- 宝玉石鉴别与雕刻图鉴赏析
- 徐彦平 赵涛主编
- 8字
- 2024-11-02 23:03:47
第一部分 基础知识
第一章 珠宝玉石概念
从人类发现珠宝玉石到对其进行雕琢应用已经有一万多年的历史了。在此过程中,随着人们对珠宝玉石认知的不断深入,其品种也越来越丰富、概念与内涵也发生了变化。目前,对于珠宝玉石的概念最具有权威性的规定是国家标准GB/T16552(未列年号均指现行版本)。珠宝玉石,简称宝石,广义概念的宝石泛指一切经过琢磨、雕刻后可以成为首饰或工艺品的材料,即天然珠宝玉石和人工珠宝宝石的统称。
一、珠宝玉石分类
根据国家标准GB/T16552规定,珠宝玉石分为天然珠宝玉石与人工珠宝玉石两大类。
(一)天然珠宝玉石
天然珠宝玉石是指自然界产出的,具有美观、稀少、耐久特性并可以加工成首饰和工艺品的矿物、岩石和有机材料,包括天然宝石、天然玉石和天然有机宝石。
天然宝石是指自然界产出的,具有美观、稀少、耐久特性并可以加工成首饰和工艺品的矿物单晶或双晶,如钻石、祖母绿、红宝石和蓝宝石等。
天然玉石是指自然界产出的,具有美观、稀少、耐久特性并可以加工成首饰和工艺品的矿物集合体,少数为非晶质体,如翡翠、和田玉等。
天然有机宝石是指与自然界生物有直接生成关系,部分或全部由有机物组成的,可用于首饰及工艺品的材料,包括珍珠、琥珀、珊瑚、象牙等。需要说明的是养殖珍珠(简称珍珠)也归于此类。
(二)人工珠宝玉石
人工珠宝玉石是指完全或部分由人工生产或制造用作制品的材料(单纯的金属材料除外),分为合成宝石、人造宝石、拼合宝石和再造宝石。
合成宝石是指完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质体、非晶质体或集合体,其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同,如合成红宝石、合成水晶。在珠宝玉石表面人工再生长与原材料成分、结构基本相同的薄层,此类宝石也属于合成宝石,又称为再生宝石。
人造宝石是指由人工制造且自然界无已知对应物的晶质体、非晶质体或集合体,如人造钇铝榴石、人造钛酸锶。
拼合宝石是指由两块或两块以上材料经人工拼接而成,且给人以整体印象的珠宝玉石,如拼合欧泊。
再造宝石是指通过人工方法将天然珠宝玉石的碎块或碎屑熔接或压结成具有整体外观的珠宝玉石,可辅加胶结物质,如再造绿松石、再造琥珀。
二、天然珠宝玉石应具备的基本条件
天然珠宝玉石绝大多数是矿物和岩石。在自然界中,已被人们发现的矿物类别达数千种之多,岩石类型也有上千种。但其中能作为宝石被雕琢的仅有百种。在珠宝玉石市场中流通的宝石更少,约几十种。美观、耐久和稀有是人们对珠宝玉石的基本要求。
(一)美观
美观是宝石应具备的首要条件,这是由人们的审美所决定的。主要是从天然珠宝玉石的外表来判断,例如颜色、透明度、光泽、净度、特殊的光学效应,均可以对珠宝玉石的美观程度产生重要影响。
颜色是决定宝石美观程度的主要因素之一。宝石按照颜色可以分为有色和无色两类。一般来讲,有色宝石要求颜色艳丽、纯正和均匀,如人们所喜爱的红色、绿色、蓝色、紫色或黄色。即使是白色或无色宝石也要求颜色纯正,不能带邪色,比如无色钻石,色中带黄或闪灰都影响其美观程度。
透明度、纯净度、光泽、色散也是影响宝石美观程度的重要因素。良好的透明度和纯净度、较强的光泽和色散通常会增强宝石的美感,提高其品质,尤其是无色宝石,高透明度和纯净度、较强光泽及色散显得尤为重要。
此外,特殊光学效应如星光效应、猫眼效应、变彩效应等,能极大地增加宝石的美感,提升其价值。
(二)耐久
宝石的耐久性是指宝石在佩戴或保存的过程中能够较为稳定地存在,不变质。这是依据宝石的物理、化学性质来讲的。它是受宝石本身的硬度、化学稳定性及韧性等因素制约的。通俗地说就是,硬度高不易磨损,韧性强不易破碎,化学稳定性强不易被酸、碱和有机试剂等腐蚀。传统的宝石,如钻石、红蓝宝石、祖母绿、翡翠等都具有很高的物理化学稳定性。但是,随着广义宝石品种的扩大、宝石使用方式的多样化以及宝石保养保护水平的提高,一些宝石品种对稳定性的要求可适当放宽。如图章石的硬度都不高,一般摩氏硬度为2~3;大理岩玉、有机宝石不仅硬度不高,化学稳定性也偏低。但是如果注意保养保护,如避免接触坚硬物和酸碱等化学品,它们仍然可以长时间保存或使用,具有相对较好的耐久性。
