緬甸翡翠地質與地礦
由於緬甸翡翠礦區露頭十分稀少、開展工作困難和區域地質的複雜性,使人們對礦床的認識存在很多的分歧。筆者近20年來在觀察了大量的翡翠原石、成品和一些岩石薄片,閱讀了較多研究資料和在翡翠鄰區進行過一些野外地質考察後,認為緬甸翡翠是一種少見的含鉻富鈉的超基性岩漿岩,其侵入時代應為10億年前的前寒武紀,此亦即翡翠的形成年代。
關鍵詞:翡翠;地質;礦床;富鈉超基性岩;緬甸
翡翠,是緬甸輸入我國的最重要的寶玉石。關於緬甸翡翠礦區的地質與礦床,目前資料比較少,也很零碎,不同專家的認識也存在較大的分歧。雖然緬甸翡翠礦區距離我國滇西邊境不遠(直線距離僅約150~200km),但目前若要深入緬甸翡翠礦區進行系統詳細的地質工作卻存在很大的困難,甚至是不可能的。根據目前我們在接觸大量翡翠原石及其研究成果中,可以進一步認識翡翠的地質與礦床。緬甸翡翠地質與地礦
1、認識緬甸翡翠地質與礦床的難度
1.1緬甸翡翠在分布上是世界最稀有的寶玉石礦產之一
2、雖然一般意義上的翡翠(硬玉岩)已在日本、俄羅斯、哈薩克、美國、瓜地馬拉和墨西哥等國發現,其中除少量可以稱為翡翠外,大部分僅屬於硬玉岩或硬玉岩化岩石。我們把硬玉岩和翡翠區別開來:硬玉岩是以硬玉礦物為主要成分的礦物集合體組成的緻密岩石,翡翠則除是由硬玉礦物集合體為主要成分組成的緻密岩石之外,還必須是具有可以加工成首飾玉器的性能(通稱「玉性」)。所以硬玉岩與翡翠是既有聯繫又有區別的兩個不同的概念、兩個不同的名稱。
事實證明,世界上的硬玉岩只有緬甸北部山區才可作為翡翠的主要供應地。而且優質翡翠,全世界只在緬北山區中才有出產,可見其分布上的極其稀有性。
在我國960萬km2的土地上至今未發現硬玉岩,更沒發現翡翠。有的資料指出,我國已發現了一些硬玉岩化岩石,如在安徽大別山榴輝岩帶中發現了高壓硬玉石英岩[1],在雲南西南部的雙江縣~瀾滄縣一帶發現有硬玉及硬玉質輝石[2],在西藏昂仁縣的超基性岩體的蛇紋石化斜輝橄欖岩中發現有硬玉石英鈉長岩脈[3],在湖北桐柏地區變霞石正長岩中發現有硬玉[4]
1.2礦區翡翠露頭十分稀少和分散等。
礦區大部分地段都處于山間河谷平原和丘陵上,普通為厚度不等(最大可達幾百米)的現代沖積層所覆蓋,那裡原始森林密布,雜草叢生,因此翡翠原生礦床及其圍岩的露頭十分稀少和分散,這對系統、完整、全面地認識和研究翡翠礦區的地質構造造成了極大的困難。幾百年來,人們連續的開採活動,翡翠礦石和廢石經過反覆翻動和堆積,也大大減少了人們能夠直接觀察到的露頭數量和面積,又增加了認識礦區地質的難度。
1.3礦區工作條件非常惡劣
由於那裡人煙稀少,交通不便,荒山野嶺、猛獸出沒,氣候炎熱、蚊蟲肆虐,瘴癘橫行、缺醫少葯,武裝割據、互相對峙,因此,人員的生命和財產的安全完全得不到保障。而且外來人員深入礦區開展地質調查,緬甸政府也是不允許的,例如國際著名的瑞士寶石學家古柏林(Edward Gubelin)在2000年初曾申請到翡翠礦區進行考察,即遭到緬甸政府的拒絕,名曰「礦區不接待外國人!」[5]
1.4現有地質資料很少
