翡翠的礦物組成
翡翠是以硬玉（輝石類礦物）為主的集合體，含有少量其他輝石類、閃石類及長石類礦物及一些微量的次生礦物。寶石學中，把翡翠定義為達到寶石級的硬玉岩（Jadeite）（硬玉含量達50%以上，一些文獻中為＞80%）。目前已在翡翠中發現有四十餘種礦物：主要礦物為輝石族礦物，次要礦物有閃石族礦物、長石族礦物，常見副礦物有鉻鐵礦、綠泥石、高嶺石、綠簾石、蛇紋石、沸石、鋯石、石榴石、磷灰石及其它非晶質物質等。
一、輝石族礦物
翡翠中的主要礦物（指含量在50%以上的礦物）為輝石族礦物，其化學組成可用通式：XY[Si2O6]表示，其中：X（M2位），可以是Ca、Mg、Fe2+、Mn、Na、Li；Y（M1位）可是Mg、Fe2+、Mn、Al、Fe3+。由於M2和M1位置上不同元素的相互替代，形成一系列複雜的類質同象。根據M2位置上主要陽離子種類，可分為斜方輝石和單斜輝石兩個亞族。斜方輝石的M2位置主要為Mg、Fe等小半徑陽離子；單斜輝石以含陽離子Ca、Na和Mg為特點。當M2位置主要為Na時，有鈉鋁輝石（硬玉，NaAl[Si2O6]）和鈉鐵輝石（也稱霓石，NaFe[Si2O6]）。當M2位置為Ca、Na時，則有介於透輝石和硬玉之間的綠輝石。翡翠中所見的輝石礦物有：硬玉、鈉鉻輝石、綠輝石、透輝石、霓輝石。
硬玉（Jadeite）：化學式NaAl[Si2O6]，單斜晶系，斜方柱晶類，自形晶少見。具兩種不同習性的晶體，一種呈柱狀平行c軸延長；另一種平行（100）延長呈板狀。最常出現的是短柱狀、長柱狀和粒狀，並構成柱狀或纖維狀變晶結構。具有輝石式完全解理，純淨的硬玉為無色或白色，當少量Cr3+或Fe3+離子以類質同象替代Al3+時，可呈現淺綠色或蘋果綠色，含Mn2+時可出現紫羅蘭色。
綠輝石（Omphacite）：(Ca，Na)(Mg，Fe2+，Fe3+，Al)[Si2O6]，單斜晶系，一般呈翠綠色它形粒狀，有時顏色偏藍。顯微鏡下，呈不等粒柱狀、纖維狀，淺綠色，隨其組成中Fe和Cr含量的變化，顏色深淺多有變化。多色性明顯（綠色—黃色—淺褐色）；二軸晶正光性；2V角在70°左右；二級干涉色；消光角（Ng∧c）為40°左右，負延性。翡翠中綠輝石顆粒呈分散狀，有時沿解理方向交代硬玉，或呈貫入脈狀切穿先期生成的無色硬玉。綠輝石以其高正突起、多色性、色散等光性，可與其他礦物區分。但由於它與鈉鉻輝石、硬玉在化學成分上成連續類質同象，故僅靠光性難以正確區分。綠輝石可以以兩種形式出現，一種是與硬玉礦物共生，如部分老坑種和花青種翡翠；另一種是綠輝石作為主要礦物組成綠輝石玉。綠輝石玉又可分為兩種，一種是油青種翡翠；另一種則是綠輝石含量＞80%，呈墨綠色的“墨翠”。
鈉鉻輝石（Kosmochlor）：NaCr[Si2O6]，呈深綠色，由於其化學成分的變化而使顏色濃淡不均，往往出現於深色或鮮豔綠色的翡翠中。呈纖維狀、粒狀，可見自形晶。鈉鉻輝石可與硬玉共生交代鉻鐵礦，鉻鐵礦的形成早於鈉鉻輝石，並且是鈉鉻輝石中的鉻的來源。鈉鉻輝石在鈉長石硬玉岩中為嫩綠色；當閃石類礦物和鈉鉻輝石為主要礦物時，為深綠色；與硬玉共生時呈亮綠色。在翡翠中，鈉鉻輝石作為次要礦物出現可以引起鮮豔的顏色。在緬甸產的翡翠中，鈉鉻輝石可以成為主要礦物而形成幹青種翡翠。
