辽宁阜新“战国红”玛瑙致色机理及结构成因研究

【摘要】战国红玛瑙是一种隐晶质石英质玉石，产于辽宁省北票地区存珠营子村的流纹岩内，具有特征的红色、黄色条带。本文结合前人研究成果，通过显微观察、阴极发光、红外光谱、电子探针、X射线粉晶衍射、显微拉曼光谱、差热分析等实验手段对战国红玛瑙的的结构、成分和颜色进行了研究，并进一步提出了战国红玛瑙的评价因素，并与市场上常见的河北宣化玛瑙进行了对比。战国红玛瑙在正交偏光显微镜下可见从围岩到中心的四种结构：细粒结构、短纤维状结构、长纤维状结构和晶质石英。这四种结构常有规律地重复出现，其中前三种结构在扫描电镜下为细小球粒聚集并有一定孔隙。战国红玛瑙的主要成分为石英，次要成分为斜硅石，并含不到1%的水。不同颜色和结构的样品其拉曼光谱中均可见斜硅石的特征峰，其中最具特征的501～503cm-1峰可与α-石英的464cm-1峰相区别；通过斜硅石和石英分别的峰值积分比率可以计算斜硅石的含量，同一块样品中不同位置所含斜硅石含量为0-20wt%；同时通过拉曼校准曲线函数估算斜硅石在被测样品中的总质量百分比为极少量到40%，斜硅石主要存在于细粒结构和短纤维结构中。战国红玛瑙的颜色多呈条带状分布，也可呈团块状及弥散状分布，显微镜下可见颜色是由红色或黄色点状物聚集所致，10×放大镜下不可见，经电子探针测试可知主要为铁离子致色，经显微拉曼光谱测试知其颜色是由单一矿物或几种矿物混合产生：鲜红色主要由赤铁矿和针铁矿致色，其中赤铁矿含量越多，红色越暗；黄色主要由针铁矿致色，针铁矿和石英含量比例不同产生深浅不同的黄色，石英越多，黄色越浅；暗红色主要由赤铁矿致色，石英含量较低。推测赤铁矿可能由针铁矿脱水形成。综合前人研究，推测战国红玛瑙是从富硅、酸性热液中形成，成矿过程可因热液注入而分多个期次，其中第一次热液注入通常充满整个孔洞，称为第一期成矿，并可分为四个阶段：二氧化硅雏晶成核阶段、短纤维生长阶段、长纤维生长阶段和晶质石英晶出阶段。新的热液注入可能发生在第一期成矿完成之后或过程之中，通常重复第一期的后两个阶段，最终以中心空洞被充满或不能进入新热液为止。因此，可以解释玛瑙中心出现透明玉髓或晶质石英之后再次出现条带及晶质石英的现象。
【作者】谢天琪；
【导师】何雪梅；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），矿物学岩石学矿床学，2014，硕士
【关键词】战国红玛瑙；斜硅石；结构；颜色；成因；

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