软玉出产的地质特点及成分特点

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本文作者：汤红云钱伟吉陆晓颖倪俊琳戴正之作者单位：上海市贵金属宝玉石质量监督检验站

1青海软玉产出的地质特征

青海软玉矿床有两种不同的成因类型，一种是含镁碳酸盐岩与中酸性侵入体相接触交代变质而形成的软玉，当地称之为“昆仑玉”；另一种是与产于超基型岩体内的围岩捕虏体接触带上或其附近的超基性岩的蚀变交代有关的软玉，称为碧玉。青海软玉主要产于昆仑山脉中段的格尔木市大灶火西南山地区及昆仑山东缘的格尔木纳赤台地区；青海碧玉主要产于海北藏族自治州门源县境内的祁连山脉［1］。由于未收集到青海碧玉的相关地质资料及研究资料，加之其在市场上所占的份额较小，收集到的样品数量非常有限。因此，本文对于青海碧玉的地质特征研究有所欠缺，还有待于今后进一步研究。

1．1大灶火西南山软玉产出的地质特征

本区行政区划属青海省格尔木市乌图美仁乡管辖，区内交通尚属方便，从格尔木市沿格茫公路行驶100km，再往南有50km的简易公路即可到达。本区山势陡峭，地形切割深，沟谷纵横，陡坎发育，海拔在3200～4100m之间。本区气候属高原干旱－半干旱气候。以寒冷、多风且变化无常为特点，最低气温可达－30℃，最高温度22℃。区内玉石矿均产于元古界金水口群中岩组与华里西期花岗闪长岩或二长花岗岩接触带附近变质作用形成的灰白色方解石或白云石大理岩中，位于断裂附近矿体与围岩层理平行产出，说明玉石矿的形成受地层和构造控制，且为华里西期酸性侵入交代变质作用的产物。青海省地质调查院对该区进行的地质普查工作查明并圈定了24条青玉矿体。并根据矿体分布情况将其划分为6个矿体群。其中，Ⅰ号青玉矿群分布在西沟南东坡一带，共圈出4条矿体，矿体赋存在下元古界金水口群中岩段与华里西期浅肉红色斑状二长花岗岩接触部位的大理岩中。矿体形态为似层状，产状与地层产状基本一致。各矿体与围岩层理平行产出，穿插于接触带或节理裂隙中，各矿体大部分裸露地表，局部被残坡积物覆盖；Ⅱ号青玉矿群分布在西沟脑，共有2条矿体。矿体呈似层状分布在元古界金水口群中岩组与华里西期斑状二长花岗岩接触带的大理岩中，两条矿体地表出露较好；Ⅲ号青玉矿群分布于本区中北部的小干沟，圈定了7条玉石矿体，矿体分布于元古界金水口群中岩组大理岩中。矿体形态为板状或似层状，产状与地层产状基本一致。各矿体与围岩层理平行产出；Ⅲ－5，Ⅲ－6，Ⅲ－7号矿体大都裸露地表，局部被残积物覆盖。Ⅳ号青玉矿群分布中沟中上游西坡，圈定了3条青玉矿体。矿体赋存在钙质白云石大理岩中。矿体呈似层状产出，产状与围岩基本一致；Ⅴ号青玉矿群分布在哈西亚图河中下游（东沟）东坡，共有5条青玉矿体，2条出露较好，直接裸露于地表。各矿体均产在灰白色蛇纹石化、硅化大理岩中。矿体形态为板状，呈层状产出，矿体产状与地层产状基本一致；Ⅵ号青玉矿群位于哈西亚图河床中下游西坡，有3条青玉矿体，矿体露头较好，直接裸露于地表。各矿体均赋存于灰白色大理岩中。矿体的形态为板状，呈层状产出，矿体产状与地层产状基本一致。

1．2纳赤台地区软玉产出的地质特征

本区位于格尔木市西南，青藏公路沿线一百余公里处的高原丘陵地区，区内交通有国道109线穿越。局部可通行越野车，交通尚属方便。本区气候属高原干旱－半干旱气候，以干燥、寒冷、多风且变化无常为特点，最低气温可达－30℃左右。区内海拔较高，最高海拔为5500m，多在4200m左右。地形切割深、沟谷纵横、陡坎发育。区内河流多为季节性河流，仅野牛沟常年有水，其余大部分为季节性水系。区内的玉石矿点自西向东依次为：没草沟玉石矿点（该矿点矿石资源量大约100吨）、拖拉海沟玉石矿点（该矿点矿石资源量约400多吨，现已开采100多吨）、三岔口玉石矿点（该矿点矿石资源量千吨以上，自1994年开始开采）、九八沟玉石矿点（该矿点矿石资源量约100多吨，可供开采利用）。矿体均产出于断裂附近，大致呈等距离分布（15～20km间距），大多在闪长玢岩体与上元古界万保沟群碳酸盐岩组的接触带附近。矿体的倾角都比较陡（＞50°），而且多在海拔4200m左右的地方。玉石质量较好，并已开发利用，经济价值可观，是一良好的玉石成矿区。其中三岔口玉石矿点矿体形态为板状，呈脉状、似层状、透镜状产出与闪长岩体接触带及其附近，矿体的产状与地层基本一致，各矿体与围岩层理平行产出，局部呈渐变过渡关系，大都被残坡积物所覆盖；拖拉海沟玉石矿点矿体形态为板状，呈脉状、似层状、团块状产出，矿体产状与地层产状基本一致，各矿体与围岩层理平行产出，穿插于接触带，大都裸露地表，局部被残坡积物覆盖；没草沟玉石矿点矿体形态为板状，呈似层状产出，矿体产状与地层产状基本一致，各矿体大都裸露地表，局部被残坡积物覆盖；九八沟玉石矿点矿体形态为板状，呈脉状、似层状产出，矿体产状与地层产状基本一致，各矿体与围岩层理平行产出，大都裸露地表，部分被残坡积物覆盖。