(三)稀有
稀有性是从宝石的品种与品质而言的,在高档宝石上表现得尤为重要,正所谓“物以稀为贵”。众所周知,在自然界中矿物与岩石的储量和品种很多,但是其中能够作为珠宝玉石经过雕琢后供人佩戴和使用的仅有几十种。从宝石的品种而言,几个世纪前,欧洲人发现紫晶,因其美丽新颖,人们一度视为珍宝。后来巴西发现储量很大的紫晶矿床后,紫晶价值大跌,就不属于名贵珍宝了。品质方面的稀有可以祖母绿为例。祖母绿的矿物品种为绿柱石,在自然界分布广,产量也大,但其解理发育,瑕疵严重,因此,大而完美无瑕的祖母绿成品便为稀世珍宝。再如宝石之王——钻石,是金刚石矿物,但自然界产出的多数金刚石,或因为颗粒太小,或因为颜色呈灰黑、棕褐等色,或因为净度太差等,只能是工业级原料,甚至只有研究意义,不能作为宝石使用。
三、重要天然珠宝玉石的地质成因
(一)钻石的形成与主要产地
1.钻石形成与产出
研究表明,目前开采的钻石大部分来源于上地幔两种岩石,一是橄榄岩,二是榴辉石。钻石形成年代相当古老,橄榄岩型钻石大约形成于33亿年前,而榴辉岩型钻石的年龄也在9.91亿~15.81亿年之间。钻石的形成年代远远早于将其带到地表的金伯利岩(0.9亿~1亿年)和钾镁煌斑岩的形成年代。
包裹体研究显示,橄榄岩型钻石形成温度为900℃~13009 ℃,压力为(45~60)×108 Pa,相当于地球深度130~180 km;榴辉岩型钻石形成温度大约1250 ℃,来源于180 km以下的地球深度。
钻石的原生矿床主要有金伯利岩型和钾镁煌斑岩型两种类型。金伯利岩是一种混杂成因的火山岩,也称角砾云母橄榄岩。因1866年首次发现于南非的金伯利小镇附近而得名。金伯利岩从地球深部的发源地,以气体、液体和固体混合物的形式喷发到地表,在上升的过程中捕获了所穿过的岩石,形成岩筒或岩墙。钻石就是它所俘获岩石中的矿物。不同地区的金伯利岩组成略有差别,这与其上升过程中所穿过的岩石不同有关。金伯利岩最常见的矿物有橄榄石、石榴子石、辉石、角闪石、云母、钛铁矿,并可含少量其他矿物(包括钻石)。金伯利岩暴露于大气中,迅速风化变成一种黄色易碎物,南非的勘探者称之为“黄地”。风化带以下,金伯利岩一般是较坚硬的暗蓝灰色岩石,被称为蓝地或新鲜金伯利岩。
钾镁煌斑岩也以岩筒或岩墙形式产出,携带捕虏体并可能含钻石。1979年在西澳大利亚的金伯利岩区首次发现。该地区的钾镁煌斑岩是一种富含橄榄石的超镁铁质岩石,也含云母和火山玻璃,是一种与金伯利岩不同的岩石。
2.钻石的主要产地
世界上已探明的金刚石储量有10亿~20亿克拉。原生矿床主要产在金伯利岩中,分布于世界上20多个国家,其中大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚、加拿大。
(1)非洲。非洲南部是世界主要钻石产区,南非、安哥拉、扎伊尔博茨瓦纳、纳米比亚等都是重要的钻石产出国。世界上最大的金伯利岩岩筒位于坦桑尼亚姆瓦杜伊,钻石含量约5000万克拉,宝石级钻石比例也较高,偶有粉红色和紫红色钻石。世界上最大的钻石砂矿在纳米比亚,其中宝石级钻石约占90%,而且质量上乘。南非是世界上首次发现原生钻石矿床的国家,产出了许多世界著名的大钻石,如“库利南”(3106 克拉)、“高贵无比”(999.3 克拉)等。迄今,南非共发现金伯利岩岩筒350个,是目前世界第一大宝石级钻石产出国。博茨瓦纳迄今已发现200多个金伯利岩岩筒,其中41个有钻石产出,估计含量为3.5亿克拉。
(2)俄罗斯。俄罗斯于1954年在西伯利亚雅库特首次发现含钻石金伯利岩岩筒,至今西伯利亚已发现金伯利岩岩体450个,包括世界著名的“和平”“成功”“艾哈尔”等岩筒,估计钻石含量约2.5亿克拉。1988年在阿尔汗格尔斯克又发现新的金刚石矿,储量也可达2.5亿克拉,且50%为宝石级。
(3)澳大利亚和加拿大。澳大利亚于1972年在南澳地区首先发现含钻石的金伯利岩,1979年又发现含钻石的钾镁煌斑岩。含钻石钾镁煌斑岩的发现是钻石矿床学的突破性进展,意义重大。钾镁煌斑岩目前仍是金伯利岩之外唯一赋存具经济意义钻石的母岩类型。目前,澳大利亚已发现150多个钾镁煌斑岩岩体,特别是阿盖尔钾镁煌斑岩的发现,使澳大利亚成为世界钻石产量最多的国家,仅1989年钻石产量就达4100万克拉,但宝石级的仅占5%左右。
