和田玉的晶體結(jié)構(gòu)及其質(zhì)地

庫(kù)扎提·吐松 尼加提·玉蘇甫

(和田師范?？茖W(xué)校學(xué)前與藝術(shù)教育學(xué)院;和田地區(qū)教育學(xué)院 新疆 和田 848000)

1.引 言

和田玉埋藏于地下，雖歷經(jīng)了數(shù)千年的狂風(fēng)暴雨、嚴(yán)寒酷暑，但其質(zhì)地、特性一直保持穩(wěn)定沒(méi)有發(fā)生變化并散發(fā)著耀眼的光芒。一塊上等和田羊脂白玉如同充滿活力的生命體一樣，每次觀賞都會(huì)給人不一樣的視覺(jué)享受，猶如圣女一般深深地吸引著你。自古以來(lái)，世人都喜愛(ài)和田玉，在古代和田玉是權(quán)利和財(cái)富的象征，而如今是純潔、美麗、對(duì)愛(ài)情忠誠(chéng)、受人尊敬的象征。和田玉以其玉質(zhì)細(xì)膩、堅(jiān)韌、光澤強(qiáng)、顏色美觀等獨(dú)特的特性豐富了人們的物質(zhì)文化生活，并形成了獨(dú)特的和田玉石文化。隨著社會(huì)的進(jìn)步、人民生活水平的逐漸提高，世人對(duì)和田玉的需求量越來(lái)越大，全社會(huì)掀起了玉石收藏的熱潮。早在夏商周朝，玉石就備受人們的青睞，如:祭天的玉璧、祭地的玉琮、傳達(dá)王令的玉圭、封官拜爵的玉佩等都是那個(gè)時(shí)代的工藝品，且那個(gè)時(shí)候玉器的據(jù)、切、琢、磨、鉆等工藝已有相當(dāng)水平。明清兩代是我國(guó)玉器發(fā)展的興盛時(shí)期，清朝玉雕工藝達(dá)到我國(guó)之高峰，特別是乾隆年間，宮廷里設(shè)立了玉器造辦處，督辦玉料的開(kāi)采和調(diào)運(yùn)，監(jiān)制玉器的制作。乾隆四十三年間(1778年)，乾隆皇帝下令將由新疆和田耗時(shí)十年運(yùn)來(lái)的巨大玉料運(yùn)至揚(yáng)州，集中全國(guó)玉琢名手琢磨，使大禹治水時(shí)劈山開(kāi)河的大無(wú)畏氣勢(shì)逼真展現(xiàn)在“玉山”上。“大禹治水玉山子”高2.42米，寬0.96米，是當(dāng)今世界最大的和田玉玉件。

改革開(kāi)放以后，隨著人們生活水平的不斷提高，80年代后期，人們對(duì)和田玉石的收藏興趣達(dá)到頂峰，當(dāng)今這種收藏和田玉石熱潮，無(wú)論是在玉石的開(kāi)采，雕琢，對(duì)玉石的認(rèn)識(shí)等方面都超越了歷史的任何一個(gè)時(shí)期。因此，對(duì)和田玉的深入研究顯得尤為必要，所以本文對(duì)和田玉晶體結(jié)構(gòu)及其質(zhì)地進(jìn)行了分析。

2.玉石的晶體結(jié)構(gòu)

迄今為止，世界上發(fā)現(xiàn)的礦物種類有3000多種，其中，僅有20多種屬于寶石類，和田玉也包括在內(nèi)。和田玉是天然形成的具有美觀、稀少、耐久性和工藝價(jià)值的礦物集合體。晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、離子或分子)在三維空間周期性地重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。由于受客觀環(huán)境的影響，固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)只作周期性重復(fù)排列，但沒(méi)有一定的晶體外形，稱之為結(jié)晶質(zhì)，如果結(jié)晶質(zhì)的顆粒非常細(xì)小，只能借助電子顯微鏡才能觀察清楚，就稱之為隱晶質(zhì)。

2.1 晶體特點(diǎn)

2.1.1自限性。晶體在適當(dāng)條件下可以自發(fā)地形成幾何多面體外形的性質(zhì)。

2.1.2均一性。因?yàn)榫w是具有格子構(gòu)造的固體，在同一晶體的各個(gè)不同部分，質(zhì)點(diǎn)的分布是一樣的，所以晶體的各個(gè)部分的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)也是相同的，這就是晶體的均一性。

2.1.3異向性。同一格子構(gòu)造中，在不同方向上質(zhì)點(diǎn)排列一般是不一樣的，因此，晶體的性質(zhì)也隨方向的不同而有所差異，這就是晶體的異向性。

2.1.4對(duì)稱性。在晶體的外形上，也常有相等的晶面、晶角和角頂重復(fù)出現(xiàn)，這種相同的性質(zhì)在不同的方向或位置上有規(guī)律地重復(fù)，就是對(duì)稱性。

2.1.5最小內(nèi)能性。在相同的熱力學(xué)條件下，晶體與同種物質(zhì)的非晶質(zhì)體、液體、氣體相比較，其內(nèi)能最小。

2.1.6穩(wěn)定性。在相同的熱力學(xué)條件下，晶體比具有相同成分的非晶體穩(wěn)定，非晶體有自發(fā)轉(zhuǎn)化為晶體的必然趨勢(shì)，而晶體絕不會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)化為非晶體，這就是晶體的穩(wěn)定性。

