一、概述
我国河南南阳独山产的独山玉,它不是一般的变质岩,而是一种特殊的与斜长-黝帘石化有关的交代蚀变岩,为此列入本书来阐述。独山玉是一种色泽多变、光泽度和硬度高的优良玉质岩石。从出土文物看,人类开采独山玉可能已有5000年以上的历史;汉代已开始规模开采和加工,历史上曾将它当作“翡翠”、“软玉”和“白玉”等。近代关于它的成因和矿物组成有诸多说法。
1936年李学清鉴定为角闪岩,现今出版的地质辞典定为次生石英岩,A.Schuler(1960)将此归为钠长翡翠岩,这些说法都不够正确。现今对它研究最详细的是邓燕华(1991),他们正确确定其是一种高-中温交代蚀变岩石。但这不是一般的热液蚀变,我们对切片系统观察,原以为它与钠长-黝帘石化(saussuritization)有联系,事实上这种蚀变作用并没有碱性活动组分,如Na2O、CO2等参加,而是生成以基性斜长石(An=70~100)和黝帘石组成的特殊的交变岩石。总之,独山玉化与一般交代作用相比,十分特殊,具有独立的特征和成因,但确是高压条件下热液交代蚀变成因。
二、主要岩石类型及特征
独山玉化的围岩确定是由辉长岩(变辉长岩)(照片475)和斜长岩(照片476)所组成的杂岩体,但辉长岩中的辉石几乎全变为次闪石(或阳起石)。粒度为0.5~5mm,一般为中粒结构。据邓燕华和河南省第四地质调查队的分析资料,Na2O为0.04%~1.70%,平均为0.79,而CaO平均含量高达18.5%,Al2O3平均达32.51%,这些皆比世界上斜长岩为高;而SiO2平均仅为43.87%;K2O含量很低,仅为0.23%;烧失量仅为0.47%。由此可知,形成独山玉的条件与一般热液相差甚远,与钠长-黝帘石化也不同。因此这种蚀变作用值得我们研究。
蚀变矿物最主要为黝帘石和基性斜长石。黝帘石是帘石类矿物中不含铁、锰等含水的钙铝岛状硅酸盐Ca2Al3〔Si2O7〕〔SiO4〕O〔OH〕。岩石中虽发现有少量绿帘石,但只是局部分布。可知独山玉是在缺铁或贫铁的条件下形成的。基性斜长石以培长石(An=70~90)为主,局部有钙长石(An=90~100)和拉长石(An=50~70)组成。蚀变作用最初是基性斜长石和黝帘石呈粒状、浸染状和脉状交代上述围岩(照片477,478,479),这表明在交代蚀变过程中没有发生去钙长石化现象。黝帘石和斜长石常呈粒状集合体方式交代原岩中的斜长石等(照片480),而原岩中的粗粒拉长石为细粒培长石和钙长石所交代。根据交变岩中这两种矿物的比例的逐渐变化,我们将其分为5级:
(1)主要由基性斜长石所组成的斜长独山玉,斜长石含量为90%~100%,其中黝帘石含量为1%~10%(照片477)。
(2)含黝帘石斜长石独山玉,斜长石含量为60%-89%,可称为黝帘斜长独山玉(照片478)。
(3)黝帘石-斜长石独山玉,黝帘石或斜长石含量为40%~60%(照片479,480,481)。
(4)含斜长石-黝帘石独山玉,黝帘石含量为60%~89%,可称斜长黝帘独山玉(照片482,483)。
(5)黝帘石独山玉,含黝帘石90%~100%(照片484;彩照133)。
从黝帘石和斜长石的关系来看,虽然两者密切共生,但斜长石一般形成较早,可以见到黝石呈浸染状、网脉状交代新生斜长石的各种现象(照片479,480),黝帘石的形成在时间上持续时间相对较长或较晚。在前两类独山玉中黝帘石常呈细脉浸染状分布,而后呈脉状和网脉状交代,随着黝帘石的增多,基性斜长石逐渐变为团块状残留体。
上述五类所指皆是宝玉石中的白玉。至于绿玉主要由含阳起石造成。褐色的独山玉可能是含有较多的榍石造成的(照片485)。原岩中斜长石残留较多;或产生较多的阳起石(彩照134),可能成为杂玉,它们颗粒粗细不一,质量较差。
三、关于独山玉的成因
这种特殊和稀少的交代蚀变,其形成的原因是不能用一般热液蚀变来解释的。我们发现这种岩形成时,构造应力作用是不可忽视的,部分岩石表现出片理化特征(照片486,487)。同时我们发现有少量硬玉(2V=70°~75°,(+)c∧γ=-30~-40,照片487;彩照135,136)和少量蓝闪石(c∧γ=4~6°,弱的多色性浅蓝色等,照片488)。这两种高压矿物的存在表明它们是在高应力环境中形成的。从邓燕华等同位素(K-Ar法)测年的资料落在加里东期(437~569Ma)和海西期(338~339Ma)来看,这正是该地区强烈的加里东和海西运动时期。从构造环境来看,独山玉产出的部位正是东西向展布的大别-桐柏-秦岭榴辉岩带,也即是华北板块和华南板块拼贴带之所在。所以我们认为独山玉是在高压和高-中温条件下由斜长岩和含斜长石较多的辉长岩,在流体量较少的条件下形成的一种特殊的交代蚀变岩。