淺談瑪瑙中常見包體的特征及成因

黃杰　陳云倩　黃堅

【摘 要】瑪瑙是一種常見的以SiO2為主要成分的具有紋帶構造的隱晶質石英巖玉。在其形成過程中，由于成巖環境（溫度、壓力、氧逸度等）、外界環境、人工行為等因素產生的包體豐富多樣。本文以瑪瑙中常見包體為對象，根據包體的產出來源將其劃分為天然包體和人工包體兩大主要類別。分別對不同時期形成的天然包體和人工包體進行分析，得出不同包體的特征及成因，為判別鑒定瑪瑙提供了更多的理論幫助。

【關鍵詞】瑪瑙；包體；特征；成因

【Abstract】Agate is a common texture structure of cryptocrystalline quartzite jade with SiO2 as the main component.It has a variety of inclusions caused by the varied physical diagenetic environment（temperature，pressure，oxygen，etc.），outside ambient and human factors during its forming process. In this paper，the common inclusions of agate have been researched，during which two main categories，because of their different origins，have been concluded—natural inclusion and artificial inclusion.The characteristics and genetic analysis of different inclusions can be concluded by analyzing the natural inclusions and artificial inclusions，which will provide more theoretical support for future agate identification.

【Key words】Agate；Inclusion；Features；Genesis

目前我國國內學者對于瑪瑙的研究已經有了較多的研究成果，涉及瑪瑙的分類、形成地質背景、歷史文化、優化處理方法、基本物理化學鑒定特征等多個方面，然而卻少有文章以瑪瑙中的包體為對象進行全面的種類、特征、成因方面的研究報道。從地質形成到人工開采—加工—成品這整個過程，瑪瑙由于成巖環境的變化、人工因素等常常含有不同種類和特征的“包體”。通過對瑪瑙中不同種類的包體特征進行研究，有利于鑒別瑪瑙的成因、為判別其是否經過優化處理提供重要依據。鑒于此，本文擬通過對瑪瑙中的常見包體特征進行分析描述，并解釋其成因，以期更進一步豐富人們對瑪瑙的認識。

1 寶石中包體的概念

英國寶石協會（FGA）將寶石包體定義為“寶石內部的固相、液相和氣相物質；分帶，包括顏色色帶；雙晶；斷口和解理；與內部結構有關的表面特征”[1]。概況的來說寶石中的包體為寶石內部包含的自然界產出的礦物和內外部的自然表象特征即“自然包體”以及它因（人工優化處理等）產生的人工包體。

2 瑪瑙中常見的自然包體

按照形成先后順序可細分為：a、形成時期早于寶石的原生包體；b、形成時期與寶石同期的同生包體；c、形成時期晚于寶石的次生包體。

2.1 原生包體

作為佛教七大寶石之一的瑪瑙，包含于瑪瑙中的原生包體主要為固態的礦物晶體。該類包體一般較自形，肉眼觀察可見其與瑪瑙的顏色、物理光學性質具有明顯的差異，一般較易區分。這類原生包體形成時間早于瑪瑙，為瑪瑙形成過程中捕擄的礦物。

2.2 同生包體

2.2.1 顏色色帶

瑪瑙在冷凝結晶過程中，由于地質結晶環境變化多樣，微量礦物和化學元素及成礦物質的成分常常發生變化從而導致致色元素的類型及分布存在差異，進而使得瑪瑙內部形成較明顯的不同顏色或透明度差異所致的顏色色帶[2]。一般顏色色帶呈環狀、水平狀或脈狀分布。

環帶瑪瑙可見瑪瑙中的顏色色帶呈同心環狀或者較統一規則的彎曲弧形分布，常代表其產出環境為細粒火山巖，對于其成因目前還未統一觀點，主要存在兩種認識：a、環帶是熱水溶液或者地下水中的SiO2進入圍巖氣孔、空洞空隙中連續沉淀而成；b、環帶為已知堆積在圍巖空隙中的富SiO2團塊發生結晶作用而成[3]。

