危地马翡翠的硬度，危地马和缅甸翡翠原石区别

本文由王立胜、张海恒、刘静怡、王露思、欧阳秋梅、刘东明、刘伟于2022 年9 月发表在《宝石与宝石学杂志》上。这是一组宝石学家对危地马拉翡翠进行深入研究的学术论文。我就分享到这里，希望对你有用。我们要再次感谢工作在宝石学最前沿的科研人员。感谢您的深入研究，中国的珠宝市场将变得高度标准化。

摘要：选取危地马拉优质绿色翡翠样品作为研究对象，采用宝石显微镜、偏光显微镜、激光显微拉曼光谱仪等检测手段对其外观特征、放大观察及成分进行研究。以及电子探针装置。矿物、玉石样品展示，矿物显微结构、拉曼光谱、化学成分研究。根据矿物成分及其演化过程，成矿作用分为三个阶段：（1）初始矿化产物为粗粒半八面体柱状结构的硬玉，化学成分非常纯净。 ）主要成矿过程成矿以变质作用为主，初期形成的产物为细粒硬玉，与第一期硬玉相比，FeO、Cr2O3、MgO、CaO含量较高。后期形成的产物为颗粒细小的硬玉，其中MgO、CaO含量较高的绿辉石因Cr2O3含量有规律的变化而呈现出各种绿色深浅，可见（3）后期矿化产物为硬玉（或钠长石）。 + 充填榍石等。从结构上看，榍石分布在硬玉和绿辉石颗粒之间的网络中或微小的裂纹中。晚翡翠（钠长石）+榍石+流体包裹体的组合，即硬玉的白色絮状物质，实际上是流体熔融包裹体的一种。流体熔体包裹体的流体相中含有CO2、CO等成分，其中2145 cm-1处的特征拉曼位移峰最强，这在样品中经常发现的高CO含量中最强。矿化环境减少。确认的。结果表明，所研究的大多数危地马拉高品位绿色硬玉样品的矿物成分主要是硬玉，或者说硬玉是主要矿物之一。白棉中常见的“晚翡翠+网状榍石+主要为CO”的类似物质与“流体包裹体”的组合，作为区分危地马拉高档绿玉和缅甸罐绿玉的重要参考特征。

随着缅甸翡翠供应量的减少，翡翠的持续来源引起了业界的高度关注。近十年来，来自俄罗斯、哈萨克斯坦、危地马拉的翡翠相继进入中国市场，尤其是来自危地马拉的高档绿色翡翠引起了揭阳市场乃至瑞丽市场的极大兴趣。目前，何明月等[1]、G. E. Harlow等[2]、陈全利等[3]、张志宇等[4]、陈晶晶等[5]、郑婷[6]、吴银国[7]、陈玉涵[8]、张铎[9]、刘静一[10]、林晨露[11]、邢必干等[12]许多研究者对危地马拉玉进行了研究，他们的研究成果危地马拉翡翠的种类和类型，宝石学性质，相应研究样品的矿物成分，其化学成分、构造、结构和微量元素等，还有本文介绍的危地马拉绿翡翠，我参与了在某种程度上。然而，对于危地马拉高档绿色翡翠的主要矿物成分、形成机制以及与缅甸绿色翡翠的有效区别特征等重要方面，目前尚未达成共识。因此，对这些方面进行详细的研究具有重要的理论和实践意义。

1 样品及测试方法

1.1 实验样本

本文所述的危地马拉细绿色翡翠研究样品包括来自揭阳市玉石加工企业的浅绿色原石废料样品组GVG和样品组GY5、局部浅绿色样品组GGG和绿色-深绿色样品组GPV。含有浅色纹理的样品组GL1 圆弧环面样品组GL2 上下环面样品组GL2 典型样品的外观如图1 所示。除面样组GL2为未知皮色样品和面样组GL1为柠檬黄皮样外，其余四组均为白皮绿色翡翠原料的代表样品。其他研究样本（未显示）除了白皮材料外，主要含有黄皮材料。样品组WFM采用灰绿色、黄色和白色皮革原料，但由于主要用于偏光反射显微镜观察，因此没有展示样品照片。本次研究中，危地马拉高档绿色翡翠原料中未采集到黑色皮革或灰黑色皮革样品。

图1 危地马拉高档绿色翡翠样品

1.2 试验设备及条件

基于肉眼和放大倍率观察，我们主要使用偏光显微镜、激光拉曼光谱仪和电子探针装置进行观察研究。偏光反射显微镜为LEICA DM2700P。透射偏光系统可以观察矿物的形状、大小以及它们之间的接触关系，而反射系统可以观察相对较高和较低的接触关系。反射矿物。拉曼光谱测试在河北地质大学宝石检测中心使用Renishaw Invia激光拉曼光谱仪和532nm激光器完成。主要用于结合光学性能测量样品探针片的矿物相和夹杂物成分。电子探针装置为河北地质大学地质测试中心的JXA-8230，通过样品探针片的背散射电子图像，可以观察各种矿物的成分图像，特别是各种矿物颗粒之间的接触和演化关系。分析不同矿物或同一矿物不同部位的化学成分含量；测试条件：加速电压15 kV，电流210-8 A，标准样品采用成分相似的天然矿物。

2 宝石学性质和岩石学特征

2.1 基本特点

危地马拉的高档绿色翡翠样品有部分鲜绿色，部分灰绿色，部分鲜绿色部分灰绿色，原料较多。

另外，半成品戒指的表面在自然光下会呈现油蓝色调。将原料加工成薄层，在底部铺上贵金属基或锡箔纸，用透射光照射，呈现明亮的翠绿色，并变得高度透明。 -未经处理或透射光时透明；样品具有从油脂光泽到玻璃光泽的过渡光泽，提高了底反射条件下的玻璃光泽；两个样品的折射率均为1.66（点测），光的性质是非均质集合体；紫外光下长波和短波荧光不活跃；在光谱仪中可见437nm和690nm处的吸收线；莫氏硬度约为7，相对密度为3.25-3.55；其中部分颗粒肉眼可见绿色聚集体。根据样品的不同，外壳可能含有黄棕色填充物或白色风化材料。

产自危地马拉的高品位绿色硬玉原石样品的目视和宝石显微镜检查结果（图2a 和图2b）表明，样品GVG3 含有两种类型的黑色固体包裹体。其中之一与绿色无关。玉（图2a，中间的橙色符号C代表其部分），形状为鳞片、棉球、圆点或丝状。随后的拉曼光谱测试表明它是无定形碳。另一种黑色夹杂物（红色符号Ch）图2a的（a）部分为深绿色部分，即以不规则颗粒状分布在颗粒周围的深绿色部分，随后的拉曼光谱分析和电子探针测试证实其为此前，危地马拉绿色玉石中铬铁矿的报道很少[5, 10]。本次研究中，100多块绿色玉石中仅观察到两块亮绿色玉石样品，并被证实含有少量铬铁矿和无定形碳包裹体。

图2：来自危地马拉的部分绿色翡翠原料放大图

如图。 2 产自危地马拉的硬玉原石的放大部分

a、b。样品GVG3；c样品GY5-2；d样品GY5-3；e样品GGG2；f样品GGG1；g样本GPV1；h样本GPV3；i. 样本GPV2

C - 无定形碳、Ch - 铬铁矿、Phl - 金云母、Omp - 绿辉石

从图2a到图2d可以看出，亮绿色危地马拉玉样品（如样品GVG3，尤其是GY5组）的颗粒非常细小，在反射光下颜色比较均匀，但在反射光下颜色不太均匀，可以观察到。透射光及其结构：密集且精确。从图2e和图2f可以看出，灰绿色和浅绿色异质颜色组合的翡翠样品（如样品GGG1和GGG2）灰绿色区域结构较厚，浅绿色区域结构较薄.你可以观察到你有.具有特定的方向性分布特征。绿色形成后，将样品GGG2沿A-B方向进行逆时针剪切。左上角的绿色带已移至左下角。剪切后，玉石修复并在某些地方显示出金云母填充物。愈合裂隙（图2e）。样品GGG1和GGG2仍然含有一些横截面近似正方形或三角形的颗粒。这些颗粒正在被替换。剩下的是原始颗粒的人工制品，这是早期额体的规则矿物颗粒被绿辉石取代后留下的人工制品。图2e 和2f)。一些绿色翡翠样品显示出后来形成并沿着裂缝填充的矿脉。

其主要矿物为绿辉石，其他矿物有斜长石、金云母、硬玉、钠长石等。图2g、2h、2i中的浅色静脉基本上是

顶部由onfa 站点组成。通过光学特性以及激光拉曼光谱和电子探针测试鉴定了绿辉石、单斜辉石、金云母、硬玉和钠长石等矿物。

使用宝石显微镜观察高级绿色翡翠戒指样品的内部性质。一枚由柠檬皮制成的优质绿色翡翠戒指（样品组GL1），肉眼看上去非常纯净、均匀，有小的白色棉状内含物（图3a 和3b），顶光下可见小的黑色不规则内含物。体积的照明（可以添加黑暗区域的照明，图3c和图3d）。未知肤色的绿色翡翠戒指表面（样本组GL2）显示出更大和/或更多的白色絮状包裹体和黑色不规则包裹体（图3e至3i）。尽管非常明显，但所有样品中都发现了黑色不规则夹杂物，尽管后者相对前者出现频率较低且较小。本文的研究

