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危地马拉与缅甸含绿辉石翡翠的矿物学对比研究

2020-08-10薛皓予李志刚

岩石矿物学杂志 2020年4期
关键词:环带危地马拉辉石

薛皓予,陈 涛,李志刚

(1.中国地质大学(武汉) 珠宝学院,湖北 武汉 430074;2.广东省珠宝玉石及贵金属检测中心,广东 广州 510030)

硬玉岩是一种由硬玉为主要矿物成分的岩石,通常存在于高压低温成因的蛇纹岩混杂岩体内,被认为是洋壳俯冲作用的产物,远比高压低温的榴辉岩产地少,世界范围内的硬玉岩产地目前发现的不足20处。一直以来,市场上作为商品流通的商业级硬玉岩(翡翠)主要来源于缅甸,由于地质背景及成矿环境的相似性,危地马拉、日本、哈萨克斯坦、俄罗斯等地也有商业级硬玉岩(翡翠)产出(施光海等,2000)。目前,危地马拉作为仅次于缅甸的翡翠产地,其蓝水料市场占有率逐渐升高,该品种外观呈蓝绿色,质地细腻,透明度较好,内部包含有大量棉絮状白色斑点,与产自缅甸的油青种翡翠在颜色、质地上较为相似。

前人运用岩相学与矿物学分析方法对危地马拉和缅甸的硬玉岩的成因及成矿地质背景进行过较为广泛的研究(Johnson and Harlow,1999;张良钜,2004;李旭平等,2004;Shietal.,2005;Harlow and Sorensen,2005;Sorensenetal.,2006;Tsujimori and Harlow,2012;祁敏等,2015)。关于硬玉岩的成因,近年来有结晶型(P型)与交代型(R型)两种观点。结晶型(P型)的观点认为,俯冲带内富含Na-Al-Si的流体直接结晶形成硬玉岩。硬玉矿物中存在的流体包裹体证明硬玉可以从俯冲带的流体中结晶形成。前人通过缅甸帕敢地区翡翠硬玉矿物中存在的流体包裹体,推测缅甸的硬玉岩可能是从含水和甲烷的硬玉质硅酸盐熔融体中结晶而成(Shietal.,2005);危地马拉翡翠硬玉矿物中也发现有流体包裹体,据此推测危地马拉的硬玉岩是由深俯冲带中含氘的蛇纹岩化流体结晶形成(Johnson and Harlow,1999);不同产地的硬玉晶体在阴极发光图像以及背散射电子图像中呈现出来的韵律生长环带以及氧同位素和微量元素等证据都佐证了低温俯冲带流体的演变过程(Sorensenetal.,2006)。交代型(R型)观点认为硬玉岩形成于斜长花岗岩、变质辉长岩以及榴辉岩的交代作用,在硬玉岩中保留了部分原岩的结构并包含有原岩的矿物组成和地球化学等方面的证据(李旭平等,2004;Harlow and Sorensen,2005;Tsujimori and Harlow,2012)。近年来国内部分学者通过偏光显微镜、粉晶衍射、电子探针、拉曼光谱等分析方法对危地马拉灰绿色、紫色等品种进行了初步探究,认为该区翡翠主要组成矿物为硬玉、绿辉石,具有矿物颗粒普遍粗大、透明度较差、结晶不好等特征(王铎等,2009;陈晶晶,2009;陈全莉等,2012;郑亭,2015)。前人对缅甸油青种翡翠的矿物组成、化学成分、颜色成因及地质成因等方面的研究表明,油青种翡翠是由原生翡翠砾石被深埋于断陷盆地,经历酸碱流体的溶蚀,在颗粒间隙形成绿泥石致色而成,主要成分为硬玉(胡楚燕,2004;陈索翌,2013;闫薇薇等,2013;殷科等,2014)。翡翠资源的稀缺性使得行业内对新产地品种的关注度提升,目前翡翠市场上产自危地马拉的高品质蓝水料市场占有率逐渐提高,对不同产地的翡翠相似品种的异同点进行宏观及微观的了解,有助于深入对比危地马拉与缅甸类似品质翡翠品种的宝石学及矿物学特征。

