绿柱石

西安科技大学

选修课论文绿柱石基本性质及其成因分析

学科专业地质工程1001班

姓名汤廉超

学号1009040119

摘要

本文以绿柱石为研究对象，通过查阅分析相关资料，对绿柱石的特征有了一个更深入的了解和认识。本文从其基本性质、包裹体的形态特征以及成因与产地进行了大体的介绍。对绿柱石的研究情况进行了一个综述。

关键字:绿柱石、包裹体、成因、产地

1.1基本性质 1.1.1结晶学性质[1]

晶系：六方晶系。

结晶习性：晶体呈六方柱状，主要由六方双锥和平行双面等单行组成。

图1.1 绿柱石的晶体示意图

表面特征：表面常见横纹，轴面上可见六方形蚀痕，柱面上可见长方形蚀痕。

1.1.2化学成分

绿柱石的化学分子式为6323)SiO (Al Be 。不同的宝石种可含铬、铁、锂、

锰、钒等微量元素，并因此而致色。 1.1.3物理性质

(1)光学性质

颜色：变化大，常为绿色、蓝色、黄色、黑色、红色和无色。 光泽：一般为玻璃光泽。

透明度：透度—半透明—不透明。 折射率：1.56~1.59，具体取决于宝石种。 双折射率：0.004~0.009, 具体取决于宝石种。 光性：一轴晶，负光性。 色散：色散低。

多色性：明显，具体取决于宝石种。

表1.1 绿柱石的多色性

吸收光谱：吸收光谱不典型，海蓝宝石吸收光谱不明显，在蓝区456nm处显示模糊弱带，紫区427nm处显示较强的宽带，偶尔在537nm处显示一吸收带。(2)力学性质

解离：具有与晶体地面平行的不完全解离。

断口：贝壳状。

硬度：7.25~7.75。

韧度：祖母绿性脆，其他绿柱石族宝石韧度较好。

密度：2.65~2.9g/cm3，具体取决于宝石种。

2.1包裹体

包裹体，原是矿物学中使用的一个术语，指矿物中由一相或多相物质组成的并与宿主矿物具有相的界限的封闭系统。包裹体的物质来源可以是与宿主矿物无关的外来物质或是相同于宿主矿物的成岩、成矿介质。包裹体的成分多样，形状和大小各异，既有固相，也有液相和气相的，还有这三种相态的不同组合。包裹体含有成岩成矿的“母液”，因此它是研究地质作用的珍贵样品，能较客观地反映地质历史的原貌。矿物包裹体是矿物形成过程中捕获的各种成矿介质( 流体和固体相) , 直接反映了当时的成矿物理化学条件。

2.1.1绿柱石中的包裹体特征

国内外对包裹体的分类有许多种，为了形象和客观地反映其本质特征，我们根据包裹体的物理形态将绿柱石中包裹体划分为三大类：固体包裹体、流体包裹体及流体一熔融包裹体。

固体包裹体是以结晶质固体矿物的形式或以粉末状、不规则状物质包含于绿

柱石中，这些物质在形成时间上可先于主矿物，或与主矿物同时形成。绿柱石中常见的固体包裹体有片状的云母、粒状的磷灰石、棱柱状的方解石及立方体或不规则分布的萤石、电气石、石榴石、尖晶石等。

流体包裹体[2]的成分比较复杂，根据其物理状态可细分为含子晶的流体包裹体和不含子晶的流体包裹体。其中含子晶的流体包裹体存在两种类型：①子晶一气一液三相包裹体，子矿物无色透明，呈浑圆状，不规则状等，液相成分以CO2和H2O为主，含CH4、Cl-和HS，气相成分以CO2、H2O、CH4．和N2为主；②子晶一气一液一液四相包裹体，气液成分主要是CO2：含少量CH4和HS，液相CO2中还含少量HS，液态水中含CO2、CH4和C2H4。

