碳元素作為和田玉鑒別特征元素的思考

王　芬，地里夏提·買買提，王　敏，高　升，李全增，徐綺涵

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830000）

碳元素作為和田玉鑒別特征元素的思考

王芬*，地里夏提·買買提，王敏，高升，李全增，徐綺涵

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830000）

新疆和田玉屬于透閃石玉，前人對其物理性質和成分特征做了系統研究，并積累大量的科學數據，即和田玉是含水的鈣鐵鎂質硅酸鹽礦物集合體，主成分是SiO256.08%～59.35%，CaO 11.54%～13.78%，MgO 23.68%～26.13%，其3種成分占玉石總成分91%～98%，而CO2僅為0.30%。努爾阿迪力江《用EDXRF法對新疆和田玉進行元素分析》一文研究的樣品（羊脂玉和白玉）中含有較大比重的C元素，分別為24.545%和54.216%，計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為特征元素進行鑒別標志。為此，根據前人對和田玉地質學特征的研究，得出新疆和田地區羊脂玉和白玉中透閃石富Si、Mg和Ca，低Na、K、Al、Mn，不含或少量含有C元素。是否能用碳元素作為白玉、青玉和羊脂玉的特征元素有待研究。據成礦背景及巖石化學研究資料分析，11、12號樣品可能為透閃石化白云大理巖，位于鎂橄欖石帶—白云石大理巖之間。

地質學；羊脂玉和白玉；巖石化學

1　概述

通過查閱相關考古資料證明，和田玉文化最早可追溯到距今8000年前的興隆洼文化［1］，并以產地、售玉部落等命名，尤以和田地區出產的玉石質優，定名經歷了長期的演化過程［2］。如今，定名參照2003年修定標準，已由單純的產地名稱，演變成天然玉石品種名稱。目前，定名標準［3］和分類標準［4］是和田玉市場上使用的主要標準。分類標準根據和田玉顏色不同，把玉石分成8種：羊脂白玉、白玉、青白玉、青玉、黃玉、墨玉、碧玉、糖玉［5］。對于羊脂白玉是否應該從白玉中單列出來這個問題，目前相關專家們的意見有分歧［5］，羊脂玉和白玉的無損鑒別及量化標準仍在研究中。近年來，努爾阿迪力江在《用EDXRF法對新疆和田玉進行元素分析》一文得出了白玉、青玉和羊脂玉可用碳元素作為特征元素進行鑒別，對于其研究結論中高C含量比較關注，通過搜集前人對和田地區羊脂玉和白玉的研究資料，探討能否用C元素作為對羊脂玉、白玉和青玉進行鑒別的標志。

2　成礦背景

玉礦形成主要與圍巖、侵入巖、構造3大因素關系密切［6］。

圍巖是中晚元古界愛爾基干群—帕爾崗塔格群碳酸鹽巖［7］經區域變質作用形成的鎂質大理巖，鈣鎂質的來源是白云石大理巖，化學成分為：MgO=20.79%，CaO=30.21%。

侵入巖主要是海西期的花崗閃長巖、閃長巖等中酸性巖體，多為小巖體，呈脈狀，順層侵入的小巖脈對和田玉成礦更有利。侵入的巖漿及熱液對和田玉形成有重要作用，硅、水均來自于巖漿及其熱液。

斷裂構造往往是巖漿的通道，是成玉的有利空間。大的斷裂帶控制侵入體的分布，支斷裂與礦化帶分布有關，成玉最佳的構造面是侵入體接觸帶、巖層層面、斷裂剪切面。

在礦脈中，玉的顏色一般靠近侵入體一側多為青玉，向外漸為青白玉、白玉。其圍巖蝕變有明顯分帶性，具有鎂矽卡巖的特點，從內帶至外帶，依次可化為：簾石化和鉀長石化中酸性侵入巖帶—透輝石帶—透閃石帶—鎂橄欖石帶—蛇紋石帶—白云石大理巖帶（圖1）。礦體主要在透閃石帶。

3　巖石學特征

和田玉屬透閃石玉石，是含水的鈣鎂鐵硅酸鹽礦物集合體。透閃石屬閃石族礦物中的鈣質閃石亞族，是透閃石—鐵陽起石系列礦物中的一類［11］，晶體化學式為：Ca2（Mg，Fe）5［Si8O22］（OH）2［8］。透閃石礦物在95%以上，其中白玉中透閃石的成分為99%，青白玉中透閃石的成分為98%，青玉中透閃石的成分為97%（95%～99%），在同類透閃石玉中和田玉中透閃石的成分含量較高［9］。透閃石主要由SiO2、MgO和CaO組成，含少量Al2O3、FeO、TiO2和MnO［6，9-10］，普遍存在Mg-Fe類質同象替代，此外，還可有少量的Al替代Mg和Fe，少量的Na，K，Mn替換Ca和Mg［10］，顏色主要與Fe2+、Ti4+、Mn2+的含量有關，和田玉中還含有少量雜質礦物，一般為1%～3%，少量透輝石、綠簾石、斜黝簾石、鎂橄欖石、粗晶狀透閃石、白云石、石英、磁鐵礦、黃鐵礦、鎂鐵尖晶石、磷灰石等［6，10］。

