危地馬拉與緬甸含綠輝石翡翠的礦物學(xué)對(duì)比研究

薛皓予，陳 濤，李志剛

(1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 珠寶學(xué)院，湖北 武漢 430074；2．廣東省珠寶玉石及貴金屬檢測(cè)中心，廣東 廣州 510030)

硬玉巖是一種由硬玉為主要礦物成分的巖石，通常存在于高壓低溫成因的蛇紋巖混雜巖體內(nèi)，被認(rèn)為是洋殼俯沖作用的產(chǎn)物，遠(yuǎn)比高壓低溫的榴輝巖產(chǎn)地少，世界范圍內(nèi)的硬玉巖產(chǎn)地目前發(fā)現(xiàn)的不足20處。一直以來(lái)，市場(chǎng)上作為商品流通的商業(yè)級(jí)硬玉巖(翡翠)主要來(lái)源于緬甸，由于地質(zhì)背景及成礦環(huán)境的相似性，危地馬拉、日本、哈薩克斯坦、俄羅斯等地也有商業(yè)級(jí)硬玉巖(翡翠)產(chǎn)出(施光海等，2000)。目前，危地馬拉作為僅次于緬甸的翡翠產(chǎn)地，其藍(lán)水料市場(chǎng)占有率逐漸升高，該品種外觀呈藍(lán)綠色，質(zhì)地細(xì)膩，透明度較好，內(nèi)部包含有大量棉絮狀白色斑點(diǎn)，與產(chǎn)自緬甸的油青種翡翠在顏色、質(zhì)地上較為相似。

前人運(yùn)用巖相學(xué)與礦物學(xué)分析方法對(duì)危地馬拉和緬甸的硬玉巖的成因及成礦地質(zhì)背景進(jìn)行過(guò)較為廣泛的研究(Johnson and Harlow,1999;張良鉅,2004;李旭平等,2004;Shietal.,2005;Harlow and Sorensen,2005;Sorensenetal.,2006;Tsujimori and Harlow,2012;祁敏等,2015)。關(guān)于硬玉巖的成因，近年來(lái)有結(jié)晶型(P型)與交代型(R型)兩種觀點(diǎn)。結(jié)晶型(P型)的觀點(diǎn)認(rèn)為，俯沖帶內(nèi)富含Na-Al-Si的流體直接結(jié)晶形成硬玉巖。硬玉礦物中存在的流體包裹體證明硬玉可以從俯沖帶的流體中結(jié)晶形成。前人通過(guò)緬甸帕敢地區(qū)翡翠硬玉礦物中存在的流體包裹體，推測(cè)緬甸的硬玉巖可能是從含水和甲烷的硬玉質(zhì)硅酸鹽熔融體中結(jié)晶而成(Shietal.，2005)；危地馬拉翡翠硬玉礦物中也發(fā)現(xiàn)有流體包裹體，據(jù)此推測(cè)危地馬拉的硬玉巖是由深俯沖帶中含氘的蛇紋巖化流體結(jié)晶形成(Johnson and Harlow，1999)；不同產(chǎn)地的硬玉晶體在陰極發(fā)光圖像以及背散射電子圖像中呈現(xiàn)出來(lái)的韻律生長(zhǎng)環(huán)帶以及氧同位素和微量元素等證據(jù)都佐證了低溫俯沖帶流體的演變過(guò)程(Sorensenetal.，2006)。交代型(R型)觀點(diǎn)認(rèn)為硬玉巖形成于斜長(zhǎng)花崗巖、變質(zhì)輝長(zhǎng)巖以及榴輝巖的交代作用，在硬玉巖中保留了部分原巖的結(jié)構(gòu)并包含有原巖的礦物組成和地球化學(xué)等方面的證據(jù)(李旭平等，2004；Harlow and Sorensen，2005；Tsujimori and Harlow，2012)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)部分學(xué)者通過(guò)偏光顯微鏡、粉晶衍射、電子探針、拉曼光譜等分析方法對(duì)危地馬拉灰綠色、紫色等品種進(jìn)行了初步探究，認(rèn)為該區(qū)翡翠主要組成礦物為硬玉、綠輝石，具有礦物顆粒普遍粗大、透明度較差、結(jié)晶不好等特征(王鐸等，2009；陳晶晶，2009；陳全莉等，2012；鄭亭，2015)。前人對(duì)緬甸油青種翡翠的礦物組成、化學(xué)成分、顏色成因及地質(zhì)成因等方面的研究表明，油青種翡翠是由原生翡翠礫石被深埋于斷陷盆地，經(jīng)歷酸堿流體的溶蝕，在顆粒間隙形成綠泥石致色而成，主要成分為硬玉(胡楚燕，2004；陳索翌，2013；閆薇薇等，2013；殷科等，2014)。翡翠資源的稀缺性使得行業(yè)內(nèi)對(duì)新產(chǎn)地品種的關(guān)注度提升，目前翡翠市場(chǎng)上產(chǎn)自危地馬拉的高品質(zhì)藍(lán)水料市場(chǎng)占有率逐漸提高，對(duì)不同產(chǎn)地的翡翠相似品種的異同點(diǎn)進(jìn)行宏觀及微觀的了解，有助于深入對(duì)比危地馬拉與緬甸類似品質(zhì)翡翠品種的寶石學(xué)及礦物學(xué)特征。

