略说宜昌玛瑙石
南秀
宜昌玛瑙石（Yichang agate）是指出产于湖北省宜昌市东部及其相邻地区的玛瑙石，具有纹理丰富、色彩艳丽、晶莹温润、外形饱满等特点，因其与产于南京雨花台地层的玛瑙石(Rain flower agate)在颜色、质地、外形、结构等诸多方面具有相似性且同处于长江流域，又被称为宜昌雨花石。国外与之特征相似的有苏必利尔湖玛瑙石（Lake Superior agate）。
宜昌一带出产玛瑙石最迟在南宋绍兴年间（公元1131—1162年）即已为世人所知，有杜绾《云林石谱》为证。杜绾著《云林石谱》三卷，记载石品116种，在其中卷“玛瑙石”条目下写到：峡州宜都县产玛瑙石，外多砂泥渍，击去粗表，纹理旋绕如刷丝，间有人物鸟兽云气之状，土人往往求售博易於市……；在“松滋石”条目下写到：荆南府松滋县溪水中出五色石，间有莹澈纹理温润如刷丝，正与真州（现江苏省仪征市、南京市六合区一带）玛瑙不异，土人未知贵。北宋时的峡州宜都县、荆南府松滋县分别处于现在宜昌市和松滋市的范围内，正是现在发现宜昌玛瑙石的地方，且所产玛瑙石具有上述特征。此外，清代的《东湖县志》、《宜都县志》、《归州志》中关于宜昌玛瑙石产地与特征的描述与现在的情况完全相符，近代地质学家章鸿钊在所著的《古矿录》也记载：玛瑙石，松滋县产，宜都县产。结合多种资料，我们认为宜昌玛瑙石出名较早且名称一直沿用至今。
下面，笔者根据有关研究资料及自己捡拾玛瑙的实际经验，对什么是玛瑙以及宜昌玛瑙石的特征、分布、种类等作一简略介绍。
什么是玛瑙
尽管人们很早就能将玛瑙与其它的石种区分开来，但要说清楚什么是玛瑙并不是一件很容易的事。宋真宗大中祥符元年(1008)颁布的《大宋重修广韵》将“玛瑙”二字写作“码碯”，注解是：宝石，似玉。宋仁宗宝元二年(1039)成书的《集韵》对“码碯”的注解是：码碯石，次玉，或作“玛瑙”。 明代曹昭在《格古要论》（1388）中提到：玛瑙，多出北方，南蕃、西蕃亦有，非石非玉，坚而且脆，快刀刮不动，……，其中有人物鸟兽形者贵。……，玛瑙有红白杂色如丝相间者谓之缠丝玛瑙……。上述解释，虽然描述了玛瑙的一些特征，指出了玛瑙是一种质地细腻且坚硬的石种，但并未说清楚它的本质内涵。现代地质学家对玛瑙最简捷的定义是：玛瑙是指具有纹带构造的玉髓(chalcedony)。然而，要理解这个概念，你必需理解什么是玉髓。要理解什么是玉髓，你必须了解什么是石英(quartz)，石英的特征以及它丰富的种类。
石英是地球上含量最丰富的矿物，化学成分为二氧化硅(silicon dioxide)，因结晶时外界压力、温度等环境的变化，会形成许多变种。根据结晶颗粒的大小，石英可分为显晶质石英(macrocrystalline quartz)与隐晶质石英(cryptocrystalline quartz)两大类。显晶质石英结晶颗粒较大，有时肉眼可见，包括水晶（rock crystal）、紫晶（amethyst）、烟晶（smoke quartz）、乳石英（milky quartz）、猫眼（cat’eye）等。隐晶质石英结晶颗粒微小，必须借助高倍的显微镜才能看到，包括玉髓（chalcedony）、 红玉髓（carnelian）、玛瑙（agate）、碧玉（jasper）、燧石（chert） 等。无论是显晶质石英还是隐晶质石英，其硬度都较大，具有较强的抗磨蚀能力。通常所说的石英指的是显晶质石英，它是主要的造岩矿物之一，我们常见的石英岩、石英砂岩几乎全部由它构成。
玉髓是一种隐晶质石英，自然形态为不规则块状，由无数微小的晶体堆积而成。在偏光显微镜下，相同晶向(crystallographic orientation)的晶体颗粒常排成一串，形成可见的纤维状结构。实验室研究表明，玉髓一般形成于低温、低压的条件下。实际观察也支持这一观点，那就是所有的玉髓（包括玛瑙）的形成地点都接近于地球的表面而不是地壳的深处。
玛瑙和玉髓同属于隐晶质石英家族，二者在偏光显微镜下观察均可见纤维状的结构，但玛瑙内部的层状、管状、水草状等纹带结构是玉髓所不具备的。玛瑙的莫氏硬度约为6.5－7，在全世界已知的4000多种矿物中，仅有几十种矿物的硬度超过它，这就是为什么玛瑙形成于久远的年代而我们现在依然可以看到它的原因。
宜昌玛瑙石的特征
与其他地方出产的玛瑙石相比，宜昌玛瑙石具有以下几个方面的特点：
1、纹理丰富。宜昌玛瑙石的纹理极为丰富，既有如刷丝的缠丝纹，又有带状纹、眼睛纹、管状纹、水草纹等以及上述各种纹理的组合，如果玛瑙石上的纹理能形成人物、山川、虫鱼、鸟兽、云气之状，当地人往往争相收藏。
2、颜色艳丽。宜昌玛瑙石常含有各种致色的矿物颗粒或包裹物，因此颜色非常丰富。如果杂质以铁的氧化物、锰的氧化物或镁的氧化物为主，玛瑙石可呈现鲜红色、暗红色、翠绿色等多种艳丽的色彩。
