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玛瑙是一种资源分布最广的矿物,广泛分布于陆地和海洋,马达加斯加玛瑙("马料")主要产自非洲东南部马达加斯加的马哈赞加地区。马料以其特有的颜色和环带构造,迅速在中国市场上走红,成为最近备受追捧的投资宝石之一。目前,我国市场上马达加斯加玛瑙主要有两种:马达加斯加水冲玛瑙原石以及马达加斯加海洋玛瑙。玛瑙以纹带构造为特征,内部纹带花纹和化学组成呈规律性变化,并在不同观察尺度表征出来,因此玛瑙也被定义为条带状玉髓。然而,多数玛瑙实际上是由纤维状玉髓、同心环带状玉髓、水平条带状玉髓、微晶石英和自形石英晶体等组成,它们的相对含量与玛瑙的产地和形成过程密切相关。为探究马达加斯加玛瑙的内部结构、水含量及赋存形式、成因机制,采用偏光显微镜、红外光谱、拉曼光谱、差热分析、热重分析对马达加斯加玛瑙的三个部分,即褐、白、红三个区域分别进行研究。结果显示:(1)马达加斯加玛瑙主要是由玉髓、微粒石英及少量斜硅石、赤铁矿组成。条带结构中的白色部分的石英粒度(显晶质,>0.2mm)明显大于红色部分的玉髓粒度(隐晶质,<0.2mm),内部表现为隐晶质玉髓—放射状石英—微粒石英—隐晶质玉髓的循环规律,且在玛瑙环形条带内侧红色部分颜色富集。通过BZ反应过程和玛瑙形成过程进行对比,结合最终玛瑙形成的与BZ反应相同的化学波形图案的纹带结构现象,推测出在马达加斯加玛瑙形成过程中,二氧化硅热液中的一些矿物离子在某些特定的环境条件下发生了类似BZ反应的现象,导致环带结构的形成;(2)拉曼光谱测试结果显示,马达加斯加玛瑙中红色、白色和褐色部分都是由石英和少量斜硅石构成,其中,马达加斯加玛瑙的红色部分所得到的拉曼光谱中含有224、293、410、1 316cm-1处赤铁矿的峰,推测该红色部分是由赤铁矿致色;(3)马达加斯加玛瑙中含少量水,赋存形态包括游离水、吸附水及结构水,结构水含量随SiO2结晶度提高而降低。实验证明,马达加斯加玛瑙在0~600℃时失去的是吸附水和游离水,失重约为0.5%;在1000~1300℃时,失重加快,推测失去的水为结构水,失重约为0.7%。从0~1400℃总共失重1.2%。结合差热分析可知,在失去结构水的同时,玛瑙中的α-石英转变到α-方石英。