翡翠皮殼的形成機制

喜馬拉雅運動最終導致青藏高原急劇隆起，緬北地區也隨之上升到地表。於是緬甸翡翠便進入了表生地質作用的改造期，即第三個生長期—皮化期。在這過程中，翡翠生成了皮殼和霧，並因出現紅、黃色彩而變得更加精彩紛呈，同時翡翠的種質也得到了局部提升，從而使翡翠得到了局部優化。一、皮殼的形成機制 根據汪建明和馬崇仁老師對各種不同皮殼樣品的偏光顯微鏡、X-光衍射、電鏡掃描及紅外光譜等綜合分析鑒定的結果，查明了翡翠皮殼的礦物成分主要為蒙脫石、埃洛石、三水鋁石、柯綠泥石及利蛇紋石等。這些顏色不同的礦物即構成了不同顏色和特性的皮殼： 白砂皮的礦物成分：三水鋁石； 黃白砂皮：三水鋁石和埃洛石； 黃砂皮、紅砂皮：埃洛石和蒙脫石； 黑皮殼：柯綠泥石； 蠟皮殼：利蛇紋石（或含柯綠泥石）。 這些次生礦物都是表生環境下由硬玉礦物演變而來的，通過對它們的研究，即可了解翡翠皮殼的成因以及翡翠在表生地質作用階段的演變過程。 翡翠在經歷了內生地質作用階段之後，因受地殼運動的影響，由地殼深處上升到了地表，使之處於表生環境之中。後因風化作用從母岩體上崩落而形成翡翠轉石（礫石）。在經歷搬運、沉積、埋藏的同時，翡翠（礫石)便進入了新一輪的地質旋迴，即進入翡翠生長的第三階段——皮化階段。 在這期間，埋藏作用對於翡翠皮殼的形成起到至關重要的作用。翡翠礫石因受長期的埋藏作用，其表面的硬玉礦物發生水解而生成新的次生礦物，從而改變了翡翠的本來外貌。於是翡翠便有了一個面目全非的外殼。 由於翡翠礫石所處的表生地質環境及其埋藏的深度不同，所生成的皮殼類型（即次生礦物組合）也就有所不同。也就是說，翡翠因埋藏的深淺不同可以生成不同類型的皮殼。 1.紅、黃、白皮殼是翡翠在淺埋作用下形成的 當翡翠礫石被上覆沉積物埋藏得不太深，且處於地下水面以上的氧化環境中時，因水溶液呈酸性並有大量的遊離氧存在，從而有利於氧化作用的進行。於是礫石表面的硬玉礦物便發生水解而遊離出鈉（鹽基），並使一部分二氧化硅轉入溶液，從而形成膠體粘土礦物——蒙脫石。 而當鈉（鹽基）全部被淋漓掉，二氧化硅進一步遊離出來時，先前形成的蒙脫石再遭破壞而形成不含鈉（鹽基）的粘土礦物——埃洛石。如果硬玉礦物被徹底分解，其中的二氧化硅全部遊離出來，於是就形成了穩定的三水鋁石。在這樣的演變中，由於環境的溫度、壓力處於常溫常壓狀態，沒有熱液活動的參與，因而在整個化學反應中，沒有或很少有外來物質的加入，只有硬玉礦物自身的元素被帶出。 由於這些次生礦物皆以白色調為主，因而翡翠的皮殼也就呈現出白色或黃白色等淺色調。而紅色、棕色等深色皮殼則是因土壤顏色（三價鐵元素的混入）浸染所致。具有這種皮殼的玉石以山石玉中的黃白砂、黃白泥砂皮殼最為典型，它們多產於各玉石廠口的中、上石腳層中。是一組黃砂皮殼翡翠的顯微鏡圖像，將翡翠的皮、霧、肉的顯微特徵反映得十分清楚。

2.黑烏砂皮殼是翡翠在深埋作用下形成的 當翡翠礫石被上覆沉積物埋藏的深度不斷加深（達數百米乃至千米以上），且處於地下水位之下的還原環境中時，因水溶液中的遊離氧逐漸減少而從酸性轉為鹼性，而且環境的溫度和壓力也超過了常溫常壓，因而有低溫熱液活動相伴隨。 此時，翡翠表面的硬玉礦物不僅發生水解作用、水合作用，而且還會發生交代作用。 其間，既有自身元素的帶出，也有外來物（鎂、鐵元素）的加入，於是便形成一種次生的硅酸鹽礦物——柯綠泥石。 由於柯綠泥石的顏色呈綠色、綠褐、灰綠、綠黑、灰黑、黑色等色，並隨著二價鐵的增多而顏色加深，因而翡翠的皮殼就呈現出了以灰黑色、黑色為主色調的各種顏色，這就是通常所說的烏砂皮殼，或稱為黑皮殼。

