中国典型产地软玉的宝石学矿物学特征及对良渚古玉器产地的指示

发布时间：2017-11-08 08:43

  本文关键词：中国典型产地软玉的宝石学矿物学特征及对良渚古玉器产地的指示

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【摘要】：中国是世界上最早开采和利用玉石的国家,从新石器时代至今在中国境内出土的历代古玉器中,以和田玉为原料的占多数；其次相同质量的软玉,不同的产地具有不同的价值,所以亟待进行软玉的产地特征研究；最后软玉作为我国主要的古玉器材质,从未间断。因此研究中国各个软玉产地的特征,建立各个产地软玉产地特征体系,结合古玉器特征进行分析,对于判断古玉器的材质来源进而确认史前文化的交流范围有着重要的历史文化意义。本研究以产于中国四个典型产地(新疆若羌、青海三岔河、辽宁岫岩和江苏溧阳)的软玉为研究对象,重点开展了研究区的野外地质调查和采样工作,配合室内实验和鉴定以及综合分析,主要进行了肉眼及显微薄片观察,同时进行了电子探针(EPMA)、Ⅹ射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱(IR)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等宝石矿物学的研究。利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)首次较全面系统地对新疆、青海、辽宁等4地的10个矿区的软玉进行了全面的化学成分研究,同时结合新石器时代良渚文化庄桥坟遗址出土古玉器的(LA-ICP-MS)测量结果,从各个典型产地软玉的特征及古玉器的原料来源两个方面进行分析。通过肉眼和显微薄片观察表明中国各个典型产地软玉(新疆若羌、青海三岔河、辽宁岫岩和江苏溧阳)的主要组成矿物均为透闪石,含量一般大于95%,大多数大于98%以上。各个典型产地软玉的结构均表现出透闪石典型的显微毛毡状结构。新疆若羌软玉含有少量的白云石、帘石、透辉石、镁橄榄石、蛇纹石和石英,青海三岔河软玉含有少量透辉石、方解石、蛇纹石、磷灰石、黝帘石和石英,岫岩软玉含有少量磷灰石、绿帘石、蛇纹石、绿泥石、滑石、石墨、黄铁矿、磁铁矿和褐铁矿,江苏溧阳软玉含有少量黑云母,方解石和不透明黑色金属矿物。新疆若羌,青海三岔河和江苏溧阳软玉随着晶体颗粒的大小表现出隐晶质-晶质-粗晶质的结构特征。通过电子探针分析中国各个典型产地软玉的主要化学成分,均为SiO2、MgO、CaO和少量的FeO+Fe2O3,并且w(SiO2)、 w(MgO)、w(CaO)较为稳定,变化范围不大,与透闪石的理想化学成分基本相同。通过矿物化学式的计算,得出B位离子的占位情况判断各个典型产地软玉均属于钙角闪石族。各个矿点的软玉主要化学成分差异不大。X射线粉晶衍射结果表明各个典型产地软玉样品的衍射峰组合样式基本相同,普遍在3.13 A左右为最高峰值,8.54 A、3.28 A和2.71 A左右的峰值也普遍较强,与国际标准粉晶衍射库中的透闪石衍射特征基本一致,晶胞参数也全部接近透闪石的理论值。主要的区别是不同产地软玉样品的特征峰值强度略有不同：江苏溧阳软玉样品的粉晶衍射峰值在4.54 A左右比较低,相对其他四个产地略有区别；新疆若羌软玉的粉晶衍射峰值在2.71 A左右比8.54 A左右高,其他四个产地普遍8.54 A左右的峰值高于2.71 A左右的峰值。红外光谱结果表明,各个典型产地软玉的红外吸收频率主要出现在高频区3700～3600 cm-1和1200～800 cm-1及低频区800～600 cm-1和600～400 cm-1的范围内,室温下各个典型产地软玉的图谱基本相似,并且与透闪石的标准红外光谱相似,表明各个产地软玉均由较纯的透闪石组成,杂质矿物的含量很少。仅有溧阳软玉出现前人研究中没有报道过的和Na和K相关的3691 cm-1的吸收峰,这个特征可作为区分江苏溧阳软玉与其他产地软玉的重要指标。拉曼光谱测试结果表明各个典型产地的软玉的拉曼光谱特征峰均存在一定的一致性,主要的特征峰有124 cm-1、178 cm-1、224 cm-1、371cm-1、395 cm-1、527 cm-1、675 cm-1、932 cm-1、1029 cm-1、1061 cm-1和3674 cm-1,均与透闪石的标准拉曼谱峰一致。不同产地的碧玉、青玉、青白玉在3500-3800 cm-1的OH振动谱带分裂成三个谱带,并且强度呈现逐渐减弱的趋势。X射线光电子能谱测试结果表明透闪石中存在Fe2+和Fe3+,通常来说,Fe2+在透闪石中在M1、M2、M3、M4位中均可出现,而Fe3+占据M1、M2、M3位。微量元素的变化规律表明矿物的成矿物质来源于原岩,具有良好的继承性。各个典型产地软玉间的微量元素走向趋势基本一致,除青海三岔河软玉(微量元素表现为Ba富集,Rb亏损)外,均表现出Ba、Nb亏损,而Rb、U表现为富集。稀土元素配分型式上,江苏溧阳软玉表现为轻稀土富集的右倾曲线,轻稀土段曲线较为平缓,而重稀土曲线则较陡,Eu负异常明显,属于中酸性岩浆交代成因；新疆软玉具有不同的轻、重稀土分异的情况,Eu明显负异常,Ce无明显的异常特征,说明新疆地区软玉是晚古生代的中酸性岩浆和寒武纪镁质碳酸盐岩接触交代形成的；青海三岔河软玉稀土元素配分型式曲线整体呈现平坦状,轻、重稀土分异程度不明显,青海小灶火则表现为明显的重稀土富集左倾曲线。前者为基性侵入体和镁质碳酸盐岩接触交代形成,后者为中酸性侵入体与镁质碳酸盐岩接触交代形成；辽宁岫岩软玉大多数是轻、重稀土分异程度不明显的平坦状曲线,存在少数轻稀土富集、重稀土平坦的右倾曲线,大多数岫岩软玉呈现Eu的负异常,少数出现Eu的正异常现象,说明岫岩软玉有着复杂的成矿流体。最后从颜色、光泽、透明度、折射率、相对密度、主量成分和微量元素等方面将良渚文化庄桥坟遗址出土古玉器和现代各个典型产地软玉进行对比,结果表明庄桥坟出土古玉器的稀土配分型式显示δEu负异常的左倾,而前人研究认为的良渚文化玉料来源-江苏溧阳小梅岭玉矿的稀土配分模式显示δEu负异常的右倾曲线,认为良渚文化庄桥坟遗址出土古玉器的玉料来源不是江苏溧阳,而最有可能是新疆软玉。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：K876.8;P619.28

【参考文献】

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本文编号：1156446