这两种类型的夹杂物通常存在于抛光样品中。值得注意的是图3e中局部深绿色的“水线”和由折射率差异较大的矿物组成的白色絮状包裹体（图3f）。

图3 危地马拉绿色翡翠样品的放大观察

如图。图3 危地马拉硬玉样品放大观察

交流电。样品GL1-4；d样品GL1-2；e样品GL2-2；f样品GL2-5；g样品GL2-6；h样品GL2-7；i样品GL2-4

通过激光拉曼光谱证实：a-b。圆圈中的白色小棉状物体与e-h中大多数白色棉状物体相同，由翡翠+榍石+组成。

由流体包裹体组成；c、d、e、g、h、i。圆圈内黑色不规则小包裹体为无定形碳；f圆圈内的白色絮状物质主要是钠长石

2.2 偏光显微镜观察

用偏光显微镜观察危地马拉优质绿色翡翠的组织和结构类型时，主要发现以下类型（图4至图6）。

(1)半规则八面体粒状柱状结构。晶粒为较粗粒、短柱状集合体，晶粒尺寸约为0.1-0.5毫米，同时晶界较规则，且由于后期晶粒的置换，晶粒较多，晶界较多颗粒之间，周围的微粒聚集体变得不规则，粒径也变化很大。这种结构由不同尺寸和形状的聚集体，甚至是孤立的颗粒组成，分散在微粒聚集体之间，其光学特性表明该矿物成分是玉石。样品GL2-5（图4a和图4b）和样品GGG1（图4c和图4d）的晶粒相对较粗，为半面体-额柱状结构。

(2)解释结构。它是位于上述颗粒聚集体边缘和周围的细小颗粒的聚集体，颗粒形状有无定形、叶状、纤维状或不规则状，单个颗粒的长度常在0.2毫米以下。宽度大多小于0.02mm，晶界不规则，不明显。根据光学特性，发现初始颜色为白色至浅绿色。

变质矿物为硬玉，晚绿色变质矿物为绿辉石。样品GL2-5（图4a、图4b）和GGG1（图4c、图4d）的细粒集合体是主成矿期硬玉和绿辉石对原生硬玉进行强烈交代作用的产物；具有交代结构。

(3)糜棱岩构造和超糜棱岩构造。它具有塑性变形颗粒聚集体定向排列的结构，分为两组：保持染色状态的大粒状颗粒聚集体（斑点）。碎片通常呈现细粒或亚粒状形状，并且碎片基底呈现动态再结晶。样品WFM5 内部的糜棱岩结构（图5a、图5b）由具有破碎基底的强应变带和具有交替破碎点的弱应变域组成。图5d) 几乎没有可见的碎片残留，整个物体基本上由动态再结晶碎片组成。从光学特征可以看出，残留的点状矿物为硬玉，被破坏的基本矿物中，定向矿物为硬玉和绿辉石。从动力变质作用的角度观察到的糜棱岩和超糜棱岩结构，也可以从它们的形成方式来观察，即后形成的纤维粒（破碎基）就是先形成的，可以看出，它与破碎的颗粒（破碎的点和碎片）。破碎的基础阶段

图4 样品中两组不同结构的辉石族矿物。

如图。图4 样品中两组不同结构的辉石

a、b。样品GL2-5、c、d。样品GGG1；a，c。在单个偏振器下；b，d。正交偏光镜下对应同一位置

图5 样品内动态变质结构

如图。图5 样品内的动态变质纹理

a、b。示例WFM5、c、d。样品GY5-2；a，c。在单个偏振器下；b，d。正交偏光镜下对应同一位置

图6 危地马拉玉样品的填充结构和外壳结构

如图。图6 危地马拉硬玉样品的充填结构和表面结构

a、b。样品GGG1；c，d。样品GPV2；e，f。样品WFM4；g，h。样品WFM1；单偏振光下的a、c、e、g。

b和d在正交偏光镜下对应a和c相同位置，f和h在反射显微镜下对应e和g相同位置。添加外部补光灯

细分产品）交代。从传统变质岩石学的角度来看，糜棱岩构造也被认为是细粒交错变质构造，超糜棱岩构造被认为是交错纤维状变质构造。

(4)填充结构。在一定的整体压力或应力较高的情况下，这种构造以变质作用为主，无论是早期的白色至浅绿色硬玉过程，还是晚期的绿色绿辉石过程，在成矿时期都可以看到。根据条件，刻面体硬玉和绿辉石颗粒分别形成并填充这些张应力位置或张裂纹。样品GGG1绿辉石阶段拉伸断口充填的绿辉石柱状针状集合体为充填结构(图6a、图6b)，样品GPV2的绿辉石脉也为典型充填结构(图6c、图6d)。经过一个交代作用主导的矿化阶段后，白色絮状物质被充填成具有细粒交代结构的组合体，或者是初始较粗的半面-半面晶粒的柱状结构；它由辉石（接近边界的玉辉石或绿辉石）。辉石、钠长石或榍石的矿物相可能单独存在，但通常与流体（汽-液相）包裹体具有非常密切的空间关系。样品WFM4（图6e）中的“黑色棉花状物体”在偏光镜下存在视觉“扭曲”现象，并且由于光的漫反射导致透光率较低，使其看起来几乎是黑色的。肉眼观察，为白色絮状物质；图6f为同一位置反射显微镜观察照片，絮状物质深灰色部分为辉石族矿物，较亮白色部分为辉石族矿物矿物质，确实如此。是一种具有特定含义的副矿物榍石，两者都是为了填充以前被包裹体占据的空间。周围的背景由非常密集、灰度变化的细辉石族矿物组成。

(5)外在填充和交替结构。这种结构是指危地马拉绿玉贝壳中含铁的表生矿物（褐铁矿）填充裂纹和微裂纹的结构，以及沿着裂纹和微裂纹的原始矿物的化学成分。由于风化过程中外来矿物质的替代。样品WFM1（图6g和图6h）表皮部分棕褐色区域充满褐铁矿，黄白色丝网是外源交代作用的产物。

(6)斑驳结构。由较大颗粒聚集体的半规则八面体柱状结构与细颗粒聚集体交代结构组成的异质结构，或由细颗粒聚集体交代结构与白色絮状物质组成的异质结构。前者见于样本GGG组，后者见于GL2组。

(7)条纹结构。以纤维状断裂基底为主的强应变带与含有断裂斑块的弱应变域交替的定向排列结构（如样品WFM5），或由细颗粒组成的定向排列结构（样品GY5-2等）。在某些情况下，由于颗粒尺寸较小，

这种带状结构只有在放大或显微镜下才能看到；肉眼看来是致密的块状结构（例如样品GY5-2）。

3 激光拉曼光谱

在激光拉曼光谱仪中测试了具有代表性的绿色样品GL2-5，重点关注半面体额柱状残留颗粒。结果如图7的曲线a所示。其主要拉曼位移峰为205、375、701、992 cm -1 和1041 cm -1 是硬玉拉曼位移峰的组合，小矿物组合取代了大颗粒的半面体成为硬玉的半面体在体内，它们在单偏光显微镜下显示为白色至浅绿色颗粒。主要拉曼位移峰为205、373、698、988cm-1和1038cm-1，与图7中的曲线a类似，但发生了变化。仍在1000cm-1左右变化。有两个峰，但988cm-1峰的强度明显减弱。这仍然是硬玉拉曼位移峰的组合，但具有向绿辉石过渡的特征。它是一种小的纤维交代颗粒，在单峰下呈绿色。偏光镜位于1000cm-1。该附近基本上显示了一个单峰，其拉曼光谱如图7 中的曲线d 所示。主要拉曼位移峰为205、373、696cm-1 和1036cm-1 以及这些峰的组合。绿辉石的拉曼位移峰图。测试在单偏光显微镜下最初呈现白色至浅绿色的微粒和在单偏光显微镜下最初呈现绿色的微粒的混合相（过渡区域）时必须小心。在后期，拉曼光谱出现曲线。它是曲线b和曲线d之间的过渡特性。例如，在一个过渡部分测量的主要拉曼位移峰是203、373、698、989 cm和1036 cm。这也是硬玉和绿辉石之间的过渡特征，在1000 cm处，-1附近仍存在双峰，但989 cm-1处的峰强度有所降低，如图7中曲线c所示。就更弱了。激光拉曼光谱图7：1200至1700cm-1之间的曲线d在1185、1366、1490、1605cm-1等处也有位移峰值。经过对比分析，应该属于薄膜胶的峰值位置。