加拿大1990年首次在西北部耶鲁奈夫市北东360千米,靠近北极圈(北纬65°)的湖泊地带发现了金伯利岩型钻石原生矿。目前已发现50余个金伯利岩岩筒,其中大多数含钻石,具有重要经济价值的岩筒有5个。其钻石以无色透明为主,质量好,宝石级占30%~40%,平均品位25~100 c/100 t,年产量可达400万克拉。加拿大西北部钻石原生矿床的发现是20世纪90年代以来世界钻石史上的一次重大突破。
2017年3月,加拿大和戴比尔斯联合宣布,该国北极圈附近人迹罕至的冰原上的Gahcho Kue矿正式开始商业生产,预计将在12年的矿山寿命中生产约5400万克拉钻石原石。
(4)亚洲及中国。亚洲的印度是世界上最早发现钻石的国家。一些古老而著名的大钻石,如“大莫卧儿”(787 克拉)、“光明之山”(108.97 克拉)、“摄政王”(410 克拉)、“奥尔洛夫”等世界名钻,均产于印度。然而,印度钻石的原生矿床一直未发现,目前砂矿产量也有限,年平均1.5万克拉左右。
我国钻石资源较少。1950年,我国首次在湖南沅江流域发现具有经济价值的钻石砂矿,该矿品位低,分布较零散,但质量好,宝石级者占40%左右。1960年,先后在贵州及山东蒙阴找到钻石原生矿。山东钻石原生矿品位高、储量较大,但质量较差,宝石级者约占12%。我国百克拉以上的大钻石主要来自山东,如1977年发现于山东临沭的“常林钻石”,重157.786克拉,是我国现存最大的钻石。20世纪70年代初,辽宁南部发现我国最大的原生钻石矿。该矿储量大,质量好,宝石级钻石产量高,约占50%以上。
(二)绿柱石矿床产状及产地简介
绿柱石质宝石有如下的成因类型。
1.气成高温热液型
主要是花岗质伟晶岩及其晶洞中的海蓝宝石、铯绿柱石、祖母绿以及流纹岩后期高温热液脉中的红绿柱石。晶洞中产出的晶体透明、瑕疵少,伟晶岩脉体里罕见宝石级晶体,而沿裂隙的后期热液脉中则有“云英岩型”海蓝宝石、铯绿柱石、金色绿柱石等产出。
这种产状的祖母绿产于微斜长石伟晶岩晶洞中,晶体浑浊、颜色偏淡,工业意义不大。代表性矿床有美国北卡罗来纳及挪威奥斯陆以北的祖母绿矿。
海蓝宝石主要产于花岗伟晶岩或与花岗伟晶岩活动相关的花岗岩体内、外接触带中,围岩可为片麻岩、片岩、大理岩或辉长岩、闪长岩。优质海蓝宝石主要产自巴西(占世界海蓝宝石产量的70%),其他著名产地有马达加斯加、美国、肯尼亚、津巴布韦、尼日利亚、赞比亚、缅甸、印度、坦桑尼亚、阿根廷、北爱尔兰等。我国新疆、内蒙古、云南、湖南、湖北及四川等省区也有产出,尤以新疆阿尔泰地区产量大,但色浅且绺裂较多。新疆海蓝宝石常可见具猫眼效应者,但体色中深、眼线清晰者罕见。
粉色绿柱石的主要产地有马达加斯加、巴西、美国、阿富汗、俄罗斯、英桑比克。我国新疆、云南仅见有样品。
金色绿柱石主要产在巴西、马达加斯加、纳米比亚、美国。我国新疆、内蒙古等地有矿化。
红色绿柱石主要产于美国犹他州、新墨西哥州及东阿富汗。
透绿柱石主要产于美国、巴西、加拿大、墨西哥和俄罗斯。
2.低温热液型
最著名的哥伦比亚祖母绿产于沉积岩系地层中伴有碳酸盐化和钠长石化蚀变的低温热液脉内。矿化围岩是白垩纪炭质页岩和灰岩,祖母绿赋存在其中的方解石脉、白云石-方解石脉、黄铁矿-钠长石脉中,如木佐矿。铬被认为来自炭质页岩。
3.热液交代型
热液蚀变形成的绿柱石质宝石,以祖母绿为主。产在花岗岩侵入体交代超基性岩的边缘及接触带内,祖母绿晶体中铬、钒来自超基性岩。该类型祖母绿主要产于俄罗斯、津巴布韦、南非等国,常有绿色绿柱石等与之共存。
我国目前已经在类似的地质条件下找到一些祖母绿矿化点,分布于新疆、甘肃、内蒙古和四川等地区。
4.砂矿型
次生砂矿床可富集各种成因、各种颜色的绿柱石宝石。
(三)尖晶石的成因及主要产地
尖晶石的形成条件主要有两点:一是富铝环境;二是温度在500℃左右。尖晶石的形成不需要特殊的高压。尖晶石的形成条件与刚玉类似,所以在自然界中它经常与红、蓝宝石共同产出。
宝石级的尖晶石主要产于花岗岩与镁质碳酸盐岩接触交代的镁矽卡岩中,一些片岩、蛇纹岩及相关岩石中也含少量尖晶石。原生岩石中尖晶石含量通常较低,大部分宝石级尖晶石与刚玉一道富集于冲积砂矿中。
