床类型、矿物学特征和鉴定方法进行综合评述。本研究将软玉视为非金属成矿系列,运用矿床学理论对软玉矿床类型和成矿机理进行分析,将软玉矿床分为矽卡岩型和基性-超基性岩蚀变型两大类,对各类型矿床产出的软玉进行矿物学对比,旨在对软玉的找矿潜力和鉴定方法提供一些思路。限于篇幅和水平,本研究所述矿床均指原生矿床,不涉及次生矿床。另外,很多矿床是多期次多成因的,本文仅述及典型软玉矿床及其主要成矿作用类型。

关键词:软玉矿床;矿物特征;软玉鉴定

中图分类号:P619.28     文献标志码:A     文章编号:1003-5168(2022)1-0066-04

DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.01.015

Deposit Types,Mineral Characteristics and Identification of Nephrite from Different origins

SONG Depeng

(Nanjing Engineering Vocational College, Nanjing 211135,China)

Abstract:Based on the collection of geological data and literature,systematically analysis the results of previous work,this study comprehensively reviews the deposit types,mineralogical characteristics and identification methods of nephrite from different producing areas.Nephrite is regarded as a non-metallic metallogenic series in this study,and the types and metallogenic mechanism of nephrite deposits are analyzed by using the ore deposit theory. The nephrite deposits are divided into two categories:skarn type and basic-ultrabasic rock alteration type. The mineralogical comparison of nephrite produced by various types of deposits is carried out to provide some ideas for the prospecting potential and identification methods of nephrite. Limited by space and level,the deposits mentioned in this study refer to primary deposits,secondary deposits are not involved. In addition,many deposits are multi-stage and multi-genesis. This paper only deals with typical nephrite deposits and their main metallogenic types.

Keywords:nephrite deposit;mineral characteristics;identification of nephrite

0 引言

中國有上万年灿烂的玉文化发展史,中国玉被西方人称为Nephrite,地学界译为“软玉”。我国习惯于在玉石名称之前冠以产地加以区别,如和田玉、岫岩玉、罗甸玉、祁连玉、昆仑玉等。狭义和田玉仅指产于昆仑山的透闪石玉,亦可专指产于和田市白玉河的子玉。本研究所称软玉系指广义的以透闪石或阳起石为主要成分的玉石。

软玉是我国古今众多玉中的一种,其矿产资源丰富,文化内涵深厚,自古以来深受海内外华人的喜爱。出自我国西北的和田玉与我国东北、东南等地的软玉共同培育了中华民族爱玉、崇玉、礼玉、赏玉、藏玉的传统观念。玉文化既是中华文明的奠基石之一,又成为民族发展强大、团结自立的凝聚力。软玉作为一种稀有宝玉被人们开发利用、美化生活、陶冶性情,同时它又富有历史文化性,在铸造中华魂的历史过程中做出了杰出贡献。

1 不同产地软玉的矿床类型和成矿机理

据地质资料分析,软玉矿床的形成与热液(具有化学活动性的流体)活动有关,根据矿床成因分类方案均属热液交代型矿床[1]。成矿作用进行要有成矿物源、成矿温度及成矿作用场所等条件,且有合适的区域构造环境。其中,热液是软玉成矿最重要的成矿因素,提供了成矿所需的绝大部分Si、H2O,部分Mg、Ca,同时提供了元素迁移通道和成矿作用场所,成矿物源主要来自碳酸盐岩等围岩和岩浆侵入体及带来的热液,成矿温度主要来自岩浆作用或变质作用产生的热能。

软玉矿床的成因类型从不同角度有不同分类[3]。根据是否有碳酸盐岩参与交代作用分为矽卡岩型和基性-超基性蚀变岩型两大类。

1.1 矽卡岩型矿床

此类矿床由富含Ca、Mg的碳酸盐岩(白云岩或白云质大理岩)与富含Si和H2O的热液经接触交代作用形成,其化学式可简单表示如下:

5CaMg(CO3)2+8SiO2+H2O→Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2+3CaCO3+7CO2

白云岩透闪石矽卡岩地质分布广泛,研究历史悠久,但其定义相对模糊,一般认为具有特征性矽卡岩矿物组合是鉴定矽卡岩的依据。近年来,随着研究拓展,从中酸性岩与碳酸盐岩接触交代成因拓展到基性-超基性岩与碳酸盐岩接触交代成因,矽卡岩所涵盖的地质过程和意义不断扩大。此类矿床根据热液来源不同又分为以下三种情况。

