中國典型產(chǎn)地軟玉的寶石學(xué)礦物學(xué)特征及對良渚古玉器產(chǎn)地的指示
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【摘要】:中國是世界上最早開采和利用玉石的國家,從新石器時代至今在中國境內(nèi)出土的歷代古玉器中,以和田玉為原料的占多數(shù);其次相同質(zhì)量的軟玉,不同的產(chǎn)地具有不同的價值,所以亟待進(jìn)行軟玉的產(chǎn)地特征研究;最后軟玉作為我國主要的古玉器材質(zhì),從未間斷。因此研究中國各個軟玉產(chǎn)地的特征,建立各個產(chǎn)地軟玉產(chǎn)地特征體系,結(jié)合古玉器特征進(jìn)行分析,對于判斷古玉器的材質(zhì)來源進(jìn)而確認(rèn)史前文化的交流范圍有著重要的歷史文化意義。本研究以產(chǎn)于中國四個典型產(chǎn)地(新疆若羌、青海三岔河、遼寧岫巖和江蘇溧陽)的軟玉為研究對象,重點(diǎn)開展了研究區(qū)的野外地質(zhì)調(diào)查和采樣工作,配合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和鑒定以及綜合分析,主要進(jìn)行了肉眼及顯微薄片觀察,同時進(jìn)行了電子探針(EPMA)、Ⅹ射線粉晶衍射(XRD)、紅外光譜(IR)、拉曼光譜(Raman)和X射線光電子能譜(XPS)等寶石礦物學(xué)的研究。利用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)首次較全面系統(tǒng)地對新疆、青海、遼寧等4地的10個礦區(qū)的軟玉進(jìn)行了全面的化學(xué)成分研究,同時結(jié)合新石器時代良渚文化莊橋墳遺址出土古玉器的(LA-ICP-MS)測量結(jié)果,從各個典型產(chǎn)地軟玉的特征及古玉器的原料來源兩個方面進(jìn)行分析。通過肉眼和顯微薄片觀察表明中國各個典型產(chǎn)地軟玉(新疆若羌、青海三岔河、遼寧岫巖和江蘇溧陽)的主要組成礦物均為透閃石,含量一般大于95%,大多數(shù)大于98%以上。各個典型產(chǎn)地軟玉的結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出透閃石典型的顯微毛氈狀結(jié)構(gòu)。新疆若羌軟玉含有少量的白云石、簾石、透輝石、鎂橄欖石、蛇紋石和石英,青海三岔河軟玉含有少量透輝石、方解石、蛇紋石、磷灰石、黝簾石和石英,岫巖軟玉含有少量磷灰石、綠簾石、蛇紋石、綠泥石、滑石、石墨、黃鐵礦、磁鐵礦和褐鐵礦,江蘇溧陽軟玉含有少量黑云母,方解石和不透明黑色金屬礦物。新疆若羌,青海三岔河和江蘇溧陽軟玉隨著晶體顆粒的大小表現(xiàn)出隱晶質(zhì)-晶質(zhì)-粗晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。通過電子探針分析中國各個典型產(chǎn)地軟玉的主要化學(xué)成分,均為SiO2、MgO、CaO和少量的FeO+Fe2O3,并且w(SiO2)、 w(MgO)、w(CaO)較為穩(wěn)定,變化范圍不大,與透閃石的理想化學(xué)成分基本相同。通過礦物化學(xué)式的計(jì)算,得出B位離子的占位情況判斷各個典型產(chǎn)地軟玉均屬于鈣角閃石族。各個礦點(diǎn)的軟玉主要化學(xué)成分差異不大。X射線粉晶衍射結(jié)果表明各個典型產(chǎn)地軟玉樣品的衍射峰組合樣式基本相同,普遍在3.13 A左右為最高峰值,8.54 A、3.28 A和2.71 A左右的峰值也普遍較強(qiáng),與國際標(biāo)準(zhǔn)粉晶衍射庫中的透閃石衍射特征基本一致,晶胞參數(shù)也全部接近透閃石的理論值。主要的區(qū)別是不同產(chǎn)地軟玉樣品的特征峰值強(qiáng)度略有不同:江蘇溧陽軟玉樣品的粉晶衍射峰值在4.54 A左右比較低,相對其他四個產(chǎn)地略有區(qū)別;新疆若羌軟玉的粉晶衍射峰值在2.71 A左右比8.54 A左右高,其他四個產(chǎn)地普遍8.54 A左右的峰值高于2.71 A左右的峰值。