代表性样品（如样品GPV2）中普遍存在的白色絮状包裹体中结晶的辉石族矿物的拉曼位移峰组合为203、373、698、985 cm-1、1038 cm-1（图8）。图7中曲线a、b之间，也显示为硬玉，副矿物结晶成白色絮状物质的拉曼光谱如图9所示，主要是254、315、336、469，以及位移的组合541、606、858 和912 cm-1 等峰表明副矿物是sphen。除了榍石拉曼位移峰组合外，还有1387、1515、2145、2487、2592、2662、2819、3350cm-1等许多其他拉曼位移峰。其中1387cm-1为CO2的特征峰，2145cm-1为CO的特征峰。 CO2 和CO 是保留在包裹体中的流体成分。

图7 辉石初始和主成矿阶段的拉曼光谱（样品GL2-5） 7 辉石初始和主阶段的拉曼光谱

石化期（样品GL2-5）

A。早期硬玉，b.硬玉处于主要成矿阶段的早期阶段，c。主成矿期早期

硬玉和晚绿辉石之间的过渡；d主要金属形成时期

已故omfa 网站

图8 白棉中辉石的拉曼光谱（样品GPV2）

如图。图8 白辉石的拉曼光谱

棉质材料（样品GPV2）

图10 晚充填钠长石的拉曼光谱（样品GVG2）

如图。图10 晚充填钠长石拉曼光谱

（示例GVG2）

2145 cm-1 处的峰非常强，表明CO 含量非常高。作为未鉴定的组分，1515、2487、2592、2662和2819 cm-1等峰仍然存在。 3350 cm-1处的峰很尖锐，作者推测是sphen在高压环境下结晶时O2-被2OH-取代时产生的。激光拉曼光谱测试结果表明，样品中的白色絮状包裹体是硅酸盐、硬玉、榍石的晶相与以CO2和CO为主的流体相的组合。

在图3f 中的白色絮状材料或后期填充结构中，作者测试了具有185、208、290、479、507、762 和816 cm-1 等拉曼位移峰组合的浅色矿物。图10) 显示该矿物是钠长石。白色絮状包裹体中与主矿物折射率差较大的结晶矿物是钠长石，它取代了白色絮状包裹体中常见的玉石，它是包裹体中硅酸盐的晶相。包裹体是主要矿物。通常是玉，有时是钠长石。

