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赞比亚祖母绿全面解析

作者:   来源:   发表时间:2014-08-15 15:54:22  

祖母绿是一种充满神秘色彩的宝石,在西方,许多美丽的传说都与它有关。如今,在国际市场上,祖母绿产地愈加多元化,除了来自哥伦比亚的优质祖母绿外,赞比亚祖母绿在市场上的比重也在逐步上升。本期China Gems特邀国家珠宝玉石质量监督检验中心的专家,独家解析赞比亚祖母绿的宝石学特征。

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赞比亚恩多拉地区主要祖母绿矿区的位置示意图

绿色宝石给人以青春、活力、生命和奋发向上的感觉,自古就受到了全世界人们的喜爱。由于历史文化的差异,东方人爱绿色的翡翠,而西方人则青睐祖母绿。祖母绿是绿柱石族矿物中最为重要和名贵的宝石品种,以其艳丽的翠绿色而享有“绿色宝石之王”的美称,它与钻石、红宝石、蓝宝石、猫眼并列称为“五大宝石”。

几个世纪以来,哥伦比亚都是世界优质祖母绿的主要供应地,但在过去的二十年,随着哥伦比亚祖母绿产量的下降和巴西以及赞比亚等地祖母绿新矿床资源的陆续发现,祖母绿国际市场逐渐形成哥伦比亚、巴西、赞比亚三足鼎立的态势。赞比亚逐渐成为世界重要的祖母绿产地,祖母绿产量占世界祖母绿供应量的20%以上并呈上升势头,所产祖母绿品质介于哥伦比亚和巴西祖母绿之间,被认为是继哥伦比亚外的第二大有经济意义的祖母绿产地。

2013年1月,中国珠宝玉石首饰行业协会(GAC)和国土资源部珠宝玉石首饰管理中心(NGTC)联合科考组应英国彩色宝石生产商Gemfields公司邀请对赞比亚恩多拉地区的卡棋穆(Kagem)矿床进行实地考察和系统采集样品等工作。

据Gemfields公司介绍,该公司的祖母绿开采量占赞比亚的70%,约占全球产量的1/4,2011年7〜至2012年6月祖母绿开采总量达103万克。

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赞比亚恩多拉Kagem祖母绿露天开采矿区

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含祖母绿的伟晶岩矿脉(白色)和古老基性变质岩

赞比亚祖母绿矿区地质特征

赞比亚的祖母绿矿床主要位于世界闻名的铜带西南的恩多拉地区,该矿区靠近卡福布河(卡福埃河的支流)。1928年在米库(Miku)首次发现了绿柱石资源,直到19世纪70年代陆续找到了卡马干加(Kamakanga)、菲博莱莱(Fibolele)、菲瓦亚—菲瓦亚(Fwaya-Fwaya)等新矿床,赞比亚祖母绿资源的开采才开始有经济效益。

恩多拉地区祖母绿的矿化全部赋存于穆瓦超群的岩石内,区内所知的十几个祖母绿矿床,均位于三条东西向的富镁片岩带内,北带有米库、菲博莱莱等矿床;中带有卡马干加、菲瓦亚-菲瓦亚等矿床;南带有米通多等矿床。

恩多拉区域地质背景较为复杂,祖母绿矿赋存于基性岩中,基性岩的组成包括滑石-绿泥石-阳起石片岩和磁铁矿片岩。这个区域存在含铍的伟晶岩和热液矿脉,与富铬的基性岩重叠,形成时间大概距今4.5亿年。流体中含有Si、B、K、F和其他微量元素,母岩—基性岩的性质因为有热液流入发生了改变。含矿热液流体与围岩的循环交代作用下,祖母绿在各种构造蚀变带或伟晶岩中形成。流体包体的研究和区域地质特征显示,祖母绿成矿温度为360〜390℃,压力为400〜450 百万帕。

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1995年-2005年世界祖母绿产量分布图

赞比亚祖母绿的宝石学特征

赞比亚祖母绿基础宝石学特征

赞比亚祖母绿颜色呈亮绿色或带蓝的绿色,从浅绿到暗绿但多带有灰色调,颜色通常不均匀,有色带,小颗粒祖母绿中多见鲜亮的颜色。内含包体丰富,中等到多裂隙(表1)。

赞比亚祖母绿包体特征

祖母绿由于成矿环境的差异而具有多种包裹体类型及其组合,某些包裹体及组合类型仅见于某个特定的产地,具有指示意义。赞比亚祖母绿主要含有三种类型的包体。

1.固态包体:赞比亚卡福布地区的祖母绿含有柱状透闪石浅到中等棕色的小片状云母稀有的绿色绿泥石、柱状镁电气石、磷灰石、磁铁矿、赤铁矿石英、萤石、碳酸盐、黄铁矿等。

2.空洞或流体包体:被流体填充的空管定向平行于c轴愈合裂隙由长方形或正方形的假次生流体包体组成,每一个包体包含两相或三相包体。3.生长特征:色带具有六边形薄片状的外观,浅绿色〜深绿色的中等到强的窄带平直交替出现,且平行于柱面。

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赞比亚恩多拉矿区的祖母绿可见柱状透闪石晶体,无定向排列暗域40×

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赞比亚恩多拉祖母绿中棕色片状云母包体暗域45×

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赞比亚恩多拉祖母绿中红色的赤铁矿包体,多呈片状暗域50×

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赞比亚恩多拉矿区的祖母绿中可见平整的裂隙,流体包体在裂隙上定向排列暗域45×

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赞比亚恩多拉矿区的祖母绿中可见定向排列的空洞,空洞中充填气液两相包体暗域45×

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赞比亚恩多拉矿区的祖母绿中可见多期生长六边形环带,沿生长环带,小的裂隙发育亮域45×