流体一熔融包裹体是介于固体包裹体和流体包裹体之间的一种包裹体形态。不同矿床类型不同产地的绿柱石中的包裹体类型不同，只存在某一种，或存在一种以上类型的包裹体，不同类型包裹体的形成温度、压力也是不同的，通常情况下，固体包裹体的形成温度较高，流体包裹体的形成温度较低。不同包裹体类型的存在反映出绿柱石成岩成矿的复杂性和多阶段性。

图2.1 波纹状生长纹理

图2.2 钉子形包体及硅铍石晶体包体

通过研究绿柱石宝石中的包裹体，还能判断宝石的成因和产地，为以后找到更多的宝石矿床提供理论依据。研究绿柱石宝石中的包裹体有以下重要意义：(1) 鉴别天然绿柱石与合成绿柱石。

(2) 判别绿柱石宝石的成因及形成条件。

(3) 查明绿柱石宝石的产地。

3.1绿柱石矿床的成因

绿柱石矿床主要有以下几种成因类型：1、伟晶岩型，如我国新疆阿尔泰[3]库威伟晶岩中的绿柱石矿、湖南幕阜山伟晶岩型绿柱石矿；2、云英岩型，如云南[4]麻栗坡云英岩型绿柱石矿、四川平武[5]绿柱石矿；3、石英脉型，我国江西、广东等地有此类矿床。

1、伟晶岩型

新疆阿尔泰绿柱石矿床是以含宝石稀有金属伟晶岩矿床为主，大量宝石晶体形成于伟晶岩演化的第三阶段——热液阶段，但阿尔泰阿斯喀尔特海蓝宝石[6]～[7]一绿柱石矿床却形成于似伟晶岩中，主要是由于阿斯喀尔特含Be、Nb、Mo花岗岩株顶部似伟晶岩顶部厚度大，分带性好，水的参与，从而形成了规模较大的海蓝宝石一绿柱石似伟晶岩矿床。湖南幕阜且有大气降山广泛出露燕山期花岗岩岩类，绿柱石分布在分带性较好的伟晶岩中，根据产出情况可将绿柱石分为四个世代：(1) 块状微斜长石一石英组合中的巨晶绿柱石；(2)白云母一微斜长石一石英组合中的块状绿柱石；(3) 内核带中的绿柱石；(4) 晶洞中的与水一萤石组合共生的海蓝宝石。

而云南哀牢山伟晶岩分带性较差，绿柱石只分布在微斜长石一石英组合、云母一长石一石英组合及晶洞中。

2、云英岩型

四川平武以产出板状、板柱状绿柱石而备受关注，属典型的云英岩型绿柱石矿床引。绿柱石宝石矿床产于紫柏杉穹隆背斜核部燕山早期稀有金属花岗岩与围岩接触带附近云英岩化晶洞及石英脉中。呈团块状或晶簇状产出。绿柱石矿化主要形成于岩浆期后的气成一热液阶段，与岩浆期后云英岩化关系密切，花岗岩富碱富钠，并富含Be、W、Sn等稀有元素。

3、石英脉型

江西绿柱石矿主要为石英脉型，分布比较广泛，但规模较小，独立的绿柱石矿(点)只有三处，且矿化组合一般比较简单，主要为绿柱石一云母一石英或钾长

石。通过对独立绿柱石矿床及其它共生绿柱石矿床的特点分析，江西绿柱石成矿作用和控矿因素主要存在三大特点：(1) 与花岗岩，特别是与燕山中晚期花岗岩有关，成矿物质主要来源于花岗岩浆；(2) 与钠长石化、云英岩化、锂云母化蚀变作用强烈程度密切相关，其强烈地段绿柱石较为富集；(3) 与沉积一浅中变质围岩有关。

外生矿床是由于绿柱石原生矿部分出露地表，在各种外部地质营力的共同作用下而形成的比较松散的矿床类型，而且，外生矿床中的绿柱石透明度高，品质好，是找寻绿柱石宝石的重要场所。如新疆阿尔泰的绿柱石外生矿床以古风化壳、洪积一冰渍型、残积一残坡积型三类宝石矿床为主，其矿床(点)的宝石自然松散，解离度高，宝石品质和含矿均好于其原生矿。