本文将利用常规宝石学测试、岩石薄片观察、X射线衍射分析、拉曼光谱测试、扫描电镜分析以及电子探针分析,对外观相似的危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠在宝石学性质、矿物组成、结构特征、化学成分等方面进行对比研究,为翡翠相似品种的产地溯源提供鉴别依据,也为两个地区硬玉岩高温低压变质环境的差异提供矿物学资料。

1 地质概况

危地马拉位于中美洲北部,是世界上仅次于缅甸的第二大商业级硬玉岩(翡翠)产出国。该地区硬玉岩位于北美和加勒比海板块之间的碰撞带、麦塔高河谷的中生代白垩纪蛇纹岩带内,断裂带南北两侧均存在高压低温变质作用,且岩石组合具有较大的区别。麦塔高断裂带以南以榴辉岩、硬柱石榴辉岩、蓝闪石榴辉岩、蓝片岩、硬玉岩等高压低温的矿物岩石为主,北侧包含有硬玉岩、钠长岩和石榴石角闪岩以及少量的榴辉岩(Harlowetal.,2011)。危地马拉硬玉岩的形成温压条件为﹤400℃和0.3~0.8 GPa,且具顺时针p-T轨迹(Harlow,1994)。

缅甸硬玉岩位于印度板块和欧亚板块的碰撞缝合线附近。硬玉岩及相关岩石主要呈脉状、块状、透镜体状等产于蛇纹岩化超基性岩之中,缅甸硬玉岩产于古近纪和新近纪的橄榄岩中,形成的温度、压力条件分别为350~500℃和1~1.5 GPa(Mével and Kiénast,1986)。原生翡翠砾石被深埋于断陷盆地之后,经历了早期的酸性阶段和晚期的碱性阶段,早期的酸性流体对原生翡翠砾石进行溶蚀,并携带Fe、Mg等元素进入翡翠的颗粒间隙和裂隙中,在晚期碱性流体阶段,Fe、Mg等元素发生沉淀形成绿泥石,从而形成了次生的油青种翡翠(闫薇薇等,2013)。

两个产地硬玉岩的地质构造背景相同,均产于板块构造俯冲带内,与俯冲或碰撞有关;但两者产出的时代以及温压条件存在差异。

2 样品和测试方法

2.1 样品

本文选取在广州、四会等地珠宝市场采集的5件危地马拉蓝水料硬玉岩(样品GY-1、GY-2、GY-3、GY-4、GY-5)和5件缅甸油青种硬玉岩(样品MY-1、MY-2、MY-3、MY-4、MY-5)原石样品(图1),经后期抛磨切割处理后进行测试。蓝水料样品呈浅灰绿色-深蓝绿色,具有玻璃光泽,微透明-透明,结构细腻,一般含有大量白色点状絮状物,部分样品可见绿色点状杂质。缅甸油青种翡翠样品呈灰绿色-深灰绿色,具有玻璃光泽,微透明-半透明,结构细腻,一般不含有杂质矿物。

图1 实验样品照片Fig.1 Experimental samples

2.2 测试方法

常规宝石学测试采用折射仪对样品折射率进行测试,采用静水称重法进行相对密度测试,两个产地每块样品分别在空气中和蒸馏水中称重3次,运用阿基米得定律进行相对密度测算。利用偏光显微镜观察、X射线粉晶衍射、背散射电子图像等手段对两个产地样品的结构特征及矿物组成进行了分析。偏光显微镜观察在中国地质大学(武汉)珠宝学院实验室完成,采用Axio Imager M2m型科研级正置材料显微镜,测试前将样品制作成光学薄片。X射线粉末衍射分析采用X’pert PRO Dy2198型X射线粉末衍射仪,测试前将样品的小块研磨至约200目以下的粉末,测试电压40 kV,电流40 mA,Cu靶,扫描速度0.4°/s,扫描步长0.016 7°/s,测试范围为3°~65°。利用激光拉曼光谱和背散射电子图像对危地马拉样品中的白色和绿色杂质矿物结构与成分进行了分析。激光拉曼光谱测试采用BRUKER R200L型拉曼光谱仪,波长532 nm,扫描范围1 550~45 cm-1。背散射电子图像观察采用QUANTA 450型环境扫描电镜进行,配备X射线能谱仪,实验前对探针片进行喷碳处理。以上测试在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。利用电子探针对两个产地样品的硬玉和绿辉石成分进行了分析,在中国地质大学(武汉)地球科学学院电子探针实验室采用日本电子JEOL株式会社JXA-8230型电子探针显微分析系统完成,钨丝灯电子枪配合X射线波谱仪,电压15 kV,电流20 nA,束斑直径1 μm。

