“綠幽靈”水晶包裹體電子探針?lè)治?/h1>
2019-09-10 07:22:44蔡爽
現(xiàn)代鹽化工 2019年1期
蔡爽
摘? ?要：晶是一類擁有豐富包裹體的單晶寶石，其成因產(chǎn)生多種多樣。“綠幽靈”水晶為其中比較獨(dú)特的一種，其內(nèi)部包裹體為綠泥石。本實(shí)驗(yàn)采用電子探針對(duì)“綠幽靈”水晶成分進(jìn)行研究，計(jì)算得出綠泥石種屬成分分類，根據(jù)分析其不同生成環(huán)境達(dá)到推測(cè)其主晶成因種類的目的。結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)所選樣品主晶成因?yàn)闊嵋盒汀?/p>
關(guān)鍵詞：“綠幽靈”水晶，綠泥石，電子探針
1? ? 寶石包裹體概述
有關(guān)寶石包裹體的研究，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。水晶中的包裹體是在水晶形成過(guò)程中被捕獲的成礦介質(zhì)。由于晶體的生長(zhǎng)隨溫度、飽和度等環(huán)境變化而變化，因而包體特征敏銳地反映出晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的環(huán)境條件，可通過(guò)包裹體特征找出水晶母體的礦物成因及成礦環(huán)境。
2? ? 樣品選擇
根據(jù)論文方向，選擇如下樣品：內(nèi)部綠泥石包體呈綠色，蠕蟲狀，零散分布，約占總體積的25%，少量白色點(diǎn)狀包體（見圖1）。
3? ? 電子探針數(shù)據(jù)分析
綠泥石族礦物的一般分子式為：XmY4O10（OH）8，X=Li+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg、Mn、Cr3+，均占據(jù)八面體空隙中。M=5～6。Y=Si、Al及少量Ti、Cr、Fe3+位于四面體空隙中。由于類質(zhì)同相代替廣泛，代替比列變化大，所以成分復(fù)雜，礦物種屬多，可簡(jiǎn)略分成兩類。
（1）富含鎂的一組礦物可統(tǒng)稱為“正綠泥石”，常見?；瘜W(xué)成分可用下式表示：
（Mg，F(xiàn)e）6-p（Al，F(xiàn)e3+）2pSi4-pO10（OH）8
（2）富含鐵的且大部分呈膠體狀的綠泥石統(tǒng)稱為“鱗綠泥石”（主要為鮞綠泥石），化學(xué)成分可用下式表示：
（Fe，Mg）n-p（Fe，Al）2p Si4-pO10（OH）2（n-2）*xH2O（n常近于5）
綠泥石族礦物在晶體結(jié)構(gòu)上具有滑石或葉臘石結(jié)構(gòu)層和氫氧鎂石層的互層，為本族礦物特有的層狀結(jié)構(gòu)，稱之為綠泥石結(jié)構(gòu)。多型現(xiàn)象比較復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)層硅氧四面體內(nèi)的硅—鋁代替，一般Si∶Al不超過(guò)1∶1。
現(xiàn)將樣品進(jìn)行電子探針實(shí)驗(yàn)，采用7點(diǎn)，數(shù)據(jù)如表1所示。
晶體化學(xué)式推導(dǎo)以O(shè)=18來(lái)計(jì)算：36/18=陽(yáng)離子原始數(shù)據(jù)/X，X=2，所得陽(yáng)離子數(shù)如表2所示。
綠泥石的化學(xué)組成中，六次配位陽(yáng)離子主要是Mg2+、Fe2+、Fe3+和Al3+。其四次配位Si—Al代替和六次配位的二價(jià)陽(yáng)離子Mg2+、Fe2+同Al3+、Fe3+之間的代替存在著十分密切的關(guān)系。根據(jù)D.Foster（1962）對(duì)綠泥石化學(xué)成分的研究，按照成分式組成中6次配位陽(yáng)離子Fe2+同全部R2+陽(yáng)離子的數(shù)量比值和4次配位的Si原子數(shù)量大小，可將綠泥石劃分為以下諸變種，依據(jù)如表3所示[4]。
根據(jù)此種劃分方法作圖，將綠泥石各變種在圖中標(biāo)定各自區(qū)域，具體如圖2所示。
圖中縱坐標(biāo)為Fe2+∶R2+，其中R2+為Fe2++Mn2++Mg+;橫坐標(biāo)為Si原子數(shù)。
現(xiàn)選用數(shù)據(jù)計(jì)算得出結(jié)果如表4所示，將所得橫豎坐標(biāo)在圖2中做相應(yīng)投影，并用藍(lán)色十字在圖中標(biāo)定可發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)全部落在鐵綠泥石區(qū)。由此可斷定，此次論文所選用“綠幽靈”水晶標(biāo)本其內(nèi)部包體綠泥石的標(biāo)型為鐵綠泥石（又名蠕綠泥石）。