图9 白色絮状物质中sphen的拉曼光谱（样品GL2-5）

如图。 9 拉曼

pectrum of titanite in white cotton－like substance (sample GL2－5) 图 11 无定形碳的拉曼光谱(样品 GVG3) Fig．11 Raman spectrum of amorphous carbon (sample GVG3) 图 3c 至图 3i 中黑 色 不 规 则 包 裹 体 的 拉 曼 光 谱 见 图 11 ，其 主 要 拉 曼 位 移 峰 为 1 346 ， 1 590cm－1 附近的 鼓 包 而 非 尖 锐 峰，为 碳 质 包 裹 体且 未 结 晶 成 石 墨，为 无 定 形 碳 。 结 合 图 9 测 试 结果 中 的 CO2 和 CO，说 明 危 地 马 拉 高 档 绿 色 翡 翠的形成环境普 遍 含 有 很 高 的 碳 质 成 分，且 为 强 还原环境 。 此外，激 光 拉 曼 光 谱 还 测 试 到 铬 铁 矿 、金 云 母 、斜黝帘石等矿物存在 。 由于篇幅限制，本文不 予展开，笔者团队后续将与同行分享 。 4 电子探针分析 4．1 背散射电子图像矿物物相的确认是在电子探针定量测试基础 上进行，反过来在对组成矿物的类型 、品种及其结 构进行梳理的基 础 上，对矿物的化学成分及其演 化规律的认识将更加明晰 。危地马拉高档绿色翡 翠样品代 表 性 组 成矿物及其结构的背散射电子 (BSE) 图像 如 图 12 和 图 13 ，图 12a 中 点 1 、2(蓝 色菱形) 及其外围深灰色的部分，对应偏光显微镜 下图 4a－ 图 4d 中 心 部 位 的 大 颗 粒，是 早 期 成 矿 作用形成的化学成分很纯的硬玉残留，用代号 Jd－ Ⅰ 表示( Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ分别代表早期成矿作用期 、主成 矿作用期和晚期成矿作用期)。 对早期大颗粒发 生交代作用的 矿 物 品 种 之 一，是 图 12a 中 灰 度 稍 浅的部分，代表性点为 3 、4(红 色 菱 形)，这 一 类 矿 物组成仍然是硬 玉，只是颗粒细小且化学成分具 有一定程度向绿 辉 石 过 渡 的 特 点，是 主 成 矿 期 早 阶段的产物，用代号 Jd－Ⅱ表示 。主成矿期早阶段 的硬玉集 合 体 及 其与残留早期大颗粒之间的部 位，普 遍 分 布 有 如 点 号 5 、6 和 7 、8(红 色 圆 圈) 代 表的一种矿物，是 图 12 中 灰度更浅的部位(灰 白 色，深浅有变化)，它们已经不再 是硬玉而是绿辉 石，是主成矿期 晚 阶 段 的 产 物，用 代 号 Omp－Ⅱ表 示 。从图 12a 及很多部位 的 BSE 图 像 显 示，在 主 成矿期的 硬 玉 和 绿 辉 石 (即 Jd－Ⅱ和 Omp－Ⅱ) 之 间，乃 至 它 们 与 Jd－Ⅰ之 间，可 以 观 察 到 一 种 呈 网 脉状(或树枝状) 分布的矿物，在图 12 中为白色的 部位，代表性点为 9 、10(橙 黄 色 五 角 星 形)。 该 矿 物所在的部 位 位 于 白 色 棉 团 状 包 裹 体(图 3) 中 、 反射率较高的部 分(图 6f)，拉 曼 光 谱( 图 9) 与 电 子探针分析结果都证实该矿物是榍石 。 图 12b 中点 1~10(红色 菱 形) 代 表 灰 度 较 深 的部位，与图 12a 中点 3 、4 对应，都属于化 学 成 分 具有一定 程 度 向 绿 辉 石 过 渡 的 硬 玉 (Jd－Ⅱ)。 图 12b 中点 11~30(红色圆圈) 代表的灰度较浅的部 位，都 属 于 绿 辉 石 ( Omp－Ⅱ)。 其 中，点 11 ~ 20 (红色空心 圆) 为 图 3e 红 色 虚 线 标 示 的 绿 色 “水 线”外 围 的 绿 辉 石，而 点 21~30(红 色 实 心 圆) 则 为图 3e 红色虚线标示的绿色“水线”中的 绿 辉 石， 前者通常较为分散，后者相对集中 、颗粒更细小且 总体分布具有一定的方 向 性 。 点 31~35(橙 黄 色 四角星形) 代表 灰 度 比 Jd－Ⅱ更 深 的 部 位，是 晚 期 成矿作用形成的 、沿已有矿物颗粒间隙分布的 钠 长石，这也验证 了前人观察到危地马拉翡翠的 白 棉中存在钠长石[7] 。 图 12c 为图 12b 所 在 部 位 向 右上方略作移动的 位 置，旨 在 观 察 绿 色“水 线”部 位矿物的分布特征，从图中可以观察到：在较早的 硬玉(Jd－Ⅱ) 集合体上发生了总体呈分散状 、局部相 对集中(如点 1~10) 的绿辉石化(记为 Omp－Ⅱ1 )，之 后形成了相对集中 、颗粒更细小且具有一定方向性 (如图中为总体沿上、下方向) 展布的 绿 辉 石 化(记 为 Omp－Ⅱ2 )，还叠加了更晚的沿裂隙分布的绿辉石 细脉(如点 11~15 ，记为 Omp－Ⅱ3 )。 结构细腻 、具 有 超 糜 棱 结 构 的 绿 色 翡 翠 样 品 的 BSE 图 像 见 图 12d 和 图 12e，结 合 样 品 GY5－2 显微结构(图 5c 和 图 5d)，可 见 Jd－Ⅱ与 Omp－Ⅱ 均具有定向 排 列 的 特 征 。 虽然由于结构紧密 、成 分相同的颗粒 界线体现不出来，硬 玉 Jd－Ⅱ(如 图 12d 中点 1 、2 、3 和 图 12e 中 点 1 、2) 这 一 特 征 在 BSE 图像上 难 以 观 察 到，但 是 韧 性 剪 切 作 用 伴 随 交代作用形成的绿辉石 Omp－Ⅱ(图 12d 中点 4 、5 、6 和图 12e 中点 3) 定向排列的特征则明显，局部还存 在一些扰动引起的复杂性 。形成 Jd－Ⅱ与 Omp－Ⅱ的 方式以交代作用为主，但是局部出现张性应力时也 可发生一定的充填作用(如图 12e 中点 4 、5)。 在晚 期的成矿作用中，常形成硬玉(或钠长石)＋榍石或 榍石与硬玉(或钠长石) 近距离分离的情况，这一过 程中形成的硬玉 用 代 号 Jd－Ⅲ表 示 。 图 12e 中 点 7 (橙黄色五角星形) 为榍石，同期的硬玉(Jd－Ⅲ，如点 6) 与外围硬玉之间灰度差别较小，不易分辨 。在图 12f 中，更明显 可 见 在含有较多绿辉 石(如 点 1 、2) 的集合体内部，存 在 晚 期 成 矿作用的主要产物硬 玉(如点 3)＋榍石(如点 5 、6)，另外在这一晚期矿 物组合中还测试到了钠云母(如点 4)。 从图 13a 可以 观 察 到，在主成矿期早阶段的 硬玉 Jd－Ⅱ和 晚 阶 段 的 绿 辉 石 Omp－Ⅱ ( 如 点 2 、 图 12 危地马拉翡翠代表性样品组成矿物及其结构的背散射电子图像( 一) Fig．12 BSE images of representative constituent minerals and their textures of the jadeitejade samples from Guatemala (Ⅰ) a．样品 GL2－5；b、c．样品 GL2－2；d、e．样品 GY5－2；f．样品 WFM5－2 。蓝色代表早期成矿作用矿物，红色代表 主成矿期矿物，橙黄色代表晚期成矿作用矿物 。硬玉用菱形表示，绿辉石用圆形表示(早时段绿辉石用空心 圆表示，中－晚时段用实心圆表示)，钠长石用四角星形表示，榍石用五角星形表示，钠云母用五边形表示 14) 交代早期成矿作用 形 成 的 硬 玉 Jd－Ⅰ (如 点 1) 后，在如图中的左侧部位形成了明显的张性环境， 先后形成了自形的斜黝 帘 石(点 3 、4，红 色 心 形)、 绿辉石(点 6 、7 、11 、12 、13，红 色 实 心 圆)、金 云 母 (点 5 、8，红色矩形) 等矿 物，之 后 在 晚 期 形 成 了 硬 玉(点 9 、10) 等 。 从图 13b 可 以 观 察 到，在 伴 随 韧 性 剪 切 作 用 形成含较多绿辉石 Omp－Ⅱ(如点 1 、2，红 色 圆 圈) 的绿色条带后，样品局部形成了明显的张性环境， 并形成了自形的绿辉石(如 点 3)。 之 后 发 生 了 如 放大观察中所见的剪切构造作用(如图 2e 的 A－ B 方向)，再之后在剪切裂隙中发 生 了 绿 辉 石 的 充 填，晚期则 形 成 了 以 硬 玉 为 主 的 充 填 作 用 (如 点 5 、6)。 图 13 危地马拉高档绿色翡翠样品代表性组成矿物及其结构的背散射电子图像(二) Fig．13 BSE images of representative constituent minerals and their textures of the jadeite jade samples from Guatemala ( Ⅱ ) a、b 、f．样品 GGG2 ；c、d．样品 GVG3 ；e．样品 GL2－5 。蓝色代表早期成矿作用矿物，红色代表主成矿期矿 物，橙黄色代表晚期成矿作用矿物 。硬玉用菱形表示，绿 辉石用圆 形 表 示(早时段 绿辉石用空心圆表示， 中－晚时段绿辉石用实心圆表示) ，榍石用五角星形表 示，斜 黝 帘 石 用 心 形 表 示，金 云 母用长方形表示，铬 铁矿用三角形表示，砷镍矿用方形表示，辉铜矿用六边形表示，辉钼矿用十字形表示 图 13c 中 部 的 白 色 残 余 颗 粒(点 1~3 ，蓝 色 三角形)，为铬铁矿的残留 。 外围的主体灰色部分 为绿辉石 。 图 13d 中部白色和灰白色部位分别为 砷镍 矿(如 点 1 、2) 和 辉 铜 矿(如 点 3)。 图 13e 中 上部 白色部位为辉铜矿(如 点 1 、2)，中 下 部 网 脉 状较浅灰白色部位 为 榍 石(如 点 3)。 图 13f 中 的 点状 、长条状及不规则状亮白色部位为辉钼矿(如 点 1 、2)。 可 见，在 危 地 马 拉 高 档 绿 色 翡 翠 之 中， 零星分布着辉铜 矿 、辉钼 矿和砷镍矿等硫化物及 其类似化合物，同样指示着还原成矿环境 。 4．2 电子探针成分分析 使用电子探针仪对研究样品进行了矿 物 化 学 成分定量分析，这些分析包括图 12 和图 13 中所有 BSE 图像上的投影点 。