河南欒川軟玉（白玉）礦床特征及成因的初步研究

岳紫龍，朱曉紅，周小卜，劉霽霄，周世全

（1.南陽師范學(xué)院珠寶玉雕學(xué)院，河南南陽473061；2.河南省地礦局第一地質(zhì)勘查院，河南南陽473056）

1 概況

河南省地勘局地勘一院與欒川縣伊源玉開發(fā)公司合作，在伏牛山脈的腹地欒川陶灣伊河源一帶發(fā)現(xiàn)了透閃石類軟玉（白玉）。這一發(fā)現(xiàn)是我國(guó)軟玉找礦領(lǐng)域中的一件大事，對(duì)我國(guó)玉文化、特別是長(zhǎng)期爭(zhēng)論的和田玉是否進(jìn)入中原、何時(shí)進(jìn)入中原問題的研究，具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義[1]。

伊河源白玉開發(fā)利用歷史悠久，據(jù)考古資料查證，在新石器時(shí)代的仰韶文化時(shí)期已被開采使用[2]。商代文獻(xiàn)中稱其“精雕之術(shù)，玉龍顯現(xiàn)”[3]；西漢劉歆所著我國(guó)最早的地理學(xué)專著《山海經(jīng)》中，記載該玉石的產(chǎn)地為“蔓渠之山”，蔓渠山即今之悶頓嶺。北魏酈道元《水經(jīng)注》中記載，“鸞川有玉而名振”。古代鸞、欒二字相通，宋前通寫鸞川，元人修《宋史》始寫欒川至今。玉的產(chǎn)地，自元后因年殷久遠(yuǎn)，文字泯滅，已經(jīng)無法考證。

2002年，伊源玉開發(fā)公司根據(jù)群眾提供的古采洞遺址和實(shí)地考察而再次發(fā)現(xiàn)該玉礦，其準(zhǔn)確地址為欒川縣陶灣鎮(zhèn)三合村，與伊河源頭古稱蔓渠山的悶頓嶺東西相望[4]，海拔1320m。

2004年9月，河南省地勘局地勘一院應(yīng)伊源玉開發(fā)公司的要求，對(duì)其做了詳細(xì)的地質(zhì)普查工作，基本查明了軟玉（白玉）的規(guī)模、質(zhì)量及礦物組成、品級(jí)等。目前，伊源玉開發(fā)公司與有關(guān)部門合作重點(diǎn)開發(fā)、加工白玉產(chǎn)品。

2 玉礦區(qū)地質(zhì)特征

玉礦位于華北板塊南緣，東秦嶺造山帶的北部，三川—廟子復(fù)向斜的南翼[5]。區(qū)內(nèi)出露地層主要為上元古界欒川巖群，除下部缺失三川組外，由下而上南泥湖組（Qbn）、煤窯溝組（Qbm）、大紅口組（Qbdh）、魚庫(kù)組（Qbr）均有出露，其次有奧陶系秋木溝組（Oq）分布[6]。巖石主體為淺海陸源碎屑碳酸鹽建造，變質(zhì)程度較低，為低綠片巖相，局部地段由于熱力變質(zhì)疊加而使得變質(zhì)程度有所加強(qiáng)。

南泥湖組（Qbn）厚約300~510m，分布于礦區(qū)東北面，巖性主要為石英巖、二云片巖、炭質(zhì)絹云片巖、鈣質(zhì)片巖、大理巖、云母大理巖整合于三川組之上。

煤窯溝組（Qbm）厚約630m，分布于礦區(qū)東北部，與上下組呈整合接觸，為含玉巖系。巖性分為三段：下段主要為黑云石英大理巖、石英大理巖、厚層白云質(zhì)大理巖，夾鈣質(zhì)片巖。中段主要為絹云斜長(zhǎng)片巖、二云片巖夾白云石大理巖透鏡體。上段主要出露于礦區(qū)的中部、東北部。分布較廣，巖性為白云質(zhì)大理巖、黑云石英大理巖夾薄層絹云斜長(zhǎng)片巖、二云片巖，該段是玉礦的主要含礦層位。

大紅口組（Qbdh）厚約620m，分布于礦區(qū)中南部，與上下組呈整合接觸。巖性主要為粗面巖、粗面安山巖、變粗面集塊巖夾多種片巖及白云石大理巖。

魚庫(kù)組（Qbr）厚約118m，分布于礦區(qū)西南部，與上下組呈平行不整合接觸。巖性主要為厚層細(xì)粒石英白云石大理巖、方解石、白云石大理巖及白云石大理巖夾石英巖、片巖等。

