“梅花玉”(当地人称)产自湖北省神农架林区红坪镇板仓，是我国神农架产出的一种珍贵红色矿石，形成于中元古界富含深红色角砾的白云质灰岩中[1-3]。因其玉化程度较高，表面“血色”鲜红，呈大朵的团块状，如一丛丛盛开的梅花，被称为“鸡血梅花玉”或“鸡血红梅玉”(下文简称“梅花玉”)。其“血色”以点状、块状居多，掺杂有白色、黑色、灰色等色彩，图案多似红梅。经过雕琢加工后，图案似梅花盛开，光彩照人，具有很高的观赏价值和收藏价值。本文针对湖北神农架“梅花玉”的宝石学特征、矿物组成、化学成分、微形貌特征和颜色成因进行研究。

1 样品与测试方法

笔者选取了3块“血色”浓度不同的、产于湖北神农架地区的“梅花玉”样品为研究对象，对其进行了常规宝石学测试、光学显微镜下观察以及各种大型仪器测试。其中，X射线粉末衍射仪为X’Pert PRO型衍射仪，测试条件:电压40 kV，电流40 mA，CuKα靶，扫描速度0.4 °/s，扫描步长0.016 7°，测量范围3°～65°。扫描电子显微镜测试仪器为Quanta 450 FEG型场发射环境电子显微镜，测试电压30 kV，束斑大小3.0 μm。该仪器所带能谱为Inca X.MAX 50的SSD电制冷能谱仪，探头面积50 mm2，分辨率优于129 eV，峰背比20 000∶1，分析的元素范围Be～U。测试选取“梅花玉”样品的新鲜断口面和抛光薄片，喷碳处理后再进行测试，实验在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。拉曼光谱测试在中国地质大学(武汉)珠宝学院完成，仪器型号为R200L型拉曼光谱仪，测试条件：激发光源波长532 nm，扫描时间5 s，叠加5次，波数分辨率9～15 cm-1，波长范围34～4 900 cm-1，光斑50×1 000 μm2。

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2 结果与讨论

2.1 基本特征

“梅花玉”结构致密，色彩斑斓，白色部分呈不透明块状分布，“血色”部分呈不规则面状、条带状分布在基质上，黑色矿物呈脉状、条带状分布(图1)。笔者选择3块湖北神农架“梅花玉”样品进行常规宝石学测试，对样品的外观进行了颜色、光泽、透明度的观察描述，对其折射率、密度进行了测量，结果如表1。

图1 湖北神农架“梅花玉”样品 Fig.1 “Meihua Jade” samples from Shennongjia, Hubei Province

表1 湖北神农架“梅花玉”样品的宝石学参数 Table 1 Conventional gemmological parameters of “Meihua Jade” samples from Shennongjia, Hubei Province

样品编号颜色光泽透明度折射率密度/g·cm-3特征JX⁃1鲜艳红色玻璃光泽不透明1．572．69质地细腻，红色颗粒分布均匀，可见白色块状矿物，以及黑色矿物呈脉状分布JX⁃2深、浅红色玻璃光泽不透明1．622．71质地细腻，红色颗粒深浅不一，白色矿物呈不规则块状分布JX⁃3暗红色油脂光泽不透明1．572．70质地细腻，红色矿物分布较均匀，褐色矿物呈条带状分布

图2 湖北神农架“梅花玉”样品的偏光显微镜特征：a.方解石(左侧)与富含赤铁矿部分(右侧)；b.方解石上可见解理、双晶及赤铁矿颗粒 Fig.2 Characteristics of “Meihua Jade” samples from Shennongjia, Heibei Province, under polarizing microscope：a.Calcite (left) and hematite rich part (right);b.Cleavage, twins and hematite particles on calcite

在单偏光下，“梅花玉”薄片中可见无色透明矿物，有的突起高，有的突起低，整体闪突起明显，自形晶少见，呈不规则粒状，两组解理，交角为75°左右(图2a)。在正交偏光下，该矿物为对称消光，高级白干涉色，可见双晶纹，双晶纹附近有彩色镶边，具有简单双晶，综合推断为方解石(图2b)。