二、閃石族礦物
在緬甸翡翠中，一般是以次要礦物的形式出現，而且多數為鹼性角閃石。往往是後期由於富含Ca2+、Fe2+、Mg2+的熱液的蝕變作用，交代輝石或經退變質作用後形成。所見的角閃石族礦物種類有：陽起石、透閃石、普通角閃石、鎂鈉閃石等。角閃石族礦物粗大者，肉眼觀察可見它具有長柱狀的獨特形狀。翡翠中的角閃石，形態一般為纖維狀，細粒狀和柱狀，顯微鏡下閃石式解理常見。閃石族礦物呈深色的脈狀、塊狀、浸染狀分佈于翡翠原岩中，經常見到角閃石族礦物沿著硬玉礦物的邊緣、解理或裂理交代輝石族礦物的現象，而閃石族礦物則易蝕變成綠泥石。閃石族礦物在翡翠中，可產生正負兩方面的影響，它可以使翡翠呈現顏色而提高翡翠的價值，也可以以“癬”的形式出現而影響翡翠的品質。
三、長石族礦物
緬甸所產的翡翠，均含有一定量的長石族礦物，而且其含量變化很大，在某些品種的翡翠中長石含量可達30%左右。長石也可以主要礦物出現，形成長石質玉，俗稱“水沫子”，已不屬於翡翠。產于翡翠中的長石主要是低溫鈉長石，鏡下呈粒狀或短柱狀，發育兩組解理。長石存在於翡翠中，對翡翠的品質同樣能產生複雜的影響。
四、其他礦物
在翡翠礦物中，還含有少量原生的鉻鐵礦（Chromite）（FeCr2O4），呈黑色斑點分佈於翡翠中，數量多少分佈不勻。在深綠色翡翠中和含鈉鉻輝石翡翠中含量較多，常被鈉鉻輝石交代。鈉鉻輝石主要呈微晶狀、細針狀集合體，以交代鉻鐵礦的方式，環繞在鉻鐵礦的週邊，或沿內部形成交代網脈狀結構。鉻鐵礦的生成早於鈉鉻輝石，為原生礦物，並且可能是翡翠中鉻的來源。在某些翡翠中可見藍綠色的綠泥石，綠泥石是由角閃石蝕變而成，它也能對翡翠的品質產生影響，可能使翡翠呈色，含量過多還會影響翡翠的比重和硬度等性質。
另外，翡翠原石在表生作用下，其中的某些組分發生變化而形成次生礦物。這些次生礦物往往賦存於翡翠岩石表層（賭石的皮殼層）的孔隙或裂隙中。常見的次生礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、高嶺石等。褐鐵礦（Fe2O3·nH2O）為棕黃色或黃褐色，呈細小粉末充填在硬玉岩風化殼的粒間孔隙或裂隙中，可能使翡翠呈現黃色或黃褐色。褐鐵礦經脫水作用可形成赤鐵礦，赤鐵礦呈棕紅色或褐紅色粉末狀，主要見於翡翠風化殼下層的礦物顆粒粒間孔隙中或裂隙中，是紅色翡翠的致色物質。長石經風化可形成白色的高嶺石，高嶺石含量的多少可以間接指示翡翠中長石的含量，對於賭石的評價有一定的指導意義。
2. 翡翠的結構
翡翠的結構總體特徵是，表現出其形成經歷了多期多階段的地質作用（變質重結晶作用、熱液交代作用和動力變質作用），形成十分複雜的礦物組合和結構特徵。
（一）按結構形成先後
翡翠是一種特殊的變質岩，是在一定溫度壓力條件下，經過變質結晶作用形成的。在其形成之後還遭受了不同程度的後期改造作用。變質結晶作用階段主要形成一系列變晶結構；後期改造作用為熱液作用時，可形成交代結構和脈狀充填構造；後期遭受動力變質時，則主要形成碎裂結構；有時動力變質作用的同時往往伴隨有熱液交代作用。熱液交代作用發生比較頻繁，也可以伴隨變質重結晶作用同時發生，所以一些文獻中把交代結構劃為原生結構，也是合理的。根據結構形成的不同階段，可分為原生結構和後期改造結構兩類.
