翡翠礦床的成因機制探討

1、翡翠礦床的成因機制探討摘要：本文總結(jié)了世界上各地區(qū)翡翠礦床的地質(zhì)特征，評述了國內(nèi)外前人的翡翠成因觀點和假說，指出各種翡翠成因假說都具其局限性。本文通過全面深入的理論研究，提出翡翠礦床成因是多樣性的。因此在解釋不同地區(qū)翡翠礦床成因時，應該結(jié)合翡翠本身結(jié)構(gòu)和各地的實際地質(zhì)特點，采用不同的假說模型，才能成功的解釋各地區(qū)翡翠成礦機理。關(guān)鍵詞：翡翠；成因；成礦機理緒論：翡翠由于受到中華民族傳統(tǒng)玉文化的影響，博得“玉中之王”的美稱，并且其產(chǎn)地稀少，更為其增添了一道神秘的面紗。翡翠的主要產(chǎn)地是緬甸，其次是日本、俄羅斯、哈薩克斯坦、美國和危地馬拉等，其中緬甸占世界總產(chǎn)量的95%以上，而且緬甸是惟一出產(chǎn)高檔優(yōu)質(zhì)

2、翡翠的地區(qū)。翡翠以其誘人的綠色,歷來受到國人的喜愛,需求量一直居高不下。然而,時至今日,具有商業(yè)開采價值的翡翠原生礦卻僅在緬甸境內(nèi)有發(fā)現(xiàn)。因此,對翡翠原生礦床成因機制的深入研究不僅具有現(xiàn)實意義,也具有深刻的理論研究價值。雖然針對這一課題國內(nèi)外有不少學者都作了研究,然而基于不同的資料及對資料的不同理解,各學者提出了多種成因模式,至今沒有一個令人信服而公認的解釋。因此,本文擬通過對翡翠礦床成因研究歷史的簡短回顧, 綜合分析總結(jié)各家觀點,并分別指出這些模式中存在的問題,提出本人自己的觀點。1. 翡翠的礦物學特征1.1翡翠的礦物組成翡翠是由多晶和隱晶質(zhì)的復雜礦物集合體構(gòu)成，其主要組成礦物為硬玉，鈉鉻輝

3、石、綠輝石，次要礦物有角閃石族、長石族、非晶質(zhì)等礦物，副礦物有鋯石、石榴石、磷灰石和綠簾石等，還可能存在一些金屬礦物和表生礦物等 1。表1：翡翠的礦物組成1.2翡翠礦石的結(jié)構(gòu)翡翠礦石結(jié)構(gòu)較為復雜,是翡翠礦石形成過程中復雜成礦地質(zhì)作用的綜合反映。近年來陳志強(1995)、奧巖(1997)、歐陽秋眉(2000)對翡翠結(jié)構(gòu)進行了研究,其類型基本相同。楊盡等根據(jù)組成礦石的礦物顆粒大小、形態(tài)特征及空間上的分布特征,再結(jié)合成礦的物理化學條件及成礦作用,將緬甸翡翠礦石結(jié)構(gòu)劃分為以下類型8：表3：翡翠礦石的結(jié)構(gòu)2.翡翠的產(chǎn)地及其主要地質(zhì)特征2.1翡翠的主要產(chǎn)地世界上已知的翡翠礦床產(chǎn)地極少,僅發(fā)現(xiàn)于緬甸西北部帕

4、敢硬玉巖帶(包括Longkin和Tawmaw)、日本的Kotaki地區(qū)和Oosa-cho、美國加州的San Benito、俄羅斯的PolarUral和Pay-Yer地塊、哈薩克斯坦Nea Balkhash的北部地區(qū)以及危地馬拉的Motagua斷裂兩邊3。2.2各產(chǎn)地地質(zhì)特征俄羅斯的卡什卡拉克翡翠礦體硬玉巖體出現(xiàn)于博魯斯超基性巖體(長150 km，寬515 km)的西南部，該超基性巖體與西薩彥嶺寒武紀早期巨大的蛇綠巖套有關(guān)。在有翡翠出現(xiàn)的地區(qū)，分布著大鱗片狀葉蛇紋石巖，該蛇紋石巖被一些脈狀鈉長巖、綠泥石葉蛇紋石巖、鈉沸石巖和硬玉巖巖體所切穿 10。緬甸納莫翡翠原生礦體產(chǎn)于北部霧露河中段的納莫坑口