秋木溝組（Oq）厚約180m，分布于礦區(qū)西南角，出露少，與上下組呈不整合接觸關(guān)系。巖性為絹云石英大理巖、石英大理巖、絹云綠泥石英大理巖夾少量二云片巖。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有加里東期變輝長(zhǎng)巖（VPt3）、晉寧期正長(zhǎng)巖（επPt3）。礦物成分主要為次閃石(輝石)、鈉黝簾石化斜長(zhǎng)石，其次為黑云母、磷灰石等，微量礦物有磁鐵礦、榍石等多種。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，褶皺以三川—廟子復(fù)向斜為主，地層整體走向北西南東，傾向北東，傾角62°~65°，斷裂大部分布在南部，主要斷裂走向北西南東，傾向南西或北東，傾角較陡，在74°~86°，帶內(nèi)構(gòu)造角礫巖、碎裂巖發(fā)育，巖石片理化較強(qiáng)，并伴有硅化、褐鐵礦化等（圖1）。

3 玉礦體形態(tài)及物質(zhì)成分

玉礦帶由蛇紋石化大理巖、透閃石化白云巖、蛇紋石化白云巖、大理巖與蛇紋巖等組成。礦帶呈北西—南東向或近東西向分布，傾向北東，傾角65°~73°，長(zhǎng)約50~70m，寬約14~20m。呈紡錘狀展布。玉礦體主要產(chǎn)于蛇紋巖體之中，尤以上部為多。玉石以白、灰白色為主，次有青白、醬紫、淺綠等色，纖維變晶結(jié)構(gòu)、放射狀纖維結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造或致密塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為透閃石，含量在97%~99%，呈放射狀、纖維狀變晶，排列緊密，粒徑大部分在0.01~0.03mm。軟玉微透明至半透明，油脂光澤，摩氏硬度6.0，密度2.91g/cm3，折光率在1.60，質(zhì)地細(xì)膩、溫潤(rùn)。

化學(xué)成分主要為SiO2、CaO、MgO等，與透閃石理論成分近似。SiO2含量在56.12%~56.32%，平均56.18%；CaO為12.82%~15.26%，平均14.45%；MgO在23.45%~26.13%，平均24.34%。

次要成分FeO+Fe2O3含量在0.868%~0.89%，平均為0.883%，且Fe2O3大于FeO，而國(guó)外、新疆大部分FeO大于Fe2O3。AL2O3含量在0.1%~0.15%，平均0.117%；K2O、Na2O含量分別為0.0053%~0.014%與0.093%，平均為0.0094%、0.093%；MnO、TiO2、P2O5等含量平均分別為0.0897%、0.005%、0.03%，與國(guó)內(nèi)外同種軟玉的含量近似。

微量元素有18種之多（表1），主要為Cu、Pb、Zn、W、Mo、Sn、Ni、Co、Mn、Ba、Ti等，大部分高于地殼元素豐度，同時(shí)還有一定數(shù)量的稀土元素。

表1 微量元素分析結(jié)果表[ω（B）/10-6]

次要成分和微量元素含量的多少，可能與軟玉的顏色有一定的關(guān)系。

4 圍巖蝕變

蝕變主要是低溫動(dòng)熱變質(zhì)與巖漿期后熱液及斷裂變質(zhì)作用產(chǎn)生的蝕變，主要蝕變作用有蛇紋石化作用、透閃石化作用、碳酸巖化作用和水鎂石化作用。

蛇紋石化作用是玉石的主要圍巖蝕變類型。蛇紋石平均含量在35%左右，最高可以達(dá)到85%~99%，可以形成單一的蛇紋石巖（蛇紋石玉）。常見白云石被透閃石交代，方解石被蛇紋石交代，呈典型的交代結(jié)構(gòu)，是玉礦體圍巖蝕變最重要的組成部分。

透閃石化作用主要分布于蛇紋石玉頂?shù)装迮c軟玉內(nèi)，透閃石含量一般在10%~42%，最高在95%~99%。

碳酸鹽化作用主要分布在蛇紋巖內(nèi)，少數(shù)分布在軟玉中，碳酸鹽含量在1%~10%，呈極細(xì)的不規(guī)則脈狀分布。

水鎂石（氫氧鎂石）化作用主要分布于蛇紋石巖的下部，水鎂石含量一般在25%~40%，形成水鎂石大理巖，它是在白云巖化和蛇紋石化熱液蝕變與低溫區(qū)域動(dòng)熱變質(zhì)中產(chǎn)生的。