（二）按礦物粒度分：
按顆粒的絕對大小劃分：粗粒變晶結構（粒徑＞3mm）
中粒變晶結構（粒徑在1—3mm之間）
細粒變晶結構（粒徑在0.1—1.0mm之間）
顯微變晶結構（粒徑＜0.1mm）
按顆粒的相對大小劃分為：等粒變晶結構
不等粒變晶結構：連續不等粒變晶結構、斑狀變晶結構。
（三）按礦物相互之間的接觸關係分為兩類：
（1）鑲嵌變晶結構：組成翡翠的主要礦物輝石晶體形態一般呈短柱狀和長柱狀、不規則粒狀，礦物顆粒彼此間接觸面或平直，或轉折包容、或相互穿插，呈緊密鑲嵌狀態，這種結構是翡翠韌性很大的內在原因，也是翡翠中最常見的結構類型。
（2）交織變晶結構：是指組成翡翠的礦物形態，呈纖維狀、針狀、柱狀交織在一起，具有一定的定向性，在顯微鏡下表現出呈束狀、扇狀、放射狀等特徵。這種結構類型在翡翠中比較少見，本次論文所觀察的簿片中，較少觀察到這種結構。
結構成因分析
翡翠礦床在大地構造上位於長期複雜的構造活動帶中，構造活動頻繁，動力變質作用發育。動力變質作用是使翡翠質地多樣化的直接原因。因此，緬甸翡翠的結構中以受過動力變質的變形結構較發育，伴有受過強烈剪應力和韌性變形而形成的糜棱結構，這是形成優質翡翠中的主要結構。其次為區域變質的變晶結構和熱液蝕變的交代變晶結構。
（一）翡翠在變質重結晶作用中形成的典型結構：
（1）柱狀變晶結構：硬玉礦物自形程度不高，礦物單體一般呈不規則柱狀，晶體柱面、解理面、雙晶面及晶棱在肉眼下或顯微鏡下比較容易辨認。礦物晶體粒徑較大，往往是成礦早期高溫環境下形成的。
（2）粒狀變晶結構：是翡翠中最常見的一種結構。硬玉多數呈渾圓狀和不規則粒狀，在放大鏡下和顯微鏡下隱約可以看出硬玉的晶形、晶面、解理面等各種特徵。
上述兩種結構的硬玉岩數量多，如果組成礦物顆粒粗大，其品質必定差，工藝價值低。
（3）纖維狀變晶結構：礦物的形態主要呈針狀、纖維狀和少量的長柱狀。這種纖維狀的礦物形態，一般形成於強大的定向側壓和中低溫的環境下，礦物沿c軸單向發育。
（二）熱液交代作用：
翡翠的交代作用貫穿于翡翠形成的始終。早期，輝石類礦物交代鈉長石；晚期，閃石類礦物交代輝石，根據交代程度可分為三類。
（1）交代淨邊結構：往往發生在晚期閃石類礦物交代輝石礦物過程中。
（2）交代殘核結構：往往發生在輝石類礦物交代鈉長石去矽作用的過程中。殘留的鈉長石呈不規則狀分佈在輝石類礦物之間，形成的交代殘核結構。
（3）交代環帶結構：交代環帶結構是交代淨邊結構和交代殘核結構的過渡類型。隨著交代作用由表及裏、交代程度逐漸增強，出現一系列的不同顏色的成分圈環，顯微鏡下容易觀察。
（三）動力變質作用形成的變形結構：
（1）碎裂結構：組成翡翠的礦物在一定的溫度環境下遭受定向壓力超過彈性限度時輝石礦物之間分裂，晶粒內部發生沿兩組解理面的破裂、錯動，並有一定位移量，雙晶出現彎曲，出現波狀消光現象，同時礦物之間接觸處開始破裂，形成形狀不規則並帶棱角的晶屑，在翡翠中很常見。
（2）碎斑結構：當破碎程度強烈時，出現大小不一的礦物碎屑，較大的為斑晶，這些礦物碎屑具有不規則的損傷邊緣、裂隙、波狀消光及邊緣粒化現象。
（3）糜棱結構：是在應力強烈作用下，礦物大部分細粒化，重新拉長定向排列，出現透鏡狀和眼球狀構造的現象。
