西藏丁青象牙玉的玉石學及礦物學特征

唐國成，巴桑多吉

（1.武鋼資源集團有限公司，湖北 武漢 430080；2.西藏自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊，西藏 拉薩 850000）

西藏丁青象牙玉是玉石市場近年來新興的一種玉石，其質地溫潤細膩，色如象牙，故得名“象牙玉”，深受藏族同胞喜愛。隨其影響力不斷擴大，引起了國內外越來越多愛玉人士的關注。但是，一直以來丁青象牙玉尚未得到正式開采，僅為少數貧困村民撿拾送至小加工作坊進行粗加工，其玉石學及礦物學特征少有研究。珍貴的象牙玉資源在當地脫貧攻堅、扶困增收方面效果不明顯。目前，當地政府逐漸重視象牙玉產業的發展，通過建立象牙玉地方標準，保護地方特色玉石資源，努力打造象牙玉扶貧產業，逐步形成象牙玉采挖、加工、銷售產業鏈，使其在鞏固提升、增加群眾收入等方面發揮重要作用。因此，作為中國寶武集團援藏人員，本文作者努力發揮專業優勢，運用紫外可見光譜[1]、X射線熒光光譜[2]、紅外光譜[3]、X射線粉晶衍射及掃描電鏡等方法對丁青象牙玉進行了玉石學及礦物學[4-7]特征的研究，為象牙玉地方標準的建立打下基礎。

1 礦床地質特征

象牙玉礦床產于西藏丁青縣熱昌村一帶的白堊系上統竟柱山組（K2j）內，在大地構造上處于班公湖-怒江碰撞縫合帶上，緊鄰丁青蛇綠巖帶。竟柱山組（K2j）為一套紅色河湖相沉積的砂巖、粉砂巖、礫巖組成，總體呈NWW-SEE、近EW向展布，延伸穩定，傾向NE，受后期構造運動影響，地層傾角變化較大，擠壓破碎現象明顯，對玉石品質有一定影響。象牙玉礦體呈帶狀賦存于竟柱山組（K2j）內，與地層產狀一致，受地層控制明顯。礦石呈礫石狀，部分呈磨圓狀、橢圓狀，呈“離而不散”碎裂狀，并被后期瑪瑙充填膠結，礫徑5.0～100 cm；部分呈密集棱角狀，礫徑0.5～10 cm。礦物呈非均質集合體，泥晶結構，未見解理，未發現礦物包裹體。本次工作共采集象牙玉樣品8件，手標本見圖1，樣品均采集于丁青縣熱昌村，測試分析均在四川省地質礦產勘查開發局成都綜合巖礦測試中心完成。

圖1 樣品手標本照片Fig.1 Photo of hand specimen

2 象牙玉玉石學特征

象牙玉的玉石學特征見表1。丁青象牙玉的外表顏色主要呈象牙白色、淺灰白色、淺黃白色、象牙黃色。根據摩氏硬度計測試結果，其摩氏硬度在4～6之間，硬度適中。利用靜水力學對象牙玉的密度進行了測定，其整體相對密度在2.92～3.05之間，而內部相對密度在2.92～2.98之間。內部拋光面總體呈玻璃光澤至亞玻璃光澤。內部拋光面折射率點測測試結果在1.62～1.7之間。無多色性，在長波紫外光下均具中等強度線條狀藍白色熒光，在短波紫外光下則具極弱藍白色熒光，無特征吸收譜帶。

表1 丁青象牙玉的玉石學特征Table 1 Gemmological characteristicsof Dingqing Ivory-jade

3 象牙玉礦物學特征

3.1 X射線熒光光譜半定量分析

采用X射線熒光光譜法對DQXY-1、DQXY-5樣品進行了半定量分析，結果見表2。由表2可知，樣品礦物元素以氧化物計主要由CO2（55.53%～57.92%）和MgO（37.31%～40.87%）組成，少量SiO2（1.16%～5.40%），微量CaO（0.291%～0.880%）、Fe2O3（0.378%～0.582%）、NiO（0.196%～0.260%）等。