世界上顶级的红色、蓝色尖晶石产自缅甸的冲积砂矿中。斯里兰卡的尖晶石颜色非常丰富,包括钴蓝、紫、红、粉红 、暗绿、棕绿等多种颜色及星光尖晶石。镁铁尖晶石首次发现于斯里兰卡。此外,泰国、柬埔寨、印度、阿富汗、巴基斯坦、俄罗斯、巴西、澳大利亚、美国、意大利、肯尼亚、尼日利亚、坦桑尼亚和马达加斯加等国也有宝石级尖晶石产出。其中尼日利亚有深蓝色尖晶石产出,意大利和泰国则有黑色尖晶石产出。
(四)碧玺的成因及主要产地
碧玺成分中富含挥发组分B及H2O,多产于花岗伟晶岩及成热液矿床中。一般黑色碧玺形成于较高的温度,绿色、粉红色形成于较低的温度。此外,变质矿床中也有碧玺产出。碧玺是花岗伟晶岩的矿物组成成分,因此,碧玺成矿也应该在花岗伟晶岩分布最广泛的地区。
世界上许多国家都盛产碧玺,如巴西、斯里兰卡、缅甸、意大利、肯尼亚、美国等。其中,巴西的米纳斯克拉斯州所产的彩色碧玺占世界总产量的50%~70%,而在巴西的帕拉伊巴州还发现了罕见的紫罗兰色、蓝色碧玺。巴西产出的优质蓝色透明碧玺被誉为“巴西蓝宝石”。巴西以产红、绿色碧玺和碧玺猫眼而闻名于世,美国则以产优质的粉红色碧玺而著称,俄罗斯乌拉尔出产的优质红碧玺有“西伯利亚红宝石”之称,意大利则以产无色碧玺而闻名。
我国碧玺的主要产地是新疆阿尔泰、云南哀牢山和内蒙古,颜色品种十分丰富,而且质量好。新疆是中国碧玺最为重要的产地,绝大多数产于阿勒泰、富蕴等地的花岗伟晶岩型矿床中,其次为昆仑山地区和南天山腹地。新疆碧玺色泽鲜艳,红色、绿色、蓝色、多色碧玺均有产出,晶体较大,质量也比较好。新疆也产“西瓜碧玺”。
内蒙古也是中国碧玺的重要产地之一,分布于乌拉特中旗角力格太等地。质纯者无色,透明。通常者呈绿、翠绿、蓝绿、浅绿、黄绿、草绿、天蓝、深蓝、黑、桃红、玫红、浅黄、橘黄、棕黄,以及多色碧玺。晶体的透明度与其大小有关,一般晶体越小,透明度越高。研究和加工表明,内蒙古所产碧玺质地优良,尤以绿色碧玺为最好。
云南碧玺大多以单晶体的形式产出,部分碧玺呈棒状、放射状、块状集合体出现。红色碧玺呈粉红、玫红、桃红色,透明到半透明,福贡、元阳等地产出。绿色碧玺呈绿、翠绿、墨绿、黄绿、蓝绿、草绿、浅绿、苹果绿等色,透明到半透明,其晶体多为自形、半自形的长柱状,外形一般比较完整,质地较好,贡山、福贡、保山等地产出。蓝色碧玺呈蓝、绿蓝、海蓝等色,透明至半透明,贡山、保山等地产出。多色碧玺晶体裂隙较多、透明度较差,福贡地区产出。
(五)刚玉宝石矿床类型、产状及产地
红、蓝宝石矿床可以分为岩浆型、伟晶岩型、变质型和砂矿几种类型。
1.岩浆型
主要是产于碱性玄武岩等基性火山岩中的红、蓝宝石。刚玉在地壳深部结晶,然后被玄武岩浆喷发带到地表。世界各地蓝宝石大多是这种成因,如我国产的蓝宝石(包括山东、海南、福建等地的矿床或矿点),澳大利亚新南威尔士州(其产量占世界蓝宝石产量的50%以上)的蓝宝石。有些产地还兼产红宝石,秦国、柬埔寨、老挝、越南以及我国海南等。
美国蒙大拿州约戈谷蓝宝石矿床是目前发现的唯一的碱性-基性型矿床。此地蓝宝石晶体表面往往有一层细粒镁铁尖晶石,表明刚玉是在岩浆结晶早期从岩浆中析出,随岩浆迅速上涌,Al2O3与镁、铁一起形成尖晶石浮生于刚玉上。
澳大利亚哈茨山红宝石矿床是目前发现的唯一的斜长杂岩体中的岩浆-变质过渡型矿床。在地壳深部形成的红宝石被斜长岩带到浅部呈斑晶或巨晶分散于岩体中,岩体侵入就位后褶皱、变形,矿物再结晶时红宝石也再结晶、长大,从而形成颜色极好的板状晶体。
2.伟晶岩型
坦桑尼亚翁巴塔尔红、蓝宝石矿床是典型的伟晶岩型矿床。刚玉产在奥长伟晶岩中,以橙红色者著名,还有天蓝—绿、天蓝—灰、褐黄、褐色者。
3.变质岩型
可进一步分为区域变质型、接触交代型和热液蚀变型。这种成因类型在刚玉宝石矿床中曾是最重要的,产量最大,现在产量已退居岩浆型之后了。
(1)区域变质型。最著名的缅甸抹谷红(蓝)宝石矿床即属这种成因类型。宝石产于邻近花岗岩的大理岩中。过去曾被认为是矽卡岩型矿床,后来研究表明,红、蓝宝石是随着石灰岩变质成大理岩时,由石灰岩中的Al2O3富集结晶而成,与后来的花岗质岩浆活动无成因联系。抹谷自古以产出鸽血红红宝石著称,20世纪30年代又以星光蓝、红宝石闻名,晶体一般呈1~10 mm长的短柱,有时长可达5 cm。同此类型的还有阿富汗哲格达列克红宝石矿床;类似此类型的有塔吉克斯坦帕米尔地区的红宝石矿床及巴基斯坦米萨红宝石矿床。斯里兰卡、美国及我国新疆还有产于片麻岩、片岩中的区域变质型红、蓝宝石矿床。我国新疆阿克陶县的红、蓝宝石分布在矽线黑云斜长片麻岩或变粒岩中,刚玉被包裹于矽线石等富铝贫硅矿物中,颜色以紫蓝色、灰色为主,少数呈淡紫、紫红等色。