5、內(nèi)，礦體呈透鏡狀侵入于蛇紋石化超基性巖中，翡翠礦體的圍巖為蛇紋石化橄欖巖,在侵入接觸部位的圍巖常發(fā)育有強烈的片理化、糜棱巖化,局部有小褶皺,接觸帶附近的圍巖中可見混染現(xiàn)象。礦區(qū)內(nèi)蛇紋石化橄欖巖又侵入在具強烈褶皺的透閃石綠泥石片巖以及具有明顯片理化的綠鈉閃石云母片巖4。緬甸帕敢硬玉礦體產(chǎn)于蛇紋巖化橄欖巖和角閃石橄欖巖內(nèi),硬玉質(zhì)量較好的地段退色現(xiàn)象明顯。度冒礦體的剖面顯示一定的對稱帶狀特點,從礦體向兩側(cè)為鈉長石巖蝕變角閃片巖弱硅化蛇紋巖蛇紋巖化橄欖巖,蝕變帶內(nèi)有花崗巖脈侵入。哈薩克斯坦境內(nèi)的伊特穆隆德翡翠礦床產(chǎn)于伊特穆隆德秋爾庫拉姆蛇綠巖帶西側(cè)的混雜巖中，該礦床中的翡翠產(chǎn)于伊特穆隆德-秋爾庫拉姆蛇

6、綠巖構(gòu)造帶的混雜巖中,以一種無根的滾圓狀包體或巖塊形式出現(xiàn),大小從幾米至幾十米,以白色翡翠為主體,少量的黑色、綠色及雜色品種7。3.現(xiàn)存翡翠礦床成因模式假說3.1巖漿學說巖漿學說認為翡翠是酸性熔融體在高壓條件下侵入到超基性巖中的脫硅產(chǎn)物。例如，Lacraix(1930)認為緬甸翡翠礦石是在高壓條件下侵入到超基性巖中的殘余花崗巖漿發(fā)生脫硅作用的產(chǎn)物18。M.拉克魯瓦(1930)等人認為:翡翠是在高壓條件下,酸性熔融體(殘余花崗巖漿)侵入到超基性巖中與之作用失去了二氧化硅,富集了鎂、鈣、鐵和鉻,從而形成了具有接觸反應邊緣(角閃石、綠泥石)的帶狀翡翠鈉長石巖9。E.格別林(1965)認為翡翠只是形成

7、巖體的花崗巖漿脫硅的中間反應產(chǎn)物 3。張良鉅（2004）研究了緬甸納莫翡翠原生礦體，認為該地區(qū)的翡翠礦床是圍巖超基性巖漿結(jié)晶演化后期分異出的富鈉堿性巖漿在后期構(gòu)造應力作用下侵位于早先形成的蛇蚊石化超基性巖中并逐步結(jié)晶演化形成的2。崔文元等認為翡翠是由來源于地幔硬玉質(zhì)硅酸鹽原始巖漿結(jié)晶形成,相當于含水硬玉組成的硅酸鹽熔融體,是一個略貧Si的堿性巖漿,有別于過去拉克魯瓦提出的花崗巖漿脫硅而形成翡翠的巖漿成因說5。3.2變質(zhì)學說變質(zhì)學說認為翡翠是在區(qū)域變質(zhì)作用時原生鈉長石分解為硬玉而形成或者認為是在板塊碰撞產(chǎn)生的壓扭性應力和低溫作用下,鈉長石先變形成變質(zhì)程度較低的藍閃石片巖,進一步變質(zhì)成硬玉而成。例

8、如，W.P.羅弗(1955)認為翡翠礦體都是在區(qū)域變質(zhì)時原生鈉長石分解為硬玉和石英而形成的:NaAlSi3O8=NaAlSi2O6+SiO23。奧巖認為翡翠礦床是在板塊碰撞過程中，在壓扭應力和低溫作用下，由鈉閃石變成藍閃石片巖，然后由藍閃石進一步變質(zhì)形成的。歐陽秋眉（2000）認為翡翠是一種特殊的變質(zhì)巖，是在一定溫度和較高壓力條件下，經(jīng)過變質(zhì)結(jié)晶作用形成的，在其形成之后可能還發(fā)生了不同類型的后期改造17。歐陽秋眉經(jīng)過深入研究還得出翡翠的原巖是蛇綠混雜巖中的淺色組分(斜長巖、花崗巖和角斑巖等),在高溫高壓條件下經(jīng)過去鈣長石化或鈉長石化作用后形成鈉長石巖, 然后鈉長石分解形成翡翠。這種觀點跟W.P