由于綠泥石礦礦物生成與低溫?zé)嵋鹤饔?，淺成變質(zhì)作用和沉積作用有關(guān)，富含鎂的綠泥石（即常見綠泥石）產(chǎn)于低級(jí)區(qū)域變質(zhì)巖如綠泥石片巖及在低溫?zé)嵋何g變范圍巖中（綠泥石化），或在巖石的裂隙中成綠泥石細(xì)脈;而富鐵的綠泥石主要產(chǎn)于沉積鐵礦中，與菱鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦等共生。一般在貧氧富鐵的淺海-濱海沉積環(huán)境下可形成巨大的鮞綠泥石層狀礦物。
克彼任斯卡斯根據(jù)綠泥石的成因和產(chǎn)狀，把綠泥石分歸為11個(gè)“共生類型”[4]。
（1）蛇紋巖及滑石菱鎂巖的綠泥石（與滑石、蛇紋石等礦物相組合）;（2）不同程度蝕變的超基性巖的綠泥石（與鉻鐵礦伴生）;（3）鎳風(fēng)化殼的綠泥石;（4）超基性巖中高鋁去硅巖石及淺變質(zhì)片巖的綠泥石（與剛玉、水鋁石及珍珠云母組合）;（5）接觸交代巖石的綠泥石（與石榴石、透輝石、鎂磁鐵礦伴生）;（6）綠泥石片巖、石英脈和花崗巖的綠泥石;（7）基性巖漿巖的綠泥石;（8）沉積鐵礦石及鐵質(zhì)砂巖的綠泥石（與鐵的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽等礦物組合）;（9）多金屬礦床的綠泥石;（10）銅礦床的綠泥石;（11）硫化物錫石礦床的綠泥石。
采用大量綠泥石單礦物標(biāo)本進(jìn)行研究，對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)試分析，并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，根據(jù)不同含鐵系數(shù)及Si、Al離子數(shù)得出不同成因綠泥石95%置信區(qū)間圖，如圖3所示。
在圖3中可以清楚看到，每種綠泥石成分范圍有各自的特征?，F(xiàn)由圖3分析本次標(biāo)本中綠泥石原產(chǎn)狀。
由于圖3中橫坐標(biāo)為綠泥石的含鐵系數(shù)f=Fe2+/（Fe2++Mn2++Mg+），豎坐標(biāo)上部分為Al離子數(shù)，下部分為Si離子數(shù)，依然采用表4中數(shù)據(jù)，將對(duì)應(yīng)橫豎坐標(biāo)位置投影到圖上，以黑色十字標(biāo)定，可發(fā)現(xiàn)，本試驗(yàn)所采用“綠幽靈”水晶標(biāo)本中綠泥石數(shù)據(jù)幾乎全落在6號(hào)范圍及其邊界上，所以推得其原產(chǎn)狀與基性巖漿巖、沉積巖無(wú)關(guān)，應(yīng)屬于綠泥石片巖、石英脈和花崗巖的綠泥石這一范圍。但根據(jù)其為包裹體的特性及主晶各項(xiàng)特征可知其不屬于綠泥石片巖，應(yīng)為石英脈和花崗巖的綠泥石，由此推測(cè)“綠幽靈”水晶原礦為與酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液成因。
4? ? 結(jié)語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)所采用“綠幽靈”水晶內(nèi)含物綠泥石，其化學(xué)成分標(biāo)型為鐵綠泥石，又名蠕綠泥石，應(yīng)產(chǎn)于與酸性巖漿作用有關(guān)的石英脈和花崗巖中，推測(cè)其主晶成因?yàn)闊嵋盒汀?/p>
不同成因綠泥石的95%置信區(qū)間橢園形圖
（據(jù)К.Б.Кепежинскас，1965）（成因代號(hào)見文中說(shuō)明）
[參考文獻(xiàn)]
[1]王? 濮.系統(tǒng)礦物學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1984.
[2]薛君治，白學(xué)讓，陳? 武.成因礦物學(xué)[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1990.
[3]鄧燕華.寶（玉）石礦床[M].北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1991.
[4]趙淑霞，張良鉅，林? 杰.水晶包裹體的類型及成因綜述[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2002（6）：349-352.
[5]姚鳳良，孫豐月.礦床學(xué)教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2007.