本文將利用常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試、巖石薄片觀察、X射線衍射分析、拉曼光譜測(cè)試、掃描電鏡分析以及電子探針?lè)治?，?duì)外觀相似的危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠在寶石學(xué)性質(zhì)、礦物組成、結(jié)構(gòu)特征、化學(xué)成分等方面進(jìn)行對(duì)比研究，為翡翠相似品種的產(chǎn)地溯源提供鑒別依據(jù)，也為兩個(gè)地區(qū)硬玉巖高溫低壓變質(zhì)環(huán)境的差異提供礦物學(xué)資料。

1 地質(zhì)概況

危地馬拉位于中美洲北部，是世界上僅次于緬甸的第二大商業(yè)級(jí)硬玉巖(翡翠)產(chǎn)出國(guó)。該地區(qū)硬玉巖位于北美和加勒比海板塊之間的碰撞帶、麥塔高河谷的中生代白堊紀(jì)蛇紋巖帶內(nèi)，斷裂帶南北兩側(cè)均存在高壓低溫變質(zhì)作用，且?guī)r石組合具有較大的區(qū)別。麥塔高斷裂帶以南以榴輝巖、硬柱石榴輝巖、藍(lán)閃石榴輝巖、藍(lán)片巖、硬玉巖等高壓低溫的礦物巖石為主，北側(cè)包含有硬玉巖、鈉長(zhǎng)巖和石榴石角閃巖以及少量的榴輝巖(Harlowetal.，2011)。危地馬拉硬玉巖的形成溫壓條件為﹤400℃和0.3～0.8 GPa，且具順時(shí)針p-T軌跡(Harlow，1994)。

緬甸硬玉巖位于印度板塊和歐亞板塊的碰撞縫合線附近。硬玉巖及相關(guān)巖石主要呈脈狀、塊狀、透鏡體狀等產(chǎn)于蛇紋巖化超基性巖之中，緬甸硬玉巖產(chǎn)于古近紀(jì)和新近紀(jì)的橄欖巖中，形成的溫度、壓力條件分別為350～500℃和1～1.5 GPa(Mével and Kiénast,1986)。原生翡翠礫石被深埋于斷陷盆地之后，經(jīng)歷了早期的酸性階段和晚期的堿性階段，早期的酸性流體對(duì)原生翡翠礫石進(jìn)行溶蝕，并攜帶Fe、Mg等元素進(jìn)入翡翠的顆粒間隙和裂隙中，在晚期堿性流體階段，F(xiàn)e、Mg等元素發(fā)生沉淀形成綠泥石，從而形成了次生的油青種翡翠(閆薇薇等，2013)。

兩個(gè)產(chǎn)地硬玉巖的地質(zhì)構(gòu)造背景相同，均產(chǎn)于板塊構(gòu)造俯沖帶內(nèi)，與俯沖或碰撞有關(guān)；但兩者產(chǎn)出的時(shí)代以及溫壓條件存在差異。

2 樣品和測(cè)試方法

2.1 樣品

本文選取在廣州、四會(huì)等地珠寶市場(chǎng)采集的5件危地馬拉藍(lán)水料硬玉巖(樣品GY-1、GY-2、GY-3、GY-4、GY-5)和5件緬甸油青種硬玉巖(樣品MY-1、MY-2、MY-3、MY-4、MY-5)原石樣品(圖1)，經(jīng)后期拋磨切割處理后進(jìn)行測(cè)試。藍(lán)水料樣品呈淺灰綠色-深藍(lán)綠色，具有玻璃光澤，微透明-透明，結(jié)構(gòu)細(xì)膩，一般含有大量白色點(diǎn)狀絮狀物,部分樣品可見(jiàn)綠色點(diǎn)狀雜質(zhì)。緬甸油青種翡翠樣品呈灰綠色-深灰綠色，具有玻璃光澤，微透明-半透明，結(jié)構(gòu)細(xì)膩，一般不含有雜質(zhì)礦物。

