孙羽
中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队，陕西西安 710003
摘 要：秦紫玉是产自于小秦岭地区的一种隐晶质石英质玉，原石以“绿边红心”的颜色环带独具特色，在国内外尚属首次发现；通过野外观察、样品岩矿测试分析结合地质勘查等工作，查明了秦紫玉为矿物致色，红色的致色矿物为针铁矿、赤铁矿，绿色的致色矿物为绿泥石；秦紫玉矿床属于沉积变质型矿床，是石英质玉的一种新的成因类型。
关键词：秦紫玉；石英质玉；致色；成因类型
0、引 言
随着生活水平的不断提高，人们对玉石产品的需求愈加旺盛；近年来，在我国珠宝市场中石英质玉的份额亦不断扩大[1-2]。秦紫玉，作为一个新的玉种，自2014年大量涌入珠宝市场以来，便受到了玉石界的广泛接受和认可，已经成为国内玉石市场上的新宠[3-4]；短时间内，秦紫玉雕刻作品多次参展，并先后多次获得“天工奖”、“玉龙奖”等奖项（图1）。由于其融入市场较短，目前研究程度仍较低；笔者在从事秦紫玉预、普查以及陕西省地方标准制定项目中，通过野外观察，采集不同色系的原石样品进行了岩矿测试分析，结合路线地质调查等工作，对秦紫玉的致色机理和矿床成因进行了研究；证实该玉石主要由隐晶石英组成，属于石英质玉，查明了秦紫玉的致色机理为矿物致色，红色是由针铁矿、赤铁矿致色，绿色是由绿泥石致色；对照最新颁布的《石英质玉 分类与定名》（GB/T 34098-2017）[5]资料，将石英质玉分为3个大类（显晶质石英质玉、隐晶质石英质玉、具有二氧化硅交代假象的石英质玉）、7个品种（石英岩玉、玉髓、玛瑙、碧石、木变石、硅化木、硅化珊瑚），本次研究发现秦紫玉属于隐晶质石英质玉大类中的一个新品种。
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a：2015上海宝玉石协会“玉龙奖”；b：2018上海宝玉石协会“玉龙奖”；
c：2015中国玉石雕刻艺术“百花奖”；d：2018上海玉雕“玉龙奖”
图1 秦紫玉雕刻作品
a: 2015 Shanghai Gemstone Association "Yulong Award";b:2018 Shanghai Gemstone Association "Yulong Award";c: 2015 Chinese jade carving art "Hundred Flowers Award";d: 2018 Shanghai Jade Carving "Jade Dragon Award"
Fig1. the award winning products of “QinZi YU”
1、地质特征
秦紫玉矿床位于华北板块南缘冲褶带→陕豫隆起→金堆城元古-早古生代上叠盆地，区域地层归属华北地层大区→小秦岭-豫西地层分区（图2a，据陕西省地质志观点[6]）。原石呈团块状、透镜状不均匀的赋存于中元古界蓟县系巡检司组顶部的彩色泥质板岩层中，赋矿层整体沿区内白花岭—水岔—路家街向斜南北两翼呈似层状、透镜状产出，其产状与围岩地层产状一致，矿体周边发育晚燕山期石英闪长岩体（图2b）。底板围岩为变质微晶白云岩，直接顶板围岩为变质硅质岩，间接顶板围岩为变质白云岩。
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a：大地构造位置图；b:赋矿层分布图
图2 秦紫玉矿体分布地质简图
a: Geotectonic Location Map; b: Ore distribution map
Fig2. the geological map of QinZi Yu ore body distribution
2、取样