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1? ? 寶石包裹體概述
有關(guān)寶石包裹體的研究，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。水晶中的包裹體是在水晶形成過(guò)程中被捕獲的成礦介質(zhì)。由于晶體的生長(zhǎng)隨溫度、飽和度等環(huán)境變化而變化，因而包體特征敏銳地反映出晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的環(huán)境條件，可通過(guò)包裹體特征找出水晶母體的礦物成因及成礦環(huán)境。
2? ? 樣品選擇
根據(jù)論文方向，選擇如下樣品：內(nèi)部綠泥石包體呈綠色，蠕蟲狀，零散分布，約占總體積的25%，少量白色點(diǎn)狀包體（見圖1）。
3? ? 電子探針數(shù)據(jù)分析
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（1）富含鎂的一組礦物可統(tǒng)稱為“正綠泥石”，常見?；瘜W(xué)成分可用下式表示：
（Mg，F(xiàn)e）6-p（Al，F(xiàn)e3+）2pSi4-pO10（OH）8
（2）富含鐵的且大部分呈膠體狀的綠泥石統(tǒng)稱為“鱗綠泥石”（主要為鮞綠泥石），化學(xué)成分可用下式表示：
（Fe，Mg）n-p（Fe，Al）2p Si4-pO10（OH）2（n-2）*xH2O（n常近于5）
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由于綠泥石礦礦物生成與低溫?zé)嵋鹤饔?，淺成變質(zhì)作用和沉積作用有關(guān)，富含鎂的綠泥石（即常見綠泥石）產(chǎn)于低級(jí)區(qū)域變質(zhì)巖如綠泥石片巖及在低溫?zé)嵋何g變范圍巖中（綠泥石化），或在巖石的裂隙中成綠泥石細(xì)脈;而富鐵的綠泥石主要產(chǎn)于沉積鐵礦中，與菱鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦等共生。一般在貧氧富鐵的淺海-濱海沉積環(huán)境下可形成巨大的鮞綠泥石層狀礦物。
克彼任斯卡斯根據(jù)綠泥石的成因和產(chǎn)狀，把綠泥石分歸為11個(gè)“共生類型”[4]。
（1）蛇紋巖及滑石菱鎂巖的綠泥石（與滑石、蛇紋石等礦物相組合）;（2）不同程度蝕變的超基性巖的綠泥石（與鉻鐵礦伴生）;（3）鎳風(fēng)化殼的綠泥石;（4）超基性巖中高鋁去硅巖石及淺變質(zhì)片巖的綠泥石（與剛玉、水鋁石及珍珠云母組合）;（5）接觸交代巖石的綠泥石（與石榴石、透輝石、鎂磁鐵礦伴生）;（6）綠泥石片巖、石英脈和花崗巖的綠泥石;（7）基性巖漿巖的綠泥石;（8）沉積鐵礦石及鐵質(zhì)砂巖的綠泥石（與鐵的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽等礦物組合）;（9）多金屬礦床的綠泥石;（10）銅礦床的綠泥石;（11）硫化物錫石礦床的綠泥石。
采用大量綠泥石單礦物標(biāo)本進(jìn)行研究，對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)試分析，并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，根據(jù)不同含鐵系數(shù)及Si、Al離子數(shù)得出不同成因綠泥石95%置信區(qū)間圖，如圖3所示。
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由于圖3中橫坐標(biāo)為綠泥石的含鐵系數(shù)f=Fe2+/（Fe2++Mn2++Mg+），豎坐標(biāo)上部分為Al離子數(shù)，下部分為Si離子數(shù)，依然采用表4中數(shù)據(jù)，將對(duì)應(yīng)橫豎坐標(biāo)位置投影到圖上，以黑色十字標(biāo)定，可發(fā)現(xiàn)，本試驗(yàn)所采用“綠幽靈”水晶標(biāo)本中綠泥石數(shù)據(jù)幾乎全落在6號(hào)范圍及其邊界上，所以推得其原產(chǎn)狀與基性巖漿巖、沉積巖無(wú)關(guān)，應(yīng)屬于綠泥石片巖、石英脈和花崗巖的綠泥石這一范圍。但根據(jù)其為包裹體的特性及主晶各項(xiàng)特征可知其不屬于綠泥石片巖，應(yīng)為石英脈和花崗巖的綠泥石，由此推測(cè)“綠幽靈”水晶原礦為與酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液成因。
4? ? 結(jié)語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)所采用“綠幽靈”水晶內(nèi)含物綠泥石，其化學(xué)成分標(biāo)型為鐵綠泥石，又名蠕綠泥石，應(yīng)產(chǎn)于與酸性巖漿作用有關(guān)的石英脈和花崗巖中，推測(cè)其主晶成因?yàn)闊嵋盒汀?/p>
不同成因綠泥石的95%置信區(qū)間橢園形圖
（據(jù)К.Б.Кепежинскас，1965）（成因代號(hào)見文中說(shuō)明）
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