圖1 實(shí)驗(yàn)樣品照片F(xiàn)ig.1 Experimental samples

2.2 測(cè)試方法

常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試采用折射儀對(duì)樣品折射率進(jìn)行測(cè)試，采用靜水稱重法進(jìn)行相對(duì)密度測(cè)試，兩個(gè)產(chǎn)地每塊樣品分別在空氣中和蒸餾水中稱重3次，運(yùn)用阿基米得定律進(jìn)行相對(duì)密度測(cè)算。利用偏光顯微鏡觀察、X射線粉晶衍射、背散射電子圖像等手段對(duì)兩個(gè)產(chǎn)地樣品的結(jié)構(gòu)特征及礦物組成進(jìn)行了分析。偏光顯微鏡觀察在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)珠寶學(xué)院實(shí)驗(yàn)室完成，采用Axio Imager M2m型科研級(jí)正置材料顯微鏡，測(cè)試前將樣品制作成光學(xué)薄片。X射線粉末衍射分析采用X’pert PRO Dy2198型X射線粉末衍射儀，測(cè)試前將樣品的小塊研磨至約200目以下的粉末，測(cè)試電壓40 kV，電流40 mA，Cu靶，掃描速度0.4°/s，掃描步長(zhǎng)0.016 7°/s，測(cè)試范圍為3°～65°。利用激光拉曼光譜和背散射電子圖像對(duì)危地馬拉樣品中的白色和綠色雜質(zhì)礦物結(jié)構(gòu)與成分進(jìn)行了分析。激光拉曼光譜測(cè)試采用BRUKER R200L型拉曼光譜儀，波長(zhǎng)532 nm，掃描范圍1 550～45 cm-1。背散射電子圖像觀察采用QUANTA 450型環(huán)境掃描電鏡進(jìn)行，配備X射線能譜儀，實(shí)驗(yàn)前對(duì)探針片進(jìn)行噴碳處理。以上測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。利用電子探針對(duì)兩個(gè)產(chǎn)地樣品的硬玉和綠輝石成分進(jìn)行了分析，在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院電子探針實(shí)驗(yàn)室采用日本電子JEOL株式會(huì)社JXA-8230型電子探針顯微分析系統(tǒng)完成，鎢絲燈電子槍配合X射線波譜儀，電壓15 kV，電流20 nA，束斑直徑1 μm。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 常規(guī)寶石學(xué)特征

常規(guī)寶石學(xué)測(cè)試結(jié)果(表1)表明，樣品的折射率為1.66～1.67(點(diǎn)測(cè))，相對(duì)密度為3.33～3.35。危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠的折射率和相對(duì)密度相近，測(cè)試值符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16553-2017《珠寶玉石 鑒定》中翡翠的規(guī)定。

3.2 結(jié)構(gòu)特征

利用偏光顯微鏡對(duì)部分肉眼觀察結(jié)構(gòu)細(xì)膩、透明度相似的樣品(GY-1、GY-2、GY-3和MY-2、MY-3、MY-4)進(jìn)行光學(xué)薄片觀察。結(jié)果表明，危地馬拉藍(lán)水料主要礦物為硬玉，次要礦物為綠輝石。單偏光鏡下可見(jiàn)硬玉為無(wú)色，正中-高突起，發(fā)育兩組解理且交角近于87°或93°，正交偏光鏡下可見(jiàn)硬玉多呈粒狀、長(zhǎng)柱狀以及不規(guī)則粒狀，最高干涉色為Ⅰ級(jí)橙，二軸晶正光性，消光角較大。樣品GY-1、GY-2、GY-3樣品顆粒大小相對(duì)均一，無(wú)定向性，呈等粒狀變晶結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)綠輝石間雜分布于硬玉顆粒間，顆粒界限多呈鑲嵌狀(圖2)。綠輝石在單偏光下為無(wú)色，正高突起；正交偏光鏡下可見(jiàn)綠輝石呈不規(guī)則狀，最高干涉色可達(dá)Ⅱ級(jí)藍(lán)綠。

表1 危地馬拉藍(lán)水料和緬甸油青種翡翠樣品的常規(guī)寶石學(xué)特征Table 1 Basic gemological characteristics of the “blue water” in Guatemala and “oil green” in Myanmar

圖2 危地馬拉藍(lán)水料在偏光顯微鏡下特征Fig.2 Characteristics of “blue water” jadeite in Guatemala under polarizing microscopeJd—硬玉;Omp—綠輝石Jd—jadeite;Omp—omphacite