②排水系统建筑物配套齐全、实用、安全。斗农级固定排水沟配套建筑物建设标准化、系列化程度应达到90%以上。

(3)“梅花玉”中大量分布的红色点状颗粒是其成“血色”的主要致色原因，在偏光镜下观察，红色部分为块状、脉状，由很多的点状微小矿物颗粒构成。拉曼光谱显示，其红色颗粒为赤铁矿。赤铁矿呈微晶颗粒分布在方解石周围或缝隙中。X射线能谱分析发现，黑色脉状部分可能含有黑云母等硅铝酸盐或粘土矿物。

2.2 X射线粉末衍射分析

参考文献:

图3 湖北神农架“梅花玉”样品的X射线粉末衍射图 Fig.3 XRD pattern of “Meihua Jade” from Shennongjia, Hubei Province

表2 湖北神农架“梅花玉”样品的X射线粉末衍射数据 Table 2 XRD data of “Meihua Jade” from Shennongjia, Hubei Province

2θ/(°)d/ÅI/I0矿物组成20．8744．2512石英23．0903．8533方解石26．6693．3326石英29．4593．02100方解石30．9422．8857白云石31．4902．8322方解石36．0252．4950方解石+白云石+石英39．4732．2873石英+方解石41．1082．197石英+白云石43．2252．0975方解石+白云石+石英47．5711．90125方解石48．5781．8797白云石+方解石51．0411．788石英+白云石56．6281．6213石英+方解石57．4691．6040方解石+白云石+石英60．7411．5227方解石+白云石+石英61．0481．5121方解石+白云石

2.3 拉曼光谱分析

为了准确测试不同颜色部分的矿物组成，将“血色”部分磨制成较厚的抛光薄片(厚度2 mm)进行拉曼光谱测试。

对样品中白色部分进行点测试，共测试了64个点，获得3种拉曼光谱位移峰：(1)61个测试结果较为相同，结果显示(图4a)在145、272、706、1 081 cm-1处存在吸收峰，最强峰位于1 081 cm-1处，与方解石的拉曼峰吻合[6]；(2)1个测试点(图4b)显示在166、288、1 091 cm-1处存在吸收峰，其中1 091 cm-1为白云石的特征峰[6]；(3)2个测试点(图4c)出现了118，456，1 086 cm-1处的吸收峰，其中118 cm-1和456 cm-1处的吸收峰为石英的特征峰[7-8]，该测试结果与XRD测试结果吻合。

图4 湖北神农架“梅花玉”样品白色部分的拉曼光谱:a.方解石；b.白云石；c.石英 Fig.4 Raman spectra of white part of “Meihua Jade” samples from Shennongjia, Hubei Province: a.Calcite; b.Dolomite; c.Quartz

对“梅花玉”样品“血色”部分进行拉曼光谱测试，图5显示较明显的赤铁矿的1 318 cm-1特征拉曼位移峰[7-9]，此外，还出现 145、272、706、1 081 cm-1方解石特征峰，说明赤铁矿分布于方解石基质中。根据石槽河组的岩相特征来看，部分岩石显紫红色，富含微晶赤铁矿，岩相主要为水平层叠的白云岩及含泥质泥晶的白云岩[2-3]。

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尾矿库周边农田中9个样品各重金属元素地积累指数值见表5，8个重金属元素中，Cd污染最为严重，地积累指数值介于1.90～2.82之间，其次为U，地累积指数值介于0.81～1.46之间。其他元素地积累指数均<0。由表4及图2可知，对于Cd元素，9个样品中有1个样品为轻度污染，8个样品为中度污染。对于U元素，9个样品中有4个样品为轻微污染，5个样品为轻度污染。样品中各元素地积累指数平均值排序为Cd>U>Pb>Cu>Zn>Cr>Ni>Co。

(2)“梅花玉”主要矿物组成为方解石，含少量白云石、石英以及赤铁矿；

图5 “梅花玉”中“血色”部分的拉曼光谱 Fig.5 Raman spectra of red part of “Meihua Jade” samples

图6 “梅花玉”样品中矿物形貌及成分：a.方解石；b.白云石；c.石英；d.黑云母 Fig.6 Micro-morphology and mineral components in “Meihua Jade” samples： a.Calcite;b.Dolomite;c.Quartz;d.Biotite