1.1.1 狭义矽卡岩型,即中酸性岩侵入体与镁质碳酸盐岩接触交代作用成矿,主要矿物形成于晚期矽卡岩阶段,交代早期矽卡岩阶段的矿物,形成复杂链状含水硅酸盐类矿物(阳起石、透闪石、角闪石等),也称湿矽卡岩阶段。新疆和田、于阗、且末等地的和田玉,青海昆仑玉,江苏梅岭玉等属于此类型。以梅岭玉为例,矿床主要分布于燕山期花岗岩与镁质碳酸盐岩外接触带中的透闪石岩矿体或矽卡岩中,玉矿中的Mg、Ca来自二叠系栖霞组镁质碳酸盐岩,Si主要来自花岗岩浆,是典型的接触交代作用形成。青海软玉有两种不同的成因类型,一种是含镁碳酸盐岩与中酸性侵入体接触交代变质形成的软玉,当地称为昆仑玉;另一种则产于基性-超基性蚀变岩型矿床,称为碧玉,不属于此类型。

1.1.2 广义矽卡岩型,即基性-超基性岩侵入体与碳酸盐岩接触交代成矿。贵州罗甸玉属于此类型,其围岩为富含硅质岩条带和硅质结核的灰岩,提供了成矿所需的Si和Ca,基性岩(辉绿岩)侵入提供了Mg,玉矿即产在接触交代作用形成的大理岩蚀变带中。青海三岔口软玉更为复杂,本区碳酸盐岩贫镁、酸性花岗岩浆侵入围岩不能形成玉矿,基性岩则富铁镁贫硅,直接侵入围岩也不能形成玉矿,推测碳酸盐岩提供Ca,早期基性岩侵入提供Mg,后期花岗岩侵入提供富Si的流体,交代早期围岩和基性岩体形成玉矿,符合矽卡岩型矿床多期次多阶段的特点。

1.1.3 非正常“矽卡岩”型,其特点是区内无大规模岩浆侵入,成矿热液由变质作用产生,属变质热液矿床。如辽宁岫岩地区,吕梁期区域变质作用和混合岩化作用使本区白云岩重结晶形成大理岩,同时使硅质或黏土质围岩产生富Si热液,交代镁质大理岩形成软玉;四川龙溪地区,海西期动力变质作用使本区结晶灰岩变质形成绿泥黑云片岩和石榴石片岩,产生变质热液交代富含Ca、Mg的片岩形成软玉。

1.2 基性-超基性蚀变岩型矿床

此类矿床是富镁贫硅的超基性岩蚀变作用过程中,与富含Ca、Si和H2O的热液发生接触交代作用形成,具有超基性岩富铁的特点。其化学式可简单表示为:

5Mg2SiO4+4Ca2++11SiO2+2H2O→2Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2

镁橄榄石透闪石、铁橄榄石、阳起石、新疆玛纳斯软玉、台湾软玉、青海碧玉等属于此类型。台湾软玉围岩类型主要为黑色泥质片岩夹少量绿片岩,黑色泥质片岩包括石英云母片岩、云母片岩、石英片岩及石墨片岩,绿片岩出露较少,呈薄层状夹于黑色片岩中,围岩蚀变产生的富矿热液,与呈透镜状、似层状或块状产于黑色片岩中的基性-超基性岩块(主要蚀变为蛇纹岩)发生交代作用成矿。青海碧玉主要产于青海省门源县境内的祁连山脉,是超基性岩体蚀变过程中和围岩捕虏体在接触带或其附近发生交代作用形成的软玉。青海碧玉相关地质资料及研究资料较少,市场份额较小,对青海碧玉有待进一步收集资料或地质勘查。

2 不同产地软玉的矿物学特征

目前,软玉的化学、矿物组成已取得基本共识。研究表明软玉的主要化学成分为SiO2、MgO、CaO和少量FeO,主要矿物组成是透闪石-阳起石类质同象系列,其中FeO和MgO呈消长关系。

由表1可知,产于中酸性侵入岩与镁质碳酸盐岩接触带中的软玉矿床,软玉种类以白玉、青白玉和青玉为主。软玉98%以上为透闪石,除此外大部分产地含有少量透辉石和磷灰石。新疆等地的白玉化学成分和透闪石理论值近似;江苏溧阳软玉因含绿帘石和硅灰石区别于其他产地[6];青海格尔木软玉含有阳起石和石英區别于其他产地[4]。

产于基性-超基性岩与镁质碳酸盐岩接触带中的软玉矿床,主产绿色软玉,除此之外还有灰白、黄、褐、黑色等。软玉矿物成分的90%~95%为透闪石,次要矿物均含透辉石,青海三岔口软玉[5]、贵州罗甸玉均含石英,罗甸玉还含有其他产地软玉没有的硅灰石[7]。