通过对秦紫玉手标本观察，原石颜色分为红色、绿色、白色3种色系，为了研究其致色机理，按照不同色系有针对性的进行取样测试分析，所有样品均采于野外矿层中；本次共选取了9件色泽均匀具有代表性的样品，编号及颜色为B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9，采样位置见图2b，样品见图3。
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图3 样品照片
Fig3. samples
3、测试结果
3.1 显微镜下观察
通过偏光显微镜下观察发现，秦紫玉主要由石英（含量＞95%）组成，石英晶体呈它形粒状紧密结合，粒径一般小于0.02mm，另外含有少量绿泥石、针铁矿、赤铁矿等，多分布于石英颗粒中间，不同粒度的石英颗粒呈层状分布，显示了重力影响作用下的原始沉积特征，秦紫玉主要由两种不同粒径的石英颗粒组成，且石英颗粒呈不规则椭圆状排列，推测应为燧石脱水所致。因其杂质成分不同且含量不等，影响了样品的颜色，且杂质包体的颜色与原石自身的体色相符合，红色秦紫玉原石发育细小的赤铁矿、针铁矿等铁质金属矿物，绿色秦紫玉原石发育有绿泥石。
3.2 扫描电镜分析
从扫描电镜下观测，秦紫玉整体呈致密结合的粒状结构，不同颜色的样品，所含矿物的能谱数据不同，致色矿物分布在石英颗粒间。红色样品可见石英颗粒包裹着板状物质，能谱分析结果显示这些板状物质的铁（Fe）含量较高，本矿物中Fe的含量为37.89%，其余为Si含量为11.97%、O含量49.49%及少量Ti0.64%。这显示出较为明显的针铁矿α-FeO(OH)特征；绿色样品石英颗粒中间分布着绿色的致色矿物，能谱分析结果显示，该矿物由O（45.28%）、Si（18.02%）、Al（10.23%）、Fe（16.62%）、Mg（9.85%）组成。这显示出绿泥石Y3【Z4O10】(OH)2·Y3(OH)6（化学式中Y主要代表Mg、Fe、Al；Z主要是Si和Al，偶尔可以是Fe或B）的特征。
3.3 化学分析
对采取的样品进行微量元素分析，以便查找致色成分及元素。但从微量元素分析结果看（表1），常规致色颜色元素Cu、Cr、Pb、Mn等随着颜色的变化，并无相关性；因此，不同颜色的样品所含有的微量元素并无明显区别。
表1 秦紫玉样品微量元素化学分析结果表（单位10-6）
Table1 Trace element chemical analysis results（10-6）
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3.4 X-射线粉晶衍射分析
选取样品进行X-射线粉晶衍射分析，从测试结果可以看出，秦紫玉的主要矿物成分为石英，占总含量的96%以上，少量及微量矿物成分为赤铁矿、绿泥石、伊利石、白云石、方解石；其中，在红色样品中均检测出少量赤铁矿，绿色样品中均检测出绿泥石，白色样品中显示为较纯净的石英，杂质矿物含量较少。
3.5 电子探针分析
通过对样品进行电子探针分析，同样证实针铁矿和赤铁矿是引起红色的主要致色矿物，呈片状，团粒状广泛分布于石英颗粒间；在绿色样品中明显发育大量的绿泥石，为绿色的主要致色矿物，经过电子探针数据计算，绿泥石可以进一步分为辉绿泥石、镁铁绿泥石，这指示秦紫玉为还原环境下成玉［7-9］。
4、讨论
4.1 致色
通过偏光显微镜下观察、扫描电镜分析、化学分析、X-射线粉晶衍射分析等手段，查明秦紫玉为矿物致色而非元素致色，致色矿物分布于石英颗粒中间，秦紫玉显红色的致色矿物为针铁矿、赤铁矿，显绿色的致色矿物为绿泥石。
4.2 矿床成因
《石英质玉 分类与定名》（GB/T 34098-2017）将石英质玉分为3个大类（显晶质石英质玉、隐晶质石英质玉、具有二氧化硅交代假象的石英质玉）、7个品种（石英岩玉、玉髓、玛瑙、碧石、木变石、硅化木、硅化珊瑚）（表2）。