鉴于原始测试数据太多，本 文不一一 列 出，仅 将 代 表 性 测 试 结 果(wB ％) 及 其 计算的晶体化学式列于表 1－表 3 。表 1 和表 2 列 出了辉 石 族 矿 物 的 端 员 组 分 含 量，XJd 、XKo 、XAe 、 XWo 、XEn 、XFs 分别为理 论 上 硬 玉 、钠 铬 辉 石 、霓 石、 钙辉石、镁辉石和铁辉石的含量，它们的总和为 1 ， Q＝XWo＋XEn＋XFs 。在介绍电子探针成分分析结 果时，除了表1~表 3 中的测试点外，总结的特点包 括了前一节所述所有测试点位数 据 。表 中 不 仅 列 出了图号 和 点 号 以 便 于 对 照 BSE 图 像 观 察 分 析， 还列出了矿物种或成因 代 号，如 辉 铜 矿、Jd－Ⅰ、Omp－ Ⅱ1 等，成因代号与文中描述一致 。 图 12a 中点 1 、2 和图 13a 中点 1 的测试结果， 即表 1 中 GL2－5－1－1 、GL2－5－1－2 和 GGG2－6－1 的成 分数据，化学 成 分 除 SiO2 、Al2 O3 和 Na2 O 外，其 它 成分很低甚至低于检测限(显示含量为 0)，其中致 翠绿色调的成分 Cr2 O3 含量为 0，致 蓝 绿 色 调 的 成 分 FeO也很低，因此早期成矿作用形成的硬玉 Jd－Ⅰ 化学成分很纯，XJd 约为 0．99，甚至更高 。 表 1 危地马拉翡翠样品中硬玉的化学成分Table 1 Chemical compositions of jadeites in jadeite jade samples from Guatemala wB／％ 化学 GL2－5－ GL2－5－ GGG2－ GL2－5－ GL2－5－ GL2－2－ GY5－2－ GY5－2－ WFM5－ GGG2－ GGG2－ 成 分 1－1 1－2 6－1 1－3 1－4 1－8 2－1 2－2 2－3 3－6 6－9 SiO2 58．52 58．79 59．56 58．28 58．77 58．34 59．57 58．80 58．13 58．83 60．55 TiO2 0．00 0．03 0．05 0．17 0．04 0．19 0．04 0．15 0．27 0．24 0．00 Al2 O3 24．78 24．86 24．87 22．11 22．04 20．89 23．60 21．77 21．20 22．95 25．18 Cr2 O3 0．00 0．00 0．00 0．13 0．11 0．10 0．17 0．12 0．01 0．00 0．02 FeO 0．18 0．09 0．21 0．99 0．94 1．10 1．01 1．24 0．90 0．90 0．06 MgO 0．12 0．02 0．18 1．41 1．38 1．86 1．59 2．18 2．30 1．15 0．06 MnO 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．01 0．02 0．03 0．03 0．00 CaO 0．29 0．11 0．43 1．93 1．87 2．57 2．22 3．40 3．16 1．62 0．13 Na2 O 14．62 15．03 14．39 13．26 13．25 12．93 13．15 13．13 13．04 13．93 14．65 K2 O 0．02 0．01 0．03 0．01 0．01 0．01 0．01 0．00 0．02 0．04 0．01 Total 98．53 98．94 59．56 98．29 98．41 97．99 101．37 100．81 99．06 99．69 100．66 以下 为 O＝6 计算的阳离子数 Si 1． 999 2． 000 2． 007 2．011 2．022 2．023 1． 991 1． 992 2． 000 2． 002 2． 017 Al 0． 997 0． 997 0． 988 0．899 0．894 0．854 0． 930 0． 869 0． 860 0． 920 0． 989 Ti 0． 000 0． 001 0． 001 0．004 0．001 0．005 0． 001 0． 004 0． 007 0． 006 0． 000 Cr 0． 000 0． 000 0． 000 0．004 0．003 0．003 0． 004 0． 003 0． 000 0． 000 0． 001 Fe 0． 005 0． 003 0． 006 0．029 0．027 0．032 0． 028 0． 035 0． 026 0． 026 0． 002 Mg 0． 006 0． 001 0． 009 0．073 0．071 0．096 0． 079 0． 110 0． 118 0． 058 0． 003 Mn 0． 000 0． 000 0． 000 0．000 0．000 0．000 0． 000 0． 001 0． 001 0． 001 0． 000 Ca 0． 011 0． 004 0． 016 0．071 0．069 0．095 0． 080 0． 123 0． 116 0． 059 0． 005 Na 0． 968 0． 991 0． 940 0．887 0．884 0．869 0． 852 0． 862 0． 870 0． 919 0． 946 K 0． 001 0． 000 0． 001 0．000 0．000 0．000 0． 000 0． 000 0． 001 0． 002 0． 000 以下为晶体化学式中端员组分(mol％) XJd 0．989 0．996 0．985 0．909 0．912 0．876 0．905 0．863 0．864 0．928 0．996 Ko X 0．000 0．000 0．000 0．004 0．003 0．003 0．004 0．003 0．000 0．000 0．000 Ae X 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．013 0．000 0．000 0．010 0．000 0．000 Wo X 0．005 0．002 0．008 0．036 0．035 0．049 0．039 0．061 0．059 0．030 0．002 En X 0．003 0．001 0．009 0．037 0．036 0．049 0．039 0．055 0．059 0．029 0．001 Fs X 0．003 0．001 0．003 0．014 0．014 0．010 0．014 0．017 0．008 0．013 0．001 Q 0．011 0．004 0．015 0．087 0．085 0．108 0．092 0．133 0．126 0．072 0．004 图号 点 号 12a 点 1 12a 点 2 13a 点 1 12a 点 3 12a 点 4 12b 点 8 12e 点 1 12e 点 2 12f 点 3 13b 点 6 13a 点 9 成 因 代 号 Jd－Ⅰ Jd－Ⅰ Jd－Ⅰ Jd－Ⅱ Jd－Ⅱ Jd－Ⅱ Jd－Ⅱ Jd－Ⅱ Jd－Ⅲ Jd－Ⅲ Jd－Ⅲ 测试单位：河北地质大学地质测试中心电子探针实验室，测试人：王礼胜；测试条件：工作电压 15 kV，工作电流 2×10－8 μA 表 2 危地马拉翡翠样品中绿辉石的化学成分Table 2 Chemical compositions of omphacites in jadeite jade samples from Guatemala wB／％ 化 学 GL2－5－ GL2－5－ GL2－2－ GL2－2－ GL2－2－ GY5－2－ GL2－2－ GL2－2－ GL2－2－ GL2－2－ GL2－2－ 成 分 1－6 1－7 1－12 1－17 1－19 2－3 1－22 1－25 1－27 2－12 2－14 SiO2 56．88 56．09 56．52 56．66 56．06 57．95 57．01 56．79 56．53 56．53 56．83 TiO2 0．08 0．08 0．07 0．14 0．12 0．34 0．68 0．92 1．13 0．06 0．16 Al2 O3 12．29 8．52 9．04 9．83 8．37 15．84 12．55 12．22 10．87 8．89 10．57 Cr2 O3 0．01 0．06 0．22 0．42 0．84 1．04 2．27 0．74 2．81 0．17 0．29 FeO 1．38 1．64 2．03 2．04 1．89 1．26 1．53 1．49 1．34 2．03 1．88 MgO 8．39 10．74 10．30 9．56 10．29 5．95 6．98 7．65 7．18 10．32 8．93 MnO 0．06 0．09 0．05 0．13 0．10 0．03 0．03 0．01 0．00 0．06 0．07 CaO 11．84 15．07 14．73 13．68 14．90 8．53 9．37 10．23 9．87 14．73 12．97 Na2 O 7．66 5．41 6．12 6．67 5．81 9．88 8．58 8．41 8．54 5．80 6．97 K2 O 0．00 0．00 0．00 0．00 0．01 0．01 0．01 0．01 0．01 0．01 0．00 Total 98．59 97．70 99．08 99．13 98．39 100．83 99．01 98．47 98．28 98．60 98．67 以 下 为 O＝6 计算的阳离子数 Si 2． 014 2． 024 2． 016 2． 016 2．018 1．995 2．012 2． 014 2． 019 2． 024 2． 023 Al 0． 513 0． 362 0． 380 0． 412 0．355 0．643 0．522 0． 511 0． 458 0． 375 0． 444 Ti 0． 002 0． 002 0． 002 0． 004 0．003 0．009 0．018 0． 025 0． 030 0． 002 0． 004 Cr 0． 