紅外光譜結(jié)果表明,各個典型產(chǎn)地軟玉的紅外吸收頻率主要出現(xiàn)在高頻區(qū)3700~3600 cm-1和1200~800 cm-1及低頻區(qū)800~600 cm-1和600~400 cm-1的范圍內(nèi),室溫下各個典型產(chǎn)地軟玉的圖譜基本相似,并且與透閃石的標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜相似,表明各個產(chǎn)地軟玉均由較純的透閃石組成,雜質(zhì)礦物的含量很少。僅有溧陽軟玉出現(xiàn)前人研究中沒有報(bào)道過的和Na和K相關(guān)的3691 cm-1的吸收峰,這個特征可作為區(qū)分江蘇溧陽軟玉與其他產(chǎn)地軟玉的重要指標(biāo)。拉曼光譜測試結(jié)果表明各個典型產(chǎn)地的軟玉的拉曼光譜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,均與透閃石的標(biāo)準(zhǔn)拉曼譜峰一致。不同產(chǎn)地的碧玉、青玉、青白玉在3500-3800 cm-1的OH振動譜帶分裂成三個譜帶,并且強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢。X射線光電子能譜測試結(jié)果表明透閃石中存在Fe2+和Fe3+,通常來說,Fe2+在透閃石中在M1、M2、M3、M4位中均可出現(xiàn),而Fe3+占據(jù)M1、M2、M3位。微量元素的變化規(guī)律表明礦物的成礦物質(zhì)來源于原巖,具有良好的繼承性。各個典型產(chǎn)地軟玉間的微量元素走向趨勢基本一致,除青海三岔河軟玉(微量元素表現(xiàn)為Ba富集,Rb虧損)外,均表現(xiàn)出Ba、Nb虧損,而Rb、U表現(xiàn)為富集。稀土元素配分型式上,江蘇溧陽軟玉表現(xiàn)為輕稀土富集的右傾曲線,輕稀土段曲線較為平緩,而重稀土曲線則較陡,Eu負(fù)異常明顯,屬于中酸性巖漿交代成因;新疆軟玉具有不同的輕、重稀土分異的情況,Eu明顯負(fù)異常,Ce無明顯的異常特征,說明新疆地區(qū)軟玉是晚古生代的中酸性巖漿和寒武紀(jì)鎂質(zhì)碳酸鹽巖接觸交代形成的;青海三岔河軟玉稀土元素配分型式曲線整體呈現(xiàn)平坦?fàn)?輕、重稀土分異程度不明顯,青海小灶火則表現(xiàn)為明顯的重稀土富集左傾曲線。前者為基性侵入體和鎂質(zhì)碳酸鹽巖接觸交代形成,后者為中酸性侵入體與鎂質(zhì)碳酸鹽巖接觸交代形成;遼寧岫巖軟玉大多數(shù)是輕、重稀土分異程度不明顯的平坦?fàn)钋,存在少數(shù)輕稀土富集、重稀土平坦的右傾曲線,大多數(shù)岫巖軟玉呈現(xiàn)Eu的負(fù)異常,少數(shù)出現(xiàn)Eu的正異,F(xiàn)象,說明岫巖軟玉有著復(fù)雜的成礦流體。最后從顏色、光澤、透明度、折射率、相對密度、主量成分和微量元素等方面將良渚文化莊橋墳遺址出土古玉器和現(xiàn)代各個典型產(chǎn)地軟玉進(jìn)行對比,結(jié)果表明莊橋墳出土古玉器的稀土配分型式顯示δEu負(fù)異常的左傾,而前人研究認(rèn)為的良渚文化玉料來源-江蘇溧陽小梅嶺玉礦的稀土配分模式顯示δEu負(fù)異常的右傾曲線,認(rèn)為良渚文化莊橋墳遺址出土古玉器的玉料來源不是江蘇溧陽,而最有可能是新疆軟玉。
【學(xué)位授予單位】:中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:K876.8;P619.28
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,本文編號:1156446
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