赞比亚祖母绿UV-Vis吸收光谱特征

UV-Vis吸收光谱的形成是由某些微量元素所导致的,这些元素在祖母绿致色方面起着非常重要的作用。紫外—可见光吸收光谱不仅可用于研究祖母绿的颜色成因,还可用于祖母绿的产地鉴别。祖母绿中的铬Cr和铁Fe离子替代Al离子致使祖母绿呈现绿色,并且颜色的浓度与铬Cr含量呈正相关关系。

左图为赞比亚祖母绿吸收光谱特征,其吸收光谱//c方向在370nm有吸收峰,归因于Fe3+离子;860nm处的吸收带归因于Fe2+离子的存在;685nm、652nm和420nm吸收峰指示铬Cr元素的存在,631nm、637nm和663处的弱吸收峰也归因于铬离子,这也是呈绿色的主要原因。

赞比亚祖母绿化学指纹特征

赞比亚祖母绿的锂含量低,为70~110 ppm;钠含量中等到高,为8000~19000 ppm;镁含量中等到高,为4800 ~17000 ppm;钾含量中等到高为130~840ppm;钙含量中等,为75~440 ppm;恩多拉祖母绿的钪含量低到中等,为5~280 ppm。

赞比亚的索卢韦齐祖母绿的钪含量变化大,从50~720 ppm;非洲祖母绿钛的含量大部分为中等,为10~100 ppm;铬含量中等到高,为800~9400 ppm;钒元素在非洲祖母绿中的含量较铬含量略低,绝大部分非洲祖母绿的钒含量为低到中等,为< 100 ~ 1000 ppm,赞比亚索卢韦齐的祖母绿(820-4000 ppm);锰含量变化大,为5 ~70 ppm。

非洲祖母绿中,铁含量最低的来自索卢韦齐祖母绿,为1200 ~2500 ppm,赞比亚恩多拉铁的含量中等到高,为5100 ~13000 ppm;索卢韦齐的钴含量很低,为0.05 ~0.3 ppm,赞比亚恩多拉钴含量为1 ~5 ppm;非洲祖母绿的镍含量为低到中等,恩多拉为6 ~30 ppm,索卢韦齐为1.5 ~30 ppm;赞比亚索卢韦齐的祖母绿锌含量最低,为0.5 ~1.5 ppm,赞比亚恩多拉的祖母绿锌的含量变化大从10到160 ppm(这意味着锌的含量从低到高);非洲祖母绿的镓含量均低于50 ppm,恩多拉和索卢韦齐祖母绿为15 ~35 ppm。索卢韦齐祖母绿的铷含量最低,为1.5 ~3.5 ppm,恩多拉祖母绿铷的含量中等,为10 ~130 ppm;非洲祖母绿中铯含量最低的是索卢韦齐祖母绿,为5 ~15 ppm;恩多拉铯含量中等到高,为350 ~1900 ppm(表2) 。

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祖母绿露天开采矿区采矿现场

赞比亚祖母绿与哥伦比亚祖母绿的鉴定特征差异

赞比亚祖母绿与哥伦比亚祖母绿比较的区别在于:

1.颜色:哥伦比亚祖母绿颜色偏黄,集中的颜色环带围绕一个几乎没有颜色的核心,从内向外颜色逐渐加深,这个特征是区别于其他产地祖母绿的一个有力证据;赞比亚祖母绿颜色发蓝或发灰,常见色带。

2.包体特征:祖母绿所含的包裹体与其矿床类型有关。哥伦比亚祖母绿属于黑色页岩型祖母绿矿床。固态包体有白云母、滑石、 长石、绿柱石、 黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、石英、针铁矿、褐铁矿、碳酸盐、磷灰石。黑色页岩与碳酸盐的组合是哥伦比亚祖母绿的典型产地特征;赞比亚祖母绿属于片岩型祖母绿矿床。含有柱状透闪石、浅到中等棕色的小片状云母、稀有的绿色绿泥石、柱状镁电气石、磷灰石、磁铁矿、赤铁矿、石英、萤石、碳酸盐、黄铁矿等。愈合裂隙由长方形或正方形的假次生流体包体组成,每一个包体包含两相或三相包体。

3.UV-Vis吸收光谱特征:哥伦比亚祖母绿中,致色元素铬和钒的比例在很大程度上不同。有些哥伦比亚祖母绿中铬元素含量高于钒,它们的光谱接近纯的Cr3+光谱,但大部分哥伦比亚祖母绿的吸收光谱是不等量的Cr3+和V3+的共同谱。一般而言,哥伦比亚祖母绿中没有Fe3+或Fe3+之间点和转移导致的吸收带;赞比亚祖母绿//c轴方向吸收光谱同时存在Fe3+离子和Fe2+离子吸收光谱还有致色元素Cr离子的吸收光谱。

4.化学指纹特征:相比其他产地的祖母绿,来自哥伦比亚的祖母绿相对纯净,外来元素少,仅占2 wt %。致色元素铬和钒的含量近似相等,铬含量为100 到5000 ppm ,钒的含量400 到6000 ppm 。多数哥伦比亚祖母绿的镁、钠和铯的含量低,铁的含量从200到1000 ppm(这个数字被认为比较低);赞比亚祖母绿的锂含量低,铬、钒含量低到中等,纳、镁、铁、钾元素含量中等到高。

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国土资源部珠宝玉石首饰管理中心副主任柯捷正在记录赞比亚祖母绿的分级特征。

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陆太进博士正在采集样本。

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科考组步行进入Kagem地下矿井进行考察。

编辑/邢远

撰文/陆太进、苏隽、林默青、刘燕(国家珠宝玉石质量监督检验中心)