000 0． 002 0． 006 0． 012 0．024 0．028 0．063 0． 021 0． 079 0． 005 0． 008 Fe 0． 041 0． 049 0． 061 0． 061 0．057 0．036 0．045 0． 044 0． 040 0． 061 0． 056 Mg 0． 443 0． 578 0． 548 0． 507 0．552 0．305 0．367 0． 404 0． 382 0． 551 0． 474 Mn 0． 002 0． 003 0． 002 0． 004 0．003 0．001 0．001 0． 000 0． 000 0． 002 0． 002 Ca 0． 449 0． 583 0． 563 0． 522 0．575 0．315 0．354 0． 389 0． 378 0． 565 0． 495 Na 0． 526 0． 378 0． 423 0． 460 0．405 0．659 0．587 0． 578 0． 591 0． 403 0． 481 K 0． 000 0． 000 0． 000 0． 000 0．000 0．000 0．000 0． 000 0． 000 0． 000 0． 000 以下为晶体化学式中端员组分(mol％) XJd 0．520 0．371 0．384 0．418 0．361 0．643 0．538 0．524 0．471 0．383 0．453 Ko X 0．000 0．002 0．006 0．012 0．024 0．028 0．065 0．021 0．082 0．005 0．008 Ae X 0．013 0．015 0．037 0．037 0．027 0．000 0．002 0．048 0．056 0．023 0．030 Wo X 0．228 0．298 0．284 0．264 0．292 0．157 0．183 0．199 0．194 0．288 0．253 En X 0．225 0．296 0．277 0．257 0．281 0．153 0．189 0．207 0．197 0．281 0．242 Fs X 0．014 0．018 0．012 0．012 0．015 0．018 0．022 0．000 0．000 0．019 0．014 Q 0．467 0．612 0．573 0．533 0．588 0．328 0．394 0．406 0．391 0．588 0．508 图号点号 12a 点 6 12a 点 7 12b 点 12 12b 点 17 12b 点 19 12e 点 3 12b 点 22 12b 点 25 12b 点 27 12c 点 12 12c 点 14 成因代号 Omp－Ⅱ1 Omp－Ⅱ1 Omp－Ⅱ1 Omp－Ⅱ1 Omp－Ⅱ1 Omp－Ⅱ1 Omp－Ⅱ2 Omp－Ⅱ2 Omp－Ⅱ2 Omp－Ⅱ3 Omp－Ⅱ3 测试单位：河北地质大学地质测试中心电子探针实验室；测试人：王礼胜；测试条件：工作电压 15 kV，工作电流 2×10－8 μA 主成矿期早阶段交代早期成矿作用产物的矿 物 Jd－Ⅱ(如 图 12a 中 点 3 、4 ，图 12b 中 点 1~10 ， 图 12d 中点 1~3 和图 12e 中 点 1 、2) 的 测 试 结 果 显示，其 化 学 成 分 除 主 要 成 分 SiO2 、Al2 O3 和 Na2 O外，含 FeO 为 0．61％ ~1．24％ ，Cr2 O3 为 0．03％~0．17％ ，MgO 为 1．13％ ~1．86％(除 1 个测试点为 2．18％外)，CaO 为 1．52％~2．48％ ， XJd 范 围 约 为 0．87~0．93 ，Q 值 即 (XEn ＋XFs ＋ XWo ) 约为 0．07~0．13 。从化学成分上可 以 看 出， 它们仍 然 是 硬 玉，Q 值 离 绿 辉 石 与 硬 玉 的 界 线 0．200 还有一定差距，它们 只 是 比 Jd－Ⅰ 含 有 相 对 较高 的 FeO 、Cr2 O3 、MgO 、CaO 和 较 低 的 Al2 O3 及 Na2 O，具有向绿辉石过渡的特点 。 结合前述偏 光 显 微 镜 观 察 、激 光 拉 曼 光 谱 分 析和背散射电子图像分析可知，在主成矿期晚阶 段发生了较为明显的绿辉石化，局部甚至较为强 烈 。而从 绿 辉 石 化 产 物 Omp－Ⅱ 的 特 点 观 察 到， 绿辉石化经 历 了 早 、中 、晚 多 次 作 用 。 较 早 时 段 、 较普 遍 形 成 的 产 物 Omp－Ⅱ1 通 常 呈 分 散 状 、局 部 较集中分布(代 表 性 测 试 点 见 图 12a 中 点 5~8 、 图 12b 中点 11~20 、图 12c 中点 1~10 、图 12d 中 点 4~6 和 图 12e 中 的 3~5 等)。 Omp－Ⅱ1 的 30 个测试 点 FeO 含 量 为 1．26％ ~2．44％ 。 Cr2 O3 为 0．01％~1．04％ ，且 达 到 0．4％ 以 上 者 近 1／4 ， 高含量者 分 布 于(小) 剪 切 带 之 中(如 样 品 GY5－ 2) 或其附近(如 样 品 GL2－2)。 MgO 为 5．95％ ~ 11．17％ ，CaO 为 8．53％~16．27％ ，XJd 约为 0．42 ~0．66 ，Q 值约为 0．34~0．58 。 从 化 学 成 分 上 它 们已不再属于硬玉，而是绿辉石，Q 值明显大于硬 玉／绿 辉 石 的 界 线 0．200 ，甚 至 超 过 0．50 。 在 Omp－Ⅱ1 形成 之 后，形 成 了 如 样 品 GL2－2“水 线” 部位的更深 绿 色 ( 图 3e)，其 BSE 图 像 可 见 如 图 12b 右 侧 和 12c 中 部较 集 中 分布的浅色条带，这 一次 绿 辉 石 化 (Omp－Ⅱ2 ) 发 生 在 Jd－Ⅰ 、Jd－Ⅱ和 Omp－Ⅱ1 形成后(代 表 性 测 试 点 见 图 12b 中 点 21 ~30)，定 量 分 析 表 明，FeO 为 1．32％ ~1．91％ 。 10 个 测 试 点 的 Cr2 O3 ，除 2 个 点 相 对 较 低 (0．11％ 、0．42％) 外，总 体 明 显 较 高，为 0．74％ ~ 2．81％ ，且 近 于 或 大 于 2％ 以 上 者 超 过 半 数 。 MgO 含 量 也 较 高，为 5．71％ ~9．37％ ，CaO 为 7．99％~13．43％ ，XJd 约 为 0．45~0．65 ，Q 值 约 为 0．35~0．55 ，也 属 于 绿 辉 石，Q 值 明 显 大 于 硬 玉／绿辉石的界线 0．200 ，甚至略超过 0．50 。这一 次绿 辉 石 化 产 物 (Omp－Ⅱ2 ) 的 FeO 、MgO 、CaO 含量变化 范 围 与 Omp－Ⅱ1 的 相 近，但 是 Cr2 O3 含 量 大 多 明 显 增 高 。 从 图 12b 和 图 12c 可 以 观 察 到，在与 Omp－Ⅱ2 大体相同的分布位置，有绿辉石 化尾声形 成 的 产 物(Omp－Ⅱ3 ) 沿显微裂隙分布 ， 不 仅 切 割 了 Omp－Ⅱ2 ，而 且 也 切 割 了 Jd－Ⅱ 和 Omp－Ⅱ1 ，代表性成 分 测 试 点 为 图 12c 中 的 点 11 ~ 15 。 Omp－Ⅱ3 的 5 个 测 试 点 FeO 含 量 为 1．74％~2．08％ ，Cr2 O3 为 0．17％~0．32％ ，MgO 为 8．35％ ~ 10．32％ ，CaO 含 量 为 11．85％ ~ 14．73％ ，XJd 约 为 0．40~0．51 ，Q 值 约 为 0．49 ~ 0．60 。 它们仍然属于绿辉石，Q值明显大于硬玉／ 绿辉石的界线 0．200 ，大多约为或超过 0．50 。 晚期成矿 作 用 所 形 成 硬 玉 (Jd－Ⅲ) 的 代 表 性 化学成分见表 1 的样品 WFM5－2－3 、GGG2－3－6 和 GGG2－6－9 ，FeO 含 量 为 0．06％ ~0．90％ ，Cr2 O3 低于 或 接 近 检 测 限，MgO 为 0．06％ ~2．30％ ， CaO 为 0．13％~3．16％ ，XJd 约 为 0．86~1．00 ，Q 值约 为 0．00~0．13 。 FeO 、MgO 、CaO 含 量 变 化 较大，而 Cr2 O3 均很低 。在研究样品中，经常可 观 察到榍石分布 于硬玉和绿辉石的颗粒间隙之中 。 经测试榍石 7 个代表性样品点，其化学成分相对 较纯，除 了 主 要 成 分 SiO2 、TiO2 和 CaO 外，仅 含 有 1．07％ ~2．67％ 的 Al2 O3 ，其它成分都很低 。 计 算出 榍 石单 位化 学式中的离子数，除 了 有 约 0．05~0．10 的 Al 替 代 Ti 外，Si 和 Ca 接 近 理 论 值 1 ，其它元素 含 量 低 于 0．01 。 对 研 究 样 品 中 存 在 的 铬 铁 矿 、斜 黝 帘 石 、金 云 母 、钠 云 母 、钠 长 石 等 矿 物 也 进 行 了 测 试 ，但 未 能 观 测 到 如 缅 甸 绿 色 翡 翠 中 常 见 的 次 要 矿 物 富 钠 角 闪 石 。 对 于 次 要 矿 物 的 研 究 还 有 待 于 深 入 ，本 文 暂 不 展 开 。 危地马拉高档绿色翡翠样品的电子探针结果 显示了一些硫化物及其类似化合物，如 图 13d 中 砷镍矿与辉 铜 矿 、图 13e 中 辉 铜 矿 及 图 13f 中 辉 钼矿，它们的化学成分 测 试 结 果(wB ％) 及 计 算 的 单位化学式中的原子数 见 表 3 。 砷 镍 矿 的 理 论 化 学式为 Ni12－x As8 ，Ni 少 量 被 Co 、Fe 、Mo 等 替 代， As 少量被 S 替 代 。 辉 铜 矿 的 理 论 化 学 式 为 Cu2 S，Cu 少量被 Fe(Ni)、Mo 替代 。辉钼矿的理论化 学式为 MoS2 ，Mo 少量被 Fe 、Ni 替 代 。 一 些 测 试 点的总量偏低，可能与其颗粒细小 、不均匀而测试 范围内局部存在造岩矿物有 关 。