碳元素作为和田玉鉴别特征元素的思考

王　芬，地里夏提·买买提，王　敏，高　升，李全增，徐绮涵

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830000）

碳元素作为和田玉鉴别特征元素的思考

王芬*，地里夏提·买买提，王敏，高升，李全增，徐绮涵

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830000）

新疆和田玉属于透闪石玉，前人对其物理性质和成分特征做了系统研究，并积累大量的科学数据，即和田玉是含水的钙铁镁质硅酸盐矿物集合体，主成分是SiO256.08%～59.35%，CaO 11.54%～13.78%，MgO 23.68%～26.13%，其3种成分占玉石总成分91%～98%，而CO2仅为0.30%。努尔阿迪力江《用EDXRF法对新疆和田玉进行元素分析》一文研究的样品（羊脂玉和白玉）中含有较大比重的C元素，分别为24.545%和54.216%，计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为特征元素进行鉴别标志。为此，根据前人对和田玉地质学特征的研究，得出新疆和田地区羊脂玉和白玉中透闪石富Si、Mg和Ca，低Na、K、Al、Mn，不含或少量含有C元素。是否能用碳元素作为白玉、青玉和羊脂玉的特征元素有待研究。据成矿背景及岩石化学研究资料分析，11、12号样品可能为透闪石化白云大理岩，位于镁橄榄石带—白云石大理岩之间。

地质学；羊脂玉和白玉；岩石化学

1　概述

通过查阅相关考古资料证明，和田玉文化最早可追溯到距今8000年前的兴隆洼文化［1］，并以产地、售玉部落等命名，尤以和田地区出产的玉石质优，定名经历了长期的演化过程［2］。如今，定名参照2003年修定标准，已由单纯的产地名称，演变成天然玉石品种名称。目前，定名标准［3］和分类标准［4］是和田玉市场上使用的主要标准。分类标准根据和田玉颜色不同，把玉石分成8种：羊脂白玉、白玉、青白玉、青玉、黄玉、墨玉、碧玉、糖玉［5］。对于羊脂白玉是否应该从白玉中单列出来这个问题，目前相关专家们的意见有分歧［5］，羊脂玉和白玉的无损鉴别及量化标准仍在研究中。近年来，努尔阿迪力江在《用EDXRF法对新疆和田玉进行元素分析》一文得出了白玉、青玉和羊脂玉可用碳元素作为特征元素进行鉴别，对于其研究结论中高C含量比较关注，通过搜集前人对和田地区羊脂玉和白玉的研究资料，探讨能否用C元素作为对羊脂玉、白玉和青玉进行鉴别的标志。

2　成矿背景

玉矿形成主要与围岩、侵入岩、构造3大因素关系密切［6］。

围岩是中晚元古界爱尔基干群—帕尔岗塔格群碳酸盐岩［7］经区域变质作用形成的镁质大理岩，钙镁质的来源是白云石大理岩，化学成分为：MgO=20.79%，CaO=30.21%。

侵入岩主要是海西期的花岗闪长岩、闪长岩等中酸性岩体，多为小岩体，呈脉状，顺层侵入的小岩脉对和田玉成矿更有利。侵入的岩浆及热液对和田玉形成有重要作用，硅、水均来自于岩浆及其热液。

断裂构造往往是岩浆的通道，是成玉的有利空间。大的断裂带控制侵入体的分布，支断裂与矿化带分布有关，成玉最佳的构造面是侵入体接触带、岩层层面、断裂剪切面。

在矿脉中，玉的颜色一般靠近侵入体一侧多为青玉，向外渐为青白玉、白玉。其围岩蚀变有明显分带性，具有镁矽卡岩的特点，从内带至外带，依次可化为：帘石化和钾长石化中酸性侵入岩带—透辉石带—透闪石带—镁橄榄石带—蛇纹石带—白云石大理岩带（图1）。矿体主要在透闪石带。

3　岩石学特征

和田玉属透闪石玉石，是含水的钙镁铁硅酸盐矿物集合体。透闪石属闪石族矿物中的钙质闪石亚族，是透闪石—铁阳起石系列矿物中的一类［11］，晶体化学式为：Ca2（Mg，Fe）5［Si8O22］（OH）2［8］。透闪石矿物在95%以上，其中白玉中透闪石的成分为99%，青白玉中透闪石的成分为98%，青玉中透闪石的成分为97%（95%～99%），在同类透闪石玉中和田玉中透闪石的成分含量较高［9］。透闪石主要由SiO2、MgO和CaO组成，含少量Al2O3、FeO、TiO2和MnO［6，9-10］，普遍存在Mg-Fe类质同象替代，此外，还可有少量的Al替代Mg和Fe，少量的Na，K，Mn替换Ca和Mg［10］，颜色主要与Fe2+、Ti4+、Mn2+的含量有关，和田玉中还含有少量杂质矿物，一般为1%～3%，少量透辉石、绿帘石、斜黝帘石、镁橄榄石、粗晶状透闪石、白云石、石英、磁铁矿、黄铁矿、镁铁尖晶石、磷灰石等［6，10］。