3 实验结果

3.1 常规宝石学特征

常规宝石学测试结果(表1)表明,样品的折射率为1.66~1.67(点测),相对密度为3.33~3.35。危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠的折射率和相对密度相近,测试值符合国家标准GB/T 16553-2017《珠宝玉石 鉴定》中翡翠的规定。

3.2 结构特征

利用偏光显微镜对部分肉眼观察结构细腻、透明度相似的样品(GY-1、GY-2、GY-3和MY-2、MY-3、MY-4)进行光学薄片观察。结果表明,危地马拉蓝水料主要矿物为硬玉,次要矿物为绿辉石。单偏光镜下可见硬玉为无色,正中-高突起,发育两组解理且交角近于87°或93°,正交偏光镜下可见硬玉多呈粒状、长柱状以及不规则粒状,最高干涉色为Ⅰ级橙,二轴晶正光性,消光角较大。样品GY-1、GY-2、GY-3样品颗粒大小相对均一,无定向性,呈等粒状变晶结构,可见绿辉石间杂分布于硬玉颗粒间,颗粒界限多呈镶嵌状(图2)。绿辉石在单偏光下为无色,正高突起;正交偏光镜下可见绿辉石呈不规则状,最高干涉色可达Ⅱ级蓝绿。

表1 危地马拉蓝水料和缅甸油青种翡翠样品的常规宝石学特征Table 1 Basic gemological characteristics of the “blue water” in Guatemala and “oil green” in Myanmar

图2 危地马拉蓝水料在偏光显微镜下特征Fig.2 Characteristics of “blue water” jadeite in Guatemala under polarizing microscopeJd—硬玉;Omp—绿辉石Jd—jadeite;Omp—omphacite

缅甸油青种翡翠样品以硬玉为主,硬玉颗粒较危地马拉蓝水料硬玉颗粒粗大。单偏光镜下可见硬玉为无色,正中-高突起,解理发育,解理夹角为87°或93°。正交偏光镜下可见硬玉呈粒状、长柱状,自形程度较高,最高干涉色为Ⅰ级橙,二轴晶正光性,斜消光。正交偏光下可见MY-1、MY-2、MY-3样品硬玉多为自形-半自形柱粒状,粒径大于200 μm,颗粒边界平直,彼此呈镶嵌状,无定向性,硬玉颗粒解理发育,呈典型的柱粒状变晶结构(图3a、3b、3d、3e)。部分硬玉颗粒正交偏光镜下可见环带结构(图3c、3f)。

图3 缅甸油青种翡翠在偏光显微镜下特征Fig.3 Characteristics of “oil green” jadeite in Myanmar under polarizing microscope

3.3 矿物成分分析

3.3.1 X射线粉晶衍射测试

对5件危地马拉蓝水料和5件缅甸油青种翡翠样品的X射线粉晶衍射结果显示,危地马拉蓝水料在6.21、4.28、3.10、2.92、2.83、2.49、2.41、2.07、1.97、1.57 Å等处出现强衍射峰,与国际标准粉晶衍射数据卡片PDF:22-1388硬玉的衍射峰位吻合。同时,在2θ=28°~32°间,d值为3.16、2.96、2.87 Å等处显示绿辉石衍射峰位,表明其主要组成矿物为硬玉,次要矿物成分为绿辉石(图4)。X射线粉末衍射峰形尖锐,表明矿物结晶程度较高。绿辉石具有3种不同结构,空间群分别为C2/c、P2和P2/n,主要与M2和M1不同阳离子的量和有序-无序有关(陈晶晶,2009)。测试结果显示样品中绿辉石与P2型绿辉石的衍射线吻合,由此可进一步推测危地马拉含绿辉石硬玉岩形成于低温有序的形成环境。