水平色帶為比較平直的規則長條形顏色色帶，一般受重力作用所致，為瑪瑙成礦環境韻律性變化，具明顯的產地特征。

脈狀色帶常呈不規則的條脈狀結構甚至雜亂分布呈火焰火紋形態分布，其形成原因為當瑪瑙冷卻結晶速度較快，噴入的帶有雜質的SiO2來不及均勻分布便已結晶[4]。

2.2.2 液態包體

常稱之為“水膽”，天然的水膽瑪瑙市場價格較高，具有較高的收藏價值。水膽可見度受內部透明度所影響，有些含水包體肉眼可見，有些肉眼不可見但用手搖動時可聽見水晃動產生的聲響。其成因為瑪瑙在天然形成過程中，地質溫度降低由表往內發生冷凝，若成礦物質來源供應不足，其內部將產生空心，水汽被封閉于空腔內，冷卻后發生相態轉變由氣態轉變成液態而成。若為后期外界的地下水滲入所致則屬次生包體范疇，人工打孔注水則屬人工包體。

2.3 次生包體

“棉”，有些瑪瑙存放時間較久后出現泛白或顏色變淺的霧狀物。影響瑪瑙透明度及顏色鮮艷程度降低了瑪瑙的品質。周丹怡等人通過大量實驗得出，瑪瑙這種次生的霧狀包體產生的速度與瑪瑙中的石英顆粒的間隙具明顯的正比關系，大多數是可逆的。起棉以后，通過放入水中等液態溶液中一段時間后，這些霧狀次生包體將消失或者是無明顯特征，而當日常環境中放置一段時間后，這些次生包體又將慢慢顯現[5]。據Graetsch研究表明瑪瑙內部裂隙或者是石英顆粒間隙中大約含有0.5～1.5%的水[6]，正是由于瑪瑙內部裂隙或石英顆粒間隙中所含的水、油、蠟等液態充填物在日常生活中隨時間的推移慢慢脫失，導致微裂隙或石英顆粒間隙逐漸顯現出來，光照射后發生散射所致。

“水草”，瑪瑙中含有綠色、紅色、黃色等獨立出現或以共生形式呈現的如河塘中飄蕩水草般的絲脈狀、簇狀紋理，國內主要產于遼寧阜新。成因：瑪瑙晶體在地質形成過程中產生裂隙，被外界的鐵和錳等氧化物或后期形成的綠泥石、綠鱗石等雜質充填并沉淀而成。顏色與礦物成分有關，結構差異受生長期次、環境差異變化所致。

風化次生包體：由表向內延伸的裂隙內含有不同顏色的物質，雜質的多少及顏色的深淺程度與裂隙深淺呈反比關系，多以葉脈狀、樹枝狀等形狀出現。這是由于瑪瑙具有脆性，經過風化作用、人工開采以及加工制作過程中有機會產生開放裂隙，一些天然的雜質或者拋光粉等物質沿著瑪瑙的開放裂隙由表向內浸染而成。

3 瑪瑙中常見人工包體

人為性對瑪瑙進行優化處理過程中所形成的包體，包括染色、熱處理、充膠等優化處理方法形成的人工包體[7]。

3.1 染色色帶

古語有云“瑪瑙無紅一世窮”，天然產出的瑪瑙顏色鮮艷的較少，常以淡紅色、白色、灰色等商用價值較低的顏色出現。為滿足人們的需求提升利用價值，將這些低價值的原料通過人工染色和改色使之變成各種艷麗的顏色。這種經過人工染色形成的染色色帶顏色一般過于鮮艷且均一、平行于纖維，無天然瑪瑙顏色深淺濃淡的變化。若瑪瑙中含有裂隙，染色色帶分布特征與上述風化次生包裹體類似，但一般集中于表層。