Cu 、Mo 、Ni 的 硫 化物或砷化物的存在，一方面可能是与超基性－基 性岩浆活动有关，另一方面也指示着成矿环境 为 还原环境 。 表 3 危地马拉翡翠样品中硫化物或类似化合物的化学成分 Table 3 Chemical compositions of sulfides or similar compounds in Guatemala jadeite jade samples wB／％ 化 学 成 分 GVG3－11－1 GVG3－11－2 GVG3－11－3 GL2－5－6 GL2－5－7 GGG2－7 GGG2－9 Cu 0．02 0．04 80．64 72．12 68．43 0．02 0．04 Mo 0．08 0．05 0．14 0．26 0．21 55．58 55．75 Ni 52．14 52．37 0．76 0．00 0．00 0．06 0．09 Co 0．06 0．11 0．00 0．00 0．01 0．00 0．02 Fe 0．06 0．01 0．07 0．32 0．63 0．18 0．18 S 0．24 0．21 19．12 18．24 18．44 38．73 37．30 表 3(续) 化学 成 分 GVG3－11－1 GVG3－11－2 GVG3－11－3 GL2－5－6 GL2－5－7 GGG2－7 GGG2－9 As 48．95 47．92 0．06 0．00 0．00 0．01 0．01 Se 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．01 0．01 Mn 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 Pb 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 Zn 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 0．00 Total 101．55 100．71 100．79 90．94 87．72 94．59 93．40 晶体化学式中原子数 Cu 0．004 0．008 2．125 1．995 1．873 0．001 0．001 Mo 0．010 0．006 0．002 0．005 0．004 0．959 0．999 Ni 10．754 11．047 0．022 0．000 0．000 0．002 0．003 Co 0．012 0．023 0．000 0．000 0．000 0．000 0．001 Fe 0．013 0．002 0．002 0．010 0．020 0．005 0．006 S 0．091 0．081 0．999 1．000 1．000 2．000 2．000 As 7．909 7．919 0．001 0．000 0．000 0．000 0．000 Se 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 Mn 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 Pb 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 Zn 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 0．000 图号 点 号 图 13d 点 1 图 13d 点 2 图 13d 点 3 图 13e 点 1 图 13e 点 2 图 13f 点 1 图 13f 点 2 矿 物 种(亚 种) 砷 镍 矿 砷 镍 矿 辉 铜 矿 辉 铜 矿 辉 铜 矿 辉 钼 矿 辉 钼 矿 测试单位：河北地质大学地质测试中心电子探针实验室，测试人：王礼胜 。测试条件：工作电压 15 kV，工作电流 2×10－8 μA 5 讨论 翡翠的颜色 与 其 化 学 成 分 有 关，质 感 与 其 结 构特点有关 。 前 人 研 究 认 为，缅 甸老坑种翡翠质 地细腻，颜色为正 、浓 、阳 、匀 的 绿 色；具 细 粒－纤 维 交织变晶结构，以纤维交织变晶结构为主，受多期 次的应力作 用，硬 玉 粒 度 一 般 为 0．05~0．20mm； 主 要 是 因 含 Cr2 O3 致 色，含 量 一 般 约 为0．3％ ， Cr2 O3 含量大于 0．3％时，翡翠表现浓绿色或深 绿 色，反之为浅绿色或淡绿色[13－14] 。危 地 马 拉 翡 翠 中硬玉和绿辉石 致 翠 绿 色 系 列 的 颜 色，可 以 参 照 和对比前人这一认识进行分析 。 在本文，从危 地 马 拉 高 档 绿 色 翡 翠 样 品 的 岩 相学 、电子探针 BSE 图像及化学成分测试结果可 以发现，其主要矿物组成为硬玉 和绿辉石 。 早 期 成矿作用形成的产物为颗粒粗大的 、半自形－自形 粒柱状硬玉(Jd－Ⅰ )，化学成分 很 纯，Cr2 O3 含 量 低 于检 测 限，FeO 也 很 低，因 此 颜 色 应 为 白 色 ( 无 色)，或者近于白色(无色)。 主成矿期早 阶 段 发 生 的 成 矿 作 用，主 要 表 现 为细粒 、不规则状的硬玉(Jd－Ⅱ) 普 遍 而 广 泛 地 交 代 Jd－Ⅰ，使 Jd－Ⅰ 残 剩 得 很 少 。Jd－Ⅱ 的 XJd 范 围 约为 0．87~0．93 ，Q 值 约 为 0．07~0．13 ，纯 度 上 与前期硬玉相比具 有 了 一定的向绿辉石(Q 值 为 0．20~0．80) 过渡的趋势，但仍然属于硬玉 。从图 12 和 图 13 ，尤 其是其中用以观 察 、对 比 同 属 辉 石 族的硬玉与绿辉石 BSE 图像(不 因 观 察 其 它 矿 物 或 现象 而 忽略 硬玉 与绿辉石的亮度 、对 比 度 差 别)，可 以 看 出，Jd－Ⅱ在 空间上 通常占据了一半以 上，因此行业内普遍认为“危地马拉 绿 色 翡 翠 与 缅 甸绿色翡翠的最大区别在于前者以绿辉石为主，而 后者以硬玉为主”的观点值得商榷 。从本文具有代 表性的危地马拉绿色翡翠的矿物组成对比 BSE 图 像(图 12a－ 图 12e) 等 资 料 不 难 看 出，危 地 马 拉 高 档绿色翡翠大多数也是以硬玉为主或硬玉 是 其 主 要矿物之一 。 因此通过测定主要矿 物 组 成 是 绿 辉 石还是硬玉，或者相应的拉 曼 光 谱 等 光 谱 学 特 征， 来鉴别危地马拉和缅甸产出的高档绿色翡 翠 需 要 谨慎，其结论未必可靠 。 Jd－Ⅱ中 Cr2 O3 的含量为 0．03％~0．17％ ，虽 然偏低且指示 着现有研究样品的较鲜艳至偏浓 、 偏深的绿色不是 因 其 所 致，但是显示了在此成矿 阶段的成矿 体 系 中 存 在 致 鲜 艳 翠 绿 色 的 Cr3＋ 的 来源，如果构造位置合适 、距 离 Cr3＋ 的 来 源 较 近， 这一阶段形成与缅甸高档绿色翡翠成分 、外 观 及 性质更为接近的翡翠原料，也是存在可能性的 。 主成矿期晚 阶 段 发 生 的 成 矿 作 用，主 要 表 现 为细粒 、不规则状的绿辉石(Omp－Ⅱ) 普 遍 而 广 泛 地交代了同期早阶段的硬玉 Jd－Ⅱ 、甚至残余的早 期成矿作用的硬玉 Jd－Ⅰ，两 者 或 三 者 在 空 间 上 密 切相连 。这样 的 形 成 世 代 及 空 间 关 系，与 前 期 有 的学者在 其 他样品中的观察结果 一 致[10] 。Jd－Ⅱ 和 Jd－Ⅰ 接触部位因结构差异在 应力作用时易于 形成缺陷而成为 Omp－Ⅱ就 位 的 有 利 空 间 。 主 成 矿期晚阶段的绿辉石化不 是一个简单的过程，经 历了 早 、中 、晚 多 次 活 动，所 形 成 的 Omp－Ⅱ总 体 化 学 成 分 特 点 XJd 范 围 约 0．42~0．66 ，Q 值 约 0．34 ~ 0．58 。 从 Omp－Ⅱ1 → Omp－Ⅱ2 → Omp－ Ⅱ 3 ，FeO 、MgO 、CaO 含 量 变 化 范 围 相 近 。 然 而 Cr2 O3 含 量 的 变 化 存 在 一 定 规 律：在 Omp－Ⅱ1 中 为 0．01％ ~1．04％ ；在 Omp－Ⅱ2 中 为 0．11％ ~ 2．81％ ；在 Omp－Ⅱ3 中 为 0．17％ ~0．35％ 。 其 中，在 Omp－Ⅱ1 中 Cr2 O3 含 量 为 0．10％ ~0．50％ 者约 占 60％ ，这也是本文所 研 究 危 地 马 拉 翡 翠 呈 现较鲜艳绿色的 原 因 。Omp－Ⅱ2 和 Omp－Ⅱ3 分 布 相对集中，主 要 在 较 深 绿 色“水 线”(或 条 带 或 团 块) 等部 位 。 Omp－Ⅱ2 中 超 过 50％ 的 测 试 点 Cr2 O3 含量近于或大于 2．00％ ，这次活动形成的绿辉 石其绿色偏深，也可能是很多危 地马拉高档绿色 翡翠颜色偏深 、透明度偏低的原因，对其价值有着 负面 的 影 响；Omp－Ⅱ3 中 Cr2 O3 含 量 为 0．15％ ~ 0．35％ ，颜色应 该 鲜 艳 适 中 。 只 是 Omp－Ⅱ2 叠 加 于 Omp－Ⅱ1 之上，Omp－Ⅱ3 叠 加 于 Omp－Ⅱ2 之 上， 测试某些稍早部位的结果难免有稍晚体系化学成 分的 影 响，如 某 些 Omp－Ⅱ1 之 中 的 较 高 含 量 也 可 能受 到 形 成 Omp－Ⅱ2 的 体 系 成 分 的 影 响，某 些 Omp－Ⅱ2 之 中的较低含量 也可能受到形成 Omp－ Ⅱ 3 的体系成分的影响 。 由此可见，一 些 部 位 形 成 的翡翠如果 仅 有 Omp－Ⅱ1 或 Omp－Ⅱ3 ，而 没 有 受 到 Omp－Ⅱ2 的叠加影响，颜色应该是鲜艳的绿色； 如果还处于强烈 的 韧 性 剪 切 活 动 部 位，形 成 的 也 将是品质更加优良的绿色翡翠 。 有人 认 为，在 危 地 马 拉 绿 色 翡 翠 中 Fe 元 素 含量会对色 调 产 生 抑 制 作 用，使 之 偏 暗[8] 。 很 多 从业者也认为是由于 FeO 含 量 高，导 致 了 多 数 危 地马拉绿色翡翠 颜 色 偏 深 偏 暗，这一认识也值得 商榷 。