由於緬甸國家派別紛爭、動亂頻仍,經濟和科技落後,翡翠礦區的地質研究工作十分薄弱,我們目前能夠收集到的礦區地質資料很少,不同的資料矛盾也多,認識上存在很大的分歧。至今沒有見到礦區較為詳細完整的地質平面圖、地質剖面圖、地層柱狀圖、地質報告書,甚至也沒有一篇很詳細的礦床地質論文。自從1892年,歐美地質學家諾埃特林(Noetling)第一次運用現代地質學的方法考察過翡翠礦山以來的100多年間,仍然僅有少數歐美地質學家、寶石學家前往考察過,限於條件,他們所發表的資料都很粗略。其間,基本形成的一張地質簡圖也僅是1934年由喬希伯爾(Chhibber)發表的,後來蘇溫(Soe-win)和凱勒(P.C. Keller)等人對此圖作過一些修改補充[6.7]。作為喜愛玉、崇尚玉的我國,長期也少有地質學家、珠寶專家前往礦區,雖有地質學家考察過,但未見其寫出地質考察報告。至今僅有香港翡翠專家歐陽秋眉女士通過各種關係於1999年初到礦區進行過幾天的實地考察,之後,發表過一些涉及區域地質和礦床地質的綜合資料[8.9]。1999年4月,北京大學施光海到礦區作過短暫時間的考察,隨後與北京大學崔文元、楊富緒等教授發表了一些研究論文[7.10-13]。
2、目前人們對緬甸翡翠地質與礦床的認識
根據現今已有資料,主要有下列認識:
2.1緬甸翡翠礦區所處的大地構造位置,在歐亞板塊與印度板塊相互碰撞的俯衝帶上,屬於高壓低溫變質帶。
2.2原生翡翠礦床的成因,有岩漿成因、變質成因、熱液交代成因[14、11]和區域變質—岩漿熱液交代多成因復成礦床[15]等多種觀點:
岩漿成因:認為花崗岩是翡翠形成的母岩,在花崗岩漿侵入到超基性岩中時,產生脫硅作用,富集了Mg、Ca、Fe、Cr等元素而形成了翡翠。
變質成因:認為岩漿形成的鈉長石岩是翡翠的母岩,在高壓低溫區域變質作用下,鈉長石分解為翡翠和石英。歐陽秋眉認為原岩是蛇綠混雜岩中的淺色組分(斜長岩、花崗岩、角斑岩等),在高溫高壓條件下經過去鈣長石化或鈉長石化作用形成鈉長石岩,然後鈉長石分解形成翡翠[8]。
熱液交代成因:認為是花崗岩漿後期的鈉質溶液在與超基性岩的接觸帶上發生雙交代作用而形成了翡翠。
區域變質—岩漿熱液交代多成因復成礦床觀點認為,成礦具有多階段、多物源及多成因類型的特點,是多種地質作用疊加改造形成的。
成因類型的特點,是多種地質作用疊加改造形成的。
2.3原生翡翠礦床形成年代約為25~45Ma,是新生代第三紀始新世喜馬拉雅期的產物。
2.4次生翡翠礦床形成於第四紀。原生翡翠礦床在第四紀出露於地表後,通過風化作用和沉積作用形成含翡翠的殘坡積層和礫石層。早期形成的礫石又因為受到繼續風化作用而形成了有皮的翡翠礫石(有翡),現在河床中的礫石則為無皮礫石(無皮水石)。
歐陽秋眉則認為次生翡翠礦床形成的時間較長,從晚第三紀末~晚更新世(N2~Q3)都有翡翠礫石的沉積,現代水系的河道中則有全新世的翡翠礫石的沉積[8]。
2.5 2000~2001年,北京大學教授崔文元、楊富緒和施光海等在《科學通報》、《中國寶石》、《寶石和寶石學雜誌》和《岩石學報》等刊物上發表論文,根據1999年4月對緬甸翡翠礦區的地質考察和取樣分析,並在顯微鏡下對翡翠結構的觀察,特別是發現了翡翠中的多相包裹體,其後又對圍岩進行了主量元素、微量元素和稀土配分的研究,得出了緬甸翡翠礦床是形成於1.0億年前(100Ma)的超基性岩漿岩中,其形成過程主要分為兩個階段:早期為成岩階段,形成硬玉岩,中晚期在走滑斷層的作用下進入成玉階段,形成綠色的翡翠。翡翠的原始岩漿可能來源於地幔的含水和甲烷的硬玉成分的硅酸鹽熔體[7.10-13]。