4　岩石化学特征

新疆和田地区羊脂玉和白玉化学成分与透闪石理论值接近。据前人研究，10个样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%，与透闪石理论值误差分别在2.72%，2.26%和1.53%。其余组分除Al2O3外，均小于1%，表明玉石中次要组分的含量非常低。H2O+含量大多小于2%。主成分SiO2、CaO和MgO占玉石总成分91%～98%，次要组分约为1.7%，而CO2仅为0.30%，含量极微。

通过表1计算得出各个元素的质量百分比（见图2），前10个样品与透闪石理论值曲线一致，半数样品中不含C元素，11号和12号样品的C元素含量与其它样品相比异常偏高，达到24.545%和54.216%。

根据11号和12号样品的元素含量特征，富C、Ca，贫Si、Mg，极有可能为透闪石化白云质大理岩，位于成矿示意图的镁橄榄石带—白云石大理岩之间，而非透闪石带。大理岩为碳酸盐岩，因此会出现高C的情况。

图2　各种样品元素质量百分比折线图

5　结论

（1）新疆和田地区羊脂玉和白玉主要为透闪石，与透闪石理论值十分相近，其中Si、Mg和Ca含量较高，Na、K、Al、Mn等元素较少，样品中不含或少量含有C元素。

（2）数据分析表明，C元素含量极微，均小于0.3%，而努尔阿迪力江（2013）得出白玉和羊脂玉中含有较大比重的C元素，分别为24.545%和54.216%，对样品是否为羊脂玉—白玉存在疑问，是否能用碳元素作为白玉、青玉和羊脂玉的特征元素有待研究。

（3）根据成矿背景及岩石化学研究，11、12号样品可能为透闪石化白云大理岩，位于成矿示意图的镁橄榄石带—白云石大理岩之间。

表1　新疆和田地区软玉的化学成分

［1］叶舒宪.西玉东输与华夏文明的形成［J］.丝绸之路，2013（6）：5-7.

［2］贺林芳，李红中，徐丽.新疆和田玉的性质特征及其成矿机理探讨［J］.中山大学研究生学刊：自然科学与医学版，2009，30（1）：55-64.

［3］中华人民共和国国家标准.GB/T16552-2010珠宝玉石名称［S］.

［4］DB65/T 035—2010新疆维吾尔自治区质量技术监督局新版标准［S］.

［5］马国钦.新疆和田玉（白玉）子料分等定级标准及图例［M］.新疆人民出版社，2014.

［6］唐延龄，陈葆章，蒋壬华.中国和阗玉［M］.新疆人民出版社，台湾地球出版社，1994.

［7］蒋壬华.和田玉成因类型—成矿模式及分布规律的初步探讨［J］.新疆地质，1986.

［8］刘飞，余晓艳.中国软玉矿床类型及其矿物学特征［J］.矿产与地质，2009（4）：375-380.

［9］廖任庆，朱勤文.中国各产地软玉的化学成分分析［J］.宝石和宝石学杂志，2005（1）：25-30.

［10］陈克樵，陈振宇.和田玉的物质组分和物理性质研究［J］.岩石矿物学，2002（S1）：34-40.

［11］唐延龄，刘德权，周汝洪.论透闪石玉命名及分类［J］.矿物岩石，1998（4）：18-22.

［12］吴瑞华，李雯雯，奥岩.新疆和田玉岩石结构及构造研究［J］.宝石和宝石学，2004，1（1）：7-12.

［13］刘晶，崔文元.中国三个产地的软玉—透闪石玉研究［J］.宝石和宝石学，2002（2）：25-29.

［14］王实.中国宝玉石资源大全［M］.北京：科学技术文献出版社，1999.

［15］吴瑞华，李雯雯，白峰.新疆和田玉岩石学特征及其扫描电镜研究［J］.岩石学报，1999.

［16］张永旺，刘琰，等.和田透闪石软玉的振动光谱［J］.光谱学与光谱分析，2012，32（2）：399-401.

［17］努尔阿迪力江·阿不力米提，艾尔肯·阿不列木，艾克拜尔·吐合提，等.用EDXRF法对新疆和田玉进行元素分析［J］.新疆大学学报：自然科学版，2013（2）：189-192.

P57

A

1004-5716（2016）07-0096-03

2015-06-24

2015-07-01

新疆维吾尔自治区自然科学基金；基金项目编号（2013211H103）。

王芬（1988-），女（汉族），浙江台州人，新疆大学地质与矿业工程学院在读研究生，研究方向：宝玉石矿物学、矿床学和岩石学。

地里夏提·买卖提（1960-），男（维吾尔族），博士，副教授，研究生导师，主要从事矿物学及岩矿新材料研究。