新疆若羌阿其克庫勒碧玉的寶石學(xué)特征研究

劉曉亮 楊念 鄧松良

摘? ?要：通過常規(guī)寶石學(xué)測試、偏反光顯微鏡鑒定及電子探針、X射線粉晶衍射測試分析，對產(chǎn)于若羌縣阿其克庫勒的碧玉進行詳細(xì)研究，總結(jié)其產(chǎn)地特征及成因。結(jié)果表明碧玉主要礦物成分為透閃石并含少量鈣鉻榴石、鉻鐵礦。透閃石在偏光顯微鏡下呈鱗片狀、片狀、纖維狀，其中片狀具輕微卷曲變形現(xiàn)象，偶見少量輝石為原巖蝕變殘留礦物。鈣鉻榴石為翠綠色，呈針點狀、斑點狀、團塊狀、絲綹狀不均勻分布，鉻鐵礦呈黑色，以點狀、不規(guī)則粒狀雜亂分布。鉻鐵礦由鉻鎂尖晶石蝕變形成，蝕變程度不一，可見鉻鐵礦沿鉻鎂尖晶石邊緣分布。碧玉的綠色源于Fe2+和Cr3+綜合作用形成，結(jié)合鉻鐵礦與碧玉成因及產(chǎn)狀特征，推斷該種碧玉為超基性巖蝕變形成，與新疆和田碧玉、瑪納斯碧玉、俄羅斯碧玉、新西蘭碧玉、加拿大碧玉等屬于同一成因類型。

關(guān)鍵詞：阿其克庫勒;碧玉;電子探針;X射線粉晶衍射

阿其克庫勒位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州若羌縣東南部，昆侖山北麓阿爾金山自然保護區(qū)境內(nèi)，海拔約4 200 m。前人對不同產(chǎn)地的碧玉及軟玉中的綠色斑點做了大量測試研究[1-4]，發(fā)現(xiàn)碧玉中黑色點狀包體常見，但翠綠色斑點很少見。加拿大北極礦、卡西礦產(chǎn)出碧玉中綠色斑點為鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鉻鈣鋁榴石[5]，馮曉燕等報道了白色軟玉中的翠綠色斑點為鈣鋁榴石[6]。運用常規(guī)寶石學(xué)測試、偏反光顯微鏡、電子探針、X-衍射等測試研究手段，對新疆阿其克庫勒碧玉的顏色特征、包體特征、成因類型進行詳細(xì)研究。

1? 研究樣品及測試條件

本次研究樣品產(chǎn)于新疆若羌縣阿其克庫勒湖附近，由新疆匠心鈺盛投資有限公司提供。選取6塊樣品進行寶石學(xué)測試，其形狀、顏色、透明度、斷口、光澤特征見圖1、表1。樣品按顏色分布特征可分為“斑晶”和“基底”兩部分，“基底”呈灰綠-淺灰綠-灰白色，“斑晶”為翠綠色，呈針點狀、斑點狀、絲綹狀分布于“基底”中，或呈黑色點狀、粒狀不規(guī)則包裹于“基底”中。6塊樣品均可見含量不一的點狀、不規(guī)則粒狀黑色包體分布，綹裂較發(fā)育。

挑選顏色差異大的碧玉樣品，磨制薄片5件、光片4件，使用Leica Z16實體顯微鏡、Leica 2700P偏反光顯微鏡觀察樣品顏色特征、結(jié)構(gòu)特征、包裹體種類。通過X-射線衍射分析確定主要組成礦物，測試儀器為德國布魯克D8 ADVANCE型X-射線衍射儀，測試條件為Cu靶，波長1.540 6 ?、電壓40 kV、電流40 mA、測試范圍為3°～70°，掃描速度4°/min。使用日本電子Jxa-8230型電子探針顯微分析儀（EPMA）測試礦物成分，測試條件為加速電壓15 kV，電流10 nA，束斑最小直徑1 μm。實驗測試工作在新疆巖礦寶玉石產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站完成。