3、筆者對緬甸翡翠地質與礦床的認識
因為工作關係,近20年來,筆者接觸了大量的翡翠原石和成品,進行了一些薄片研究,閱讀了較多與翡翠有關的書藉資料。為了與同仁討論,1998年3月筆者在昆明召開的「全國翡翠研討會」上提交的《翡翠的表生地球化學及其應用》一文中,指出「緬甸翡翠是一種富鈉貧硅(不飽和)的超基性岩漿岩,經過了中等~較深埋藏變質作用,在高壓低溫地質環境中形成的」,「翡翠是一種鐵鎂礦物含量很少的超基性岩漿岩」的認識[16]。
3.1在翡翠原石、成品和薄片鑒定中,觀察到下列現象:
3.1.1翡翠原石一般具有緻密塊狀構造,普遍不存在沉積變質層理和片理構造。
3.1.2翡翠一般由純硬玉礦物集合體或含少量的其它礦物組成,硬玉礦物晶體大多為不定向排列。共生的少量角閃石、鈉長石、鉻鐵礦等礦物呈星點狀或大小不等的斑點狀、團塊狀分布,一般也不具定向性
翡翠原石中,其硬玉等礦物所組成的中粒結構、細粒結構、隱晶結構和粗粒結構(很少出現)在岩石中的分布範圍,一般都不具定向性,而是不規則的。
3.1.3經常可見到的鉻鐵礦的邊緣有綠色的暈圈,說明綠色翡翠的產生主要與鉻鐵礦有關,是鉻鐵礦(Mg、Fe)Cr2O4的分解形成了綠色翡翠。鉻鐵礦有時也分解形成鈉鉻輝石等礦物。
3.1.4綠色翡翠的產狀為深淺不同的星點狀、斑點狀、團塊狀、飄花狀(雲朵狀)、不規則小脈狀、斷續的脈狀(大多為0.05~1.0cm厚度的小脈和細脈)等。綠色翡翠具有這些構造特點的情況表明了其形成與岩石結晶期後的裂隙構造和空隙、孔穴構造等有關。
3.1.5一般所說的春與翡是有區別的:「春」為濃淡不同的紫色,大多呈斑點狀、團塊狀分布於翡翠原石內,「翡」為淺黃、黃、棕黃、暗棕紅等色,分布於翡翠礫石的表層及沿表層的裂隙向里延伸。
卯水(貓尿)是礫石皮殼或靠近皮殼並沿裂隙分布的產物。
3.1.6至今在翡翠內沒有發現石英小脈,但有鈉長石小脈。
3.2 在閱讀資料和在觀察翡翠原石與野外地質工作過程中,筆者注意到翡翠礦區內存在著十分複雜的岩性。
3.2.1據P.C.凱勒《寶石及其成因》一書的地質圖[6],有花崗岩、花崗閃長岩、橄欖岩(已蛇紋石化)、片岩、灰岩、玄武岩、安山岩、火山角礫岩、硅質集塊岩、礫岩、鐵礦石、第三系地層及現代沖積層等岩性和地層。最古老地層的時代被認為是石炭一二疊紀(含有孔蟲等化石)。由於花崗岩的侵入使圍岩產生重結晶。白堊紀晚期有純橄岩(已蛇紋石化)侵入於結晶片岩中。
在另外一些資料中[7],翡翠礦體的圍岩則被確定為前寒武紀未細分的一系列變質岩,如藍閃石片岩、角閃岩、大理岩和石英岩等岩性。
3.2.2筆者長期以來,在大量觀察滇西、滇西南和昆明等地商家的翡翠原石過程中,看到混入翡翠原石貨堆內的許多其它岩石,計有結晶大理岩(大多有散點狀的綠色透輝石、透閃石分布而易被誤為翡翠)、帶綠色的結晶片岩、石英脈和石英岩(有時被當作玻璃種玉石)、玄武岩、綠廉石岩、蛇紋岩、碧玉、貴翠、天河石、鈉長岩、某些帶淺綠色的硅質岩(如「不倒翁」、澳玉等),經詢問許多不同的緬甸貨主(他們之間往往極少溝通),他們說這些均采自翡翠礦場,這說明翡翠礦山大致上也存在這些岩石