緬甸油青種翡翠樣品以硬玉為主，硬玉顆粒較危地馬拉藍(lán)水料硬玉顆粒粗大。單偏光鏡下可見(jiàn)硬玉為無(wú)色，正中-高突起，解理發(fā)育，解理夾角為87°或93°。正交偏光鏡下可見(jiàn)硬玉呈粒狀、長(zhǎng)柱狀，自形程度較高，最高干涉色為Ⅰ級(jí)橙，二軸晶正光性，斜消光。正交偏光下可見(jiàn)MY-1、MY-2、MY-3樣品硬玉多為自形-半自形柱粒狀，粒徑大于200 μm，顆粒邊界平直，彼此呈鑲嵌狀，無(wú)定向性，硬玉顆粒解理發(fā)育，呈典型的柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)(圖3a、3b、3d、3e)。部分硬玉顆粒正交偏光鏡下可見(jiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3c、3f)。

圖3 緬甸油青種翡翠在偏光顯微鏡下特征Fig.3 Characteristics of “oil green” jadeite in Myanmar under polarizing microscope

3.3 礦物成分分析

3.3.1 X射線粉晶衍射測(cè)試

對(duì)5件危地馬拉藍(lán)水料和5件緬甸油青種翡翠樣品的X射線粉晶衍射結(jié)果顯示，危地馬拉藍(lán)水料在6.21、4.28、3.10、2.92、2.83、2.49、2.41、2.07、1.97、1.57 ?等處出現(xiàn)強(qiáng)衍射峰，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)粉晶衍射數(shù)據(jù)卡片PDF：22-1388硬玉的衍射峰位吻合。同時(shí)，在2θ=28°～32°間，d值為3.16、2.96、2.87 ?等處顯示綠輝石衍射峰位，表明其主要組成礦物為硬玉，次要礦物成分為綠輝石(圖4)。X射線粉末衍射峰形尖銳，表明礦物結(jié)晶程度較高。綠輝石具有3種不同結(jié)構(gòu)，空間群分別為C2/c、P2和P2/n，主要與M2和M1不同陽(yáng)離子的量和有序-無(wú)序有關(guān)(陳晶晶，2009)。測(cè)試結(jié)果顯示樣品中綠輝石與P2型綠輝石的衍射線吻合，由此可進(jìn)一步推測(cè)危地馬拉含綠輝石硬玉巖形成于低溫有序的形成環(huán)境。

緬甸油青種翡翠樣品在6.20、4.28、3.10、2.92、2.82、2.49、2.41、2.07、1.97、1.57 ?等處出現(xiàn)強(qiáng)衍射峰，不含有雜質(zhì)峰，峰形尖銳，表明其主要成分為硬玉，結(jié)晶良好(圖5)。由于緬甸油青種翡翠中的綠輝石含量很少，礦物XRD研究中，含量5%以下的礦物不能夠準(zhǔn)確探測(cè)(王元熙，1988)，因此XRD無(wú)法探測(cè)到緬甸油青翡翠中的綠輝石。

3.3.2 激光拉曼測(cè)試

危地馬拉藍(lán)水料翡翠樣品中可見(jiàn)綠色點(diǎn)狀雜質(zhì)礦物及白色點(diǎn)狀、絮狀雜質(zhì)礦物，利用激光拉曼光譜儀對(duì)雜質(zhì)礦物進(jìn)行了成分測(cè)試。結(jié)果表明，危地馬拉藍(lán)水料樣品中白色點(diǎn)狀、絮狀雜質(zhì)礦物在506、479、291、208、185、160 cm-1等處存在拉曼位移峰(圖6)，表明白色斑點(diǎn)成分為鈉長(zhǎng)石?；|(zhì)部分在1 037、985、777、697、522、431、372、308、253和201 cm-1等處顯示硬玉的典型拉曼光譜特征(圖6)，峰形尖銳，表明礦物結(jié)晶程度良好。

對(duì)GY-1、GY-3樣品出露表面的綠色點(diǎn)狀雜質(zhì)測(cè)試結(jié)果顯示，拉曼位移峰在1 035、1 022、1 011、983、974、698、680、376 cm-1處存在拉曼位移峰(圖7)，其中1 035、983、698、376 cm-1這幾處強(qiáng)峰指示硬玉，680、1 022 cm-1處的拉曼位移峰與綠輝石標(biāo)準(zhǔn)峰吻合(圖7)。根據(jù)鏈狀硅酸鹽的振動(dòng)光譜歸屬，認(rèn)為1 022 cm-1處位移峰歸屬為Si—Ot伸縮振動(dòng)譜帶，680 cm-1位移峰為Si—O—Si彎曲振動(dòng)譜帶(Gendronetal.，2002；陳全莉等，2012)。同時(shí)，在974和1 011 cm-1處存在肩峰，分別為霓石與普通輝石的主峰，結(jié)合下文危地馬拉藍(lán)水料綠色雜質(zhì)包體電子探針測(cè)試結(jié)果分析，認(rèn)為該處位移峰指示霓輝石。

