初探華陽川地區天河石致色機理

楊蓉 胡海燕

摘要：天河石，屬于堿性長石系列，物如其名，天河石的顏色整體呈現出從藍到綠，如天空、如河水，但仔細觀察可發現，天河石內部一般并非均勻的藍綠色，而是白色和藍（綠）色兩種顏色交織形成，兩者有規律地交生在一起，藍綠色部分含量越高，天河石整體越純粹美麗。本文以華陽川地區天河石為研究對象，通過實驗，結合前人研究，對其致色機理進行探討。

天河石，又名亞馬遜石，是微斜長石的亮綠到亮藍綠的變種，顏色以藍色和藍綠色為主，半透明至微透明，與翡翠相似，但又因其有常常綠色和白色格子色斑可以區別于翡翠。一直以來，天河石以琢型精美的工藝形態，以戒面或雕刻品的身份出現于大眾的視野，且顏色為純正的藍色、翠綠色，質地明亮，透明度好，解理少的天河石可做為翡翠的代用品。相對來說，由于產量的限制，天河石的研究程度并不高。位于小秦嶺華陽川地區的花崗偉晶巖中發育天河石，本文選取該區作為研究對象，主要對其中分布的天河石進行探究。

1.地質背景

華陽川位于華北地塊南緣（沖褶帶）太華斷隆，是秦嶺造山帶北部邊緣的重要組成部分，西起陜西老牛山，東至河南靈寶-朱陽盆地西北邊緣，北以近東西向的太要斷裂帶為界，南以小河斷裂帶為界，經歷了復雜的巖漿構造演化和變質作用，成礦區帶屬于古亞洲成礦域（疊加濱太平洋成礦域），華北（陸塊）成礦省，華北陸塊南緣Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Au-Cu -Pb-Zn-鋁土礦-硫鐵礦-螢石-煤成礦帶，太華臺拱太古宙-燕山期Au-U-Pb-Fe-W-石墨蛭石成礦亞帶（陜西地質志，2013），也是我國重要的金、鉬、鈾礦產地之一（Cheng and Kynicky et al.， 2010; 王江波與李衛紅等， 2013; 張興康與葉會壽等， 2015）。含天河石偉晶巖只要分布于華陽川甘溝一帶，在華山巖體及太古代片麻巖接觸部位展布。

2.華陽川地區天河石礦物學及巖相學特征

天河石寄主巖石為花崗偉晶巖，該花崗偉晶巖主要由斜長石（35%-45%），石英（25%-35%），白云母（<2%），磁鐵礦（<1%），天河石（5%-20%）以及其他副礦物組成。顯微鏡下，天河石寄主巖石具偉晶結構，可見斜長石、石英、條紋長石以及少量的白云母。內部分布的天河石呈規則板狀、長柱狀，粒徑0.6-2cm×2.5-4cm，最大可達2cm×6cm。晶面上可見白色平行排列的條紋。

選擇新鮮的天河石樣品，磨制薄片，放于顯微鏡下觀察。天河石由主晶和嵌晶兩部分構成以條紋交織結構，主晶單偏光下無色透明，負低凸起，正交鏡下呈一級灰色，無多色性，內部發育交織規則的、明暗相間的格子雙晶，寬度較大，一般可達100-150μm。嵌晶單偏光下呈無色透明，負低凸起，正交鏡下呈一級灰干涉色，無多色性，寬度一般為40-80μm，內部雙晶不發育。主晶與嵌晶延長方向相同，各自具有一致的光性方位，正交光下各自同時消光。

3.華陽川地區天河石化學成分

根據探針結果顯示，該區天河石主晶的主要化學成分為SiO2（平均63.306%），Al2O3（平均17.456%）以及K2O（平均16.360%），含少量的Na2O（平均0.382%），其他成分的質量分數都很低，其礦物成分以鉀長石為主（96.2%-97.2%，）鈉長石次之（2.8%-3.8%），不含鈣長石。嵌晶的主要化學成分為SiO2（平均68.009%），Al2O3（平均18.746%）以及Na2O（平均10.819%），礦物成分上以鈉長石為主，含少量的鉀長石（0.4%-0.7%）和鈣長石（0.4%-2.0%），K2O含量（平均0.079%）及其他成分的質量分數都很低。

4.華陽川地區天河石致色機理探討

對于礦物來說，其顏色的形成往往是由于電子內部躍遷、離子間電子轉移、帶隙躍遷、色心中的一種。一般情況下，鉀長石呈肉紅色，也可見黃白色、白色或灰色，然而天河石中卻顯現出特別的藍綠色，其成因問題多年來也是學術界爭論的熱點。從銅致色理論，到銣染色學說，再到“鐵染色學說”、“鉛染色學說”，相關理論層出不窮。直至現在，天河石的成因也并沒有完全統一的認識，但多被認為是內部含有銣、鐵、鉛等元素混入造成晶格缺陷，形成“色心”所致（崔云昊， 1985）。色心，是礦物中存在著晶格缺陷，這種缺陷是由于其化學組成中某種元素過剩或不足或存在雜質陽離子或晶格因外力產生機械變形所造成。樊行昭對山西交城西榆皮天河石樣品進行研究，發現綠色部分中微量元素Rb質量分數高，白色部分低，加熱后退色，用紫外熒光燈照射又恢復到原來的顏色，認為是Rb元素和色心致色，因此得出西榆皮天河石Rb質量分數低，所以顏色淺的結論;余紅軍等（2018）在Hofmeister等研究的基礎上采用熱處理實驗、顯微紫外可見吸收光譜、顯微紅外吸收光譜對天河石進行測試發現，天河石位于380 nm色心、625 am色心和740 nm色心濃度在加熱時會降低，輻照后會升高，都是與空穴相關的色心。華陽川天河石的，結合前人研究，華陽川地區天河石顏色呈綠色，可能為其內部色心相關。

5.結論

1）華陽川地區含天河石分布于偉晶巖中脈中，該花崗偉晶巖主要由斜長石，石英，白云母，磁鐵礦，天河石以及其他副礦物組成;天河石主要由藍綠色的鉀長石和白色的鈉長石構成，共同構成條紋長石。

2）天河石致色理論經過“銅致色理論”，銣染色學說，“鐵染色學說”、“鉛染色學說”，“色心”等，華陽川地區的天河石的成因可能與其內部色心相關。

參考文獻：

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基金項目：陜西國際商貿學院校級科研項目（編號：SMXY202025）資助。

第一作者簡介：楊蓉，（1990—），女，講師。研究方向：礦物學基礎，觀賞石研究。E-mail： yangrong628@126.com。

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