古代开发利用的天然玉石主要是软玉, 而不是翡翠, 中国是世界上最早利用天然玉石资源的国家之一。新疆和田玉( 软玉) 资源自原始社会, 经奴隶社会、封建社会至今, 创造了光辉的驰名世界的中国玉文化。软玉英文名称“Nephrite”,源于希腊语, 意为“肾脏”,因为人们认为将其佩戴腰间可治肾病, 因此又有“肾石”之称。软玉通常表里如一, 即外部所见与内部质量变化不大, 无翡翠的风险性, 此所谓“鳃理自外,可以知中”。而“万方乐奏有于田”、“天下美玉出和田”就是对和田玉造就中国玉文化的写照。如在河北满城西汉中山靖王刘胜墓出土的金缕玉衣, 1978 年中科院地质所对玉衣鉴定为: SiO2 55. 11%～55. 60% ; Al 2O3 0. 62%～ 1. 24% ; FeO 5. 12%～5. 13% ; MgO 22. 66%～ 23. 02%, CaO 12. 15% ;Na2O 0. 35% ; K2O 0. 25%; H2O+ 0. 57% ～0. 62% ;H2O0. 18% ～0. 47% 。其成分与新疆和田玉接近。
2 和田玉矿产分布及矿床概述
新疆和田玉分布于塔里木盆地之南的昆仑山一阿尔金山地区, 西起喀什地区塔什库尔干县, 中经和田县南部, 东至且末县南部。和田玉成矿带断续长1100 多公里, 为海西期闪长岩与前寒武系结晶灰岩接触交代成矿的, 矿体呈囊状、透镜状, 产于大理岩中。昆仑山北部的和田玉产地依其地质特征分为三个地区, 由西至东为:
( 1) 莎车—叶城地区, 东经76～78°间, 属塔什库尔河及提孜那河上游之间的前寒武纪隆起区, 与矿床形成有关的地层为蓟县系和长城系, 其中发育有镁质大理岩。玉种为青玉, 次为青白玉, 白玉少见。
( 2) 和田—于田地区, 东经78～82°间, 昆仑山北部前震旦纪隆起的两侧, 其构造线的走向以东经81°为界, 西部为NW 向, 东部为NE 向。矿床所在地层为蓟县系或长城系, 其中有华力西晚期的中酸性侵入岩, 在接触带上形成玉矿。本区玉种齐全, 有白玉、羊脂白玉、青白玉、青玉、墨玉、黄玉等。
( 3) 且末—若羌地区, 玉矿位于阿尔金山西段北坡, 构造线走向为NEE - SWW 向, 出露地层是蓟县系的海相碎屑沉积岩及碳酸盐类岩石, 侵入岩为华力西晚期的花岗岩类, 大地构造位于昆仑山地槽褶皱带的阿尔金山断块。产白玉、青白玉、青玉、糖玉。
软玉矿床分为内生和外生两类, 内生矿床有: ( 1)产于花岗岩、花岗闪长岩与大理岩接触带中的接触交代型软玉矿床, 如新疆和田玉、俄罗斯的软玉矿, ( 2)超基性交代岩中的软玉矿, 如加拿大、新西兰、美国、波兰等, ( 3) 变质型软玉矿, 如澳大利亚等。外生矿床有: 坡积型、冲积型和冰渍型矿床。
大量资料表明: 和田玉形成是岩浆期后溶液与白云石大理岩以双交代方式进行, 其化学反应式为:
3 和田玉的特征
3. 1 矿物成分及分类
和田玉矿物成分主要为透闪石或阳起石, 呈细粒纤维状、针状, 伴生矿物有铬尖晶石、透辉石、磁铁矿、针镍矿、石墨、独居石等。其中透闪石晶体结构为硅氧四面体以角顶相连形成平行C 轴的双链( 可看成两个单链组成) , 其中络阴离子团[ Si4O11 ] 6- , 连接双链的阳离子Mg 2+ 、Fe2+ 位于双链中活性氧及氢氧根离子组成的八面体空隙。
唐延龄等( 1994) 研究和田玉有六种结构: 毛毡状、叶片状、纤维状、纤维一隐晶质状、叶片一隐晶质状、放射( 帚) 状等, 其典型结构为毛毡状结构, 即极微细的纤维状透闪石晶粒无定向交织成毛毡状, 整体结构均一, 因此其原料具有良好的致密性、“油性”、坚韧性及可雕性, 随晶粒加大, 结构变粗, 品质变劣。
和田玉多为微透明, 少数半透明或不透明, 油脂光泽, 折射率1. 605～1. 620, 比重2. 934～2. 985, 摩氏硬度6. 5～7。
和田玉按其产出状态分为: 仔玉( 原生玉石经剥蚀, 搬运到水系中的砂矿) 、山流水( 由冰川或洪水搬运下来的玉石) 和山料( 从原生矿开采得到) 。
按其颜色分为:
( 1) 羊脂玉, 透闪石> 99%, 粒度0. 0006mm×0. 033mm ～0. 001mm ×0. 01 mm, 具纤维变晶交织结构或毛毡状结构, 结构均匀。
