翡翠结构类型与其形成意义

翡翠结构类型与其形成意义翡翠是一种以硬玉为主的多晶集合体矿物组成的具有工艺价值的玉石，它的价值与美观主要取决于颜色和质地，而翡翠的颜色和质地均受到其结构的影响。翡翠结构的形成及分类翡翠结构的形成翡翠的形成主要经历了两个阶段，即前期的变质结晶阶段和后期的改造阶段。前期的变质结晶作用主要使翡翠形成变晶结构，也有文献资料称为原生结构；当后期改造主要为热液变质作用时，可形成交代结构和脉状充填构造；当后期改造以动力变质作用为主时，可以产生碎裂和变形结构，且可与热液交代和充填作用同时发生。因此，按翡翠在形成过程中所受到的地质作用来划分，翡翠主要有三种结构：变晶结构、交代结构、碎裂及变形结构。翡翠结构的种类变晶结构变晶结构：指在变质作用过程中由原岩重结晶或变质结晶作用形成的结构。变晶结构主要的三种类型：①粒状变晶结构②柱状变晶结构、纤维状变晶结构③斑状变晶结构粒状变晶结构主要见于豆种的翡翠，根据晶粒粗细可分粗豆和细豆；柱状和纤维状变晶结构也有粗细之分，细粒常形成玻璃种；而斑状变晶结构最典型的主要有冰豆种和油豆种，豆粒状晶粒为斑晶，基质较细小。交代结构交代结构：通常指在流体参与的条件下经交代作用形成的结构。在翡翠中，最常见的是硬玉交代钠长石和角闪石交代硬玉形成的两种交代残留结构。交代结构主要包括四个类型：1.边缘交代结构边缘交代结构主要有三个特点：①交代环带结构:交代作用使硬玉矿物的边缘或外环的化学成分发生改变。例如，矿物颗粒内核成分为硬玉，而外环为绿辉石，或内核为绿辉石，而外环为硬玉。②交代蚕蚀结构:交代作用使原生矿物边界的轮廓呈港湾状或凹凸起伏状。③交代残余结构:当交代作用较强时，原生矿物仅保留少量残留物，例如，干青种翡翠内的钠铬辉石中可见铬铁矿的交代残余。2.内核交代结构内核交代结构内核交代结构的特点是:①交代穿孔结构的交代作用是从矿物内核开始交代形成的。②交代花蕊结构的交代作用发生在束状或放射状硬玉交汇的核部，呈花蕊状。3.渗入交代结构渗入交代结构是交代作用沿矿物颗粒内部解理、矿物与矿物颗粒间隙以及矿物集合体中的显微裂纹发生的，由此形成的结构变种有:(l)交代条纹结构:交代作用沿一组或几组解理发生，同一方向的交代条纹有相同的光性方位。(2)交代网状结构:交代作用沿矿物的显微网状裂纹或矿物与矿物颗粒间隙发生，交代矿物呈网状或网脉状分布。4.交代假象结构一种矿物颗粒被另一种矿物完全交代而形成交代假象结构。动力变质作用形成的结构—碎裂及变形结构碎裂结构：是指刚性岩石在低温下所受的定向压力超过了弹性限度时，使岩石和组成矿物发生碎裂和位移所形成的结构，称动力变质作用形成的结构。碎裂结构的类型变质作用形成结构主要有:变形结构(塑性)一微观变形(波状消光)、宏观变形(晶体弯曲)，碎裂结构(刚性)~碎裂结构，碎斑结构，碎粒结构，糜棱结构。我们将除糜棱结构以外其他的结构统称为一般碎裂结构。1.一般碎裂结构翡翠受轻微破碎时，矿物晶粒发生破裂、扭折或位移、波状消光等。矿物接触处破裂，形成带棱角的不规则碎屑，间有少量碎粒和碎粉，构成碎裂结构。2.糜棱结构翡翠遭受十分强烈的应力作用，原岩矿物大部分被粉碎成隐晶质粉末，并滑动而形成层状似流动构造，少量残留物呈眼球状或残斑状，构成糜棱结构。翡翠三种主要结构中，经前期热动力变质作用形成的变晶结构为主要结构，而后期改造作用中由热流体作用形成的交代结构与构造应力作用形成的碎裂结构是变晶结构形成后期的叠加结构。后期改造主要为热流体作用时，可形成交代结构和脉状充填构造，当后期改造以构造应力作用为主时，可以产生碎裂结构，有时碎裂作用与热流体交代和充填作用同时发生。如果翡翠形成后的碎裂作用与热流体活动同时或略早于热流体活动，则可以在矿物或岩石裂隙中形成热流体交代或充填的细脉。翡翠的结构与其形成的变质作用紧密相关。因变质重结晶作用形成，而又未经过构造变形的翡翠主要以粒状、短(粗)柱状变晶结构为主，晶粒边界清晰，粒间间隙较大，解理纹清晰可见，质地一般，透明度为微透明和不透明，如白底青种、干青种等翡翠。