变质热液交代型软玉矿床中,不同产地软玉品种存在差异,其透闪石含量为95%~98%,介于上述两者之间,次要矿物普遍不含透辉石和磷灰石,不同产地所含次要矿物差异较大。岫岩软玉分为五个品种:白玉、黄白玉、碧玉、墨玉、糖玉,以富含铁矿物为特征,有蛇纹石等蚀变矿物。四川龙溪玉的基本色调都为黄绿色,但颜色较浅且不够鲜艳,次要矿物有白云石、滑石、绿泥石等,但含量很低,偶见极微量的石榴石等矿物[8]。

基性-超基性蚀变岩型软玉矿床中,新疆玛纳斯软玉相对富铁,含有绿泥石、蛇纹石和阳起石区别于其他产地;台湾软玉一般分为软玉猫眼、蜡光玉和普通软玉三种[9,10],猫眼玉的颜色主要为淡黄绿、黄绿、翠绿和墨绿,蜡光玉为淡绿黄或淡绿蓝两种,普通软玉有绿带黄、绿、艳绿、暗橄榄绿等品种。

3 不同产地软玉的鉴定思路和检测方法

3.1 不同产地软玉的矿物学鉴定思路

对采集的矿石样品切片镜下鉴定,根据薄片鉴定结果,以软玉次要矿物的共生组合研究其成矿专属性,确定其成矿类型和母岩类型,从而确定可能的产地和可能的品种[11]。比如,根据透辉石、榍石、磷灰石等矿物组合,可确定矿石属中酸性侵入岩与镁质碳酸盐岩接触交代成因,排除其他成因或部分产地的可能性;根据透辉石、石英、碳酸盐矿物(方解石、白云石)等组合可确定矿石属基性-超基性岩与镁质碳酸盐岩接触交代成因。

但是,软玉矿床存在不同矿区相同成因或同矿区不同成矿期次的情况,根据矿物共生组合判定出的可能产地或品种往往不止一种[12]。此时可根据不同产地成矿物质来源的差别,比较其次要矿物中的特有品种,通过特征矿物确定物源和产地。如中酸性侵入岩与镁质碳酸盐岩接触交代矿床中,梅岭玉含特有的绿帘石和硅灰石,青海软玉含滑石、阳起石等次要矿物。而基性-超基性岩与镁质碳酸盐岩接触交代矿床类型中罗甸玉也以其他产地没有的硅灰石与其他矿石区分开。

3.2 不同產地软玉的无损检测

对于珍稀玉矿石或玉石成品雕件,不适合采用切薄片、镜下观察的方式,可利用大型检测仪器对特定元素进行检测[13,14],用间接的手段推测其可能的矿物组合,鉴定思路不变,但仪器检测有其局限性[15],不同产地或品种的元素含量有规律性的一面,也有特殊性的一面,检测的确定性方面需要其他手段辅助。通过X射线衍射、激光拉曼光谱等仪器分析,快速鉴定透闪石类玉石的真伪和产地,在玉器鉴定上的应用越来越广[11]。

研究各地软玉的成分、结构和材质也是中国古玉研究中必不可少的一部分,通过无破损成分分析说明了各地软玉主成分和微量成分的异同,随着Fe2O3含量的上升,软语晶形由透闪石向阳起石过渡,无损的成分和结构检测为中国传统软玉的鉴定提供了有力的工具,对各地古墓中出土的软玉进行种类和产地的鉴定,进而为研究古代软玉的贸易路线和文化传播提供技术支持。

4 结论

通过研究地质资料和文献资料发现,前期文献对软玉矿床或以母岩类型划分,或以热液来源划分,划分依据不一,且划分后同类型或不同类型软玉矿床矿物组合也无规律。本研究对矿床类型划分上提出一定见解,对软玉矿床以成矿作用类型进行分类,分类后主要矿物透闪石百分含量上规律明显(见表1),次要矿物组合也有一定共性特征。利用成矿理论总结软玉成矿规律,可能有利于软玉资源勘查和进一步开发。

在梳理总结软玉成矿类型基础上,通过共生组合(成矿专属性)和特征矿物(物源)两个特性,总结各地软玉矿物组合差别,主要是次要矿物的差别,研究其共性和差异性,提出确定产地和品种的鉴定思路。

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收稿日期:2021-12-06

作者简介:宋德朋(1983—),男,硕士,讲师,研究方向:岩矿鉴定、宝石检测。

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