1.2　翡翠成因：翡翠是如何形成的？

1.2.1　翡翠形成的因素是什么？

从目前世界上发现翡翠的产地特征，我们可以发现翡翠矿床主要分布在地球上板块碰撞的地带，矿床往往有分带现象。据此，大多矿物学家认为，翡翠生成的地质条件十分苛刻，它需要一个高压低温的地质环境（压力5000～7000kPa，温度在150～300℃）。而要成为优质的翡翠，还须有微量铬离子——致色离子在一定的温度范围内，在漫长的时间里不间断地进入硬玉晶格，才能形成绿色翡翠。

若要成为种好色艳的特级翡翠，翡翠的围岩必须是高镁高钙低铁岩石。这种环境产出的翡翠更纯净，少铁使底不发灰。如果要形成无铁不灰的状态，使得绿色翡翠十分纯净无杂质，还须在强还原条件下，即在还原环境中生成。因为在缺氧环境中，它所含的Fe³⁺会形成磁铁矿而析出，而不能进入翡翠晶格内，可使翡翠的绿色更正。

除此之外，要成为“浓、阳、正、匀”的特级翡翠，还需要铬离子伴随着热液被缓慢分解出来后，能够长时间处在相对较低的温度下（最佳温度是在212℃左右），这样铬离子才能均匀不间断地进入晶体晶格，这种条件下生成的翡翠绿色非常均匀。

完全生成特级翡翠后，还不能有大的地质构造运动，否则将会产生大小不等、方向不同的裂纹而影响质量。这就是完美无瑕且浓、阳、正、匀的特级满绿翡翠极为稀有的原因。

1.2.2　什么是翡翠中的类质同象？

矿物除了含有主要的组成元素外，还会在生成过程中有许多微量元素进入并以各种形式存在，这些微量元素作为“质”存在于矿物中，并使得矿物的颜色和物理特征发生变化。其中有很多微量元素是通过某些化学成分的相互代替而进入矿物中的，学术上称为类质同象替代。翡翠正是因为存在类质同象替代而产生颜色变化的。

翡翠的颜色变化很大，价值也相差很大。有绿色、红色、黄色、紫色、白色、蓝色、黑色等。那么是什么原因使得翡翠有这么大的颜色变化呢？翡翠的理想化学组成为NaAl［Si2O6］（硅酸盐铝钠），表现为纯色，或称无色。也就是我们看到的白色翡翠。因为它不含有“杂质”离子，颜色纯正。

但为什么翡翠还会有各种颜色呈现呢？这是因为翡翠发生了类质同象交换产生的变化。比如翡翠中少量的Fe或Cr作为“质”替代了Al，替代的多少会造成绿色的深浅变化和重量的变化。Fe3+作为质替代Al3+时，会导致颜色呈现暗绿色（例如墨翠），同时翡翠的相对密度会增加，光泽和折射率会下降。Cr3+作为质替代Al3+时，会导致颜色呈现艳绿色，同时翡翠的相对密度会较明显增加，光泽和折射率会相对下降。

温度增高会有利于类质同象的替代发生。如高温下翡翠中的Cr可以更多地取代Al，当温度降低时，取代范围要缩小。所以有颜色的翡翠一定是在高温的环境下成长，没有高温的条件，铬是难以进入翡翠的。

1.2.3　翡翠中的铬从何而来？

绿色的翡翠是由于铬类质同象替代铝而形成的，只要有铬参与的翡翠也就因此更加鲜艳和受欢迎。那么翡翠中的铬是从何而来的呢？

基于这个认识，我们可以判断翡翠矿产周围地质条件若无铬离子供给，翡翠是不能形成鲜艳的绿色的。缅甸翡翠之所以比其他产地的翡翠质量高，其中一个原因就是颜色鲜艳。根源是缅甸翡翠原生矿床周围有超基性岩铬铁矿（是一种成分为铁、镁和铬的氧化物）出现，这应该是铬元素的主要来源（图1.7）。当然不排除更深的不可测的地壳内部存在其他形式的铬的元素。这也是翡翠颜色鲜艳的秘密。

图1.7　铬铁矿是缅甸铬元素的主要来源