(2)接触交代型。斯里兰卡康迪山等蓝宝石矿床属此类型。矿体位于正长岩与大理岩的内接触带,即正长岩体中。晶体为双锥、桶、柱状,颜色为蓝色、天蓝、绿色等(无黑色、褐色者)。此类型矿床是世界上优质蓝宝石及彩色蓝宝石(包括帕德玛蓝宝石)的主要产区。
著名的克什米尔蓝宝石矿也属此类型。矿床产于花岗伟晶岩与白云岩化灰岩的内接触带(蓝宝石产于伟晶岩的长石中)或双交代的阳起石-透闪石带或伟晶岩与云母片麻岩接触带。刚玉被认为是气成热液与伟晶岩等反应时,交代长石而形成。晶体长达几厘米,色呈天蓝、蓝、紫、绿、橙、黄等。其中蓝中略带紫的“矢车菊”蓝宝石最负盛名,是克什米尔蓝宝石的代表。某些晶体核部无色,仅在靠近晶体表面才呈蓝色。
(3)热液蚀变型。坦桑尼亚坦噶城和俄罗斯乌拉尔地区的红、蓝宝石矿床属此类型。矿床产于蚀变超基性岩体内。刚玉形成在云母片岩斜长石组成的岩脉中,为热液蚀变产物。类似的还有美国北卡罗来纳州“刚玉山”等刚玉岩脉和非洲南非等国以及印度和我国青海、安徽的红、蓝宝石矿床,刚玉产于蚀变超基性岩体或其边缘接触带上。我国青海红、蓝宝石产于刚玉云母斜长岩扁豆体中,多为深玫瑰红色,有时呈蓝色,或晶体内部为蓝色,外部为红色,半透明;安徽红、蓝宝石则产于黑云斜长岩脉或扁豆体中,晶体为浅紫—玫瑰红色。
(4)砂矿。由于刚玉有相当大的稳定性,因而常常富集于砂矿中。砂矿是优质红、蓝宝石的主要来源,经济价值比原生矿重要得多(质量高且开采成本低)。上述各种成因类型原生矿都有相应的次生砂矿。砂矿有残积、坡积和冲积等类型。
迄今,进入国际市场的红、蓝宝石主要来自以下国家和地区:缅甸、泰国、柬埔寨、克什米尔、巴基斯坦、斯里兰卡、澳大利亚、美国、马达加斯加、纳米比亚(不透明的红宝石)、哥伦比亚(蓝宝石和紫罗兰色蓝宝石)、日本(透明晶体)、苏格兰(蓝宝石)、坦桑尼亚(红宝石和装饰石)、津巴布韦(各色蓝宝石和黑色星光蓝宝石)、马拉维(蓝宝石)、肯尼亚(带粉色红宝石)、阿富汗、莫桑比克(红宝石)、卢旺达(红宝石)、印度(红宝石、星光红宝石)、巴西(蓝宝石)、越南和中国山东(蓝宝石)等。
(六)金绿宝石的成因及产地
金绿宝石的成因、产状和绿柱石质宝石相似,属内生伟晶、热液或热液交代产物。
1.伟晶岩-高温热液型
主要产于花岗伟晶岩晶洞中,常与海蓝宝石、碧玺、托帕石等共生。普通金绿宝石及猫眼多属这个成因类型。侵入到大理岩、片岩、片麻岩、石英岩等围岩中的伟晶岩,若从围岩获得足够的铬可形成变石。变石与猫眼或普通金绿宝石可共同产于伟晶岩中,如巴西伟晶岩矿床。
2.热液交代型
酸性岩侵入超基性岩的接触部位,蚀变超基性岩体的边部,由于超基性岩提供了铬可形成变石,与蚀变岩中云母等共生而称为“含矿云母岩”,如乌拉尔变石矿床。宝石级的各品种金绿宝石多产于河砾、砂矿中。已知产地遍布各大洲。美国、芬兰、扎伊尔、马达加斯加等国均有产出。斯里兰卡砂矿产出世界上最好的猫眼、变石和变石猫眼,可做刻面石的各色金绿宝石也很出名。巴西是目前向国际市场提供宝石级金绿宝石数量最多的国家,以刻面石居多,也产优质猫眼和变石,其变石多小于3克拉。同时,巴西还以产出罕见的星光金绿宝石(有暗绿色达6.7克拉者)著称。印度产的猫眼含矽线石纤维。津巴布韦产的变石变色效应强。缅甸产一些变石,有罕见的无色金绿宝石。澳大利亚产黄绿色金绿宝石。俄罗斯乌拉尔祖母绿矿床中的变石最著名,个体较小但质量好。
我国新疆的花岗伟晶岩、福建的细晶岩、内蒙古的含绿柱石伟晶岩脉、四川的伟晶岩、湖南及河南的稀有金属伟晶岩中都见有金绿宝石,但一直未报道有宝石级的矿点。
(七)水晶的成因及主要产地
水晶主要赋存于岩浆热液型及伟晶岩型矿床中,矿体多呈脉状产出。宝石级水晶大多发育在伟晶岩的核部及矿脉的晶洞中,也可以在次生砂矿中呈滚圆的卵石产出。大晶体有时超过两吨。
自然界中,水晶分布十分广泛,世界各地几乎都有产出。例如紫晶、黄晶主要产于巴西、乌拉圭和俄罗斯,其中巴西的米纳斯吉拉斯,是世界著名的紫晶产地。天然紫黄晶主要产于玻利维亚。彩色水晶的其他主要产地有马达加斯加、美国、缅甸、印度、纳米比亚等。
