图2 和田玉结构的显微照片
1.显微纤维变晶结构，10×4(+)；2.显微片状变晶结构，10×4(+)；3.放射状(帚状)结构，10×4(+)；4.残缕结构，10×4(+)；5.交代冠状结构，10×4(+)；6.和田玉敲口断面大致形貌；7.和田玉矿物颗粒解理及断裂面形貌；8.和田玉断裂台阶；9.和田玉断裂裂纹。
Fig.2 The photographs of textures for Xinjiang Hetian Jade
5 扫描电镜研究
和田玉的高韧度特性使其在玉雕业中一直占有重要地位。韧性可以用断裂表面能和断裂韧度这两个相关尺度来衡量(JC耶格等，1981)。断裂表面能(W)为形成每一单位断裂表面所需要的能量：
W=2πc2σ2/E
其中σ为外加应力；E为杨氏模量；c为裂纹长度。断裂韧度(Kc)定义为材料抵抗裂纹失稳扩展能力的参量，与材料有关，与材料尺寸及所受外加应力无关。K为应力强度因子，K=σ(πc)1/2。当应力强度因子达到断裂临界值Kc时，裂纹就会失稳而扩展， 最终导致物体的断裂， 这就是Griffith理论。由上述可以得出，和田玉的韧性评价是与裂纹有着密切的关系。就多晶集合体的玉石来说，其裂隙并不仅仅限于Griffith所考虑的裂隙，应包括玉石中所存在的任何薄弱点以至于任何缺陷都应称为裂隙。断裂即沿缺陷造成的软弱面进行，这些软弱面在多晶集合体的和田玉中可以包括为晶粒界面、解理面、微裂纹和孔隙。
因此，研究和田玉的韧度可以从其多晶集合体晶粒之间的结合方式、解理面及裂纹的微观形貌特征来定性地评价。
扫描电子显微镜(SEM)具有分辨率高、放大倍数大、立体感强等特点(陈丽华等，1986)，可以对和田玉组成矿物的微观形貌作综合分析。测试的1号和2号样品均为新疆和田玉的白玉，3号样品为青白玉。工作条件：仪器型号5450，加速电压为15kV，图象分辨率为15nm,室温为20℃。
照片6为1号样品自然敲口断面的大致形貌，放大倍数1.0K，该样品在光学显微镜下结构为毛毡状显微交织结构，可以看出：和田玉的组成矿物透闪石颗粒呈长短不一、大小不等的针状、放射状形式存在，矿物颗粒宽度＜1μm，矿物延伸方向杂乱无章，相互交织，且镶嵌紧密。由于这种特殊的交织结构的存在，在矿物颗粒之间产生了一种机械结合力，我们可以称之为粒间绞合力。当受外力作用时，互相穿插、啮合着的针状透闪石构成的和田玉形成断裂面时需要破坏各种力拔出，其中这种粒间绞合力的存在大大增强了每一个断裂表面所需要的能量。其次，这种拔出作用又几乎不可避免地导致无数次级裂纹的产生，断裂面积的加大，断裂沿各个方向延伸，将会进一步消耗更多的能量，这些综合因素即形成了和田玉的高韧度，所以形成和田玉高韧度的主导因素为玉石的结构。
照片7为2号样品矿物颗粒解理、断裂面的形貌特征，放大倍数1.0K。可以看到其中断裂面主要沿矿物解理方向扩展，由于透闪石具有｛110｝和｛110｝两组解理，解理夹角为56°和124°，单个矿物解理的夹角以及多晶颗粒取向杂乱，造成解理方向不一致且多变。当裂纹从一个颗粒的解理面扩展到另一个解理面时，裂纹必然要不断改变方向，从而形成无数次级断裂带与断裂面。从照片8中可以清楚的看到这种沿解理面的断面以及改变方向的断裂台阶。
照片9是3号样品的自然敲口断面的微观形貌，该样品在光学显微镜下结构为显微纤维隐晶质变晶结构。放大倍数5.0K。从照片9中可以清楚的看到透闪石矿物颗粒典型的断口显微形貌特征，同时看到透闪石颗粒延伸方向接近互相垂直，彼此穿插且致密结合，当裂纹在其中扩展时，微裂纹虽然形成，但它的扩展途径不大，由于颗粒之间镶嵌得很紧密，也不能利用晶间扩展裂纹，这种沿解理面的扩展，由于需要破坏硅氧链之间的结合力，估计所需的断裂表面能应该是很大的。根据Griffith定理，矿物的受外加应力σ=(EW/2π)1/2/c与裂纹长度成反比，所以断裂所需外加应力加大，表现在宏现上则为和田玉韧性较大，不易断裂。
6 结论
(1)和田玉的高含量氧化组分为SiO2、MgO、CaO，其中Mg2+/(Mg2++Fe2+)值大于0.9，属透闪石系列。
(2)和田玉主要组成矿物为透闪石，杂质含量极少。测得和田玉的晶胞参数为：a0=0.985～0.987nm，b0=1.800～1.805nm,c0=0.531～0.532nm,β=105.03°～105.10°。
(3)根据透闪石大小形态，岩石结构类型可分为毛毡状显微交织变晶结构、显微纤维-隐晶质变晶结构、显微纤维变晶结构、显微片状隐晶质变晶结构、显微片状变晶结构和放射状或帚状结构等。偶见反映其生成条件的交代残余结构。
(4)和田玉的高韧度主要取决于其特殊的交织结构，由此构成的粒间绞合力增强了和田玉的抗断裂能力。
* 本文研究由国家教委科研项目资助.
作者简介：吴瑞华，女，1947年出生，副教授，岩石学专业.
作者单位： 吴瑞华 白峰 中国地质大学材料科学与工程学院，北京 100083
李雯雯 北京市东城商业学校，北京 100006
References
Chen Lihua et al. 1986. Aplication of SEM in geology. Beijing: Science Press. 139～143(in Chinese)
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Tang Yanling,Cheng Baozhang et al.1994.China Hetian Jade. Xinjiang People Press
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附中文参考文献
