碳元素作為和田玉鑒別特征元素的思考

王　芬，地里夏提·買買提，王　敏，高　升，李全增，徐綺涵

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000）

碳元素作為和田玉鑒別特征元素的思考

王芬*，地里夏提·買買提，王敏，高升，李全增，徐綺涵

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830000）

新疆和田玉屬于透閃石玉，前人對(duì)其物理性質(zhì)和成分特征做了系統(tǒng)研究，并積累大量的科學(xué)數(shù)據(jù)，即和田玉是含水的鈣鐵鎂質(zhì)硅酸鹽礦物集合體，主成分是SiO256.08%～59.35%，CaO 11.54%～13.78%，MgO 23.68%～26.13%，其3種成分占玉石總成分91%～98%，而CO2僅為0.30%。努爾阿迪力江《用EDXRF法對(duì)新疆和田玉進(jìn)行元素分析》一文研究的樣品（羊脂玉和白玉）中含有較大比重的C元素，分別為24.545%和54.216%，計(jì)算得出羊脂玉中碳元素含量是白玉的2.25倍，并得出白玉、青玉和羊脂玉可用碳元素作為特征元素進(jìn)行鑒別標(biāo)志。為此，根據(jù)前人對(duì)和田玉地質(zhì)學(xué)特征的研究，得出新疆和田地區(qū)羊脂玉和白玉中透閃石富Si、Mg和Ca，低Na、K、Al、Mn，不含或少量含有C元素。是否能用碳元素作為白玉、青玉和羊脂玉的特征元素有待研究。據(jù)成礦背景及巖石化學(xué)研究資料分析，11、12號(hào)樣品可能為透閃石化白云大理巖，位于鎂橄欖石帶—白云石大理巖之間。

地質(zhì)學(xué)；羊脂玉和白玉；巖石化學(xué)

1　概述

通過查閱相關(guān)考古資料證明，和田玉文化最早可追溯到距今8000年前的興隆洼文化［1］，并以產(chǎn)地、售玉部落等命名，尤以和田地區(qū)出產(chǎn)的玉石質(zhì)優(yōu)，定名經(jīng)歷了長(zhǎng)期的演化過程［2］。如今，定名參照2003年修定標(biāo)準(zhǔn)，已由單純的產(chǎn)地名稱，演變成天然玉石品種名稱。目前，定名標(biāo)準(zhǔn)［3］和分類標(biāo)準(zhǔn)［4］是和田玉市場(chǎng)上使用的主要標(biāo)準(zhǔn)。分類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)和田玉顏色不同，把玉石分成8種：羊脂白玉、白玉、青白玉、青玉、黃玉、墨玉、碧玉、糖玉［5］。對(duì)于羊脂白玉是否應(yīng)該從白玉中單列出來這個(gè)問題，目前相關(guān)專家們的意見有分歧［5］，羊脂玉和白玉的無(wú)損鑒別及量化標(biāo)準(zhǔn)仍在研究中。近年來，努爾阿迪力江在《用EDXRF法對(duì)新疆和田玉進(jìn)行元素分析》一文得出了白玉、青玉和羊脂玉可用碳元素作為特征元素進(jìn)行鑒別，對(duì)于其研究結(jié)論中高C含量比較關(guān)注，通過搜集前人對(duì)和田地區(qū)羊脂玉和白玉的研究資料，探討能否用C元素作為對(duì)羊脂玉、白玉和青玉進(jìn)行鑒別的標(biāo)志。

2　成礦背景

玉礦形成主要與圍巖、侵入巖、構(gòu)造3大因素關(guān)系密切［6］。

圍巖是中晚元古界愛爾基干群—帕爾崗塔格群碳酸鹽巖［7］經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成的鎂質(zhì)大理巖，鈣鎂質(zhì)的來源是白云石大理巖，化學(xué)成分為：MgO=20.79%，CaO=30.21%。