這種黑皮殼的烏砂玉主要產於各玉石廠口的底部鐵石腳層中，是目前緬甸玉石廠產出量最大、質量最好的翡翠原石。

3.蠟皮殼的成因比較特殊 當翡翠礫石的埋藏進一步加深、地熱溫度進一步增高時，即可發生熱液交代作用。此時，因有大量的外來物質（鎂)參與到化學反應中，於是翡翠的表面便生成低溫熱液礦物利蛇紋石，從而就形成了翡翠的蠟皮殼，如圖下圖所示。

利蛇紋石中因含有皂石成分，而具有滑膩感。由於利蛇紋石生成較晚，因而蠟皮通常也會附著在早期形成的砂皮殼上。因此，翡翠不僅會有單一的蠟皮殼出現，而且還會有包括蠟皮在內的多層皮殼。綜上所述，翡翠皮殼的成因是很複雜的，而且所經歷的時期也相當漫長。這也是緬甸翡翠的特別之處。 二、霧的成因機制 霧形成於皮殼之後。當翡翠長期處於水環境中時，就會被水中的鐵離子及硅氧分子等礦物質所「入侵」。由於皮殼中的粘土礦物具有較強的吸附性，能夠聚斂各種正、負離子。當溶液中的礦物質達到一定濃度時，就會在其濃度差的驅使下，沿著礦物間隙向玉石內部進行擴散，從而發生次生礦物的沉積而形成霧。不同的霧，其形成機制則有所不同。 1.紅霧、黃霧的成因 當翡翠處於氧化環境中時，由於浸沒翡翠的地表水和土壤水中含有豐富的遊離氧，因而鐵離子便以三價態的形式發生水化作用而形成氫氧化鐵的膠體微粒。當水中的氫氧化鐵膠體達到一定濃度時便會向翡翠內部進行擴散，並在硬玉礦物的粒間凝聚而形成褐鐵礦、針鐵礦的沉積。這就形成了從淡黃色到紅色乃至暗棕色等一系列的霧，如下圖所示。

、 2.白霧的成因 白霧形成於地形稍高的部位。那裡的水介質中以遊離的硅氧（二氧化硅）為主，而鐵離子較少。因此，翡翠的霧主要是由白色的二氧化硅膠體凝聚而成的。由於構成皮殼的粘土礦物對二氧化硅具有較強的吸附性，因此白霧通常會密集地分布在皮殼的邊緣部位，形成一個界限明顯的白霧帶。

有些白霧則是白皮殼的延續，其礦物成分與皮殼相同，都是白色的粘土礦物，也可稱為白霧。 3.黑霧的成因 黑霧形成於還原環境中，其環境相對封閉，水溶液偏鹼性且缺少遊離氧，因而鐵離子主要呈二價態，並以真溶液的形式賦存於水中。同時，鹼性的水溶液不僅使二氧化硅的溶解度增大，而且還便於大量硅酸根離子的形成。當這種富含硅和二價鐵的真溶液向翡翠內部擴散並達到過飽和程度，且溶液的酸鹼度、氧化還原電位、溫度、壓力等因素達到一定條件時，溶液中的二價鐵離子便與硅酸根離子結合，從而在礦物粒間形成鐵的硅酸鹽礦物—黑色柯綠泥石沉積，這就形成了翡翠的黑霧。

三、翡翠在「皮化期」的色彩和種質優化 1.色彩優化 翡翠中有一些漂亮的色彩是由紅、黃霧構成的，這叫做翡翠的「彩」。因為有了「彩」，翡 翠就變得更加豐富多彩。

為何要將漂亮的霧稱為「彩」而不是稱為「色」，這是因為霧是在表生階段形成的，而「色」是在內生階段形成的，兩者形成機制不同，不能混為一談。基於這個原理，當然也就不能將紅霧、黃霧稱為紅翡、黃翡（圖3-3-30）。能夠稱為翡的就只能是紫色，這如同只有綠色才能稱為翠一樣，因為兩者都是內生色。 2.種質優化 包括霧在內的次生礦物質對翡翠具有充填、密實的作用，可以提升局部翡翠的種質。這種優化作用主要是通過真溶液富含二價鐵離子的擴散來實現的。 會在濃度差驅使下向翡翠內部擴散，並在硬玉晶隙中形成柯綠泥石的沉積。從而使翡翠由外及里（局部）得到了密實，並使白色地子呈現出一種淡灰色、淺藍灰色的色調，如荷地、藍尚地、油荷地、貓尿地等。

這種優化改造使翡翠（局部）的種質得到了提升，如圖下圖顯微鏡下可看到一些非常細小的柯綠泥石充填於硬玉粒間，從而使翡翠得到密實。

但如果色調過深，呈深灰色，則優化效果差，甚至會適得其反，起到相反作用，這種優化與現代的「優化」（注膠B貨、C貨）的原理相似。但過程不同，其結果也截然相反。前者是天然的，是有益的；而後者是人為的，因有強酸強鹼的腐蝕，是對翡翠的徹底傷害。
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