根據(jù)晶體的對(duì)稱性，可分為七大晶系。和田玉屬于七大晶系中的斜方晶系?？陀^地說(shuō)，和田玉晶體質(zhì)點(diǎn)細(xì)小，只能借助于電子顯微鏡，才能清楚觀察它的晶體結(jié)構(gòu)，所以和田玉具有隱晶質(zhì)的特點(diǎn)。晶體的化學(xué)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)是決定晶體各種性質(zhì)的兩個(gè)重要因素。玉石是在含鎂的大理石與中性或者酸性巖石接觸的礦帶形成的，其化學(xué)反應(yīng)如下:5CaMg［CO3］2+8SiO2+H2O →Ca2Mg5［Si4O11］2(OH)2+7CO2↑ +3CaCO3

從化學(xué)反應(yīng)式可以知道，玉石的重要礦物成分是角閃石和陽(yáng)起石，其中角閃石是主要成分。崔文元等對(duì)玉石成分進(jìn)行研究分析表明和田玉的主要成分是角閃石，占94.59%的成分，其中二氧化硅占56.76% －57.80%，是玉石的主要晶體單元。

2.2為了加深對(duì)玉石晶體單元結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，下面對(duì)二氧化硅和角閃石進(jìn)行詳細(xì)論述。

表1 中國(guó)和國(guó)外產(chǎn)玉石的化學(xué)成分(WB/%)

表2 中國(guó)產(chǎn)玉石的化學(xué)成分(WB/%)

注:此表是2002年羅靜等的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2.1 SiO2。在二氧化硅的硅和氧之間化學(xué)鍵強(qiáng)度很大，硅和氧之間電負(fù)性之差為1.7，所以硅和氧之間的化學(xué)鍵既有共價(jià)性也有離子性，但在晶體中，O2－緊密堆集因小于理論值，故硅和氧之間的化學(xué)鍵有明顯的共價(jià)性。基態(tài)硅原子核外電子結(jié)構(gòu)為:【Ne】3s23p2

基態(tài)的電子結(jié)構(gòu)為［Ne］3S23P2，有一個(gè)3S和3個(gè)3P軌道雜化形成SP3雜化軌道，所形成的4個(gè)等性雜化軌道在四面體的四個(gè)角上，每一個(gè)SP3雜化軌道和一個(gè)氧原子的2P軌道頭碰頭重疊形成δ鍵，這意味著硅在晶體中的配位數(shù)為4。除此之外，二氧化硅有石英、鱗石英、方石英等三種變體，它們?cè)诘蜏睾透邷叵掠胁煌慕Y(jié)構(gòu)。

這三種變體在不同溫度下互變，不同溫度下有不同的結(jié)構(gòu)，所以干燥的條件下，玉石不能加熱到120以上。

2.2.2角閃石。角閃石的化學(xué)式為 Ca2Mg5［Si4O11］2(OH)2－ Ca2(Mg，F(xiàn)e2+)5［Si4O11］2(OH)2。和田玉的角閃石所占比例一般大于94.59%，是因?yàn)榻情W石是由玉石成分中二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、H2O+等組成的，晶格參數(shù)如下:α0=0.984nm，b0=1.805nm，c0=0.528nm，β =104°22″

3.和田玉晶體結(jié)構(gòu)與質(zhì)地之間的關(guān)系

3.1.1和田玉具有晶體所應(yīng)有的特點(diǎn)，具備晶體所需的條件。

3.1.2和田玉屬于七大晶系中的斜方晶系?？陀^地說(shuō)，和田玉晶體質(zhì)點(diǎn)細(xì)小，只能借助于電子顯微鏡，才能清楚觀察它的晶體結(jié)構(gòu)，所以和田玉具有隱晶質(zhì)的特點(diǎn)。

3.1.3和田玉的主要成分是角閃石，角閃石不能小于94.59%，其中二氧化硅是玉石的主要晶體單元應(yīng)在56.76% －57.80%之間。

3.1.4二氧化硅有三種變體、這三種變體在不同溫度下互變，不同溫度下有不同的結(jié)構(gòu)，所以干燥的條件下，玉石不能加熱到120℃以上。

3.1.5玉石的顏色隨著鐵二價(jià)離子含量的增加而變深，密度也隨著鐵二價(jià)離子含量的增加而變大。

3.1.6硅和氧之間化學(xué)鍵強(qiáng)度大，具有方向性，因此玉石中的角閃石對(duì)鍵軸對(duì)稱的方向進(jìn)行纖維性碎裂，碎裂的角度為56度，這也是判斷玉石性質(zhì)的重要依據(jù)。

3.1.7玉石具有異向性，因此其性質(zhì)也隨方向的不同而不同，玉石不同面之間的質(zhì)地也是有差異的。

3.1.8埋在地下不同深度的玉石，所受壓力是不一樣的，每米的深度里玉石單位面積所受到的壓力約為2.5個(gè)大氣壓，因此玉石質(zhì)地會(huì)隨著壓強(qiáng)的變化而發(fā)生質(zhì)變，這也是挖玉者注意的一點(diǎn)，因?yàn)樯钐幫诔鰜?lái)的玉石容易發(fā)生質(zhì)變。

3.1.9和田玉一般是包含結(jié)晶水的，所以其潤(rùn)度非常好，就像是剛從水里撈出來(lái)的一樣，這個(gè)在當(dāng)?shù)赜糜托院脡膩?lái)形容。

4.結(jié) 論

總之，和田玉有著獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在玉石界里是獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)良品種。自古以來(lái)，和田玉憑借自己獨(dú)有的特點(diǎn)，一直備受中華民族的青睞。我們只有全面開(kāi)展玉石研究工作，才能加深人們對(duì)它的了解和認(rèn)識(shí)。

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［4］趙珊茸.結(jié)晶學(xué)及礦物學(xué)［M］.高等教育出版社，2004.

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