侵入巖主要是海西期的花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖等中酸性巖體，多為小巖體，呈脈狀，順層侵入的小巖脈對(duì)和田玉成礦更有利。侵入的巖漿及熱液對(duì)和田玉形成有重要作用，硅、水均來自于巖漿及其熱液。

斷裂構(gòu)造往往是巖漿的通道，是成玉的有利空間。大的斷裂帶控制侵入體的分布，支斷裂與礦化帶分布有關(guān)，成玉最佳的構(gòu)造面是侵入體接觸帶、巖層層面、斷裂剪切面。

在礦脈中，玉的顏色一般靠近侵入體一側(cè)多為青玉，向外漸為青白玉、白玉。其圍巖蝕變有明顯分帶性，具有鎂矽卡巖的特點(diǎn)，從內(nèi)帶至外帶，依次可化為：簾石化和鉀長(zhǎng)石化中酸性侵入巖帶—透輝石帶—透閃石帶—鎂橄欖石帶—蛇紋石帶—白云石大理巖帶（圖1）。礦體主要在透閃石帶。

3　巖石學(xué)特征

和田玉屬透閃石玉石，是含水的鈣鎂鐵硅酸鹽礦物集合體。透閃石屬閃石族礦物中的鈣質(zhì)閃石亞族，是透閃石—鐵陽(yáng)起石系列礦物中的一類［11］，晶體化學(xué)式為：Ca2（Mg，F(xiàn)e）5［Si8O22］（OH）2［8］。透閃石礦物在95%以上，其中白玉中透閃石的成分為99%，青白玉中透閃石的成分為98%，青玉中透閃石的成分為97%（95%～99%），在同類透閃石玉中和田玉中透閃石的成分含量較高［9］。透閃石主要由SiO2、MgO和CaO組成，含少量Al2O3、FeO、TiO2和MnO［6，9-10］，普遍存在Mg-Fe類質(zhì)同象替代，此外，還可有少量的Al替代Mg和Fe，少量的Na，K，Mn替換Ca和Mg［10］，顏色主要與Fe2+、Ti4+、Mn2+的含量有關(guān)，和田玉中還含有少量雜質(zhì)礦物，一般為1%～3%，少量透輝石、綠簾石、斜黝簾石、鎂橄欖石、粗晶狀透閃石、白云石、石英、磁鐵礦、黃鐵礦、鎂鐵尖晶石、磷灰石等［6，10］。

4　巖石化學(xué)特征

新疆和田地區(qū)羊脂玉和白玉化學(xué)成分與透閃石理論值接近。據(jù)前人研究，10個(gè)樣品分析主成分含量如表 1所示。SiO256.08%～59.35%，CaO11.54%～13.78%，MgO23.68%～26.13%，與透閃石理論值誤差分別在2.72%，2.26%和1.53%。其余組分除Al2O3外，均小于1%，表明玉石中次要組分的含量非常低。H2O+含量大多小于2%。主成分SiO2、CaO和MgO占玉石總成分91%～98%，次要組分約為1.7%，而CO2僅為0.30%，含量極微。

通過表1計(jì)算得出各個(gè)元素的質(zhì)量百分比（見圖2），前10個(gè)樣品與透閃石理論值曲線一致，半數(shù)樣品中不含C元素，11號(hào)和12號(hào)樣品的C元素含量與其它樣品相比異常偏高，達(dá)到24.545%和54.216%。

根據(jù)11號(hào)和12號(hào)樣品的元素含量特征，富C、Ca，貧Si、Mg，極有可能為透閃石化白云質(zhì)大理巖，位于成礦示意圖的鎂橄欖石帶—白云石大理巖之間，而非透閃石帶。大理巖為碳酸鹽巖，因此會(huì)出現(xiàn)高C的情況。