2? 測試結(jié)果與分析

2.1? 實體顯微鏡下特征

放大觀察樣品綠色分布不均勻，樣品“基底”為灰綠色、淺灰綠色，個別位置為灰白色。翠綠色部分呈針點狀、團塊狀不規(guī)則分布，團塊狀放大觀察是由許多翠綠色針點狀礦物富集形成（圖1-h）。黑色不透明礦物呈不規(guī)則粒狀、粒狀集合體不均勻分布（圖1-g），樣品局部由黑色雜質(zhì)混入造成黑褐色的云霧狀（圖1-i）。

2.2? 偏反光顯微鏡下特征

樣品中翠綠色礦物鏡下鑒定為鈣鉻榴石，呈自形-半自形粒狀，粒徑為0.05～0.1 mm，呈集合體團粒狀、斷續(xù)條帶狀分布，條帶間偶見半自形-他形粒狀鉻鐵礦（圖2-a），部分鈣鉻榴石分布于鉻鐵礦中? ? ? ? ?（圖2-b）。淺灰綠色“基底”由透閃石組成，與翠綠色部分無明顯分界。透閃石呈交織狀（圖2-c），形態(tài)多樣，主要為鱗片狀，次為片狀、纖維狀，其中片狀透閃石具輕微卷曲變形（圖2-d），偶見少量輝石為原巖蝕變殘留礦物。結(jié)合樣品特征認(rèn)為，透閃石的形態(tài)特征和粒徑大小可影響碧玉的“細(xì)膩度”。

2.3? 電子探針分析

電子探針測試碧玉樣品“基底”、翠綠色斑點見圖2-e，黑色粒狀包體成分見圖2-f，測試結(jié)果見? ? ? 表2-5。結(jié)果顯示碧玉“基底”主要化學(xué)成分為SiO2、MgO、CaO，其成分和含量與《系統(tǒng)礦物學(xué)》中透閃石一致[7]，與和田碧玉、瑪納斯碧玉電子探針成分比對，樣品“基底”處Mg含量高于二者，F(xiàn)e含量與和田碧玉、瑪納斯碧玉基本一致，Cr含量比和田碧玉、瑪納斯碧玉明顯偏低。

新疆瑪納斯碧玉中藍(lán)色調(diào)是K和Na含量高導(dǎo)致[8]，俄羅斯碧玉中Fe是導(dǎo)致碧玉呈綠色的主要元素，Cr是影響碧玉顏色深淺的重要元素[9]。樣品中碧玉的綠色主要由Fe2+和Cr3+綜合作用所致，“基底”中灰綠色、淺灰綠色由Fe2+致色，“斑晶”中翠綠色由Cr3+致色，這與“基底”由透閃石組成，“斑晶”由鈣鉻榴石、鉻鎂尖晶石和鉻鐵礦等含Cr高的礦物組成結(jié)果一致，“基底”部分綠色成因與俄羅斯碧玉綠色成因一致。

樣品中翠綠色斑點狀包體測試結(jié)果見表3，與《系統(tǒng)礦物學(xué)》鈣鉻榴石化學(xué)成分中CaO、Cr2O3、SiO2含量完全吻合，Al2O3、FeO是由于鈣鉻榴石形成過程中Al、Fe代替Cr而出現(xiàn)。圖2-f中灰色粒狀礦物為鉻鎂尖晶石，沿邊緣和裂隙蝕變?yōu)殂t鐵礦，部分鉻鎂尖晶石已完全被鉻鐵礦取代，可見部分殘留。鉻鐵礦、鉻鎂尖晶石同屬尖晶石族，兩種礦物的晶體結(jié)構(gòu)均為正尖晶石型，鉻鎂尖晶石蝕變過程中Al元素的帶出與Cr、Fe元素的帶入導(dǎo)致鉻鎂尖晶石蝕變?yōu)殂t鐵礦。鉻鎂尖晶石、鉻鐵礦電子探針數(shù)據(jù)詳細(xì)見表4，表5，鉻鐵礦Cr2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于55%，鉻鐵礦中Cr/Fe及鉻-鎂尖晶石化學(xué)成分與理論值一致。閃石玉類有兩大成因類型，即由碳酸巖蝕變而成和由超基性巖蝕變而成[10]。根據(jù)原巖性質(zhì)，樣品中出現(xiàn)黑色點狀鉻鐵礦和殘余輝石，而鉻鐵礦是超基性巖標(biāo)志性礦物，由此推斷碧玉樣品由超基性巖蝕變而成，與新疆和田碧玉、瑪納斯碧玉、俄羅斯碧玉、新西蘭碧玉、加拿大碧玉等屬同一成因類型[1，2，5，9-12]。