我国的水晶资源较丰富,经勘探20多个省(区)均有水晶产出。其中,江苏东海是我国著名的优质水晶产地,被誉为“水晶之乡”。此外,新疆、海南、内蒙古、四川也是高品质水晶的重要产地。
(八)翡翠的成因及主要产地
1.翡翠的成因
关于翡翠的成因,学者曾提出过岩浆成因说、区域变质成因说和热液交代成因说等观点。岩浆成因说认为,翡翠是高压条件下,酸性岩浆熔体与超基性岩作用后失去二氧化硅富集镁钙铁和铬而形成。区域变质说认为,翡翠是区域变质过程中,原生钠长石分解为硬玉和石英而形成的。热液交代说基于一些产地的翡翠赋存于花岗岩类岩石与超基性岩接触带的现象,认为花岗岩类岩石与超基性岩发生双交代作用形成了翡翠。
近年来,随着对缅甸翡翠的不断深入研究,一些新的成因观点也被提出。这些新的观点认为不同矿物组成的翡翠可能有不同成因。硬玉质翡翠的形成包括岩浆成岩和变质成玉两个阶段。在成岩阶段,可能来源于地幔的含水钠质硅酸盐熔体结晶形成硬玉岩,结晶压力在1.5GPa以上,温度为650℃~800℃;在成玉阶段,原生硬玉岩经交代作用和动力变质作用玉化为翡翠,其中交代作用可使翡翠产生鲜艳的颜色,而剪切动力变质作用可使翡翠更为致密细腻。钠铬辉石及绿辉石质翡翠则是高压-超高压条件下,含铬铁矿橄榄岩与富钠的熔浆发生一系列交代变质反应的结果。铬铁矿被交代为钠铬辉石、铬硬玉和硬玉;橄榄石被交代为绿辉石、铝钠闪石等。
2.翡翠产地及其主要地质特征
世界上翡翠的产出极为有限,已知的翡翠矿床仅分布于缅甸、日本、俄罗斯、哈萨克斯坦、美国和危地马拉几个国家。
美国翡翠均产于加利福尼亚州,较为重要的矿床有圣贝尼托的克列尔克里克翡翠矿床和门多西诺的利奇湖翡翠矿床。
哈萨克斯坦翡翠矿床位于巴尔喀什市以东10千米的伊特穆隆达附近。
危地马拉翡翠产于莫塔瓜河谷附近。
俄罗斯翡翠产地主要有北部乌拉尔的列沃-克奇佩利和南部西萨彦岭的卡什卡拉克。
日本境内有多处翡翠产地,从北海道向南经本州、四国直到九州均有出产。主要产区为鱼川青海地区、鸟取的若樱、冈山大佐、兵库的大屋、静冈及长崎。上述产地的翡翠产量较少,质量也相对较差,大多只能作为低档雕刻材料。
世界各地翡翠矿床具有如下共同地质特征:形成的大地构造环境与俯冲或碰撞有关,产于板块构造俯冲带内;呈脉状、透镜状或扁豆状,产于蛇纹石化超基性岩中;翡翠矿体各带具相似的矿物组合;超基性岩周围有蓝片岩。
全球95%以上的商业翡翠产于缅甸北部密支那地区。缅甸翡翠产区位于克钦邦西部与实皆省毗邻的帕敢一带。矿体形成与新生代印度板块与欧亚板块的俯冲碰撞有关。缅甸翡翠矿床可分为原生矿床和次生矿床两大类型。原生矿床呈脉状,主要产于隆肯场区及雷打场区,以道茂场口规模最大,包含4条矿脉。矿脉具分带性,由中心向边缘分别是作为翡翠的硬玉岩、钠长石硬玉岩和钠长石岩。次生矿床主要分布于钦敦江支流乌龙河及其支流的河谷及两侧。次生矿床可进一步分为残坡积矿床、洪冲积高地砾石层砂矿床和现代河流沉积砂矿。残坡积矿床产出少,主要分布于隆肯场区和雷打场区。洪冲积高地砾石层砂矿床分布广泛,是帕敢、香洞、会卡、达木坎、后江等场区开采的主要矿床类型之一,隆肯场区的部分场口也开采该类型翡翠。现代河流沉积砂矿分布也较广泛,是帕敢、香洞、会卡、达木坎、后江场区开采的主要翡翠类型之一,其中高档首饰级翡翠原料产出比例较高。
(九)软玉及其产地
软玉的英文为nephrite,是法国矿物学家德穆尔于1863年研究新疆和田玉时提出的。后有日本学者将其翻译为软玉,被我国学者引入中国。从矿物学上讲,软玉不是一个矿物种名,而是指由透闪石和阳起石组成的细腻隐晶集合体。
我国珠宝玉石国家标准(GB/T16553)规定软玉是以透闪石、阳起石为主要矿物,且透闪石为主而形成的玉石。白玉、青白玉、青玉、碧玉、糖玉、墨玉分别指具有相应颜色的软玉。考虑到当前的商业习惯,软玉可包括新疆软玉、青海软玉、俄罗斯软玉及韩国软玉等。
1.新疆软玉
新疆是我国软玉的重要产区,其中和田县是最著名产地,和田玉也成为优质软玉的代名词。现行国家标准(GB/T16552)规定,和田玉一词与软玉含义等同,除以和田为代表的南疆昆仑山一带外,新疆玛纳斯也是我国碧玉的主要产区。