圖4 危地馬拉藍(lán)水料樣品XRD圖譜Fig.4 XRD patterns of Guatemala “blue water” samples

圖5 緬甸油青種翡翠樣品XRD圖譜Fig.5 XRD pattern of Myanmar “oil green” jadeite samples

3.3.3 背散射電子圖像觀察

通過(guò)背散射電子襯度圖觀察可知，危地馬拉藍(lán)水料主要由硬玉與綠輝石組成，硬玉呈長(zhǎng)柱狀(粒徑約20 μm)或它形細(xì)粒狀(粒度小于10 μm)，無(wú)明顯定向性(圖8a)，與偏光顯微鏡觀察結(jié)果一致。藍(lán)水料硬玉顆?？梢?jiàn)韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，環(huán)帶層數(shù)為2～3層，通常發(fā)育單層環(huán)帶，常見(jiàn)暗色核心，邊緣為淺灰襯度(圖8b)，少量顆粒發(fā)育2層環(huán)帶，核心顯示淺灰襯度(圖8c)。

圖6 危地馬拉藍(lán)水料白色點(diǎn)狀雜質(zhì)礦物及基質(zhì)拉曼譜圖Fig.6 Raman spectra of white point impurity minerals and matrix of “blue water” in Guatemala

在背散射電子圖像中，綠輝石顯示為淺色襯度，在危地馬拉藍(lán)水料中分布較多。綠輝石主要呈3種存在形式：第1種呈脈狀形式存在，通常切穿并充填早期硬玉顆粒及顆粒間隙，隨著溫度的降低發(fā)生熱液結(jié)晶分離，形成綠輝石與硬玉顆粒(圖8d、8e)；第2種為綠輝石呈不規(guī)則狀充填于硬玉顆粒間隙，交代早期硬玉，可見(jiàn)部分硬玉呈孤島狀存在(圖8f)；第3種綠輝石自形程度高，呈柱狀、長(zhǎng)柱狀、纖維狀，在危地馬拉藍(lán)水料中以綠色點(diǎn)狀雜質(zhì)形式存在(圖8g)。部分自形顆粒內(nèi)部可見(jiàn)深色襯度綠輝石與淺色襯度霓輝石兩種存在普遍類質(zhì)同像的礦物共存(圖8h)，反映出早期溫壓條件下輝石組端員礦物固溶體互溶，當(dāng)后期壓力降低時(shí)，二者相互分離。

圖8 危地馬拉藍(lán)水料背散射電子襯度圖Fig.8 Backscatter images of Guatemala “blue water” jadeiteJd—硬玉；Jd core—硬玉環(huán)帶核心;Jd zone—硬玉外層環(huán)帶;Omp—綠輝石；Omp vein—綠輝石脈;Ae-Au—霓輝石；Ab—鈉長(zhǎng)石Jd—jadeite；Jd core—core of jadeite zoning structure;Jd zone—layer of jadeite zoning structure;Omp—omphacite；Omp vein—omphacite vein;Ae-Au—aegirine-augite；Ab—albite

危地馬拉藍(lán)水料中的鈉長(zhǎng)石雜質(zhì)礦物呈點(diǎn)狀相間分布于硬玉中(圖8i)。

緬甸油青種翡翠主要由硬玉組成。硬玉呈柱狀、粒狀，自形程度較高，粒徑約100～300 μm，呈柱粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，三維無(wú)序，無(wú)明顯定向性(圖9a、9b)，與偏光顯微鏡下觀察結(jié)果一致。在背散射電子襯度圖像中，緬甸油青種翡翠硬玉顆粒可見(jiàn)明顯明暗交替的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，硬玉環(huán)帶顯示為不同襯度，深灰襯度的環(huán)帶區(qū)域相對(duì)明亮襯度的環(huán)帶區(qū)域富Ca、Mg。硬玉顆粒常見(jiàn)以深灰襯度為核心，韻律環(huán)帶通常發(fā)育3～5層(圖9b～9d)。部分硬玉顆粒環(huán)帶發(fā)生彎曲變形(圖9c)，表明晶體生長(zhǎng)具有間斷性，其所處地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化。

相對(duì)危地馬拉藍(lán)水料，緬甸油青種翡翠中綠輝石分布較少，部分區(qū)域可見(jiàn)綠輝石以脈狀充填硬玉顆粒間隙或被硬玉顆粒交代呈孤島狀，交代殘余綠輝石顆粒與硬玉間存在明顯反應(yīng)邊，反應(yīng)邊成分為硬玉(圖9e、9f)。綠輝石脈中間幾乎不含有硬玉成分或含量較少(圖9e)，與危地馬拉綠輝石脈的存在形式明顯不同。