4.1绿柱石的产地

绿柱石主要产在伟晶岩和云英岩中，主要的商业产地有巴西、俄罗斯、马达加斯加、美国、印度和非洲等地。

几乎各种颜色的绿柱石在巴西均能找到，蓝色、绿色、黄色、金黄色、粉红色等产在米纳斯州的伟晶岩矿体中，和碧玺、托帕石等宝石共生。

俄罗斯乌拉尔山脉的伟晶岩地带产出过大量的海蓝宝石、金黄色和粉色绿柱石，它们与蓝黄玉、天河石、以及优质紫晶共生。

马达加斯加延展数百英里的花岗伟晶岩中产生过许多优质的绿柱石，有各种颜色的绿柱石，但以海蓝宝石和粉红色绿柱石最著名。

纳米比亚有好向个宝石级绿柱石和碧玺的大型伟晶岩矿区，非洲的津巴布韦、坦桑尼亚、赞比亚等国也有绿柱石产生。

美国许多地方都产出绿柱石，加里福尼亚州是粉红色绿柱石的著名产地，犹他州和新墨西哥州产有稀有的红色绿柱石。红色绿柱石产于流纹岩。

中国的新疆、云南、内蒙、海南、四川等地均发现有绿柱石，其中新疆和云南的质量最佳，新疆阿尔泰出产海蓝宝石、金色绿柱石、无色绿柱石，粉红色绿柱石及海蓝宝石猫眼等品种，但海蓝宝石的颜色较浅，通常需要进行改色处理。

图4.1巴西绿柱石矿

绿柱石晶体，产地巴基斯坦黄色绿柱石晶体，产地塔吉克斯坦黄色绿柱石晶体，产地塔吉克斯坦黄色绿柱石晶体，产地塔吉克斯坦长石上的绿柱石，产地纳米比亚钠长石上的绿柱石，产地加利福尼亚红色绿柱石晶体，产地美国红色绿柱石晶体，产地美国犹他州红色绿柱石晶体，产地法国桔黄色绿柱石，产地巴西

致谢

在本论文完成之时感慨太多，静下心来好好回顾了一下，既有困难又有收获，欣慰的是总算用不懈的努力完成了这篇论文，也许这篇论文并不是很多，仅仅只有几页，但在这个过程中我却体会到了很多很多。第一次写这样的一篇论文，对于从没写过的我来说真的很不容易，找参考文献的时候，真的很不容易，找到的大多是无法去直接使用的，但我并没又放弃，我坚持了下来，把这项工作做了下来。

很感谢老师能给我提供这样的机会，去尝试着写一篇论文。同时也感谢图书馆给我所提供的参考图书，其次是万方数据库，感谢他们所给我提供的参考文献。

参考文献

[1]廖宗廷,同祖翼.宝石学概论.第3版[M].上海:同济大学出版社,2009,:99-102

[2]徐九华,谢玉玲,邹一民.流体包裹体成分研究中某些尖端技术的应用进展[J]矿物岩石地球化学通报,1998,17 (3): 201- 203

[3] 吴长年,朱金初,刘昌实等.新疆阿尔泰库威伟晶岩中绿柱石形成的物理化学条件[J].矿物学报,1995,15 (3): 346- 351

[4]范洪斌,刘永先,云南祖母绿的矿物学特征及开发利用前景[J].矿产与地质,1998,(3):188- 192

[5]叶松,亓利剑,罗永安,等,四川平武稀有金属花岗岩与绿柱石的成矿属性口[J].地质科技情报,2001,20 (3):65—70

[6]列提·阿不都热合曼,杨炳滨.新疆阿尔花岗伟晶岩中绿柱石宝石(海蓝宝石、绿宝石)及其矿床特征的研究[J].新疆有色金属,1999,(2):1-9

[7]邹天人新疆阿斯喀尔特似伟晶岩型海蓝宝石——绿柱石矿床[J]．Mineral Deposits.1996,15(曾刊):38—40

[8]阮青锋,张良钜,张昌龙等.绿柱石的成因与特征的研究[J].矿产与地质,2008,22 (3):265-269