動力變質作用可以使礦物晶體發生脆性變形和韌性變形。脆性變形形成於淺—近地表，硬玉岩在脆性變形作用下形成碎裂結構，並使翡翠的顯微裂隙和硬玉解理發育，晶粒間間隙增大，使硬玉岩質地變粗糙，且隨著脆性變形程度的增大質地愈來愈差。而位於地下深處強烈的剪切作用使硬玉在較低溫度和強應力作用下產生韌性變形。純正濃豔的優質翡翠大多是在韌性變形過程中形成的。韌性變形使硬玉的粒度變細，並趨於均勻（如糜棱結構和超糜棱結構），從而形成冰種、玻璃種優質翡翠。
結構對翡翠品質的影響
礦物顆粒形態、大小及結晶程度、排列方式、解理和裂隙等因素，是決定翡翠“種”（結構）好壞的基本因素。“種”的好壞對翡翠的透明度及對顏色的“映襯”影響很大，“種”細一般透明度會更好，透明度好，對顏色的“映襯”就好。實踐中我們常常會看到這樣的情況：一些透明度高的飾品中，只有幾條淡淡的色根，但看上去好象整塊飾品都是綠色的，從不同角度看，會發現某些部位是沒有顏色的，這就是“水”對顏色的“映襯”關係（行內講的“映綠”）。“種”好“水”透的翡翠會增強顏色的美感。
礦物的形態：結構最細膩緻密的翡翠中，硬玉礦物的顆粒以極為細小粒狀和柱狀形態為主，並且柱狀晶體往往具有定向性的排列方式；結構粗糙的“磚頭料”則多由粗大的粒狀、柱狀硬玉晶體組成。從晶體形態方面，翡翠的結構以粒狀變晶結構最為常見。簿片中最常見到的現象往往是多種形態同時出現，也就是，同一塊簿片中，某些地方以柱狀為主（構成柱狀變晶結構），某些地方則以粒狀晶體為主（構成粒狀變晶結構），或者兩種形態的晶體相互呈鑲嵌接觸方式，形成柱粒狀變晶結構。礦物形態的多變直接導致了局部結構的變化，即結構的不均一性，同時也反應了其形成環境的不均衡性。
粒度大小：礦物的粒度大小與翡翠的質地有密切關係。粒度越細，翡翠的品質越好，一般透明度也會越好。
晶體排列方式：翡翠是低溫高壓環境中的產物，經歷了多期多階段的變質作用，翡翠中的礦物彼此間接觸非常緊密（除“新種”外）。“新種”翡翠結構鬆散，粒間孔隙可以很大，導致密度下降。翡翠中礦物顆粒間最常見的接觸類型有，平直鑲嵌、包含鑲嵌、平行接觸和不規則接觸等。其排列方式有，不規則排列（無定向）、近於束狀和放射狀排列、定向平行排列、交織狀排列等方式。硬玉緊密的接觸和排列方式是翡翠韌性高的根本原因。而且，礦物晶體規則的排列，可以使硬玉光率體方位趨向相同[61]，減小粒間光學效應，增加透明度。“老坑玻璃種”翡翠中，硬玉晶體的排列具有一定的定向性，多為糜棱結構或纖維變晶結構。柱狀和纖維狀硬玉晶體越接近平行排列者，質地越好，透明度也越好；而無定向或近於束狀和放射狀排列者，質地變差，因晶體排列不規則造成光的散射現象而使透明度變差。
結構的變化：現實中，我們常常會發現，同一塊翡翠飾品中不同部位的質地會有明顯的差異。主要原因是，硬玉岩在變質過程中局部的物理化學條件的改變，其礦物所遭受的變質改造也就不同。這種結構上的差異性，在宏觀上造成了翡翠局部“種”的粗細（礦物的粒度大小）、透明度的變化，以及“種”“水”對顏色的“映襯”關係的變化。翡翠行內所稱的“龍到處有水”現象，就是結構差異性變化的典型範例。“龍”指綠色，“龍到處有水”整句話的含義是：在一些帶有綠色的翡翠中，有綠色的地方及其周圍局部，“種份”老，“水頭”明顯比周圍白色的地方好，“水頭”變好，絲絲綠色仿佛染綠了一片。手鐲中，結構的差異更為常見，往往是一段結構十分細膩，“水足”；另一段則明顯變差，或者粗細“種”交替出現。雕件中結構的變化與取料有關，一般雕刻師們會根據翡翠原料結構和顏色的變化，巧妙地設計和雕刻出不同藝術表現的作品。