3.3.4 電子探針測(cè)試

通過(guò)危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠中硬玉的探針結(jié)果分析可知，危地馬拉藍(lán)水料樣品中硬玉礦物的Jd(NaAlSi2O6)端員含量(Jd平均值為95.74%)比緬甸油青種(Jd平均值為99.10%)低(表2)，WEF端員含量明顯高于緬甸油青種(表2)，CaO、MgO含量高于緬甸油青種中的硬玉礦物。

危地馬拉硬玉韻律環(huán)帶伴隨著成分的振蕩變化，其核部深灰襯度Jd含量明顯高于邊緣淺灰襯度(表3)，環(huán)帶核部Jd端員平均含量為98.23%；淺灰環(huán)帶邊緣Jd端員平均含量為86.98%。淺灰環(huán)帶邊緣CaO(1.99%～2.52%)、MgO(1.99%～2.52%)含量較核部CaO(0.40%～0.49%)、MgO(0.28%～0.34%)含量高。

緬甸油青種硬玉顆粒通常發(fā)育3層及4層韻律環(huán)帶(圖9d)，核部與第2層環(huán)帶均為深灰襯度，Jd含量最高，CaO(0.44%～1.60%)、MgO(0.34%～1.19%)含量最低；第1層環(huán)帶為深灰襯度，Jd含量相對(duì)較低，CaO、MgO含量分別為1.72%～1.940%、1.30%～1.62%；第3層邊緣為淺灰襯度，Jd含量最低，CaO、MgO含量分別為2.33%～2.66%、1.90%～2.08%(表3)。

對(duì)比兩個(gè)品種硬玉環(huán)帶不同層CaO、MgO含量，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)品種硬玉環(huán)帶核心CaO、MgO含量基本在同一區(qū)間范圍，而危地馬拉藍(lán)水料硬玉環(huán)帶邊緣CaO、MgO含量與緬甸油青種硬玉顆粒的第3層環(huán)帶接近；危地馬拉硬玉環(huán)帶發(fā)育層數(shù)較少，同時(shí)CaO、MgO含量變化區(qū)間較大；緬甸硬玉環(huán)帶核部Ca、Mg含量最低，隨后向外Ca、Mg含量增加，繼而周期性交替變化。

危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種均包含綠輝石成分。危地馬拉藍(lán)水料硬玉巖中存在3種形式的綠輝石，其CaO、MgO、FeO含量存在明顯差異(表4)：① 脈狀綠輝石充填早期硬玉顆粒及顆粒間隙，隨著溫度的降低，發(fā)生熱液結(jié)晶分離，形成綠輝石與硬玉顆粒。該形式綠輝石的CaO、MgO、FeO平均含量分別為14.13%、9.57%、1.53%；② 綠輝石呈不規(guī)則狀充填于硬玉顆粒間隙，并交代早期硬玉，部分區(qū)域可見(jiàn)硬玉呈孤島狀存在。該形式綠輝石的CaO、MgO平均含量分別為10.73%、7.03%，明顯低于后期充填脈狀綠輝石；FeO平均含量為4.11%，明顯高于脈狀綠輝石FeO含量；③ 綠輝石發(fā)育自形柱狀、長(zhǎng)柱狀或纖維狀。該形式綠輝石CaO、MgO平均含量相對(duì)較低，分別為11.33%、7.52%，F(xiàn)eO平均含量達(dá)到5.64%，該形式綠輝石FeO含量最高。

WEF為Wo、En和Fs 3種礦物含量總和：Wo—硅灰石；En—頑火輝石；Fs—鐵輝石；Jd—硬玉；Omp—綠輝石；Ae—霓石；下表同。

在背散射電子圖像下，部分自形綠輝石顆粒內(nèi)部含有不規(guī)則狀淺色襯度區(qū)域(圖8h)，該部分霓石(Ae)端員組分含量明顯增加，可達(dá)41.41%，根據(jù)Morimoto(1989)輝石命名法則進(jìn)行輝石端員投影，結(jié)果顯示該礦物為霓輝石(圖10)，表明危地馬拉藍(lán)水料翡翠中綠色點(diǎn)狀雜質(zhì)主要成分為富鐵綠輝石與霓輝石。危地馬拉藍(lán)水料中包含較多鈉長(zhǎng)石雜質(zhì)礦物，在藍(lán)水料中以白色點(diǎn)狀、絮狀形式存在(表4)。

