河南栾川软玉（白玉）矿床特征及成因的初步研究

岳紫龙，朱晓红，周小卜，刘霁霄，周世全

（1.南阳师范学院珠宝玉雕学院，河南南阳473061；2.河南省地矿局第一地质勘查院，河南南阳473056）

1 概况

河南省地勘局地勘一院与栾川县伊源玉开发公司合作，在伏牛山脉的腹地栾川陶湾伊河源一带发现了透闪石类软玉（白玉）。这一发现是我国软玉找矿领域中的一件大事，对我国玉文化、特别是长期争论的和田玉是否进入中原、何时进入中原问题的研究，具有重大的理论和现实意义[1]。

伊河源白玉开发利用历史悠久，据考古资料查证，在新石器时代的仰韶文化时期已被开采使用[2]。商代文献中称其“精雕之术，玉龙显现”[3]；西汉刘歆所著我国最早的地理学专著《山海经》中，记载该玉石的产地为“蔓渠之山”，蔓渠山即今之闷顿岭。北魏郦道元《水经注》中记载，“鸾川有玉而名振”。古代鸾、栾二字相通，宋前通写鸾川，元人修《宋史》始写栾川至今。玉的产地，自元后因年殷久远，文字泯灭，已经无法考证。

2002年，伊源玉开发公司根据群众提供的古采洞遗址和实地考察而再次发现该玉矿，其准确地址为栾川县陶湾镇三合村，与伊河源头古称蔓渠山的闷顿岭东西相望[4]，海拔1320m。

2004年9月，河南省地勘局地勘一院应伊源玉开发公司的要求，对其做了详细的地质普查工作，基本查明了软玉（白玉）的规模、质量及矿物组成、品级等。目前，伊源玉开发公司与有关部门合作重点开发、加工白玉产品。

2 玉矿区地质特征

玉矿位于华北板块南缘，东秦岭造山带的北部，三川—庙子复向斜的南翼[5]。区内出露地层主要为上元古界栾川岩群，除下部缺失三川组外，由下而上南泥湖组（Qbn）、煤窑沟组（Qbm）、大红口组（Qbdh）、鱼库组（Qbr）均有出露，其次有奥陶系秋木沟组（Oq）分布[6]。岩石主体为浅海陆源碎屑碳酸盐建造，变质程度较低，为低绿片岩相，局部地段由于热力变质叠加而使得变质程度有所加强。

南泥湖组（Qbn）厚约300~510m，分布于矿区东北面，岩性主要为石英岩、二云片岩、炭质绢云片岩、钙质片岩、大理岩、云母大理岩整合于三川组之上。

煤窑沟组（Qbm）厚约630m，分布于矿区东北部，与上下组呈整合接触，为含玉岩系。岩性分为三段：下段主要为黑云石英大理岩、石英大理岩、厚层白云质大理岩，夹钙质片岩。中段主要为绢云斜长片岩、二云片岩夹白云石大理岩透镜体。上段主要出露于矿区的中部、东北部。分布较广，岩性为白云质大理岩、黑云石英大理岩夹薄层绢云斜长片岩、二云片岩，该段是玉矿的主要含矿层位。

大红口组（Qbdh）厚约620m，分布于矿区中南部，与上下组呈整合接触。岩性主要为粗面岩、粗面安山岩、变粗面集块岩夹多种片岩及白云石大理岩。

鱼库组（Qbr）厚约118m，分布于矿区西南部，与上下组呈平行不整合接触。岩性主要为厚层细粒石英白云石大理岩、方解石、白云石大理岩及白云石大理岩夹石英岩、片岩等。

秋木沟组（Oq）厚约180m，分布于矿区西南角，出露少，与上下组呈不整合接触关系。岩性为绢云石英大理岩、石英大理岩、绢云绿泥石英大理岩夹少量二云片岩。

矿区内岩浆岩主要有加里东期变辉长岩（VPt3）、晋宁期正长岩（επPt3）。矿物成分主要为次闪石(辉石)、钠黝帘石化斜长石，其次为黑云母、磷灰石等，微量矿物有磁铁矿、榍石等多种。

矿区内构造比较简单，褶皱以三川—庙子复向斜为主，地层整体走向北西南东，倾向北东，倾角62°~65°，断裂大部分布在南部，主要断裂走向北西南东，倾向南西或北东，倾角较陡，在74°~86°，带内构造角砾岩、碎裂岩发育，岩石片理化较强，并伴有硅化、褐铁矿化等（图1）。

3 玉矿体形态及物质成分

玉矿带由蛇纹石化大理岩、透闪石化白云岩、蛇纹石化白云岩、大理岩与蛇纹岩等组成。矿带呈北西—南东向或近东西向分布，倾向北东，倾角65°~73°，长约50~70m，宽约14~20m。呈纺锤状展布。玉矿体主要产于蛇纹岩体之中，尤以上部为多。玉石以白、灰白色为主，次有青白、酱紫、浅绿等色，纤维变晶结构、放射状纤维结构等，块状构造或致密块状构造。主要矿物成分为透闪石，含量在97%~99%，呈放射状、纤维状变晶，排列紧密，粒径大部分在0.01~0.03mm。软玉微透明至半透明，油脂光泽，摩氏硬度6.0，密度2.91g/cm3，折光率在1.60，质地细腻、温润。