其他局部可見硅化、泥化及綠泥石化作用，分布局限，強(qiáng)度較弱。

5 礦床成因的初步研究

軟玉（白玉）產(chǎn)于區(qū)域變質(zhì)的新元古代欒川群中部的煤窯溝組上段，其上與大紅口組呈整合接觸，下與南泥湖組亦呈整合接觸，原巖為一套淺海相碎屑碳酸鹽巖建造，厚約630m。

（1）軟玉礦體呈小透鏡體、小脈狀，主要產(chǎn)于蛇紋巖（玉）內(nèi)或頂部呈放射狀透閃石巖蝕變帶附近，其次分布在蝕變輝長(zhǎng)巖脈附近或小型斷裂擠壓帶內(nèi)，多以擠壓透鏡體形式存在。

（2）綜合區(qū)域變質(zhì)、變形程度、圍巖蝕變、共生礦物等已有資料，推斷成玉溫度在250℃~400℃之間，壓力在2~5kPa。軟玉中透閃石顆粒細(xì)小，說明成玉溫度不高而壓力高于非蛇紋巖類型的軟玉[7]。

（3）形成軟玉熱液的成分比較復(fù)雜，除主要含有Mg、Ca、Si、K、Na、Fe、Mn等元素外，還有揮發(fā)性成分SO2等。熱液含有Mg、Ca、K、Na等時(shí)，使介質(zhì)呈堿性狀態(tài)，有利于軟玉的形成，但在整個(gè)成玉過程中，熱液的酸堿度受外界影響也在不斷變化。

（4）軟玉的化學(xué)成分分析表明，F(xiàn)e2O3大于FeO，其比值在0.899~0.922之間，說明軟玉形成于氧化環(huán)境，應(yīng)該是在深度不大的開放—半開放狀態(tài)中形成的，宏觀表現(xiàn)為礦體規(guī)模小且不規(guī)則、結(jié)晶顆粒稍粗。

（5）目前對(duì)世界上已發(fā)現(xiàn)的軟玉礦床成因的研究，大體分為兩大基本類型——蛇紋巖型與非蛇紋巖型。前者如俄羅斯、澳大利亞、新西蘭、中國(guó)青海等產(chǎn)地，后者則有中國(guó)和田和韓國(guó)等[8]。兩類礦床在成礦地質(zhì)條件、物理化學(xué)性質(zhì)等方面都有不同，并且兩者在化學(xué)成分上都是鐵含量不足，前者明顯低于后者，而欒川的數(shù)據(jù)與前者相似，屬于蛇紋巖型。

綜合前述，在區(qū)域低壓動(dòng)熱變質(zhì)、斷裂動(dòng)力變質(zhì)和輝長(zhǎng)巖體期后熱液的共同作用中，隨著溫度、壓力的變化，巖石中擠出大量的熱水溶液；隨著變質(zhì)作用的加強(qiáng)，脫水作用更加明顯，水和礦物的結(jié)合力及靜電力減弱。由上述各種作用產(chǎn)生的流體組成混合熱液，攜帶成礦物質(zhì)SiO2、MgO、CaO等在溫度、壓力、濃度梯度等的變化過程中，進(jìn)入巖石裂隙和構(gòu)造帶流動(dòng)擴(kuò)散，與白云石大理巖、蛇紋巖等發(fā)生強(qiáng)烈的多階段、多期的充填、交代、溶解沉淀，加入或帶出白云石大理巖和蛇紋巖中部分物質(zhì)形成透閃石的SiO2、MgO、CaO等成分，進(jìn)而形成軟玉礦床。因此該區(qū)軟玉礦床屬多期、多方式的中低溫復(fù)合變質(zhì)蛇紋巖型軟玉礦床。

軟玉屬于角閃石族類的礦物集合體，成因主要有區(qū)域變質(zhì)、熱變質(zhì)、接觸交代變質(zhì)、斷裂變質(zhì)和巖漿熱液型等，其成因十分復(fù)雜。對(duì)欒川軟玉（白玉）礦床成因的研究，今后還應(yīng)當(dāng)更全面地對(duì)地質(zhì)特點(diǎn)和成玉條件等做進(jìn)一步探討，以便在該地區(qū)尋找新的軟玉產(chǎn)地和礦床深部找礦有更大的突破。