4　巖石化學特征

新疆和田地區羊脂玉和白玉化學成分與透閃石理論值接近。據前人研究，10個樣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%，與透閃石理論值誤差分別在2.72%，2.26%和1.53%。其余組分除Al2O3外，均小于1%，表明玉石中次要組分的含量非常低。H2O+含量大多小于2%。主成分SiO2、CaO和MgO占玉石總成分91%～98%，次要組分約為1.7%，而CO2僅為0.30%，含量極微。

通過表1計算得出各個元素的質量百分比（見圖2），前10個樣品與透閃石理論值曲線一致，半數樣品中不含C元素，11號和12號樣品的C元素含量與其它樣品相比異常偏高，達到24.545%和54.216%。

根據11號和12號樣品的元素含量特征，富C、Ca，貧Si、Mg，極有可能為透閃石化白云質大理巖，位于成礦示意圖的鎂橄欖石帶—白云石大理巖之間，而非透閃石帶。大理巖為碳酸鹽巖，因此會出現高C的情況。

圖2　各種樣品元素質量百分比折線圖

5　結論

（1）新疆和田地區羊脂玉和白玉主要為透閃石，與透閃石理論值十分相近，其中Si、Mg和Ca含量較高，Na、K、Al、Mn等元素較少，樣品中不含或少量含有C元素。

（2）數據分析表明，C元素含量極微，均小于0.3%，而努爾阿迪力江（2013）得出白玉和羊脂玉中含有較大比重的C元素，分別為24.545%和54.216%，對樣品是否為羊脂玉—白玉存在疑問，是否能用碳元素作為白玉、青玉和羊脂玉的特征元素有待研究。

（3）根據成礦背景及巖石化學研究，11、12號樣品可能為透閃石化白云大理巖，位于成礦示意圖的鎂橄欖石帶—白云石大理巖之間。

表1　新疆和田地區軟玉的化學成分

［1］葉舒憲.西玉東輸與華夏文明的形成［J］.絲綢之路，2013（6）：5-7.

［2］賀林芳，李紅中，徐麗.新疆和田玉的性質特征及其成礦機理探討［J］.中山大學研究生學刊：自然科學與醫學版，2009，30（1）：55-64.

［3］中華人民共和國國家標準.GB/T16552-2010珠寶玉石名稱［S］.

［4］DB65/T 035—2010新疆維吾爾自治區質量技術監督局新版標準［S］.

［5］馬國欽.新疆和田玉（白玉）子料分等定級標準及圖例［M］.新疆人民出版社，2014.

［6］唐延齡，陳葆章，蔣壬華.中國和闐玉［M］.新疆人民出版社，臺灣地球出版社，1994.

［7］蔣壬華.和田玉成因類型—成礦模式及分布規律的初步探討［J］.新疆地質，1986.

［8］劉飛，余曉艷.中國軟玉礦床類型及其礦物學特征［J］.礦產與地質，2009（4）：375-380.

［9］廖任慶，朱勤文.中國各產地軟玉的化學成分分析［J］.寶石和寶石學雜志，2005（1）：25-30.

［10］陳克樵，陳振宇.和田玉的物質組分和物理性質研究［J］.巖石礦物學，2002（S1）：34-40.

［11］唐延齡，劉德權，周汝洪.論透閃石玉命名及分類［J］.礦物巖石，1998（4）：18-22.

［12］吳瑞華，李雯雯，奧巖.新疆和田玉巖石結構及構造研究［J］.寶石和寶石學，2004，1（1）：7-12.

［13］劉晶，崔文元.中國三個產地的軟玉—透閃石玉研究［J］.寶石和寶石學，2002（2）：25-29.

［14］王實.中國寶玉石資源大全［M］.北京：科學技術文獻出版社，1999.

［15］吳瑞華，李雯雯，白峰.新疆和田玉巖石學特征及其掃描電鏡研究［J］.巖石學報，1999.

［16］張永旺，劉琰，等.和田透閃石軟玉的振動光譜［J］.光譜學與光譜分析，2012，32（2）：399-401.

［17］努爾阿迪力江·阿不力米提，艾爾肯·阿不列木，艾克拜爾·吐合提，等.用EDXRF法對新疆和田玉進行元素分析［J］.新疆大學學報：自然科學版，2013（2）：189-192.

P57

A

1004-5716（2016）07-0096-03

2015-06-24

2015-07-01

新疆維吾爾自治區自然科學基金；基金項目編號（2013211H103）。

王芬（1988-），女（漢族），浙江臺州人，新疆大學地質與礦業工程學院在讀研究生，研究方向：寶玉石礦物學、礦床學和巖石學。

地里夏提·買賣提（1960-），男（維吾爾族），博士，副教授，研究生導師，主要從事礦物學及巖礦新材料研究。