瑪瑙為顆粒8～100nm大小的粒狀、針狀、短纖維狀的隱晶質石英礦物微晶組成而成的集合體[8]，其顆粒雖小但結構較松散，顆粒之間含有較多的微小空隙，人工染色就是模仿天然瑪瑙形成的地質成因，采用浸漬加熱方法把有顏色的物質沁染到這些石英顆粒間隙中，從而優化或改變瑪瑙的體色，結構越松散、空隙越大的瑪瑙越易染色。但由于為人工短時間所致，所以染料一般集中于表層。另外，由于瑪瑙性脆易碎所產生的裂紋，染色劑同樣可通過擴散進入其中。

3.2 燒色色帶

主要燒制成紅瑪瑙，燒色色帶常見鮮紅色、橘紅色及橙紅色。燒紅色瑪瑙紅色質地均一、不夠自然，顏色一致且發悶偏暗缺乏天然的明亮感，無天然紅瑪瑙顏色條帶那么分明、清晰。燒紅色有浮在瑪瑙表面的感覺油脂光澤較弱。放大觀察可見由高溫所致細微的猶如血絲般的紅色紋路（火劫紋）。市場上的紅瑪瑙基本上都為人工燒色而成，稱之為東紅瑪瑙。

成因：一般把淺褐色的紅色瑪瑙直接進行加熱處理而來，瑪瑙中含有少量以Fe2+形式存在的褐鐵礦，Fe2+帶青綠色，顯現紅色是Fe3+離子，通過加熱處理，褐鐵礦中的Fe2+轉變為Fe3+且水分消除，從而形成紅色。

3.3 人工膠體

若瑪瑙經過人工注膠處理，通過使用放大鏡觀察可見人工膠體常呈不規則較直、幅度較大的透明絲線狀由外向內貫穿，與兩側具有明顯光澤的光澤差異，偶見氣泡分布，硬度較瑪瑙要低，可見凹坑，較天然紋理具有明顯的區別[9]。成因：瑪瑙中存在裂隙，通過人工抽真空注入膠體填充掩蓋裂隙所致。

4 結論

瑪瑙外觀瑰麗，產量類別眾多，是一種常見的多晶質寶石。其優化處理雖被人們所接受并大量的出現于市場，但在高端精細珠寶中較少使用，近年來消費者更傾向于純天然未經過任何處理的。天然地質作用形成的包體與人工優化處理形成的包體具有明顯不同的特征，對于判別瑪瑙的成因，天然或經過人工優化處理都具有良好的指示意義。

【參考文獻】

[1]英國寶石學會編著. 寶石學教程[M].陳鐘惠，元利劍，曹亞軍，等，譯.武漢：中國地質大學出版社，1992：373-387.

[2]毛立音.瑪瑙顏色和紋環帶形成的機理[J].資源環境與工程，2006，20（2）：126-128.

[3]謝天琪.遼寧阜新“戰國紅”瑪瑙致色機理及結構成因研究[D].北京：中國地質大學（北京），2014.

[4]祝琳，楊明星，唐建磊，等.南紅瑪瑙寶石學特征及紅色紋帶成因探討[J].寶石和寶石學雜志，2015，17（6）：31-38.

[5]周丹怡，陳華，陸太進，等.石英質玉石的“起棉”現象及其成因機理[J].寶石和寶石學雜志，2015，17（1）：24-30.

[6]Graetsch.H.Structural characteristics of opaline and microcrystalline silica minerals[J].Reviews in Mineralogy and Geochemistry，1994（29）：209-232.

[7]胡楚雁.寶石次生包裹體的成因分類及表現特征探討[J].桂林工學院學報，2004，24（1）：28-31.

[8]Lu Taijing，I.Sunagawa.Texture Formation of Agate in Geode[J].Mineralogical Journal，1994，17（2）：53-76.

[9]吳文強.南紅瑪瑙——收藏界的新寵[J].知識文庫，2016（2）：179-182.

[責任編輯：湯靜]