含铍矿物祖母绿是因微量Cr和/或V致色的绿色绿柱石,为世界四大珍贵宝石之一,具有极高的经济价值。同时铍(Be)是重要的战略资源,在国防、工业制造、汽车、核反应堆、电信和医学等众多领域有广泛应用。因此对祖母绿的特征及矿床的研究,不仅具有重要的理论意义,还具有很高的经济价值;同时,对研究战略性关键金属Be的形成和富集机制也具有重要的现实意义。
我校珠宝学院余晓艳教授团队长期深耕全球不同产地祖母绿的宝石矿物学特征、致色机理及矿床成因研究。2017年,我国中部秦岭造山带陕西省商洛市镇安县境内首次发现了宝石级祖母绿,该矿区成为继云南麻栗坡、新疆达布达尔之后,我国第三个具有重要价值的祖母绿矿区,填补了我国中部地区缺乏祖母绿矿产地的空白。
2024年以来,伴随珠宝研学活动的逐步开展,陕西镇安祖母绿开始走进大众视野,其独特的产出背景与宝石学价值也引发了国内外宝石学、矿物学领域学者的广泛关注。但作为新兴祖母绿产地,该矿区产出祖母绿的宝石矿物学特征、致色机理、产地溯源指标以及矿床形成机制等关键科学问题,尚未进行系统的研究,也制约了其宝石鉴定与市场价值认定工作的推进。
基于此,我校珠宝学院硕士研究生郭仪在导师余晓艳教授的指导下,依托野外实地采集的镇安祖母绿标本,综合运用标准宝石学常规测试、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光吸收光谱、激光拉曼光谱以及LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱)等一系列现代高精度测试技术,对陕西镇安祖母绿开展了全面、系统的宝石学、光谱学测试与微量元素分析。首次系统揭示了陕西镇安祖母绿的宝石矿物学特征,明确了其产地专属标识,不仅完善了我国不同产地祖母绿的研究体系,更为这一新兴产地祖母绿的专业鉴定、产地溯源与行业规范化评价提供了科学依据与关键技术支撑,对我国祖母绿矿产资源的研究、保护与开发具有重要的学术与实践意义。
该研究主要取得以下认识:
(1)镇安祖母绿产于石英脉和石英-方解石脉中,与白云母、金云母、钠长石、白钨矿、萤石、硅铍石等矿物共生;祖母绿晶体自形程度较高,六方柱发育良好,柱面可见倾斜的生长阶梯;晶体内部存在丰富的气液两相流体包裹体和矿物包裹体(如方解石、金云母、斜长石、白钨矿、赤铁矿、滑石等);成对出现的之字形生长纹具有产地意义(图1~图4)。
(2)镇安祖母绿鲜艳的绿色主要与微量元素钒有关,具有特征的紫外可见光吸收光谱;祖母绿环带样品的绿色边缘较之浅色核心呈现钒、铁、铯含量明显升高的特征;碱金属含量范围为7650~9853 ppm。拉曼光谱显示镇安祖母绿结构通道中的水主要为Ⅰ型水,其吸收峰强于Ⅱ型水(图5~图6)。
(3)镇安祖母绿微量元素具有高钒(1047~3031 ppm)、中铁(951~1968 ppm)、低铬(不高于180 ppm)的特征;锂(279~627 ppm)、铯(715~1585 ppm)含量相对较高的特征;镓铯比值大于0.013。通过一系列微量元素特征投图,可以将陕西镇安祖母绿与世界上其他富钒祖母绿进行产地的区分(图7~图9)。为祖母绿的鉴定和产地溯源提供了科学依据和技术支撑。

图1 秦岭造山带大地构造与陕西镇安区域地质图

图2 南秦岭镇安祖母绿矿区野外考察图

图3 石英-方解石脉中的祖母绿手标本

图4 平行于c轴方向成对出现的之字形包裹体(生长纹)

图5 具颜色环带的祖母绿及其微量元素与颜色的关系

图6 祖母绿的紫外-可见-近红外吸收光谱

图7 富钒祖母绿Cr/V与V的关系图

图8 富钒祖母绿Li-Cs元素相关图

图9 镇安与麻栗坡祖母绿的Ga-Cs元素相关图
上述成果发表于国际宝石学领域权威期刊《Gems & Gemology》(宝石和宝石学)2025年冬季刊:Yi Guo(郭仪), Xiao-Yan Yu*(余晓艳*), and Yu-Yu Zheng(郑育宇). Characterization of Emeralds from Zhen’an County in Shaanxi, China. Gems & Gemology, 2026, 61(4): 354-373.
全文链接:https://www.gia.edu/gems-gemology/winter-2025-emerald-from-shaanxi-china