“绿幽灵”水晶包裹体电子探针分析

蔡爽

摘   要：晶是一类拥有丰富包裹体的单晶宝石，其成因产生多种多样。“绿幽灵”水晶为其中比较独特的一种，其内部包裹体为绿泥石。本实验采用电子探针对“绿幽灵”水晶成分进行研究，计算得出绿泥石种属成分分类，根据分析其不同生成环境达到推测其主晶成因种类的目的。结果表明，本实验所选样品主晶成因为热液型。

关键词：“绿幽灵”水晶，绿泥石，电子探针

1    宝石包裹体概述

有关宝石包裹体的研究，一直是国内外学者关注的一个重点问题。水晶中的包裹体是在水晶形成过程中被捕获的成矿介质。由于晶体的生长随温度、饱和度等环境变化而变化，因而包体特征敏锐地反映出晶体生长过程中的环境条件，可通过包裹体特征找出水晶母体的矿物成因及成矿环境。

2    样品选择

根据论文方向，选择如下样品：内部绿泥石包体呈绿色，蠕虫状，零散分布，约占总体积的25%，少量白色点状包体（见图1）。

3    电子探针数据分析

绿泥石族矿物的一般分子式为：XmY4O10（OH）8，X=Li+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg、Mn、Cr3+，均占据八面体空隙中。M=5～6。Y=Si、Al及少量Ti、Cr、Fe3+位于四面体空隙中。由于类质同相代替广泛，代替比列变化大，所以成分复杂，矿物种属多，可简略分成两类。

（1）富含镁的一组矿物可统称为“正绿泥石”，常见。化学成分可用下式表示：

（Mg，Fe）6-p（Al，Fe3+）2pSi4-pO10（OH）8

（2）富含铁的且大部分呈胶体状的绿泥石统称为“鳞绿泥石”（主要为鲕绿泥石），化学成分可用下式表示：

（Fe，Mg）n-p（Fe，Al）2p Si4-pO10（OH）2（n-2）*xH2O（n常近于5）

绿泥石族矿物在晶体结构上具有滑石或叶腊石结构层和氢氧镁石层的互层，为本族矿物特有的层状结构，称之为绿泥石结构。多型现象比较复杂，在结构层硅氧四面体内的硅—铝代替，一般Si∶Al不超过1∶1。

现将样品进行电子探针实验，采用7点，数据如表1所示。

晶体化学式推导以O=18来计算：36/18=阳离子原始数据/X，X=2，所得阳离子数如表2所示。

绿泥石的化学组成中，六次配位阳离子主要是Mg2+、Fe2+、Fe3+和Al3+。其四次配位Si—Al代替和六次配位的二价阳离子Mg2+、Fe2+同Al3+、Fe3+之間的代替存在着十分密切的关系。根据D.Foster（1962）对绿泥石化学成分的研究，按照成分式组成中6次配位阳离子Fe2+同全部R2+阳离子的数量比值和4次配位的Si原子数量大小，可将绿泥石划分为以下诸变种，依据如表3所示[4]。

根据此种划分方法作图，将绿泥石各变种在图中标定各自区域，具体如图2所示。

图中纵坐标为Fe2+∶R2+，其中R2+为Fe2++Mn2++Mg+;横坐标为Si原子数。

现选用数据计算得出结果如表4所示，将所得横竖坐标在图2中做相应投影，并用蓝色十字在图中标定可发现，数据全部落在铁绿泥石区。由此可断定，此次论文所选用“绿幽灵”水晶标本其内部包体绿泥石的标型为铁绿泥石（又名蠕绿泥石）。

由于绿泥石矿矿物生成与低温热液作用，浅成变质作用和沉积作用有关，富含镁的绿泥石（即常见绿泥石）产于低级区域变质岩如绿泥石片岩及在低温热液蚀变范围岩中（绿泥石化），或在岩石的裂隙中成绿泥石细脉;而富铁的绿泥石主要产于沉积铁矿中，与菱铁矿、黄铁矿、赤铁矿等共生。一般在贫氧富铁的浅海-滨海沉积环境下可形成巨大的鲕绿泥石层状矿物。

克彼任斯卡斯根据绿泥石的成因和产状，把绿泥石分归为11个“共生类型”[4]。

（1）蛇纹岩及滑石菱镁岩的绿泥石（与滑石、蛇纹石等矿物相组合）;（2）不同程度蚀变的超基性岩的绿泥石（与铬铁矿伴生）;（3）镍风化壳的绿泥石;（4）超基性岩中高铝去硅岩石及浅变质片岩的绿泥石（与刚玉、水铝石及珍珠云母组合）;（5）接触交代岩石的绿泥石（与石榴石、透辉石、镁磁铁矿伴生）;（6）绿泥石片岩、石英脉和花岗岩的绿泥石;（7）基性岩浆岩的绿泥石;（8）沉积铁矿石及铁质砂岩的绿泥石（与铁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐等矿物组合）;（9）多金属矿床的绿泥石;（10）铜矿床的绿泥石;（11）硫化物锡石矿床的绿泥石。

采用大量绿泥石单矿物标本进行研究，对其化学成分进行测试分析，并采用统计学分析方法，根据不同含铁系数及Si、Al离子数得出不同成因绿泥石95%置信区间图，如图3所示。

在图3中可以清楚看到，每种绿泥石成分范围有各自的特征。现由图3分析本次标本中绿泥石原产状。

由于图3中横坐标为绿泥石的含铁系数f=Fe2+/（Fe2++Mn2++Mg+），竖坐标上部分为Al离子数，下部分为Si离子数，依然采用表4中数据，将对应横竖坐标位置投影到图上，以黑色十字标定，可发现，本试验所采用“绿幽灵”水晶标本中绿泥石数据几乎全落在6号范围及其边界上，所以推得其原产状与基性岩浆岩、沉积岩无关，应属于绿泥石片岩、石英脉和花岗岩的绿泥石这一范围。但根据其为包裹体的特性及主晶各项特征可知其不属于绿泥石片岩，应为石英脉和花岗岩的绿泥石，由此推测“绿幽灵”水晶原矿为与酸性岩浆活动有关的热液成因。

4    结语

本实验所采用“绿幽灵”水晶内含物绿泥石，其化学成分标型为铁绿泥石，又名蠕绿泥石，应产于与酸性岩浆作用有关的石英脉和花岗岩中，推测其主晶成因为热液型。

不同成因绿泥石的95%置信区间椭园形图

（据К.Б.Кепежинскас，1965）（成因代号见文中说明）

[参考文献]

[1]王  濮.系统矿物学[M].北京：地质出版社，1984.

[2]薛君治，白学让，陈  武.成因矿物学[M].北京：中国地质大学出版社，1990.

[3]邓燕华.宝（玉）石矿床[M].北京：北京工业大学出版社，1991.

[4]赵淑霞，张良钜，林  杰.水晶包裹体的类型及成因综述[J].矿产与地质，2002（6）：349-352.

[5]姚凤良，孙丰月.矿床学教程[M].北京：地质出版社，2007.