3.翡翠的顏色成因
翡翠的顏色豐富多彩，從礦物組成上可細分為三種：一種是硬玉晶格中存在過渡金屬離子，如鉻、鐵、錳、鎂等離子，也就是硬玉中的類質同象替代產生的顏色（硬玉呈現他色）；第二種是一些自色礦物呈色，如綠輝石、鈉鉻輝石、角閃石、綠泥石等作為次要礦物或主要礦物出現而使翡翠呈色；第三種是次生色，主要是指由次生礦物如褐鐵礦、赤鐵礦等引起的顏色。後兩者的區別在於，第三種是在表生風化作用下形成的次生物質呈色。
硬玉呈色（他色）：高檔翡翠的綠色大多都是由於硬玉含少量鉻而呈現出來的顏色。純淨的硬玉是無色或白色的。當極少量的過渡金屬離子以類質同象的形式進入晶格時，便可使硬玉呈色。這些過渡金屬離子稱為“色素離子”，不同的色素離子呈現的顏色是不同的。當極少量Cr3+離子替代Al3+就可使硬玉呈現綠色，大約含0.3%的Cr2O3就可出現高檔的綠色，如果Cr3+的含量過多則會使綠色變深，含量少則會形成淡綠色。鐵元素同樣也可使硬玉產生綠色，但其顏色帶藍灰色調，可形成“漂藍花”或“藍水地”。研究顯示，Fe、Mg元素的存在會使翡翠的綠色發藍發灰而影響顏色的檔次。當Cr3+含量的不斷升高，礦物相則會從硬玉→含鉻硬玉→鉻硬玉→鈉鉻輝石產生連續類質同象替代。含鉻硬玉顏色為翠綠色，特別鮮豔，當它以主要礦物形式出現時，就可形成被稱為“鐵龍生”或“天龍生”的翡翠種。此品種的翡翠中Cr2O3含量為2—5%時，顏色為鮮豔的翠綠色；Cr2O3含量大於5%時顏色變深發暗；Cr2O3含量小於2%時顏色為翠綠而發淡。而鈉鉻輝石作為次要礦物出現在硬玉型翡翠中，亦可使翡翠呈色，而提高翡翠的品質。如果鈉鉻輝石以主要礦物的形式出現，則形成鈉鉻輝石玉。這種玉石中Cr2O3的含量一般在15%以上，隨鉻的含量變化，此類玉石的顏色也會有深淺變化。對此類玉石是否列入翡翠，還有爭議。另外，紫色調的翡翠也是比較珍貴的品種，這類紫色調也是由致色元素進入硬玉晶格引起的。現在流行的觀點有兩種：一種觀點認為與Mn有關；另一種觀點認為是Fe致色。
自色礦物呈色：綠輝石、鈉鉻輝石、閃石礦物、綠泥石及某些暗色粉末狀物質（如碳質、磁鐵礦等），它們本身就有顏色，屬自色礦物。這類礦物作為次礦物在翡翠中出現，可以形成點狀、絲片狀、條帶狀的顏色，甚至使整塊翡翠都呈色。如一些“飄花”的品種，並不都是由硬玉呈色的，而是由此類礦物的呈分散狀或脈狀形態分佈而引起的。綠輝石、鈉鉻輝石可形成“飄綠花”；藍閃石、陽起石則多為“飄藍花”。綠輝石的大量賦存，也可形成“藍水地”品種，當它成為主要礦物時，則形成“油青種”。
次生色：指由表生風化作用使鐵質氧化、浸染而形成的紅褐色、黃褐色、紅色及黃色等，被稱為“翡”。由呈膠體狀、不定形的褐鐵礦（Fe2O3·nH2O），有時也包括針鐵礦和纖鐵礦和赤鐵礦，充填於硬玉顆粒間或裂隙中而使翡翠呈色。如果褐鐵礦物疊加於綠色之上，或某些含鐵的綠色部分氧化，都可形成黃綠色，或綠色帶淺黃邊的現象。
4. 透明度及淨度