受动力变质作用而形成的翡翠，变形结构较发育，其主体结构为细粒一纤维变晶结构，质地较好，透明度为半透明或亚透明，如花青种、豆青种等翡翠。受强烈剪切应力和韧性变形作用而形成的翡翠，常具有糜棱至超糜棱结构，质地好，透明度高，为优质翡翠的主要结构，如冰种、玻璃种翡翠。翡翠结构与其物理性质的关系结构与透明度影响翡翠的透明度因素主要有三个，分别为硬玉矿物本身的透明度、矿物颗粒间光学效应强度和光线通过界面的次数。而翡翠的结构主要通过影响粒间光学效应间接影响了翡翠的透明度。粒间光学效应强度，即矿物晶体颗粒间的间隙对光线的折射、反射和吸收的强弱。粒间光学效应强度与矿物边界两侧的杂质的折射率差值成正比，若是单矿物，则与矿物最大双折射率成正比。光学效应越强，则翡翠透明度越低，反之，光学效应越弱，则翡翠透明度越高。翡翠主要为单一硬玉矿物组成，硬玉矿物双折射率仅为0.006，很低，因此理论上翡翠的透明度应该都很高。但是，由于组成矿物的结构存在较大差异，因此不同翡翠的透明度也存在较大差异。在翡翠内部，硬玉颗粒越小，结构越紧密，则光线在颗粒间隙被折射、反射、吸收的量也越少，同时光线被间隙其他矿物吸收的作用也越小，因此，透过翡翠的光量就越大，翡翠越透明。透明度较好的翡翠多为齿状镶嵌结构，纤维状变晶、亚颗粒结构，纤维粒状变晶结构和动态变晶结构。而碎裂结构、平直镶嵌粒状变晶结构的翡翠，一般透明度较差。其余结构的翡翠透明度居两者之间。结构与硬度和韧性硬玉颗粒间的结合方式和颗粒大小，也直接影响了翡翠的硬度和韧性。结构呈弯曲齿状镶嵌粒状或柱状变晶结构、纤维变晶结构、动态重结晶结构和糜棱结构的翡翠，一般硬度较高，韧性强度也较高；而呈显微破裂结构、破裂结构和碎斑结构的翡翠，一般硬度较低，韧性强度也较低。总的来说，结晶颗粒越粗大，晶粒间接触关系越平直，结构越疏松，则翡翠硬度越低，韧性强度越低。结构与颜色翡翠的颜色分为原生色和次生色，原生色一般位于晶格内部，而次生色主要赋存与晶粒间隙和翡翠的微裂隙中。而原生色的浓淡、分布的均匀程度、色调的纯度和次生色的产生，都受到翡翠结构的影响。其中，变晶结构和交代结构主要影响了翡翠的原生色，而变质作用形成的结构主要影响了翡翠次生色的产生。在变晶结构中，矿物晶体颗粒越细小、越接近等粒结构，则翡翠内部的透明度就越好，颜色就越“阳”、“匀”；此外，翡翠的结构越紧密，晶粒间隙越不易被其他物质充填，绿色调也就越显得“正”。交代结构常有交代残余存在。当硬玉交代钠长石而钠长石有残余时，相当于钠长石是存在于硬玉中的杂质矿物，则钠长石就增大了翡翠的粒间光学效应，使翡翠呈“白”；当角闪石交代硬玉时，会出现“癣”、“脏”，有时还会有铁的氧化色。呈现变质作用形成的结构的翡翠，矿物晶体内部微观结构发生改变，并形成一些裂隙和微裂隙。杂质离子进入晶格，使翡翠成色。Fe、Mn的氧化物也会充填裂隙和微裂隙，形成次生色。翡翠结构对翡翠质量的影响变晶结构对翡翠的影响1.粒度对透明度和光泽的影响研究表明,组成翡翠的矿物粒度越细、越均匀,翡翠的质地越细腻,光泽度越高,透明度也越好,颜色越显得均匀。反之,结晶颗粒越粗,越不均匀,质地就越松散,光泽度越差,透明度也越低。硬玉的粒度大小与翡翠的透明度关系极为密切。一般来说,透明度较高的品种,如玻璃种、冰种翡翠的平均粒度为0.05-0.15mm,当粒度达0.15-0.4mm时,翡翠可达半透明;当粒度0.55mm时,翡翠就不透明了。翡翠结构能够影响其光泽或者说抛光效果，是由于硬玉作为韧性很强的矿物,表面的光泽度与硬玉的粒度大小有直接关系,颗粒越细小的翡翠,越容易被打磨光滑，使得翡翠表面光滑明亮,润感越强,可显示出强烈的玻璃光泽。而结晶粗大的翡翠,不容易打磨光滑，打磨抛光后的成品表面常常不平整,很粗糙,光泽度也较差。一般来说,当矿物粒度0.15mm,翡翠的光泽度高,质地细润;当粒度0.55mm,翡翠的光泽度差,质地粗糙,无润感。2.