表2 石英质玉的分类表
Table6 Quartz jade classification
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秦紫玉自大量涌入市场以来多以“紫绿玛瑙”、“玛瑙石”命名，然而玛瑙通常呈结合状、球状、不规则、脉状等各种形状沿围岩裂隙或在孔洞（火山喷发后形成的岩浆岩内部残留的气孔）内发育，在宏观上具有不同颜色的同心层状、条带状以及水草状花纹，花纹相对丰富，镜下观察石英主要为纤维状，隐晶质集合体常见与石英及方解石晶体共生，呈晶洞、晶簇构造；因此，秦紫玉与玛瑙存在产态、结构等方面的明显区别。
从产态方面分析，秦紫玉原石的长轴多沿泥质板岩层理方向分布，少量斜交板理沿构造劈理及裂隙分布；秦紫玉原石块度大小不均一，多呈不规则片状，少量呈椭球状、透镜状，不连续状分布。因此，推测应为原始沉积在泥质岩中的燧石条带、透镜体或团块沉积，在后期构造变质变形过程中，由于岩石能干性差异发生破碎重新就位，形成了不规则片状、椭球状、透镜状、不连续状分布的秦紫玉原石。
从组构特征方面分析，矿物成分主要由石英组成，石英呈它形粒状紧密接触，且有不同粒度的石英颗粒呈层状分布，显示了重力影响作用下的原始沉积特征；另外，B-9样品镜下可见两种不同粒径的石英颗粒呈不规则椭圆状、环状排列，推测应为燧石脱水所致；本次研究发现，绿泥石包括陆源绿泥石和与火山有关的基性绿泥石等，呈星点状、假鲕粒状，局部富集或断续排列呈条纹状分布，条纹方向亦代表了原始沉积的纹层结构。辉绿泥石、铁镁绿泥石的出现，意味着秦紫玉的绿色应为还原环境下成玉。
从矿层分布方面分析，通过路线调查可知，秦紫玉矿层分布在白花岭—路家街向斜南北两翼蓟县系巡检司组顶部，呈似层状产出。其中，矿化较好的区域周边均分布有晚燕山期的石英闪长岩体、岩枝和岩脉；显微镜下观察秦紫玉的石英颗粒边缘平直见次生边结构，显示石英颗粒的重结晶结构；同时，尚见变质成因的绿泥石；表明原始沉积的燧石条带、团块及透镜体受后期热液作用重结晶形成秦紫玉。
综上所述，秦紫玉属于华北陆块南缘上元古代碎屑沉积层中混杂沉积的燧石团块或条带，经变质变形、热液作用形成的变质型石英质玉，为石英质玉的一种新的成因类型。
参考文献：
［1］张勇，陆太进，扬天畅，陈华，柯捷 等．石英质玉石的颜色分布及其微量元素分析［J］．岩石矿物学杂质，2014，33：83-88.
［2］白芳芳，阮青锋，魏敬国，朱世超，焦璨，黄洁仪 等．桂林鸡血玉的致色机理研究［J］．矿物岩石，2016，36：1-9.
［3］孙羽，许鹏，龙振峰，等．陕西洛南石英质玉的宝石学特征［J］．宝石和宝石学杂质，2017，19：11-16.
［4］孙羽，杨向农，许鹏，龙振峰 等．“华阳紫玉”的产出状态及宝石学特征研究［A］．珠宝与科技 中国国际珠宝首饰学术交流会论文集（2017）［C］，247-249.
［5］GB/T 34098-2017 石英质玉 分类与定名[S]
［6］陕西省地质调查院 中国区域地质志.陕西志[M] 地质出版社，2018
［7］王濮，潘兆橹，翁玲宝，等 系统矿物学[M] 地质出版社，1982
［8］王奎仁 地球与宇宙成岩矿物学[M] 安徽教育出版社，1989
［9］潘燕宁，周凤英，陈小明，季峻峰，王汝成.埋藏成岩过程中绿泥石化学成分的演化［J］．矿物学报，2001，21：174-178.
基金项目：中国建材地勘中心地质找矿项目：“陕西省洛南县桑坪一带秦紫玉地质找矿项目”（建地矿[2019]14号）
作者简介：孙羽（1988-），男，工程师，硕士，毕业于长安大学构造地质学专业，主要从事宝石研究、地质矿产资源调查等工作）