影響透明度（水頭）的因素有：顏色、結構、雜質等。礦物的顏色直接影響著翡翠的透明度，顏色與透明度成消長關係，顏色越深透明度越差，反之礦物的顏色越淺翡翠的透明度就會越好。但值得注意的是，這種消長關係是指排除其他因素對透明度的影響，而單指翡翠顏色與透明度的關係。因為，結構對透明度的影響更為重要。一般礦物粒度相近、結構緻密，透明度就會比較好；不等粒結構和斑狀結構的翡翠透明度較差。而且粒度大的礦物還易形成“石花”，石花的存在直接影響玉石的透明度。礦物成分的多樣性同樣也影響著透明度，成份較為單一的翡翠易形成較好的透明度，而由多種礦物組成的硬玉岩難有好的透明度[8]。而鈉長石的存在對翡翠的透明度影響較大，可以明顯改善透明度，但同時也會影響其他物理性質。
翡翠中或多或少都會含有一些影響玉石淨度的雜質或裂綹。其中包含由暗色礦物形成的 “癬”或“黑”、白色物質組成的“棉柳”以及少量氣液包體等，裂綹中也可充填有礦物質。角閃石是“癬”“黑”的主要成分，它可呈塊狀、浸染狀出現在硬玉中形成“黑點”，對翡翠的品質產生負面影響。行內所稱的“死黑”大多都是由角閃石形成；有時角閃石族礦物交代綠色硬玉，並呈浸染狀出現而形成 “癬吃綠”的現象。含Cr、Fe、Mg的硬玉與純硬玉相比更容易被交代，藍閃石常常選擇性交代綠色部分而形成“癬隨綠走”。殘餘的鉻鐵礦也能形成“黑、癬”，但一般形成伴有綠的“活黑”。能形成“黑”的礦物質還有磁鐵礦、黃鐵礦及碳質等。翡翠原石表面或裂隙中出現的黑色、棕褐色、灰色時，主要是由次生鐵、錳氧化物引起。翡翠中礦物的形成並不都是同世代的，早期結晶的礦物顆粒一般明顯比後期形成的大，又經過強烈動力變質作用的改造，一些大顆粒的硬玉或長石形成形態各異的“碎斑”，也就是“石花”或稱為“棉柳”。硬玉質石花由硬玉集合體組成，可視為一種結構包體，它的附近容易見到“翠性”，可為鑒定提供依據。鈉長石質石花則為一種成分包體，由鈉長石集合體構成。石花的存在一方面影響翡翠的品質，不同程度地降低的光澤度和堅硬度；另一方面它也可以為鑒定提供指示性的依據，例如，在B貨製作過程中，石花和“翠性”容易被破壞而留下處理的跡象。
5 其他物理性質
由於組成翡翠的各種礦物的物理化學性存在差異性，所以隨各種礦物含量的變化，翡翠的一些性質（如比重、硬度、光澤度、加工性能等）也會隨之變化。礦物成分單一，以硬玉為主的翡翠比重、硬度和折光率等性質接近硬玉的。礦物成分複雜的翡翠，物理性質則會發生變化，甚至同一塊翡翠的不同部位也會有差異。鈉長石的存在可以改善透明度，同時含量過多也會使翡翠硬度和比重變小。而且由於鈉長石容易風化成高嶺土，而硬玉相對穩定，所以含鈉長石的翡翠原石容易產生差異性風化，在原石表皮產生凹坑和“落砂”現象。同樣角閃石族礦物的抗風化能力也比硬玉弱，會在賭石表面形成凹陷的深色“蟒帶”。藍閃石化的賭石抗風化的能力變小，所以皮殼很薄，因含Fe高，所以皮色偏深，霧呈棕色，棕紅色等。翡翠中礦物硬度的差異性，也會影響到玉石的加工性能，如鈉長石、閃石族礦物等及它們易蝕變成更軟的礦物（如高嶺石、綠泥石等），這些礦物的硬度比硬玉小，在加工過程中它們更容易被拋磨，所以就會在表面形成凹坑、麻點或砂眼等。
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