缅甸油青种翡翠样品在6.20、4.28、3.10、2.92、2.82、2.49、2.41、2.07、1.97、1.57 Å等处出现强衍射峰,不含有杂质峰,峰形尖锐,表明其主要成分为硬玉,结晶良好(图5)。由于缅甸油青种翡翠中的绿辉石含量很少,矿物XRD研究中,含量5%以下的矿物不能够准确探测(王元熙,1988),因此XRD无法探测到缅甸油青翡翠中的绿辉石。

3.3.2 激光拉曼测试

危地马拉蓝水料翡翠样品中可见绿色点状杂质矿物及白色点状、絮状杂质矿物,利用激光拉曼光谱仪对杂质矿物进行了成分测试。结果表明,危地马拉蓝水料样品中白色点状、絮状杂质矿物在506、479、291、208、185、160 cm-1等处存在拉曼位移峰(图6),表明白色斑点成分为钠长石。基质部分在1 037、985、777、697、522、431、372、308、253和201 cm-1等处显示硬玉的典型拉曼光谱特征(图6),峰形尖锐,表明矿物结晶程度良好。

对GY-1、GY-3样品出露表面的绿色点状杂质测试结果显示,拉曼位移峰在1 035、1 022、1 011、983、974、698、680、376 cm-1处存在拉曼位移峰(图7),其中1 035、983、698、376 cm-1这几处强峰指示硬玉,680、1 022 cm-1处的拉曼位移峰与绿辉石标准峰吻合(图7)。根据链状硅酸盐的振动光谱归属,认为1 022 cm-1处位移峰归属为Si—Ot伸缩振动谱带,680 cm-1位移峰为Si—O—Si弯曲振动谱带(Gendronetal.,2002;陈全莉等,2012)。同时,在974和1 011 cm-1处存在肩峰,分别为霓石与普通辉石的主峰,结合下文危地马拉蓝水料绿色杂质包体电子探针测试结果分析,认为该处位移峰指示霓辉石。

图4 危地马拉蓝水料样品XRD图谱Fig.4 XRD patterns of Guatemala “blue water” samples

图5 缅甸油青种翡翠样品XRD图谱Fig.5 XRD pattern of Myanmar “oil green” jadeite samples

3.3.3 背散射电子图像观察

通过背散射电子衬度图观察可知,危地马拉蓝水料主要由硬玉与绿辉石组成,硬玉呈长柱状(粒径约20 μm)或它形细粒状(粒度小于10 μm),无明显定向性(图8a),与偏光显微镜观察结果一致。蓝水料硬玉颗粒可见韵律环带结构,环带层数为2~3层,通常发育单层环带,常见暗色核心,边缘为浅灰衬度(图8b),少量颗粒发育2层环带,核心显示浅灰衬度(图8c)。

图6 危地马拉蓝水料白色点状杂质矿物及基质拉曼谱图Fig.6 Raman spectra of white point impurity minerals and matrix of “blue water” in Guatemala

在背散射电子图像中,绿辉石显示为浅色衬度,在危地马拉蓝水料中分布较多。绿辉石主要呈3种存在形式:第1种呈脉状形式存在,通常切穿并充填早期硬玉颗粒及颗粒间隙,随着温度的降低发生热液结晶分离,形成绿辉石与硬玉颗粒(图8d、8e);第2种为绿辉石呈不规则状充填于硬玉颗粒间隙,交代早期硬玉,可见部分硬玉呈孤岛状存在(图8f);第3种绿辉石自形程度高,呈柱状、长柱状、纤维状,在危地马拉蓝水料中以绿色点状杂质形式存在(图8g)。部分自形颗粒内部可见深色衬度绿辉石与浅色衬度霓辉石两种存在普遍类质同像的矿物共存(图8h),反映出早期温压条件下辉石组端员矿物固溶体互溶,当后期压力降低时,二者相互分离。

图8 危地马拉蓝水料背散射电子衬度图Fig.8 Backscatter images of Guatemala “blue water” jadeiteJd—硬玉;Jd core—硬玉环带核心;Jd zone—硬玉外层环带;Omp—绿辉石;Omp vein—绿辉石脉;Ae-Au—霓辉石;Ab—钠长石Jd—jadeite;Jd core—core of jadeite zoning structure;Jd zone—layer of jadeite zoning structure;Omp—omphacite;Omp vein—omphacite vein;Ae-Au—aegirine-augite;Ab—albite