3、晶莹温润。宜昌玛瑙石质地细腻，光泽柔美，手感温润，一般为半透明，视之有通透之感。
4、外形饱满。宜昌玛瑙石多有磨圆度高、外形饱满者，或小如豆，或大如瓜，粒径大小从数厘米至数十厘米不等，这可能与宜昌玛瑙形成于火成岩的环境之中且经过长时期的流水冲刷有关。
宜昌玛瑙石的分布
宜昌玛瑙石的分布范围与宜昌砾石层的分布范围大体相当。
何为宜昌砾石层？宜昌砾石层是指位于江汉盆地西缘的宜昌市东部及周边地区发育的第四系更新统松散砾石堆积层，主要出露于宜昌猇亭，枝江善溪窑、安福寺，宜都红花套，松滋陈二口等地，俗称“宜昌砾石层”。
宜昌砾石层平面呈扇状分布，扇顶在宜昌市夷陵区的峰宝山一带，向南东方面呈扇状展布，并淹没于江汉平原之下，总面积约1200平方公里。宜昌砾石层上覆第四系中更新统网纹红土，下伏白垩—第三系红色砂岩，厚度可达100多米。陈立德、邵长生（2015）在前人研究的基础上，将宜昌砾石层厘定为云池组地层及善溪窑组地层，认为分别是水动力强劲的河流相沉积及水动力条件弱的湖泊相沉积，分别形成于第四纪早更新世及中更新世。
宜昌砾石层的砾石成分以石英岩、石英砂岩、燧石为主，其次为脉石英、粉砂岩、花岗岩、砾岩、凝灰岩等，玛瑙石零星分布其中。
廖喜林（1999）认为宜昌玛瑙石主要分布在西临宜昌市，东止于枝江玛瑙河流域，北到峰宝山，南止于枝江古老背（现宜昌市猇亭区）、安福寺一带，在东经111°15′至110°40′，北纬30°30′至30°45′的范围内，分布面积约800平方公里，富集层位为第四系更新统下部，第四系更新统中部、上部和全新统地层中出现的玛瑙石主要是更新统下部玛瑙石被再次搬运的产物。此范围与前述宜昌砾石层范围重叠但面积明显缩小。
宜昌玛瑙石的分类
宜昌玛瑙石与北美洲苏必利尔湖地区的玛瑙石相似，两地虽相距上万公里，人们对玛瑙的分类方法却大同小异。笔者参照美国人John D．Marshall对苏必利尔湖玛瑙的分类方法，结合本地实际，对宜昌玛瑙石分类如下：
1、缠丝玛瑙(banded agate)：玛瑙内部有许多同心层。
2、带状玛瑙(water level agate)：玛瑙内部有许多水平的层状结构。
3、水草玛瑙(moss agate)：玛瑙内部含有树枝状、苔藓状矿物包裹物。
4、眼睛玛瑙(eye agate)：玛瑙在靠近表面的地方有半圆形的同心层结构，看起来象眼睛一样。
5、管状玛瑙(tube agate)：玛瑙中含有许多小棍状的矿物从而为玉髓纤维的生长提供了模板，又称牛筯玛瑙。
6、松针玛瑙(sagenite agate)：玛瑙中含有许多针状的矿物包裹物，有时针状包裹物呈放射状排列。
7、裂缝玛瑙(ruin agate)：玛瑙形成后曾因地震等地质运动破裂，但在从岩石空洞中被风化剥落出来之前得到了修复。
8、混合型玛瑙(combination agate)：能同时显现出上述两种以上玛瑙特征的玛瑙，如有的玛瑙既有缠丝纹又有水草纹，有的玛瑙既有带状纹又有针状包裹物。
9、组合玛瑙（breccia agate）：含有玛瑙、玉髓等砾石碎片的角砾岩。
以上分类只是一个针对常见玛瑙类型的简洁清单，并不能涵盖宜昌玛瑙石的所有类型。
缠丝玛瑙的结构及化学组分
缠丝玛瑙是宜昌玛瑙石中最常见的种类，也是世界上最常见的种类，几乎在所有出产玛瑙石的地方都可以发现它的身影。在自然光下观察，缠丝玛瑙一般由白色条带（或不透明条带）与半透明条带交替形成同心的环带花纹组成。在偏光显微镜下观察，白色条带（或不透明条带）与半透明条带通常均由负延性（length-fast）玉髓纤维构成，不同的是白色条带主要由紧密堆积的不含杂质的玉髓纤维组成，而半透明条带由扭曲变形的含有杂质的玉髓纤维组成（Wang, Y.and Merino,E.,1990），且在沿纤维长度的方向具有韵律性消光带（Runzelbänderung）。近年来的研究发现（Heaney,P.J.and Post,J.E.,1992），形成年代较晚的缠丝玛瑙中普遍含有斜硅石（mognite），重量百分比在20%以下，一般与玉髓共生。与水晶、石英岩等大颗粒晶质石英不同的是，缠丝玛瑙中常含有1至2wt%的水，分为玉髓隙间水和硅烷醇组（Si-OH）水。
对于宜昌玛瑙石矿物及化学组分的分析还未见有关报道。刘鑫鑫（2013）对南京六合方山沉积砾石层中的玛瑙质雨花石样品（属缠丝玛瑙）进行过相关分析。通过红外光谱、原位激光拉曼光谱分析结合显微观察，可以确定玛瑙中的主要矿物包括玉髓、石英和斜硅石；玛瑙中主要为条带玉髓，斜硅石与其共生。通过电子探针分析，显示出玛瑙质雨花石中SiO2含量在96%以上，主要杂质为水，Na 、K、Al、Ca、Fe等元素普遍存在。宜昌缠丝玛瑙的结构与化学组分可能与之类似。