緬甸油青種翡翠中綠輝石主要以脈狀與交代殘余狀兩種形式存在，兩者的CaO、MgO、FeO三者含量無(wú)明顯差異(表4)。

4 結(jié)果與討論

4.1 硬玉環(huán)帶結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分的差異

危地馬拉藍(lán)水料中的硬玉與緬甸油青種中的硬玉礦物均可見(jiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu)，說(shuō)明高壓變質(zhì)過(guò)程中均存在化學(xué)成分的變化。危地馬拉藍(lán)水料和緬甸油青種中的硬玉核部均為化學(xué)成分較純的硬玉礦物，Na和Al含量高。危地馬拉藍(lán)水料中的硬玉顆粒通常發(fā)育單層環(huán)帶，緬甸油青種翡翠硬玉顆粒通常發(fā)育3～5層環(huán)帶，兩者的核部Ca、Mg含量無(wú)明顯差異，前者單層環(huán)帶邊緣與后者環(huán)帶最外層成分接近。硬玉顆粒韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)表明周圍環(huán)境經(jīng)歷了動(dòng)蕩-穩(wěn)定-動(dòng)蕩，組分重新接近平衡的過(guò)程。輝石中明暗交替的環(huán)帶可以說(shuō)明成礦流體攜帶的Ca、Mg物質(zhì)在周圍物理化學(xué)條件變化過(guò)程中有規(guī)律地進(jìn)入到硬玉中，從而提升了硬玉顆粒Ca-Mg-Fe輝石組分的含量。硬玉環(huán)帶的形態(tài)可以指示晶體生長(zhǎng)環(huán)境的穩(wěn)定程度，當(dāng)環(huán)帶數(shù)較少時(shí)，表明流體的性質(zhì)和流量相對(duì)穩(wěn)定，變化周期較長(zhǎng)；反之，晶體生長(zhǎng)環(huán)境不穩(wěn)定，當(dāng)環(huán)帶彎曲不平，說(shuō)明晶體生長(zhǎng)具有間斷性，并且可能發(fā)生過(guò)溶蝕，進(jìn)而說(shuō)明礦物的形成環(huán)境是不斷變化的(張智宇等，2012)。危地馬拉硬玉晶體環(huán)帶層數(shù)較少，環(huán)帶邊界平直并且連續(xù)；緬甸硬玉晶體環(huán)帶層數(shù)較多，同時(shí)環(huán)帶出現(xiàn)彎曲。該現(xiàn)象指示兩產(chǎn)地的硬玉礦物結(jié)晶環(huán)境存在差異。

表3 危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種硬玉環(huán)帶電子探針測(cè)試結(jié)果 wB/%Table 3 Analytical results of EPMA for the rhythmic zoning of “blue water” jadeite from Guatemala and “oil green” jadeite from Myanmar

表4 危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠雜質(zhì)礦物電子探針測(cè)試結(jié)果 wB/%Table 4 Analytical results of EPMA for punctate minerals of Guatemala “blue water” jadeite and Myanmar “oil green” jadeite

4.2 綠輝石結(jié)構(gòu)構(gòu)造與化學(xué)成分的差異

危地馬拉藍(lán)水料中綠輝石至少有3個(gè)形成階段：早期形成的綠輝石呈自形程度高的柱狀、長(zhǎng)柱狀或纖維狀，可見(jiàn)離溶現(xiàn)象，形成蠕蟲狀構(gòu)造，反映出早期高壓下輝石組端員礦物固溶體互溶，當(dāng)后期壓力降低時(shí)，二者相互分離，同時(shí)，自形綠輝石顆粒內(nèi)部廣泛的離溶現(xiàn)象也表明發(fā)生了強(qiáng)烈的退變質(zhì)作用(Tsujimorietal.，2005)；中期綠輝石呈不規(guī)則狀充填于硬玉顆粒間隙，交代早期硬玉顆粒。該期次綠輝石的CaO(平均含量10.73%)、MgO(平均含量7.03%)含量較低，與早期綠輝石含量差異不大，但FeO含量低于早期自形綠輝石顆粒。后期熱液沿微裂隙充填早期硬玉顆粒及顆粒間隙，熱液中Na與Ca成分含量相對(duì)較高，隨著溫度的降低發(fā)生熱液結(jié)晶分離，形成綠輝石與硬玉顆粒。該期次綠輝石的CaO、MgO、FeO平均含量為14.13%、9.57%、1.53%，Ca、Mg平均含量明顯高于前兩期綠輝石，F(xiàn)e含量為3個(gè)期次中最低。

圖10 危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠中不同形式綠輝石的Jd-Ae-WEF投影圖(據(jù)Morimoto,1989)Fig.10 Jd-Ae-WEF diagram of omphacite in Guatemalan “blue water” and Myanmar “oil green” jadeite (Morimoto,1989)WEF—Wo、En和Fs 3種礦物含量總和；Wo—硅灰石；En—頑火輝石；Fs—鐵輝石；Jd—硬玉；Ae—霓石WEF—the sum of Wo,En,Fs;Wo—wollastonite；En—enstatite;Fs—ferrosilite;Jd—jadeite;Ae—aegirine