化学成分主要为SiO2、CaO、MgO等，与透闪石理论成分近似。SiO2含量在56.12%~56.32%，平均56.18%；CaO为12.82%~15.26%，平均14.45%；MgO在23.45%~26.13%，平均24.34%。

次要成分FeO+Fe2O3含量在0.868%~0.89%，平均为0.883%，且Fe2O3大于FeO，而国外、新疆大部分FeO大于Fe2O3。AL2O3含量在0.1%~0.15%，平均0.117%；K2O、Na2O含量分别为0.0053%~0.014%与0.093%，平均为0.0094%、0.093%；MnO、TiO2、P2O5等含量平均分别为0.0897%、0.005%、0.03%，与国内外同种软玉的含量近似。

微量元素有18种之多（表1），主要为Cu、Pb、Zn、W、Mo、Sn、Ni、Co、Mn、Ba、Ti等，大部分高于地壳元素丰度，同时还有一定数量的稀土元素。

表1 微量元素分析结果表[ω（B）/10-6]

次要成分和微量元素含量的多少，可能与软玉的颜色有一定的关系。

4 围岩蚀变

蚀变主要是低温动热变质与岩浆期后热液及断裂变质作用产生的蚀变，主要蚀变作用有蛇纹石化作用、透闪石化作用、碳酸岩化作用和水镁石化作用。

蛇纹石化作用是玉石的主要围岩蚀变类型。蛇纹石平均含量在35%左右，最高可以达到85%~99%，可以形成单一的蛇纹石岩（蛇纹石玉）。常见白云石被透闪石交代，方解石被蛇纹石交代，呈典型的交代结构，是玉矿体围岩蚀变最重要的组成部分。

透闪石化作用主要分布于蛇纹石玉顶底板与软玉内，透闪石含量一般在10%~42%，最高在95%~99%。

碳酸盐化作用主要分布在蛇纹岩内，少数分布在软玉中，碳酸盐含量在1%~10%，呈极细的不规则脉状分布。

水镁石（氢氧镁石）化作用主要分布于蛇纹石岩的下部，水镁石含量一般在25%~40%，形成水镁石大理岩，它是在白云岩化和蛇纹石化热液蚀变与低温区域动热变质中产生的。

其他局部可见硅化、泥化及绿泥石化作用，分布局限，强度较弱。

5 矿床成因的初步研究

软玉（白玉）产于区域变质的新元古代栾川群中部的煤窑沟组上段，其上与大红口组呈整合接触，下与南泥湖组亦呈整合接触，原岩为一套浅海相碎屑碳酸盐岩建造，厚约630m。

（1）软玉矿体呈小透镜体、小脉状，主要产于蛇纹岩（玉）内或顶部呈放射状透闪石岩蚀变带附近，其次分布在蚀变辉长岩脉附近或小型断裂挤压带内，多以挤压透镜体形式存在。

（2）综合区域变质、变形程度、围岩蚀变、共生矿物等已有资料，推断成玉温度在250℃~400℃之间，压力在2~5kPa。软玉中透闪石颗粒细小，说明成玉温度不高而压力高于非蛇纹岩类型的软玉[7]。

（3）形成软玉热液的成分比较复杂，除主要含有Mg、Ca、Si、K、Na、Fe、Mn等元素外，还有挥发性成分SO2等。热液含有Mg、Ca、K、Na等时，使介质呈碱性状态，有利于软玉的形成，但在整个成玉过程中，热液的酸碱度受外界影响也在不断变化。

（4）软玉的化学成分分析表明，Fe2O3大于FeO，其比值在0.899~0.922之间，说明软玉形成于氧化环境，应该是在深度不大的开放—半开放状态中形成的，宏观表现为矿体规模小且不规则、结晶颗粒稍粗。

（5）目前对世界上已发现的软玉矿床成因的研究，大体分为两大基本类型——蛇纹岩型与非蛇纹岩型。前者如俄罗斯、澳大利亚、新西兰、中国青海等产地，后者则有中国和田和韩国等[8]。两类矿床在成矿地质条件、物理化学性质等方面都有不同，并且两者在化学成分上都是铁含量不足，前者明显低于后者，而栾川的数据与前者相似，属于蛇纹岩型。

综合前述，在区域低压动热变质、断裂动力变质和辉长岩体期后热液的共同作用中，随着温度、压力的变化，岩石中挤出大量的热水溶液；随着变质作用的加强，脱水作用更加明显，水和矿物的结合力及静电力减弱。由上述各种作用产生的流体组成混合热液，携带成矿物质SiO2、MgO、CaO等在温度、压力、浓度梯度等的变化过程中，进入岩石裂隙和构造带流动扩散，与白云石大理岩、蛇纹岩等发生强烈的多阶段、多期的充填、交代、溶解沉淀，加入或带出白云石大理岩和蛇纹岩中部分物质形成透闪石的SiO2、MgO、CaO等成分，进而形成软玉矿床。因此该区软玉矿床属多期、多方式的中低温复合变质蛇纹岩型软玉矿床。

软玉属于角闪石族类的矿物集合体，成因主要有区域变质、热变质、接触交代变质、断裂变质和岩浆热液型等，其成因十分复杂。对栾川软玉（白玉）矿床成因的研究，今后还应当更全面地对地质特点和成玉条件等做进一步探讨，以便在该地区寻找新的软玉产地和矿床深部找矿有更大的突破。