本文有充分代表性矿物的电子探针结果表 明，Jd－Ⅰ 、Jd－Ⅱ 、Omp－Ⅱ1 、Omp－Ⅱ2 、Omp－Ⅱ3 和 Jd－Ⅲ 中 FeO 含 量 分 别 为 ≤ 0．21％ 、0．61％ ~ 1．24％ 、1．26％ ~ 2．44％ 、1．31％ ~ 1．91％ 、 1．74％~2．08％ 、0．06％~0．90％ ，与前人测试的 祖母绿色和阳绿色翡翠的 FeO 含量 1．38％ 、1．87 ~2．34％并无显著规律 性 差 别[15] ，对 此 不 应 轻 易 论断，值得进一步研究 。 与危地马拉蓝水料等翡翠中以具环带结构的 自形硬玉晶体为 主 不 同，危地马拉高档绿色翡 翠 中广泛分布的是他形 、不 规 则 状 硬 玉(Jd－Ⅱ) 和 绿 辉石(Omp－Ⅱ)，危地马拉 蓝 水 料 主 要 属 于 Tsuji－ mori 和 Harlow[16－17] 提 出 的 P 型 成 因 在 危 地 马 拉 高 档 绿 色 翡 翠 中 的 硬 玉 (Jd－Ⅱ) 和 绿 辉 石 (Omp－Ⅱ) 主要为交 代 型 即 R 型 成 因 。在 危 地 马 拉高档绿色翡翠的部分样品中，可见糜棱结构和 超 糜 棱 结 构，意味着有的可以具有非常细腻 、致 密 、玉化程度很高的质地，如果组成矿物化学成分 适量，可以具有很高的品质 。 通过偏 反 光 显 微 镜 观 测 和 激光拉曼光谱分 析，危地马拉高 档绿色翡翠中普遍存在的白色 棉 状物实际上是一组包裹体组合，主要由结晶相的 硬玉(或钠长石)、榍 石 和 残 余 的 包 括 CO2 、CO 等 成分的流体相组成，结 晶 相 的 硬 玉(或 钠 长 石) 和 榍石占比高，残余的流体相也占有较大比例，这样 的包裹体组合 应 归 于 流体熔融包裹体[18－24] 。 这 类流体熔融包裹体由彼此相连和孤立的气液包裹 体组成的流体包 裹 体 群，与不规则熔体结晶相 包 裹体两部分共同构成 。在 被 捕 获 时，流 体－熔 融 体 可能是一个相对均一的系统，随着温度 、压力的降 低，流体－熔融 体 系 统 中 结 晶 出 熔 融 体 结 晶 相，剩 余的以流体为主的成分被以流体包裹体的形式保 留下来 。这种流体熔融包裹体是形成危地马拉高 档绿色翡翠的成矿体系晚期组分的残留，它 们 的 普遍存在指示着这种翡翠也是从流体－熔融体系统 中结晶形 成 的，尽管它以交代型硬玉和绿 辉 石 为 主 。早期的半自形－自形残留硬玉指示着它们可能 属于 P 型成因；而细小、不规则的硬玉和绿辉石集 合体明显 属 于 R 型 成 因，诚 然 在 一 些 张 性 应 力 部 位也会形 成 少 量 相 同 矿 物 成 分 的 P 型 成 因 颗 粒 。 流体熔融包裹体中的流体相，普遍含有 CO2 、CO 等 成分，其中 2 145cm－1 处的特征拉曼位移峰最强指 示着 CO含量 很 高 的 强 还 原 成 矿 环 境 。在 样 品 中 普遍观察到无定型碳，并通过激光拉曼光谱测试得 到确认，也印证了样品形成于强还原环境 。 危地马拉高档绿色翡翠中的白色棉状物其固 相部分多为“硬玉(或 钠 长 石) ＋榍 石”的 组 合，即 在同一部位既有硬 玉(或 钠 长 石) 亦 有 榍 石，但 有 时硬玉(或钠长石) 与榍石可在结晶相中单独存在 (图 6e－ 图 6f、图 8－ 图 9 、图 12a 、图 12e－ 图 12f、 图 13e)。 这表 明 在 后 期 的 流 体－熔融体体系中结 晶出硬玉或钠长 石 之 后，通常有 榍石结晶充填在 剩余的 空 间 中，但 是 由 于 流 体－熔 融 体 的 可 流 动 性，先后结晶的硬 玉(或 钠 长 石) 与榍石也可以彼 此分离，但是相距不远，其实也是一种较近距离的 “硬玉(或钠长石) ＋榍石”组合 。更晚结晶的榍石 充填在同期稍早 的 硬 玉 乃 至 更 早 的 硬 玉 、绿 辉 石 组 合 的 颗 粒 之 间，因 此常 呈 不规则网脉状分布， (图 6e－ 图 6f 和 图 14)。 图 14 清 晰 可 见 榍 石 与 流体包裹体群是 共 存 的，两者共 同组成白色棉状 物 。 白色棉状物中 普 遍 出 现 的“晚 期 硬 玉 ＋ 网 脉 状榍石 ＋ 以 CO 为主的流体包裹体”的 组 合，可 作 为危地马拉高档绿色翡翠与缅甸绿色翡翠鉴别的 重要参考特征 。 笔者团队在较多缅甸绿色翡翠样 品之中，没有观察到这样的组合，至少说明其分布 不普遍 。尤为难得的是，后期硬玉(或钠长石)、网 脉状榍石 、以 CO 为 主的流 体 包裹体均可以通过 激光拉曼光谱进 行 无 损 检 测，因 此既可以在研究 所用的光薄片上 测 到，又可以在合适大小的成品 (戒面或戒指 、珠 链 、挂 件 及 手 镯 等) 上 测 试 到，其 应用性前景较好 。 不少研 究 者 注 意 并 测 试 到 不同翡翠中的榍 石，但深入 和 系 统 研 究 较 少 。 G．E．Harlow 等[2] 在研究危地马拉翡翠时观察到网脉状榍石，将 其 描述 为 栅 格 状 结 构 的 (Latticework－textured) 榍 石，然而未能 对 其 重 要 意 义 开 展 进 一 步 研 究 。 施 光海等[25] 观察到缅甸辉绿 岩(墨 翠) 中 的 榍 石；郑 亭[6] 在 危 地 马 拉 蓝 绿 色 翡 翠 中 也 观 察 到“金 红 石 核－榍石边”组 合；吴 以 诺[7] 对 危 地 马 拉 和 缅 甸 翡 翠中榍石进行了 岩 相 学 观 察 、矿物化学成分及其 微量元素对比，在危地马拉硬玉岩中观察到榍 石 以“金红石核－榍石边”组合的形式 出 现，在 绿 辉 岩 中 单 独 出 现 。 而 缅甸翡翠中仅在 绿 辉 岩( 墨 翠) 及 有 硬 玉 脉 侵 入 的 绿 辉 岩 中 观 察 到 榍 石 ，且 在 前 者 之 中 是 以“钛 铁 矿 核－榍 石 边”组 合 的 形 式 出 现 的 ，在 后 者 之 中 不 见 钛 铁 矿 核 。 可 见 ，前 人 研 究 的 认 识 与 本 文 观 察 到 的 鲜 明 特 征 不 相 冲 突 。 笔者团队在缅甸和危地马拉之外的其他产地 的含绿辉石交代型高档绿色翡翠中，也 观 察 到 网 脉状榍石，但是其具有不同的副矿物组合等特征， 因此并不影响上述认识的应用价值 。 图 14 危地马拉翡翠样品中的网脉状榍石 Fig．14 Titanite distributed in reticulated veins in the jadeite jade samples from Guatemala a、b．样品 WFM4；c、d．样品 WFM5；a、c 反光显微镜下；b 、d 为 a、c 相同位置对应的单偏光镜下 6 结论 (1) 危地马 拉高档绿色翡翠 形成过程经历了 三 个 主 要 成 矿 期：早 期 成 矿 作 用，其 产 物 为 硬 玉 (Jd－Ⅰ )；主 成 矿 期 早 阶 段，其产物亦为硬玉 (Jd－ Ⅱ )，主 成 矿 期 晚 阶 段，其 产 物 为 绿 辉 石 ( Omp－ Ⅱ)；晚期成矿作用，其产 物 为 硬 玉(Jd－Ⅲ) 或 钠 长 石＋榍石等 。早期形成 的 硬 玉(Jd－Ⅰ ) 具 粗 粒 、半 自形－自形粒柱 状 结 构，化 学 成 分 很 纯；主 成 矿 期 早阶段交代作用形成的 硬 玉(Jd－Ⅱ) 颗 粒 细 小，与 早期成矿 作 用 形 成的硬玉相比含有相对较高的 FeO 、Cr2 O3 、MgO 和 CaO 含 量；主成矿期晚阶段 形成的产物为颗粒细小的绿辉 石(Omp－Ⅱ)，交 代 主成矿期 早 阶 段 的 硬 玉(Jd－Ⅱ) 乃 至 早 期 成 矿 作 用形成的 硬 玉(Jd－Ⅰ )，它 们 共 存 于 产 物 中；后 期 残剩的成 矿 物 质 结 晶 形 成 了 硬 玉(Jd－Ⅲ) 或 钠 长 石，与榍石组合 、呈充填结构 。榍石呈网脉状结构 分布于硬玉 、绿辉石颗粒之间或 微裂隙之中 。 主 成矿 期 晚 阶 段 的 绿 辉 石 化，也 经 历 了 早 、中 、晚 多 次活 动，并且在致翠绿色的 Cr2 O3 含 量 上 存 在 着 由低 、到高 、再降低的过程 。 (2) 危地马 拉高档绿色翡翠 中的白色棉状物 属于一类固相包裹体与流 体包裹体的组合，因 两 部分所占比例均 较 大，因此不能简单归为熔融体 包裹体或流体包裹体，而应归于流体熔融包裹体 。 这种流体熔融包裹体是形成危地马拉高档绿色翡 翠的成矿体系后 期 组 分 的 残 留，它们的普遍存在 指示着这种翡翠也是从流体－熔融体系统中形成 。 早 期 的 半 自 形－自形残留硬玉指 示着它们可能属 于 P 型成因，而主 成 矿 期 早 阶 段 的 细 粒 硬 玉 和 晚 阶段的细粒 绿 辉 石 则 主 要 属 于 R 型 成 因 。 流 体 熔融包裹 体 中 的 流 体 相，含 有 CO2 、CO 等 成 分， 其中 2 145cm－1 特 征 拉 曼 位 移 峰 最 强，指 示 着 CO 含量 很高的强还原成矿环境，这 与 样 品 中 普 遍存在着无定型碳(即细小黑色包裹体) 是相互印 证的 。 目前主流观 点 认 为，区 分 危 地 马 拉 高 档 绿 色 翡翠与缅甸绿色翡翠主要在于前者是以绿辉石为 主而后者是以硬玉为主 。本文研究表明该区分方 法并不准确，本 文研究的大多数 危地马拉高档绿 色翡翠样品的矿物组成以硬玉为主或硬玉是其主 要矿物之一 。 白色棉状物中普遍出现的晚期硬玉 ＋网脉状 榍 石 ＋ 以 CO 为主的流体包裹体的组 合，可以作为危 地马拉高档绿色翡翠与缅甸绿 色 翡翠鉴别的重要参考特征 。危地马拉绿色高档翡 翠的 形 成 、演 化 、矿 物 组 成 及 其 化 学 成 分 特 点，以 及糜棱结构和超糜棱结构的存在，都 意 味 着 危 地 马拉更多 、更高品质绿色翡翠的产出，是值得期待 和接受的 。 致谢：感谢河北省科技厅提供“珠宝与矿物岩 石材料科技创新创 业服务基地”项 目 资助 。 感谢 揭阳义德利珠宝林中青先生和众缘翡翠刘新杰先 生提供的来自危地马拉的绿色翡翠样品，感谢 河 北地质大学地质测试中心魏浩老师和宝石与材料 学院宋彦军、刘云贵等老师在电子探针、拉曼光谱 等测试工作中提供的帮助。 参考文献：