危地马拉蓝水料中的钠长石杂质矿物呈点状相间分布于硬玉中(图8i)。

缅甸油青种翡翠主要由硬玉组成。硬玉呈柱状、粒状,自形程度较高,粒径约100~300 μm,呈柱粒状镶嵌结构,三维无序,无明显定向性(图9a、9b),与偏光显微镜下观察结果一致。在背散射电子衬度图像中,缅甸油青种翡翠硬玉颗粒可见明显明暗交替的韵律环带结构,硬玉环带显示为不同衬度,深灰衬度的环带区域相对明亮衬度的环带区域富Ca、Mg。硬玉颗粒常见以深灰衬度为核心,韵律环带通常发育3~5层(图9b~9d)。部分硬玉颗粒环带发生弯曲变形(图9c),表明晶体生长具有间断性,其所处地质环境发生变化。

相对危地马拉蓝水料,缅甸油青种翡翠中绿辉石分布较少,部分区域可见绿辉石以脉状充填硬玉颗粒间隙或被硬玉颗粒交代呈孤岛状,交代残余绿辉石颗粒与硬玉间存在明显反应边,反应边成分为硬玉(图9e、9f)。绿辉石脉中间几乎不含有硬玉成分或含量较少(图9e),与危地马拉绿辉石脉的存在形式明显不同。

3.3.4 电子探针测试

通过危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠中硬玉的探针结果分析可知,危地马拉蓝水料样品中硬玉矿物的Jd(NaAlSi2O6)端员含量(Jd平均值为95.74%)比缅甸油青种(Jd平均值为99.10%)低(表2),WEF端员含量明显高于缅甸油青种(表2),CaO、MgO含量高于缅甸油青种中的硬玉矿物。

危地马拉硬玉韵律环带伴随着成分的振荡变化,其核部深灰衬度Jd含量明显高于边缘浅灰衬度(表3),环带核部Jd端员平均含量为98.23%;浅灰环带边缘Jd端员平均含量为86.98%。浅灰环带边缘CaO(1.99%~2.52%)、MgO(1.99%~2.52%)含量较核部CaO(0.40%~0.49%)、MgO(0.28%~0.34%)含量高。

缅甸油青种硬玉颗粒通常发育3层及4层韵律环带(图9d),核部与第2层环带均为深灰衬度,Jd含量最高,CaO(0.44%~1.60%)、MgO(0.34%~1.19%)含量最低;第1层环带为深灰衬度,Jd含量相对较低,CaO、MgO含量分别为1.72%~1.940%、1.30%~1.62%;第3层边缘为浅灰衬度,Jd含量最低,CaO、MgO含量分别为2.33%~2.66%、1.90%~2.08%(表3)。

对比两个品种硬玉环带不同层CaO、MgO含量,发现两个品种硬玉环带核心CaO、MgO含量基本在同一区间范围,而危地马拉蓝水料硬玉环带边缘CaO、MgO含量与缅甸油青种硬玉颗粒的第3层环带接近;危地马拉硬玉环带发育层数较少,同时CaO、MgO含量变化区间较大;缅甸硬玉环带核部Ca、Mg含量最低,随后向外Ca、Mg含量增加,继而周期性交替变化。

危地马拉蓝水料与缅甸油青种均包含绿辉石成分。危地马拉蓝水料硬玉岩中存在3种形式的绿辉石,其CaO、MgO、FeO含量存在明显差异(表4):① 脉状绿辉石充填早期硬玉颗粒及颗粒间隙,随着温度的降低,发生热液结晶分离,形成绿辉石与硬玉颗粒。该形式绿辉石的CaO、MgO、FeO平均含量分别为14.13%、9.57%、1.53%;② 绿辉石呈不规则状充填于硬玉颗粒间隙,并交代早期硬玉,部分区域可见硬玉呈孤岛状存在。该形式绿辉石的CaO、MgO平均含量分别为10.73%、7.03%,明显低于后期充填脉状绿辉石;FeO平均含量为4.11%,明显高于脉状绿辉石FeO含量;③ 绿辉石发育自形柱状、长柱状或纤维状。该形式绿辉石CaO、MgO平均含量相对较低,分别为11.33%、7.52%,FeO平均含量达到5.64%,该形式绿辉石FeO含量最高。