2青海软玉的物质成分

2．1化学成分

为了准确地了解青海软玉的化学成分特征，挑选了白玉、青白玉、青玉、翠青玉、碧玉等不同种类的，具有代表性的10个样品，对其采用荷兰帕纳科公司（原飞利浦公司）生产的PW4400∕40波长色散X射线荧光光谱仪进行了测试与分析，测试条件：X光管功率为4kW，电流为120mA，电压为30kV，测试结果见表1，表2。软玉是含水的钙镁铁硅酸盐矿物集合体，其主要矿物属透闪石－阳起石系列，化学分子式为：Ca2（Mg，Fe）5［Si4O11］2（OH）2，其中，Mg－Fe之间可呈完全类质同象替代。其主要化学成分为SiO2，MgO和CaO，还含有少量的FeO，Fe2O3，K2O，Na2O和Al2O3。根据表1，本区软玉样品的主要化学成分（SiO2，MgO，CaO）较为稳定，质量分数的变化范围不大，w（SiO2）为57．09％～60．47％，w（MgO）为21．03％～24．52％，w（CaO）12．05％～14．97％，即w（SiO2）的平均值为58．79％，w（MgO）的平均值为23．68％，w（CaO）的平均值为12．87％，与透闪石的理论值［w（SiO2）＝58．80％，w（MgO）＝24．60％，w（CaO）＝13．80％］［2］基本一致，这说明样品的主要矿物组成为透闪石。此外，根据国际矿物协会新矿物及矿物命名委员会批准的尼克（B．Eleake）“角闪石族命名方案”的规定：Mg／（Mg＋Fe2＋）＝0．90～1．00为透闪石，Mg／（Mg＋Fe2＋）＝0．50～0．90为阳起石，Mg／（Mg＋Fe2＋）＝0．00～0．50为铁阳起石。笔者对所选10个样品的Mg／（Mg＋Fe2＋）进行了计算，结果见表3。从表3可以看出，白玉、青白玉、黑白料、黄口料（青玉）、翠青玉、青玉、碧玉样品的主要矿物组成为透闪石。由表1可知，次要成分中w（FeO）的变化相对较大，为0．27％～3．55％；w（Fe2O3）较w（FeO）低，变化不大，为0．25％～1．00％；w（Na2O）为0．22％～0．35％，w（K2O）为0．02％～0．70％，w（Al2O3）为0．44％～1．62％，变化均不大。除个别样品外，次要成分中的w（FeO）＜2．0％，w（Fe2O3）＜1．0％，w（Na2O）＜0．4％，w（K2O）＜0．3％，w（Al2O3）＜2．0％，这表明次要成分在软玉中的质量分数很低。从表2可知，其它杂质元素的质量分数均很低，从而进一步说明软玉的主要矿物组成是透闪石。从表1可知，除个别样品外，大部分样品中Mg2＋与Fe2＋呈互为消长，反映了两者的类质同象关系。w（FeO）的变化对软玉的影响非常大，直接影响到软玉的品种变化，其质量分数有随着玉石颜色的加深而逐渐增加的趋势。从表1，表4大致可知，青海软玉与国内其它产地（新疆、辽宁岫岩、江苏溧阳、四川汶川、台湾花莲）及国外（前苏联、加拿大）软玉的主要化学成分基本相近，但也有少许差别。由于青海软玉与新疆软玉（碧玉除外）均产于昆仑造山带［5］，构造地质背景相似，因此两者的主要化学成分更为接近。

