和田玉屬鎂質大理巖與中酸性巖漿巖接觸交代而形成的變質巖，內含透閃石、角閃石、陽起石等多礦物集合體，化學成分是含水的鈣鎂硅酸鹽，化學式為Ca2(Mg,Fe2+)5[Si8O22](OH)2，密度為2.95—3.17，摩氏硬度在6.0—6.5之間。

另外，和田玉還具有下列不常見的交代殘余結構：
（1）殘縷結構：包裹在變斑晶或變晶透閃石中的殘余礦物，與基質中同種殘余礦物沿變余層理內外斷續(xù)相連。這種結構表明，在變斑晶或變質礦物原地重結晶未完全吸收和排除掉原巖相應組分、而在應力不強、反應不充分的環(huán)境下形成，為分析和田玉變質作用環(huán)境及條件提供了有效的證據(jù)。
（2）交代冠狀結構：表現(xiàn)為片狀透閃石沿被交代的白云石殘骸的晶體邊緣有規(guī)律的排布，證明了白云石在含熱水溶液的參與下，在晶體粒間經過交代作用形成軟玉，即白云石+5102+HZo（汽）+透閃石。

力學性質
（1）密度一般為2.95（+0.15，-0.05）克/立方厘米。
（2）硬度：硬度是指抵抗外界壓入、刻劃、研磨的能力，是鑒別和田玉的重要標志之一。硬度大，則玉器拋光性好，亮度好，且能長期保存。和田玉的摩氏硬度為6.0—6.5，因結構的不同會有一定變化，一般說同一產地青玉硬度稍大于白玉。工藝界以往在劃分低、玉中，硬度是一個重要指標，一般說來，玉硬度較大，低檔玉硬度較小。玻璃的摩氏硬度為5—5.6，和田玉刻劃玻璃會留下明顯的劃痕，而和田玉卻絲毫不會被劃傷，這也是鑒別和田玉的一個重要特征。
（3）韌度：是物體抗磨損、抗拉伸、抗壓入等的能力，也可叫作抗破裂的能力。所謂韌度高，即表示物體難于破裂、耐磨這一物理指標。世界上所有寶石中，和田玉的韌度，僅次于黑金剛石，是常見寶玉石品種中韌度高的。和田玉有如此大的韌度與其特有的毛氈狀結構是分不開的。
（4）解理、斷口：晶體在外力作用下，沿特定的結晶學方向（一般平行晶面方向）裂開成光滑的平面性質，稱為解理，其裂開的光滑平面即為解理面。寶石學中形成解理的難易程度及解理面發(fā)育特點將解理分為極完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理四類。 透閃石具有兩組完全解理，由于和田玉是礦物集臺體，因而整體不見解理面，斷口為參差狀。通俗的理解就是人們才收藏玉時會發(fā)現(xiàn)玉表面有很多裂開的紋理，術語講玉某個裂開的紋理為解理面。由于受晶體異向性的影響，玉存有不均勻的裂紋，這對玉器的雕琢產生影響。解理面不是破碎面，發(fā)生破碎是沒有一定的方向和規(guī)律，而有解理面則沿著一個或幾個方向有規(guī)律的裂開，面也顯得平整光滑。

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