(1)昆仑山-阿尔金山地区。南疆昆仑山北麓与夹于昆仑山和塔里木盆地之间的阿尔金山是历史悠久的软玉产区。西起塔什库尔干,东至若羌,长1200余千米的昆仑山北麓与阿尔金山及其山间河流中,散布软玉矿床和矿点数十处,构成我国最重要的软玉矿带。玉石是镁质碳酸盐岩与中酸性侵入岩接触交代并经热液蚀变而成。该地区所产软玉,古称昆仑玉,现在习惯上称和田玉。和田玉类型齐全,既有山料、山流水料,还有价值不菲的籽料;颜色丰富,白玉、青白玉、青玉、黄玉、糖玉、碧玉、墨玉、青花玉等,应有尽有。
整个矿带自西向东可分为塔什库尔干叶城、皮山-和田、策勒-于田、且末、若羌等5个集中成矿区。塔什库尔干叶城地区原生矿有大同、密尔岱、库浪那古等地,主要产青玉和青白玉,含少量白玉,并生产大块玉料。著名的清代青玉山子“大禹治水图”以及2008年北京奥运会的青白玉奥运会徽宝印玺的玉料均出自该区的密尔岱。皮山-和田地区是历史悠久的优质籽料产区,著名的羊脂玉主要产于该区。著名的玉龙喀什河盛产白玉籽料,古称白玉河;喀拉喀什河盛产墨玉和青玉籽料,古称墨玉河。策勒—于田地区以产出原生山料为主,矿体主要分布于策勒县哈奴约提、于田县阿拉玛斯、依格浪古3个区段。其中阿拉玛斯玉矿从清代至20世纪末一直开采,是百余年来白玉山料的主要产地,盛产优质白玉和青白玉,现已基本停采。哈奴约提和依格浪古区段玉矿规模不大,有青玉、青白玉和部分白玉,玉石品质相对较差。且末和若羌地区都位于阿尔金山山脉。且末地区原生山料产量大,目前新疆近三分之二的软玉山料出自该区。且末软玉质地致密细腻,油脂光泽强,行内称“卡羌料”。该区原生矿床分布于且末县东南海拔3500米以上的高山上,主要玉矿有塔什萨依、尤努斯萨依、塔它里克苏、布拉克萨依、哈达里克奇台等,主要产青白玉和青玉,并含白玉,玉料块度较大,甚至重达几十吨。玉石常带糖色,形成糖白玉、糖青白玉、糖青玉等。区内河流也有次生料产出。若羌地区的玉矿分布于若羌县城西南和南部的瓦石峡至库如克萨依一带。该区最著名的矿山是库如克萨依玉矿,主要产青白玉和青玉,并有白玉、糖玉、糖白玉。白玉和青白玉常带黄色调,行内称“黄口料”,并可形成稀少的黄玉。若羌是目前新疆黄玉的唯一产地。
(2)天山地区。天山北坡的超基性岩交代蚀变型碧玉主要分布于玛纳斯河上游及其支流清水河一带和塔西河上游,开采历史悠久。因碧玉主要位于玛纳斯县境内,故称玛纳斯碧玉。玛纳斯碧玉既有原生山料,河流冲积层和冰川堆积物中也常见次生卵石。玉石呈菠菜绿、灰绿、深绿、墨绿色,常见黑点或黑斑,并可带点状或条状的白斑。组成矿物主要是透闪石,含少量阳起石,另含绿泥石、钙铝榴石、铬尖晶石、铬铁矿等杂质矿物。
2.青海软玉
青海也是我国软玉主要产地之一。青海软玉主要分布在格尔木附近,此外,海北藏族自治州祁连山脉也有碧玉产出。
格尔木软玉产出地段属于昆仑山脉东延入青海省部分,西距新疆若羌县约300公里,与且末-若羌的软玉产地地质背景相似,玉石成因相同。该区的软玉矿位于格尔木市西南约94公里的纳赤台及纳赤台西北约50公里的大灶火一带。玉石以山料为主,少有山流水,未见典型籽料。软玉品种主要有白玉、青白玉、青玉、糖玉,并有独特的烟青玉和翠青玉。该区软玉的主要组成矿物为透闪石,玉石多显玻璃光泽和蜡状光泽,缺乏“凝脂”般的油润感和凝重感;透明度高于和田玉,但局部不均匀,常见絮状物,并发育由定向排列透闪石组成的高透明度“水线”结构较均匀但颗粒稍粗,质感不够细腻,总体质量不如新疆和田玉。
地处祁连山脉的海北藏族自治州门源县和祁连县产出的碧玉,为超基性岩交代蚀变型,特征与玛纳斯碧玉相似,但产量较少。
3.辽宁岫岩软玉
辽宁岫岩软玉在新石器时代晚期即已开采应用,是北方红山文化玉器的主要玉材之一。作为中华文化的开路先锋,堪称“中华第一玉”。该区软玉有原生矿和次生矿。原生矿主要产于岫岩县偏岭镇细沟沟头的山上,俗称“老玉”;次生矿主要分布于细玉沟山麓的沟谷及东侧白沙河谷底及两岸的一级阶地砾石层中,当地称“河磨玉”。近年来,在哈达碑镇桑皮峪新发现有原生软玉矿(主要产青玉)。岫岩软玉成因同样属于镁质碳酸盐岩交代变质型,其主要组成矿物为透闪石。玉石多呈黄白色、绿色、灰青色,黑色较少,白色更少。总体色调与新疆等其他产区的软玉差异明显,而与红山文化玉器色调吻台。岫岩软玉质地细腻,多为微透明,油脂光泽较强,糖色发育较重。其籽料河磨玉块度较大且皮厚。
4.俄罗斯软玉