2.4? X射線粉晶衍射

樣品X衍射測試結(jié)果見圖3、表6。樣品X衍射圖譜特征峰與2004版PDF卡片中透閃石（卡號? ? ? 85-0876）特征峰吻合程度高，實測d值3.124 3、2.703 0、2.532 6、3.274 6、4.512 1、2.938 3與卡片中3.119 8、2.708 7、2.536 8、3.273 1、4.515 7、2.941 7d值一致，實測8.409 5d值與標(biāo)準(zhǔn)d值8.429 5稍有偏差。在偏反光顯微鏡下觀察到的鈣鉻榴石、鉻鎂尖晶石和鉻鐵礦分析結(jié)果中未有體現(xiàn)，其原因應(yīng)為樣品中這3種礦物含量低，圖譜中表現(xiàn)不明顯。

3? 結(jié)論

（1） 新疆若羌阿其克庫勒碧玉顏色特征：“基底”顏色為灰綠色、淺灰綠色、灰白色，翠綠色呈點狀、斑點狀、團塊狀、絲綹狀不均勻分布于“基底”中?！盎住碧嶮g含量高，Cr含量偏低，這與“基底”處顏色為灰綠色、淺灰綠色呈因果關(guān)系。

（2） 碧玉主要組成礦物為透閃石，翠綠色點狀、斑點狀、團塊狀礦物為鈣鉻榴石。黑色點狀、不規(guī)則粒狀包體為鉻鐵礦，鉻鐵礦由鉻-鎂尖晶石蝕變形成且蝕變程度不同。

（3） 鉻鐵礦、輝石的出現(xiàn)，標(biāo)志著其成因為超基性巖蝕變而成。

（4） 碧玉顏色以翠綠色、灰綠色和灰白色形成“斑雜狀”，且黑色包體呈不規(guī)則狀分布、綹裂較多，適合做大型擺件、雕件。

參考文獻(xiàn)

[1]? ?孫麗華，王時麒.加拿大碧玉的礦物學(xué)研究[J].巖石礦物學(xué)雜志，2014，33：28-36.

[2]? ?趙洋洋，吳瑞華，吳青蔓.俄羅斯奧斯泊礦區(qū)（11～#礦）碧玉的寶石礦物學(xué)研究[J].巖石礦物學(xué)雜志， 2014，33：37-42.

[3]? ?史淼，郭穎.新疆和田碧玉的化學(xué)成分研究[C].中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第13屆學(xué)術(shù)年會，2011.

[4]? ?劉東岳.臺灣花蓮碧玉寶石礦物學(xué)特征研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.

[5]? ?吳青蔓.加拿大北極礦碧玉的寶石礦物學(xué)研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2015.

[6]? ?馮曉燕，沈美冬，張勇.軟玉中的一種綠色斑點-鈣鋁榴石[J].巖礦測試，2013，32（4）：08-612.

[7]? 王濮，潘兆櫓，翁玲寶.系統(tǒng)礦物學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1982，? ? ?（中冊）：46.

[8]? ?馮曉燕，沈美冬，陸太進.藍(lán)色軟玉的物質(zhì)組成及光譜特征[C].中國珠寶首飾學(xué)術(shù)交流會論文集，2013.

[9]? ?龍楚，李新玲，徐志.俄羅斯碧玉的物質(zhì)組成及顏色成因研究[J].巖石礦物學(xué)雜志，2011，30：78-82.

[10] 王時麒，員雪梅.和田碧玉的物質(zhì)組成特征及其地質(zhì)成因[J].寶石和寶石學(xué)雜志，2008，10（3）：4-7.

[11] 田帥.新疆瑪納斯碧玉寶石學(xué)特征及礦物標(biāo)型研究[D].石家莊：河北地質(zhì)大學(xué)，2014.

[12] 趙洋洋.新西蘭碧玉的寶石礦物學(xué)特征研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.