颗粒形态对透明度的影响据镜下观察,结构类型由粒柱状变晶结构→柱状变晶结构→纤维状变晶结构变化时,透明度会逐渐提高。当翡翠中纤维状矿物呈半平行交织结构时,翡翠会达到半透明甚至全透明,同时，这种结构也是导致翡翠具有很高韧性的重要原因。3.晶体排列方向对光泽的影响硬玉集合体,越接近于平行排列,光泽度越强,质地越佳；而越近于束状排列、放射状排列,光泽度越差,质地越劣。这是因为晶体排列不规则,晶体大多与切面斜交,显露的多为晶体断口或是在晶体间杂乱排列的细小充填物,就会造成光的散射现象。4.晶体结合方式对透明度的影响具有齿状镶嵌变晶结构、弯曲镶嵌变晶结构的翡翠样品具有相对较高的透明度,而具平直镶嵌粒状变晶结构的翡翠样品的透明度则相对较低。造成这种现象的原因是:在一些结构疏松的翡翠中,硬玉矿物之间不是紧密接触,而是有一定的空隙,这些空隙之中充填有空气。空气的折射率值为1.0,与硬玉的折射率1.67±有大的差值,导致粒间光学效应达到一定强度,降低了透明度,使得翡翠不透明或微透明。而结构紧密的高档翡翠矿物之间排列紧密,基本上不具有空隙。而且由于后期应力作用,晶体排列有序度增加,边界融合不清,光学性质趋于一致,岩石的光学特性向准晶体方向转化,减少了光线的能量损失,形成良好的透明度。交代结构对翡翠的影响1.交代结构对翡翠透明度、折射率、密度的影响①硬玉被钠质闪石交代翡翠中硬玉被钠质闪石交代时,因带入Fe,Mg,Ca等离子而使翡翠的颜色变暗,透明度、折射率、密度等都会降低,因而影响了翡翠的质量。②硬玉交代钠长石翡翠中硬玉交代钠长石后,残留的钠长石及与硬玉同期形成的钠长石都有利于提高翡翠的透明度,但如前所述,钠长石的存在会使翡翠的密度、折射率降低。当翡翠中钠长石含量很少时,翡翠的密度、折射率的降低不易察觉,所以这种交代结构对质量影响不算太大。2.交代结构对翡翠成品抛光效果的影响①当交代作用形成的翡翠中含少量钠质闪石、钠长石时,由于其硬度的差异,其抵抗削磨的能力不同,这样会使翡翠的抛光面上凸凹不平,光线部分发生散射,致使翡翠的光泽度降低；另一方面,钠质闪石和钠长石折射率都比硬玉的折射率低,而光泽的强度取决于反光量,反光量又与折射率成正比,因而当翡翠中含钠质闪石、钠长石越多,光的反射量就越少,翡翠的光泽也就越差。②由于钠质闪石易蚀变为绿泥石,而绿泥石的硬度远远小于硬玉,因而抛光后,翡翠表面常出现凹坑,这将直接影响翡翠的抛光效果及其质量。碎裂及变形结构对翡翠质量的影响具破碎结构的翡翠由于动力变质作用引起硬玉产生晶内滑动,晶格发生位错和扭曲,光率体发生偏转,不利于光的传播,必然降低透明度。同时,具碎裂结构的翡翠,矿物晶体发生碎性变形,内部联接力受到损害而变小,从而降低了翡翠的硬度。因此,动力变质作用形成的具碎裂结构的翡翠质地较差。另外,从工艺角度考虑碎裂结构的发育,无论其碎裂程度如何,都会降低材料的利用率。具糜棱结构的翡翠在较低温度、较高应力及高应变速率的条件下,矿物以位错滑动和位错蠕变机制为主导作用产生动态恢复和动态重结晶。随着变形强度的增加可分别形成金丝种、蛋清种、冰种直至玻璃种。开始变形时部分硬玉晶粒被压扁和拉长,形成透镜状,晶粒内出现波状消光和变形纹等结构,进一步剪切则由透镜状发展为缎带状,并由于位错滑动而产生亚晶粒,形成镶嵌结构,并在边缘部分或亚晶界上出现细粒的动态重结晶。在此阶段变形以位错滑动和位错蠕变为主,因而晶粒间的间隙以及解理和显微裂隙等未被完全消除,品质改进还不是很大。由于构造运动温度有所上升,扩散蠕变开始缓慢进入,晶间间隙、解理和显微裂隙等空隙被部分消除,翡翠质地逐渐变得细腻,形成金丝种、蛋清种和蛋清花青种等。变形继续进行,缎带状晶粒可以全部被细小的重结晶晶粒代替,形成超糜棱结构。变形过程中温度不断上升,扩散蠕变逐渐加强,使细小动态重结晶晶粒之间的各种空隙被很好地填补,透明度大大增强,形成老坑玻璃种的优质翡翠。故优质翡翠常常是强烈剪切带中韧性变形的糜棱岩类。结构是评价翡翠质量的重要依据之一,它对翡翠的质地、透明度等