圖2　各種樣品元素質(zhì)量百分比折線圖

5　結(jié)論

（1）新疆和田地區(qū)羊脂玉和白玉主要為透閃石，與透閃石理論值十分相近，其中Si、Mg和Ca含量較高，Na、K、Al、Mn等元素較少，樣品中不含或少量含有C元素。

（2）數(shù)據(jù)分析表明，C元素含量極微，均小于0.3%，而努爾阿迪力江（2013）得出白玉和羊脂玉中含有較大比重的C元素，分別為24.545%和54.216%，對(duì)樣品是否為羊脂玉—白玉存在疑問，是否能用碳元素作為白玉、青玉和羊脂玉的特征元素有待研究。

（3）根據(jù)成礦背景及巖石化學(xué)研究，11、12號(hào)樣品可能為透閃石化白云大理巖，位于成礦示意圖的鎂橄欖石帶—白云石大理巖之間。

表1　新疆和田地區(qū)軟玉的化學(xué)成分

［1］葉舒憲.西玉東輸與華夏文明的形成［J］.絲綢之路，2013（6）：5-7.

［2］賀林芳，李紅中，徐麗.新疆和田玉的性質(zhì)特征及其成礦機(jī)理探討［J］.中山大學(xué)研究生學(xué)刊：自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版，2009，30（1）：55-64.

［3］中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T16552-2010珠寶玉石名稱［S］.

［4］DB65/T 035—2010新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局新版標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［5］馬國(guó)欽.新疆和田玉（白玉）子料分等定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及圖例［M］.新疆人民出版社，2014.

［6］唐延齡，陳葆章，蔣壬華.中國(guó)和闐玉［M］.新疆人民出版社，臺(tái)灣地球出版社，1994.

［7］蔣壬華.和田玉成因類型—成礦模式及分布規(guī)律的初步探討［J］.新疆地質(zhì)，1986.

［8］劉飛，余曉艷.中國(guó)軟玉礦床類型及其礦物學(xué)特征［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2009（4）：375-380.

［9］廖任慶，朱勤文.中國(guó)各產(chǎn)地軟玉的化學(xué)成分分析［J］.寶石和寶石學(xué)雜志，2005（1）：25-30.

［10］陳克樵，陳振宇.和田玉的物質(zhì)組分和物理性質(zhì)研究［J］.巖石礦物學(xué)，2002（S1）：34-40.

［11］唐延齡，劉德權(quán)，周汝洪.論透閃石玉命名及分類［J］.礦物巖石，1998（4）：18-22.

［12］吳瑞華，李雯雯，奧巖.新疆和田玉巖石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造研究［J］.寶石和寶石學(xué)，2004，1（1）：7-12.

［13］劉晶，崔文元.中國(guó)三個(gè)產(chǎn)地的軟玉—透閃石玉研究［J］.寶石和寶石學(xué)，2002（2）：25-29.

［14］王實(shí).中國(guó)寶玉石資源大全［M］.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999.

［15］吳瑞華，李雯雯，白峰.新疆和田玉巖石學(xué)特征及其掃描電鏡研究［J］.巖石學(xué)報(bào)，1999.

［16］張永旺，劉琰，等.和田透閃石軟玉的振動(dòng)光譜［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（2）：399-401.

［17］努爾阿迪力江·阿不力米提，艾爾肯·阿不列木，艾克拜爾·吐合提，等.用EDXRF法對(duì)新疆和田玉進(jìn)行元素分析［J］.新疆大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（2）：189-192.

P57

A

1004-5716（2016）07-0096-03

2015-06-24

2015-07-01

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金；基金項(xiàng)目編號(hào)（2013211H103）。

王芬（1988-），女（漢族），浙江臺(tái)州人，新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院在讀研究生，研究方向：寶玉石礦物學(xué)、礦床學(xué)和巖石學(xué)。

地里夏提·買賣提（1960-），男（維吾爾族），博士，副教授，研究生導(dǎo)師，主要從事礦物學(xué)及巖礦新材料研究。