WEF为Wo、En和Fs 3种矿物含量总和:Wo—硅灰石;En—顽火辉石;Fs—铁辉石;Jd—硬玉;Omp—绿辉石;Ae—霓石;下表同。

在背散射电子图像下,部分自形绿辉石颗粒内部含有不规则状浅色衬度区域(图8h),该部分霓石(Ae)端员组分含量明显增加,可达41.41%,根据Morimoto(1989)辉石命名法则进行辉石端员投影,结果显示该矿物为霓辉石(图10),表明危地马拉蓝水料翡翠中绿色点状杂质主要成分为富铁绿辉石与霓辉石。危地马拉蓝水料中包含较多钠长石杂质矿物,在蓝水料中以白色点状、絮状形式存在(表4)。

缅甸油青种翡翠中绿辉石主要以脉状与交代残余状两种形式存在,两者的CaO、MgO、FeO三者含量无明显差异(表4)。

4 结果与讨论

4.1 硬玉环带结构与化学成分的差异

危地马拉蓝水料中的硬玉与缅甸油青种中的硬玉矿物均可见环带结构,说明高压变质过程中均存在化学成分的变化。危地马拉蓝水料和缅甸油青种中的硬玉核部均为化学成分较纯的硬玉矿物,Na和Al含量高。危地马拉蓝水料中的硬玉颗粒通常发育单层环带,缅甸油青种翡翠硬玉颗粒通常发育3~5层环带,两者的核部Ca、Mg含量无明显差异,前者单层环带边缘与后者环带最外层成分接近。硬玉颗粒韵律环带结构表明周围环境经历了动荡-稳定-动荡,组分重新接近平衡的过程。辉石中明暗交替的环带可以说明成矿流体携带的Ca、Mg物质在周围物理化学条件变化过程中有规律地进入到硬玉中,从而提升了硬玉颗粒Ca-Mg-Fe辉石组分的含量。硬玉环带的形态可以指示晶体生长环境的稳定程度,当环带数较少时,表明流体的性质和流量相对稳定,变化周期较长;反之,晶体生长环境不稳定,当环带弯曲不平,说明晶体生长具有间断性,并且可能发生过溶蚀,进而说明矿物的形成环境是不断变化的(张智宇等,2012)。危地马拉硬玉晶体环带层数较少,环带边界平直并且连续;缅甸硬玉晶体环带层数较多,同时环带出现弯曲。该现象指示两产地的硬玉矿物结晶环境存在差异。

表3 危地马拉蓝水料与缅甸油青种硬玉环带电子探针测试结果 wB/%Table 3 Analytical results of EPMA for the rhythmic zoning of “blue water” jadeite from Guatemala and “oil green” jadeite from Myanmar

表4 危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠杂质矿物电子探针测试结果 wB/%Table 4 Analytical results of EPMA for punctate minerals of Guatemala “blue water” jadeite and Myanmar “oil green” jadeite

4.2 绿辉石结构构造与化学成分的差异

危地马拉蓝水料中绿辉石至少有3个形成阶段:早期形成的绿辉石呈自形程度高的柱状、长柱状或纤维状,可见离溶现象,形成蠕虫状构造,反映出早期高压下辉石组端员矿物固溶体互溶,当后期压力降低时,二者相互分离,同时,自形绿辉石颗粒内部广泛的离溶现象也表明发生了强烈的退变质作用(Tsujimorietal.,2005);中期绿辉石呈不规则状充填于硬玉颗粒间隙,交代早期硬玉颗粒。该期次绿辉石的CaO(平均含量10.73%)、MgO(平均含量7.03%)含量较低,与早期绿辉石含量差异不大,但FeO含量低于早期自形绿辉石颗粒。后期热液沿微裂隙充填早期硬玉颗粒及颗粒间隙,热液中Na与Ca成分含量相对较高,随着温度的降低发生热液结晶分离,形成绿辉石与硬玉颗粒。该期次绿辉石的CaO、MgO、FeO平均含量为14.13%、9.57%、1.53%,Ca、Mg平均含量明显高于前两期绿辉石,Fe含量为3个期次中最低。