緬甸油青種中的綠輝石主要以交代殘余狀與脈狀兩種形式存在，兩者的CaO、MgO平均含量無(wú)明顯差異。結(jié)合背散射電子圖像分析，認(rèn)為緬甸油青種翡翠中的綠輝石為同期次形成，且形成時(shí)間晚于硬玉。

對(duì)比分析危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠硬玉以及晚期綠輝石成分差異，前者的CaO含量明顯高于緬甸油青種翡翠，另外由于霓石的存在，推測(cè)危地馬拉硬玉巖的成礦熱液中Ca和Fe含量高于緬甸。

4.3 硬玉巖結(jié)構(gòu)與礦物組成對(duì)形成環(huán)境的指示

危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠都是基本由堿性輝石亞族礦物形成的集合體，但是兩者在礦物組成和結(jié)構(gòu)類型上存在較大差異。

危地馬拉藍(lán)水料主要組成成分為硬玉與綠輝石，綠輝石含量較高，并包含有少量的鈉長(zhǎng)石雜質(zhì)礦物，并可檢測(cè)到微量的霓輝石，整體發(fā)育等粒狀結(jié)構(gòu)。危地馬拉藍(lán)水料后期熱液充填微裂隙，隨著后期溫度的下降，熱液分離結(jié)晶形成綠輝石與硬玉礦物。該現(xiàn)象表明危地馬拉后期構(gòu)造活動(dòng)頻繁，熱液成分變化較大。

緬甸油青種翡翠主要成分為硬玉，雜質(zhì)礦物含量較少，硬玉顆粒粒度大于危地馬拉藍(lán)水料，自形程度高。硬玉巖以變晶結(jié)構(gòu)為主，存在交代結(jié)構(gòu)及動(dòng)力變質(zhì)結(jié)構(gòu)。其中緬甸油青種翡翠中的后期主要沿裂隙充填，以脈狀綠輝石形式存在，綠輝石脈邊界清晰，且不包含或很少包含有硬玉成分。

5 結(jié)論

危地馬拉藍(lán)水料與緬甸油青種翡翠均以硬玉為主要成分，分別含有少量和微量的綠輝石，形成于堿性變質(zhì)巖中。緬甸油青種翡翠Jd端員含量較危地馬拉藍(lán)水料高，WEF含量較危地馬拉藍(lán)水料低，兩者的結(jié)晶度均良好。利用激光拉曼和電子探針對(duì)危地馬拉藍(lán)水料中綠色與白色雜質(zhì)斑點(diǎn)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)與成分測(cè)試結(jié)果表明，綠色雜質(zhì)斑點(diǎn)成分為富鐵綠輝石與霓輝石，白色雜質(zhì)斑點(diǎn)成分為鈉長(zhǎng)石。危地馬拉藍(lán)水料中的硬玉顆粒常見(jiàn)短柱狀、纖維狀或不規(guī)則狀，部分顆?？梢?jiàn)彎曲變形現(xiàn)象，硬玉粒徑相對(duì)細(xì)小，分布無(wú)明顯定向，該品種翡翠結(jié)構(gòu)主要為等粒狀變晶結(jié)構(gòu)。緬甸油青種翡翠中的硬玉常呈長(zhǎng)柱狀或粒狀，晶形發(fā)育完整，硬玉顆粒比危地馬拉藍(lán)水料明顯粗大，顆粒分布無(wú)明顯定向，整體結(jié)構(gòu)主要為柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

兩產(chǎn)地的硬玉顆粒均具有韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，緬甸油青種翡翠硬玉環(huán)帶較危地馬拉藍(lán)水料層數(shù)多，危地馬拉藍(lán)水料中綠輝石分別以自形顆粒、交代殘余、沿裂隙充填3種形式存在。緬甸油青種翡翠中綠輝石以脈狀充填硬玉顆粒間隙或被硬玉顆粒交代呈孤島狀。危地馬拉藍(lán)水料的硬玉顆粒與脈狀綠輝石的CaO含量均高于緬甸油青種翡翠，另外由于霓輝石的存在，推測(cè)危地馬拉硬玉巖的成礦熱液中Ca和Fe含量高于緬甸。

危地馬拉藍(lán)水料翡翠和緬甸油青種翡翠可以通過(guò)結(jié)構(gòu)特征、雜質(zhì)礦物成分、硬玉礦物環(huán)帶結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分的不同進(jìn)行產(chǎn)地鑒別。