2．2青海软玉的矿物组成及其光学性质

2．2．1青海软玉的矿物组成

根据32块薄片、32块光片的鉴定分析，青海软玉的主要矿物组成是透闪石－阳起石系列矿物，以透闪石为主，其质量分数多数大于99％，杂质矿物的质量分数多小于1％，主要有磷灰石、白云石、绿帘石、黄铁矿、铁质（氧化铁）、粘土矿物。杂质矿物的质量分数在包含石斑、石花、絮状物等杂质物质较多的品种中有所增加。碧玉的副矿物与超基性岩有关，主要为铬铁矿。为了准确确定青海软玉的主要矿物组成，选择了10个具有代表性的青海软玉样品，采用日本D／MAX2500PCX射线衍射仪对其物相进行了分析，测试条件：Cu靶，电压为50kV，电流为120mA，扫描范围3°～90°，扫描速度为10°／min，结果见图2。由图2可知，青海软玉样品的主要粉末衍射谱线与透闪石的主要粉末衍射谱线基本相似。标准透闪石的主要粉末衍射谱线依次为8．400（110），3．110（310），3．270（240），2．703（151），故青海软玉的主要矿物组成为透闪石。利用NicoletNEXUS型傅里叶变换红外光谱仪对前述10个青海软玉样品进行了测试分析，测试条件为：漫反射，分辨率为8cm－1，扫描64次，扫描范围为400～2000cm－1，如图3，图4所示，指纹区内由Si－O，Si－O－Si伸缩振动和弯曲振动所致红外吸收谱带证实了青海软玉的主要矿物成分为透闪石。

2．2．2青海软玉组成矿物的光学特征

在偏光显微镜下，透闪石为无色，正中突起，最高干涉色Ⅱ级橙黄，一般为Ⅰ级黄白。其横切面呈菱形，两组解理发育，解理角为56°，124°。大多为斜消光，消光角Ng′∧c′在18°～20°之间。横切面呈对称消光，沿柱面方向为正延性。呈长柱状、针状、纤维状、微细纤维状［6］（图5中的a，c，d，g，h，i，l）。磷灰石为无色、正中突起、Ⅰ级灰干涉色、呈柱状、六边形、自形、半自形晶。黄铁矿为黑色、不透明、呈自形、半自形（正方形、长方形、三角形、五角形粒状断面）。铬铁矿为褐黑色，除晶粒边缘及较薄的晶粒外几乎不透明。晶粒边缘及较薄晶粒微透明，显褐红色。自形粒状。受应力作用发生碎裂，碎块有轻微位移。周边可见压力影（图5k）。绿帘石为绿色，多色性显著，正极高突起，糙面显著，干涉色鲜艳、明亮但分布不均匀。微粒状集合体呈不规则状（图5e）。粘土矿物为无色，正中突起，Ⅰ级灰干涉色，隐晶状集合体呈不规则状分布在透闪石矿物颗粒的表面、间隙及边缘（图5b）。铁质（氧化铁）为褐黑色，不透明。尖点状集合体呈不规则状、脉状分布，常与微粒状绿帘石混杂（图5j）。白云石为闪突起显著，高级白干涉色。其粒状残晶局部零星分布，边缘被透闪石纤维状晶侵蚀交代呈港湾状（图5f）。

3结论

（1）青海软玉矿床以含镁碳酸盐岩与中酸性侵入体相接触、交代变质而形成的软玉———“昆仑玉”为主，主要产于昆仑山脉中段的格尔木市大灶火西南山地区及昆仑山东缘的格尔木纳赤台地区。大灶火西南山软玉矿产于元古界金水口群中岩组与华里西期花岗闪长岩或二长花岗岩接触带附近变质作用形成的灰白色方解石或白云石大理岩中，位于断裂附近矿体与围岩层理平行产出。玉石矿的形成受地层和构造控制，且为华里西期酸性侵入交代变质作用的产物；纳赤台地区软玉矿体均产出于断裂附近，大致呈等距离分布（15～20km间距），大多在闪长玢岩体与上元古界万保沟群碳酸盐岩组的接触带附近。矿体的倾角都比较陡（＞50°），而且多在海拔4200m左右的地方。各矿区矿体形态多为板状或似层状，产状与地层产状基本一致，矿体与围岩层理平行产出，矿体大都裸露地表，局部被残坡积物覆盖。（2）青海软玉的主要化学成分为SiO2，MgO，CaO；其质量分数较为稳定，变化范围不大，w（SiO2）的平均值为58．79％，w（MgO）的平均值为23．68％，w（CaO）的平均值为12．87％，与透闪石的理论值［w（SiO2）＝58．80％，w（MgO）＝24．60％，w（CaO）＝13．80％］基本一致。次要成分在软玉中的质量分数很低，其它杂质元素的质量分数均很低。大部分样品中Mg2＋与Fe2＋呈互为消长，反映了两者的类质同象关系。w（FeO）的变化对软玉影响非常大，直接影响到软玉的品种变化，其含量有随着玉石颜色的加深而逐渐增加的趋势。（3）青海软玉的主要矿物组成是透闪石，其质量分数多数大于99％，杂质矿物质量分数多数小于1％，主要有磷灰石、白云石、绿帘石、粘土矿物、铁质、黄铁矿、铬铁矿（碧玉）。杂质矿物的质量分数在包含石斑、石花、絮状物等杂质较多的品种中有所增加。碧玉的副矿物与超基性岩有关，主要为铬铁矿。透闪石多呈长柱状、针状、纤维状、微细纤维状。