表2 X射線熒光光譜半定量分析結果/%Table 2 Resultsof semi-quantitative analysia by X-ray fluorescence spectroscopy

3.2 紅外光譜分析

采用Tensor27型傅里葉變換紅外光譜儀，對樣品進行了紅外光譜分析。將樣品切片加工成厚度3 mm左右的薄片，用酒精擦拭樣品表面，確保樣品無其他物質污染和外界影響。采用漫反射法分析方法，分辨率為4 cm-1，測量范圍分別為4000～400 cm-1，掃描信號加為32次。恒溫恒濕實驗室條件：溫度26℃，相對濕度60%。

根據圖2分析可知，樣品在中紅外區具碳酸根離子振動所致的特征紅外吸收譜帶。根據紅外光譜圖和X射線熒光光譜半定量分析結果可知，樣品主要礦物為菱鎂礦（MgCO3）。

圖2 樣品紅外光譜Fig.2 Infrared spectroscopy of the sample

3.3 X射線粉晶衍射分析

X射線粉晶衍射分析采用粉晶衍射儀，CuKa輻射，Ni片濾波，X光管工作電壓為40 kV，電流為40 mA。樣品掃描速率為0.02°（2θ/s），儀器分辨率為0.02°（2θ），掃描范圍為3～65°（2θ）。通過X射線粉晶衍射分析，結果見表3。由表3可知，樣品礦物成分主要為菱鎂礦（93.80%～99.56%），少量石英（0.44%～5.80%），微量方解石（0.00～1.05%），與紅外光譜的分析結果相一致。

表3 X-射線粉晶衍射分析Table3 X-ray powder diffraction analysis

3.4 掃描電鏡分析

采用場發射掃描電鏡Hitachi S-4800對樣品進行了掃描電鏡+能譜分析，圖譜見圖3。分析前取樣品新鮮斷口面噴碳處理，電壓20 kV，束斑大小3.0μm，工作距離約為15 mm。

樣品的新鮮斷口面在掃描電鏡下可見菱鎂礦顆粒（圖3），礦物晶顆粒大小為1～2μm，顆粒大小較均勻，變化不超過1μm，結構較致密，定向性差，主要呈自形-半自形針狀、針柱狀。DQXY-5樣品中可見不規則硅化，硅化脈邊界清晰，與菱鎂礦呈突變接觸，與手標本中可見瑪瑙沿裂隙充填觀測結果一致。

圖3 樣品電鏡掃描圖像及能譜Fig.3 Scanning electron microscope images and energy spectra of the samples

能譜分析結果見表4，樣品以MgO、CO2為主，部分樣品由于硅化，SiO2含量較高。

表4 樣品能譜分析結果Table 4 Results of sample energy spectrum analysis

通過掃描電鏡+能譜圖譜分析結果可知，樣品礦物成分主要為菱鎂礦（MgCO3）。與紅外光譜、X射線粉晶衍射分析結果一致。

4 結論

（1）象牙玉總體上呈象牙白色，風化色呈象牙黃色，部分由于含少量Fe2O3，可呈“血絲狀”，其摩氏硬度在4～6之間，硬度適中，具有較好的抗刻化強度，可作為首飾品、雕刻擺件的高檔玉石原料。

（2）象牙玉整體相對密度在2.92～3.05之間，而內部相對密度在2.92～2.98之間，拋光面總體呈玻璃光澤至亞玻璃光澤，內部拋光面折射率點測測試結果在1.62～1.7之間，無多色性，在長波紫外光下均具中等強度線條狀藍白色熒光，在短波紫外光下則具極弱藍白色熒光，無特征吸收譜帶。

（3）通過X射線熒光光譜、紅外光譜、X射線粉晶衍射及掃描電鏡等測試，象牙玉主要礦物成分為菱鎂礦（MgCO3），少量石英（SiO2），微量方解石（CaCO3）。其玉石學及礦物學特征可作為產地鑒定的依據。