图10 危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠中不同形式绿辉石的Jd-Ae-WEF投影图(据Morimoto,1989)Fig.10 Jd-Ae-WEF diagram of omphacite in Guatemalan “blue water” and Myanmar “oil green” jadeite (Morimoto,1989)WEF—Wo、En和Fs 3种矿物含量总和;Wo—硅灰石;En—顽火辉石;Fs—铁辉石;Jd—硬玉;Ae—霓石WEF—the sum of Wo,En,Fs;Wo—wollastonite;En—enstatite;Fs—ferrosilite;Jd—jadeite;Ae—aegirine

缅甸油青种中的绿辉石主要以交代残余状与脉状两种形式存在,两者的CaO、MgO平均含量无明显差异。结合背散射电子图像分析,认为缅甸油青种翡翠中的绿辉石为同期次形成,且形成时间晚于硬玉。

对比分析危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠硬玉以及晚期绿辉石成分差异,前者的CaO含量明显高于缅甸油青种翡翠,另外由于霓石的存在,推测危地马拉硬玉岩的成矿热液中Ca和Fe含量高于缅甸。

4.3 硬玉岩结构与矿物组成对形成环境的指示

危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠都是基本由碱性辉石亚族矿物形成的集合体,但是两者在矿物组成和结构类型上存在较大差异。

危地马拉蓝水料主要组成成分为硬玉与绿辉石,绿辉石含量较高,并包含有少量的钠长石杂质矿物,并可检测到微量的霓辉石,整体发育等粒状结构。危地马拉蓝水料后期热液充填微裂隙,随着后期温度的下降,热液分离结晶形成绿辉石与硬玉矿物。该现象表明危地马拉后期构造活动频繁,热液成分变化较大。

缅甸油青种翡翠主要成分为硬玉,杂质矿物含量较少,硬玉颗粒粒度大于危地马拉蓝水料,自形程度高。硬玉岩以变晶结构为主,存在交代结构及动力变质结构。其中缅甸油青种翡翠中的后期主要沿裂隙充填,以脉状绿辉石形式存在,绿辉石脉边界清晰,且不包含或很少包含有硬玉成分。

5 结论

危地马拉蓝水料与缅甸油青种翡翠均以硬玉为主要成分,分别含有少量和微量的绿辉石,形成于碱性变质岩中。缅甸油青种翡翠Jd端员含量较危地马拉蓝水料高,WEF含量较危地马拉蓝水料低,两者的结晶度均良好。利用激光拉曼和电子探针对危地马拉蓝水料中绿色与白色杂质斑点进行的结构与成分测试结果表明,绿色杂质斑点成分为富铁绿辉石与霓辉石,白色杂质斑点成分为钠长石。危地马拉蓝水料中的硬玉颗粒常见短柱状、纤维状或不规则状,部分颗粒可见弯曲变形现象,硬玉粒径相对细小,分布无明显定向,该品种翡翠结构主要为等粒状变晶结构。缅甸油青种翡翠中的硬玉常呈长柱状或粒状,晶形发育完整,硬玉颗粒比危地马拉蓝水料明显粗大,颗粒分布无明显定向,整体结构主要为柱粒状变晶结构。

两产地的硬玉颗粒均具有韵律环带结构,缅甸油青种翡翠硬玉环带较危地马拉蓝水料层数多,危地马拉蓝水料中绿辉石分别以自形颗粒、交代残余、沿裂隙充填3种形式存在。缅甸油青种翡翠中绿辉石以脉状充填硬玉颗粒间隙或被硬玉颗粒交代呈孤岛状。危地马拉蓝水料的硬玉颗粒与脉状绿辉石的CaO含量均高于缅甸油青种翡翠,另外由于霓辉石的存在,推测危地马拉硬玉岩的成矿热液中Ca和Fe含量高于缅甸。

危地马拉蓝水料翡翠和缅甸油青种翡翠可以通过结构特征、杂质矿物成分、硬玉矿物环带结构以及化学成分的不同进行产地鉴别。

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