9、.羅弗的變質(zhì)成因觀點是比較類似的，均認為翡翠是由鈉長石分解成硬玉和石英形成的1。3.3交代學說交代學說認為翡翠是在高溫高壓作用下在超基性巖的溶液中交代形成。例如，柯爾仁斯基(1953)提出雙交代成因：翡翠是由于花崗巖類巖石與超基性巖發(fā)生接觸交代作用形成的,因而產(chǎn)出在花崗巖類巖石與超基性巖的接觸帶上11。多勃列佐夫等(1964)提出:翡翠是花崗巖類巖脈和淡色輝長巖類巖脈,在1.2GPa 1.4GPa壓力下,并在鈉的化學勢高的熱水溶液作用下發(fā)生交代作用而形成的9. 歐陽秋眉（2000）提出翡翠中存在交代結(jié)構(gòu)，而且交代結(jié)構(gòu)多半形成在變質(zhì)結(jié)晶作用之后，是在疊加變晶結(jié)構(gòu)之上的結(jié)構(gòu)，并且與流體的交代作用有

10、關(guān)17。3.4小結(jié)可以看出，國內(nèi)外學者對翡翠礦床的成因機制觀點主要有三種：巖漿學說、變質(zhì)學說、交代學說。其中，M.拉克魯瓦、崔文元、張良鉅等人支持巖漿學說；E.格別林、歐陽秋眉、W.P.羅弗等人支持變質(zhì)學說；多勃列佐夫、柯爾仁斯基等支持交代學說。4.翡翠研究新思路4.1翡翠中包裹體的研究 W.Htein(1995)等發(fā)現(xiàn)緬甸硬玉中的固體包裹體有硬玉、黃鐵礦、金紅石等15。崔文元(2000)等通過對翡翠兩相、多相流體包裹體進行激光拉曼測試,得出硬玉硬玉是由含H2O和CH4富Na貧Si的硅酸巖熔融體結(jié)晶而成，這種熔體來自上地幔 5。彭卓倫(2002)通過傅立葉紅外光譜對包裹體測試,同樣得出流體包裹

11、體為H2O和CH4及子礦物硬玉，并發(fā)現(xiàn)了鋯石包裹體,在一定意義上可以作為熔體來源的指示劑,鋯石的定年也能為確定翡翠形成的地質(zhì)年代起重要的作用,從而更好地解釋緬甸翡翠的成因問題6。張位及(2002)繼承了翡翠的熔體成因,認為緬北地區(qū)首先是超基性巖的入侵,其后是翡翠(硬玉)熔漿的入侵,最后是鈉長巖漿的入侵,并指出純橄巖硬玉巖(翡翠)鈉長巖的演化過程符合鮑溫反應系列4。麥智強(2003)也發(fā)現(xiàn)了翡翠中的熔融包裹體及兩相、三相包裹體13.張位及、彭卓倫、崔文元等人通過對翡翠中流體包裹體的研究，合理地解釋緬甸翡翠礦床的地質(zhì)特征，給后續(xù)研究者提供了一個研究翡翠成因的新思維，但沒有成功解釋熔體來源問題。4.

12、2變質(zhì)深熔觀點李兆麟(2001)提出變質(zhì)深熔的概念，翡翠礦床的物源應該是多樣性的，可以是巖漿成因、變質(zhì)成因或者交代成因形成，成功的解釋了熔體來源問題。嚴格的說來，熔體學說并不是一種新的翡翠礦床成因觀點，而是一種研究翡翠成因的一種新思維，通過對翡翠中流體包裹體的研究來揭示翡翠的成因機制12。于波通過對前人資料的深刻綜合研究，也認為把包裹體的方法用于翡翠成因研究之后提出的熔體成因的觀點比較合理16。5.各種成因假說的局限性巖漿學說認為翡翠是在高壓條件下，酸性熔融體與超基性巖作用失去二氧化硅富集了鎂、鈣、鐵和鉻從而形成了具有接觸反應邊緣的帶狀翡翠鈉長石，其礦體特征應為花崗巖漿中心結(jié)晶的巖石翡翠反應邊

13、緣(角閃石、綠泥石)圍巖,顯然這種模式無法解釋翡翠礦體成條帶狀對稱分布的特征。變質(zhì)學說認為翡翠是由鈉長石分解為硬玉和石英而形成的，但這種反應必然使礦體體積變小而產(chǎn)生各種空隙,而從現(xiàn)實中的翡翠的結(jié)構(gòu)及礦床特征上很難發(fā)現(xiàn)空隙的存在或各種后期充填或壓實。交代學說認為翡翠是花崗巖脈和淡色輝長巖類巖脈在12kPa-14kPa壓力下,在鈉離子化學勢高的熱水溶液作用下發(fā)生交代而成，但是沒有說明這種熱水溶液的來源問題。而且如果是交代成因的話,熱液在運移的過程中必然會在兩種礦脈間形成交代暈圈,但實際情況卻不存在這個暈圈。雙交代成學說認為,翡翠是由于花崗巖類巖石與超基性巖發(fā)生交代作用形成的,因而產(chǎn)出在花崗巖類巖石