2.4 扫描电子显微镜及能谱分析

“梅花玉”样品的新鲜断口面进行扫描电子显微镜观察测试，结果显示(图6a)，基质方解石解理发育，可见叠瓦状解理面，其晶体结晶度高，结晶形态较完整。在方解石周围存在大量不规则细粒状颗粒集合体，颗粒相对较大的(> 20 μm)结合能谱分析(图6b)发现该矿物为白云石；颗粒相对较小的(< 10 μm)结合能谱分析(图6c)发现该矿物为石英。脉状、条带状的黑色矿物穿插在基质方解石中，化学成分为Si、Al、O、Na、K、Mg、Fe，推测该矿物为黑云母[6](图6d)，其矿物组成还需要进一步的实验依据来确定。

“梅花玉”薄片中的浅红色矿物在镜下显示为大量微小黑色颗粒覆盖在无色透明矿物上，如图2a右侧。这些微小矿物在基底上含量不同、覆盖厚度不一，在覆盖较薄区域上能明显观察到基底矿物具有闪突起，两组完全解理，正交镜下为高级白干涉色。当微小颗粒含量多时，覆盖的区域全消光，闪突起不明显，因此推断为大量红色矿物覆盖在基底方解石表面或者裂隙中，红色矿物组成需要实验进一步证明。

3 结论

[3] 刘力，陈小龙，潘龙克，等.神农架隆起南缘石槽河组白云岩地球化学特征及其成因分析[J].资源环境与工程，2016，30(4)：551-555.

(1)神农架“梅花玉”结构致密，色彩斑斓，具玻璃光泽—油脂光泽，不透明，密度为2.69～2.71 g/cm3；

黑色脉状部分的拉曼光谱未能获得除基质(方解石)之外的矿物组成，可能是由于脉状部分中黑色矿物颗粒特别细小且含量低，拉曼光谱不能探测到。

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祁红伟为研究提供了鸡血梅花玉石样品，在此表示感谢。

对“梅花玉”样品粉末进行X射线粉末衍射分析(XRD)，从数据(图3和表2)来看，“梅花玉”显示方解石(CaCO3)、白云石[CaMg(CO3)2]、石英(SiO2)的衍射峰。其中CaCO3的特征衍射峰为3.02，3.84，2.83 Å，CaMg(CO3)2特征衍射峰为2.89 Å，SiO2特征衍射峰为3.34 Å[4-5]。由它们的最强衍射峰进行半定量分析可知，方解石的质量分数为91%，次要矿物白云石的质量分数为7%、石英的质量分数为2%。该测试结果与岩石薄片在偏光显微镜下观察结果相一致。

[1] 胡宁.鄂西神农架地区中元古界乱石沟组岩相古地理[J].矿物岩石，1997(1)：59-63.

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[2] 胡宁.鄂西神农架地区中元古界石槽河组岩石特征及沉积环境[J].华南地质与矿产，1997(2)：54-61.

对湖北神农架地区产出“梅花玉”进行常规宝石学测试、偏光显微镜、X射线粉末衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜观察、能谱测试分析，得到以下结论：

[4] 迟广成，肖刚，伍月，等.X射线粉晶衍射仪在大理岩鉴定与分类中的应用[J].岩矿测试,2014,33(5):698-705.

[5] 陈涛,刘云贵,吴迪,等.福建寿山黑田与坑头黑的谱学与矿物学研究[J].光谱学与光谱分析,2016,36(11):3 693-3 697.

[6] 杜广鹏，范建良.方解石族矿物的拉曼光谱特征[J].矿物岩石，2010,30(4)：32-35.

[7] 陈涛，鲁纬，唐亮亮，等.福建寿山高山桃花石的颜色成因研究[J].宝石和宝石学杂志,2008，10(3)：1-4.

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[9] 王冠玉,陈涛.寿山红色月尾石与老岭石宝石学特征对比[J].宝石和宝石学杂志,2016,18(1):15-23.

[10] 潘兆橹.结晶学与矿物学[M].北京：地质出版社，1994.

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