俄罗斯软玉资源主要集中在东西伯利亚贝加尔湖地区的布里亚特共和国。东部维季姆河地区产白云质大理岩与中酸性侵入岩接触交代变质型软玉,颜色品种主要有白玉、青白玉、黄玉、青玉、糖玉和糖白玉。西部东萨彦岭区域产超基性岩交代变质型碧玉,并可见碧玉猫眼。维季姆地区软玉有山料,也有山流水和籽料,而东萨彦岭的碧玉基本都是山料。这些软玉的主要组成均为透闪石,只有一些色深的暗绿色碧玉中含部分阳起石。中国目前从俄罗斯进口大量软玉,这些软玉市场上俗称“俄料”。除少数质地细腻温润的优质品外,俄料白玉大多白度好,但质地不够细腻,略显瓷状光泽,温润度不够,给人“僵白”感,内部棉絮状物较多、且往往呈团状,并夹杂冰点蟹爪纹。其青白玉、黄玉、青玉同样有棉絮物较多,温润度欠佳的特点。因定向应力作用导致的矿物定向排列及片理还使得很多俄料韧性相对较差,易开裂。俄罗斯软玉籽料块大皮厚,部分玉料糖色重,次生糖色与原生色间呈过渡关系。一些山料同样有较厚的风化外皮,皮也有糖色、黑色。形成的糖皮和黑皮山料是俄罗斯软玉的特征之一。这些带皮料适于雕刻俏色作品。不同矿体的俄罗斯碧玉品质不一。质优者如奥斯泊矿7#料,质地温润细腻,颜色翠绿(铬是主要致色元素之一)且均匀,黑点杂质少;品质一般者,质地偏粗,绿色发暗、发灰,且深浅不均,黑色杂质较多。总体上,俄罗斯碧玉油润度不及加拿大碧玉和中国和田碧玉,韧性欠佳。
(十)绿松石的成因及主要产地
绿松石是铜矿床氧化带中的一种次生的含水铜铝磷酸盐矿物,属风化淋积成因,与含铜和磷的硫化物矿化岩石有关。
世界上,绿松石的主要产出国有伊朗、埃及、美国和中国。此外,俄罗斯、阿富汗、蒙古、智利、秘鲁等国也有产出。
伊朗绿松石以伊朗东北部马什哈德以西的尼沙普尔所产最为著名。矿体产于风化的斑状粗面岩角砾岩化带上部,由粗面岩中的长石、磷灰石和黄铜矿风化淋滤而成,与高岭石、褐铁矿共生。伊朗绿松石通常为美丽的天蓝色,质地较致密,光泽好,密度可达2.9 g/cm3。
埃及绿松石产于地处干旱地带的西奈半岛,已有500多年的开采历史。矿体产于与铜矿床及火山岩密切共存之砂岩的上部破碎带中。埃及绿松石多数为绿蓝色,少数呈蓝色,密度为2.7~2.9g/cm3, 颜色偏蓝者密度较高。
美国绿松石产于西南部内华达州、亚利桑那州、加利福尼亚州、科罗拉多州和新墨西斯州的霏细斑岩(流纹岩)、蚀变粗面岩和二长花岗斑岩裂隙中,为大气降水淋滤碱性长石及伴生的铜矿石和磷灰石后沉淀而成。美国绿松石有致密细腻、纯净杂质少的优质品,如亚利桑那的天然睡美人绿松石,但大部分是质地不够致密,孔隙度较高,呈白垩状者。美国绿松石有天蓝、绿和蓝绿色,总体颜色较浅,密度2.6~2.7 g/cm3。绿松石在北美西南部是人们最喜爱的宝石之一,也是美国印第安人珠宝首饰中首选的宝石材料。
我国传统的绿松石产地主要分布于鄂、豫、陕三省交界地带,以湖北郧阳,尤其是云盖寺的绿松石矿最著名。该区绿松石的形成主要与下寒武统富铜和磷的硅质板岩有关。矿体呈透镜状、浸染状或囊状分布。矿石形态多呈结核状和脉状。颜色有蓝、淡蓝、蓝绿、苹果绿、淡灰和灰黄色等。郧阳绿松石开采已有数百年历史,以质量好、产量大著称于世。因多年采掘,鄂、豫、陕三省的大块优质料已不多见。在传统产地资源日渐稀少的情况下,安徽马鞍山绿松石异军突起,储量和产量都较大。马鞍山绿松石产于玢岩铁矿上部含铜、磷蚀变围岩氧化带和次生富集带,矿体多呈不规则瘤状和带状,伴生矿物有磷灰石、阳起石和磁铁矿,矿化主要集中于凹山-丁山一带。此外,青海乌兰、新疆哈密、河南淅川和云南安宁等地也有绿松石产出。
(十一)琥珀的成因及主要产地
琥珀的形成时代为中生代白垩纪新生代新近纪。近2000万年至上亿年前,松柏科或豆科植物分泌的树脂,随着沧海桑田变迁,埋入地下,在漫长的地质作用过程中,在不同温度压力条件下,历经复杂的化学变化(氧化作用、聚合交联作用),不稳定组分挥发,成熟度提高,物理性质也随之改变,从而形成琥珀。
世界上琥珀产地众多,主要产区有欧洲产区、亚洲产区和美洲产区。欧洲产区的波罗的海沿岸国家,包括波兰、德国、丹麦、俄罗斯、芬兰、爱沙尼亚等国,是世界上最大的琥珀产区。此外,罗马尼亚、意大利、乌克兰、挪威也是重要产出国。亚洲产区琥珀主要产于缅甸和中国,黎巴嫩、伊朗、阿富汗、日本也有琥珀产出。美洲产区主要来自多米尼加和墨西哥。
中国的琥珀主要产自辽宁抚顺的古近纪煤田中,具有优质虫珀产出。河南西峡、南阳,云南保山、丽江和哀牢山及福建漳浦也有琥珀产出。