14、與超基性巖的接觸帶上，很好地解決了石英的缺失問題，但根據(jù)雙交代說,鈉長石脫硅形成硬玉,硅進入圍巖,而圍巖中的鎂、鐵進入硬玉巖形成綠泥石帶和堿性角閃巖帶。因此,應該是接觸帶上也就是鈉長巖的兩側(cè)首先脫硅,這與實際情況正好相反。熔體學說認為翡翠是由近硬玉硅酸鹽熔體結(jié)晶而成,并認為這種熔體來源于300km400km處地幔中廣泛存在的含堿輝石層。如果這種假說成立,那么只要條件適當(如存在切穿地殼的深大斷裂帶),硬玉巖在地表的出露應相當普遍,這顯然與現(xiàn)實情況并不相符。但李兆麟提出的變質(zhì)深熔觀點，認為熔體的來源具有多樣性，熔體可以是巖漿成因、變質(zhì)成因和交代成因，揭示了翡翠成因機制的多樣性，同時也解決了翡翠成

15、礦的物質(zhì)來源問題。同時，彭卓倫等在翡翠中發(fā)現(xiàn)有鋯石包裹體,在一定意義上可以作為熔體來源的指示劑,鋯石的晶形、鋯石常量、微量元素、稀有元素的地球化學特征可以更好的解釋翡翠的成因機制。6.結(jié)論關(guān)于翡翠成因的某一種假說都只能解釋部分地區(qū)的翡翠成礦原因，這只能說明各地區(qū)翡翠成礦的機理是不盡相同的或者是由多種地質(zhì)作用綜合形成的。例如，張良鉅等對緬甸納莫翡翠原生礦體進行實地考察，認為納莫翡翠原生礦體是巖漿成因的2；張金富等對緬甸帕敢玉石礦山進行了實地考察，認為帕敢地區(qū)的翡翠為動力變質(zhì)成因的。狄敬如等對哈薩克斯坦境內(nèi)的伊特穆隆德翡翠礦床進行了研究，得出該地區(qū)翡翠具不等粒變晶結(jié)構(gòu),局部或邊部具網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)及變形

16、結(jié)構(gòu)，其翡翠成礦反應可能為：鈉長石+氧化鈉硬玉和陽起石7。各種成因假說在解釋翡翠成因時，都具有其局限性。但變質(zhì)深熔觀點揭示了翡翠成因機制的多樣性，在解釋翡翠成因時具其合理性，而且熔體學派對翡翠中鋯石包裹體的研究也為后續(xù)研究者提供了一種研究翡翠成因機制研究的新思維。其中，歐陽秋眉通過對翡翠結(jié)構(gòu)的研究來揭示其礦床成因的觀點，也值得大家借鑒。因此，本文通過全面深入理論研究，認為翡翠的成因應該是多樣性的，即巖漿作用、變質(zhì)作用和交代作用都能形成翡翠，或者是由三種機制共同作用形成的，這與翡翠中存在變晶結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)是非常吻合的。例如，楊盡等結(jié)合緬甸翡翠礦床分布的大地構(gòu)造環(huán)境,認為緬甸翡翠礦石是在印度板塊與

17、歐亞板塊持續(xù)碰撞過程中,巖漿作用、熱液交代作用的前提下,發(fā)生變質(zhì)作用的產(chǎn)物8。綜上所述，翡翠礦床的形成過程是相當復雜的，其形成經(jīng)過了多期和復雜的地質(zhì)作用，所以不同產(chǎn)地的翡翠礦床成因可以根據(jù)其本身結(jié)構(gòu)和當?shù)匾巴獾刭|(zhì)特征進行具體分析，采用上述理論假說模型進行綜合解釋。參考文獻1. 歐陽秋眉.翡翠礦物的組成.寶石和寶石學雜志, 1999, 1(1):18242. 張良鉅.緬甸納莫原生翡翠礦體特征與成因研究.，巖石礦物學雜志，2004.3. E.基也夫林科等著.翡翠J.喻永剛譯.國外地質(zhì)科枝,1981 (2) .4. 張位及.緬甸北部帕敢地區(qū)翡翠礦床地質(zhì)J.云南地質(zhì),2002(4):378-390.5

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