( 2) 白玉, 以透闪石为主, 呈板柱状、长柱状, 粒度0. 009mm ×0. 002mm ～0. 018mm ×0. 006mm, 结构较均匀, 个别透闪石颗粒粗大。
( 3) 青白玉, 白玉- 青玉的过渡类型, 粒度0. 0006mm×0. 002mm～0. 014mm×0. 004mm, 残余花岗变晶结构。
( 4) 青玉, 微细透闪石93%～ 95%, 粒度0. 0013mm×0. 0053mm ～0. 006mm ×0. 004mm, 纤维变斑状或篙束变晶结构, 局部为毛毡状、放射状结构, 结构不均匀。
( 5) 墨玉, 透闪石为柱状、粒状, 小粒0. 00033mm×0. 0033mm, 大粒0. 008mm×0. 0053mm, 透闪石间有0. 01mm×0. 0066mm 石墨填充。
除此外, 和田玉有一个特殊品种即璞玉, 包括色皮( 仔玉外有一层不同色的表皮, 氧化所致, 分秋梨子、虎皮子、黑皮子、鹿皮子) 、糖玉( 山料玉外有一层较厚的红褐色浸染, 内为白玉或青玉) 和袍玉( 外围一层围岩) 。
3. 2 和田玉的化学成分
和田玉是一种含水的钙镁硅酸盐, 属角闪石族矿物Ca2 ( Mg, Fe) 5 [ Si4O11 ] 2 ( OH) 2, 含少量Cr、Ni、Co等元素。由于透闪石中镁铁间为完全类质同象替代,置换不同, 导致矿物颜色、特性不同。在Fe2+ 替代Mg 2+ 占据畸变八面体位置时, 当Mg 2+ / ( Mg2+ +Fe2+ ) ≥0. 9 称为透闪石; 0. 5≤Mg2+ / ( Mg 2+ + Fe2+ )≤0. 9 称为阳起石; 当Mg 2+ / ( Mg 2+ + Fe2+ ) ≤0. 5 称为铁阳起石。
通过对比国内外软玉的化学成分( 据廖宗廷等,见表1) 可看出软玉的主要化学成分SiO2、CaO 和MgO 含量有差别, 即中国和田玉均高于国外的; 铁含量是影响颜色主要的因素, 各国软玉中的FeO 含量变化较大, 只有中国和田玉中含量最低, 约0. 73%,故和田玉的颜色最好。
据李雯雯等( 1999) 的x- 射线粉晶衍射测得白玉、青白玉、青玉的数值基本相近, 均属透闪石。为了进一步研究和田玉的化学成分特征, 我们又对不同颜色和田玉作了化学分析( 见表2) , 比较其中各氧化物含量, 从表2 数据可知由白玉至墨玉, 颜色逐渐变深, FeO 的含量逐渐增加, 有时与Cr、Mn 有关, 而SiO2 和CaO 含量逐渐降低, 但变化趋势不大。其主要成分与透闪石理论值基本相似, 说明和田玉的主要成分是透闪石矿物, 只是混有杂质( 如磁铁矿、石墨等) 使数值稍有差别, 这些杂质影响和田玉的玉质,产生不同品种。
由于Mg2+ / ( Mg2+ + Fe2+ ) 比值对和田玉矿物组份的确定和颜色影响都有很重要的指示作用, 我们根据所作的化学成分结果计算矿物化学式中的离子系数( 见表3) , 以23 个氧原子计算。通过计算得到Mg 2+ / ( Mg 2+ + Fe2+ ) 均大于90%, 属于透闪石系列。随着FeO 含量增加, 镁铁比值呈变小趋势, 导致和田玉的颜色也越来越深。
透闪石矿物颗粒大小也对和田玉有影响, 颗粒越粗, 杂质增多, 往往出现亚铁氧化成三价铁( 呈红棕色, 多见裂隙处) , 使玉石质地下降。据唐延龄等通过电子显微镜观察, 和田玉粒度较细, 而四川龙溪玉粒度0. 01～0. 05mm, 加拿大不列颠透闪石玉粒度<0. 3mm, 澳大利亚科韦尔透闪石玉粒度0. 003 ～0. 11mm, 可以看出和田玉粒度最细, 因此质量最好。
4 结论
( 1) 对于和田玉, 由其化学成分计算Mg2+ /( Mg 2+ + Fe2+ ) ≥0. 9, 它的基本成分接近透闪石理论值, 其主要矿物属于透闪石系列, ( 2) 和田玉FeO 含量、矿物粒度决定颜色及玉质, 随着铁的增多, 粒度变大, 颜色加深, 玉质下降, ( 3) 二价铁易氧化为三价铁,呈红棕色与其它杂质影响玉质, ( 4) 和田玉具有六种结构, 但典型结构是毡状交织结构, 使和田玉韧性较大, 抗断能力强。