3.2.3在閱讀江鎮城、周經綸等人的著作中,可以看到許多被稱為野種玉石和作假玉石的照片,其實就是在翡翠礦山與翡翠伴生在一起的或其附近的圍岩,如《翡翠原石之旅》一書的幾十幅照片中,就有產於玄武岩中的綠廉石塊、含綠廉石、綠泥石的玄武質凝灰岩、石英岩、石英砂岩、硅質岩、碧玉、瑪瑙、雲母片岩、深變質角閃片岩、大理岩、粉砂質板岩等岩性,其中在不同場合,有些岩石還被稱為不同的名稱。如綠廉石塊被稱為磨蔣、綠殼、鸚哥綠、銅汞、銅形和鐵龍生等,大理岩被稱為水沫子、銀灰石,石英岩和石英砂岩被稱為不亂、董散,瑪瑙被稱為烏龜石、墨玉,硅質岩被稱為水沫子、磨蔣,鈉鉻輝石玉被稱為孔雀玉、磨西西等[17]。
3.2.4筆者長期在雲南省進行的地質工作中,也包括在從貢山、福貢、瀘水、騰衝、盈江、瑞麗、滄源、孟連一帶邊境及相鄰的部分緬甸境內工作過,又在緬甸境內的曼德勒—德貝金(紅寶石產地抹谷附近)、臘戌等地作過一些地質調查,注意到如下情況:緬甸東北部和北部的地層岩性大部分可以與滇西的地層岩性進行對比,緬甸中部—北部的河谷平原一帶(曼德勒—德貝金等地)出露的片岩、片麻岩、大理岩等深變質岩石屬於前寒武紀地層,其它古生代、中生代和新生代等地層與滇西地層岩性也基本相似。據王二七、季建清等人的研究,位於喜馬拉雅(包括滇西地區)的印度板塊和歐亞大陸之間的碰撞發生在新生代始新世((45±5)Ma)期間,使青藏高原及其周邊地區強烈隆起、褶皺和斷裂,造成地殼的大規模的縮短和抬升,「但是這些構造地層單元仍然是連續的,向南東方向一直可以追索到雲南西部」[18]。這些與筆者本人的觀察是基本一致的。
3.3 綜合以上各方面的情況,得出如下認識:
3.3.1緬甸翡翠是一種含Cr富Na的超基性岩漿岩。其礦物成分中,除以硬玉礦物(一種富Na的輝石)為主外,有時也見有角閃石、鈉長石、鉻鐵礦、鈉鉻輝石等礦物。其化學成分,據130多個緬甸翡翠樣品的分析數據(包括歐陽秋眉對90多個樣品的化學全分析和電子探針分析資料),其變化情況如下(%):SiO2 55.6~60.3,TiO2 0~0.49,Al2O3 20.31~27.63,FeO+Fe2O3 0~6.06,MnO 0~0.51,MgO 0~1.65,CaO 0~2.08,Na2O 10.57~16.60,K2O 0.01~3.30,Cr2O3 0~23.67,H2O < 0.8 [16]。
因為絕大多數翡翠原石具有緻密塊狀構造,而不具有沉積變質層理和層紋構造(片理、片麻理),所以它不是沉積岩經過變質而成;而經常可見散點狀和不規則狀鉻鐵礦的分布特徵進一步說明了它是較富含Cr的超基性岩漿岩。
3.3.2翡翠岩(原生的翡翠岩體)侵入在前寒武紀區域深變質岩中。主要以片岩、片麻岩、大理岩和石英岩等深變質岩的岩性為圍岩。其上覆地層為古生代的碳酸鹽岩、砂頁岩和玄武岩(與滇西北二疊紀峨嵋山玄武岩為相同層位和岩性),再上則為中生代的紅層和新生代的第三紀、第四紀地層。
自古生代以來的地層均未受到翡翠岩的侵入。翡翠岩在侵入前寒武紀的地層之後,在古生代之後遭受過強烈剝蝕,因此,翡翠岩是古老的前寒武紀的超基性岩漿岩。其侵入時間應在10億年前(1000Ma)的前寒武紀。
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