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金绿宝石矿床


金绿宝石矿床
一、金绿宝石在世界的分布 据最新资料显示: 目前市场上大部分猫眼石和变石都产自米纳斯 吉拉斯.此外印度喀拉拉邦南部、马达加斯加、津巴布韦、赞比亚、 缅甸均有产出。我国新疆阿勒泰伟晶岩中,四川阿坝州、福建等地也 发现有金绿宝石,但基本无宝石价值。 金绿宝石主要产在老变质岩地区的花岗伟晶岩、蚀变细晶岩中, 苏联乌拉尔的变石主要产在超基性岩的蚀变岩——与母岩中,

并与祖 母绿共生。真正具有工业意义的金绿宝石矿床大都产于砂矿,例如斯 里兰卡的猫眼和变石几乎全来自砂矿。 巴西米拉斯吉拉斯的变石和猫 眼在伟晶岩和砂矿中均有产出。 1、巴西米拉斯吉拉斯猫眼和变石矿床 此地乃是世界上的宝石基地之一,不仅储量大质量佳,而且种类 丰富,海南宝石、碧玺、金绿宝石、黄晶、蓝柱石、红柱石、橄榄石、 锂辉石等均有产出。地球上只有斯里兰卡、马达加斯加和缅甸可与之 媲美。该地区含宝石伟晶岩 4.9 亿年以前,大约奥陶纪初期,沿南北 向侵入在较老的基底变质岩中,延伸大约 20 千米。变质岩由结晶片 岩片麻岩和某些石英岩组成。同时,大规模花岗岩岩浆侵入到变质岩 中,呈圆形或驼峰形,称为“岛山” 。这种岛山在巴西随处可见,成 为伟晶岩地区突出的自然地理景观。 2、印度喀拉拉邦南部含金绿宝石伟晶岩 印度喀拉拉邦南部含金绿宝石伟晶岩

含金绿宝石的伟晶岩呈脉发育在前寒武纪榴英硅线石变质岩套 ——以石榴石硅线石和石墨为主的片麻岩中。 该区间或出现一些黑云 母片麻岩紫苏花岗岩条带。伟晶岩中少见带状构造,有细晶,花岗文 象等结构。流体包体研究表明伟晶岩矿物中含有液态 CO2 及水,其圈 闭温度为 500~570℃,与 CO2 密度对应压力为 250MPa 或更高(这与 伟晶岩中硅线石-红柱石及石英-金绿宝石的共生组合是一致的相应 深度大约 11KM。 金绿宝石产在复杂伟晶岩中,其中石英和长石呈文象连生,金绿 宝石被长石包裹,说明金绿宝石形成最早,甚至比绿柱石和硅线石还 早,金绿宝石中常含 Fe,Ti 及微量的 Cr。各种不同种类铍矿物的形 成,取决于 Be 与 Na,K,Al 的相互作用结果。在不同酸碱度,不同成 分的不同成矿阶段中,形成不同的含铍矿物:当硅含量较高时形成绿 柱石;当硅含量较低时形成金绿宝石。 3、斯里兰卡金绿宝石矿床 斯里兰卡金绿宝石中微量元素含量与巴西金绿宝石中的含量相 近,冲积砂砾矿物共生组合相同,具有相似的地理条件,伟晶岩、花 岗岩年龄也相似,说明斯里兰卡冲积宝石矿床可能原岩仍是伟晶岩。 含宝石砾石层常出现钛铁矿-金红石-独居石-硅线石-石榴石组合。 4、苏联乌拉尔变石矿床 变石除产在巴西外,还产在苏联乌拉尔山祖母绿矿床中。该矿床 位于东乌拉尔隆起北部木尔津斯克—阿杜依复背斜同阿斯特斯托夫 向斜结合带中。含矿云母岩脉沿蛇纹岩、滑石片岩、滑石-绿泥石片

岩的剪切裂隙或沿闪长玢岩岩墙接触带发育。 云母岩脉厚 0.4~2m 岩 走向延伸 30 ~50m,有云母岩体汇聚成很长的岩带。互相交会和分 支的岩脉被大致相等的围岩“夹层”分开,脉带长 250m ~300m,祖母 绿和变石均含其中。 二、金绿宝石在中国的分布 1、阿尔泰含金绿宝石花岗伟晶岩产出特征 、 中国新疆北部阿尔泰地区, 出现大量含稀有金属元素和宝石花岗 伟晶岩而闻名于世, 20000KM 范围内, 在 已发现伟晶岩脉近十万条, 它们广泛分布于阿尔泰加里东海西褶皱带中, 主要集中在富蕴地背斜 轴部和西南翼。笔者综合前人对本区伟晶岩中白云母和钾长石矿物 K--Ar 法测定年龄数值,主要成岩成矿阶段是 200Ka~220Ka。地质时 代为海西晚期到印支期阶段,这与地壳演化、区域性混合岩化、花岗 岩化过程密切相关。 花岗伟晶岩脉主要分布在花岗岩的内外接触带或 贯入于片岩的构造裂隙中,区域性分布受 NW3300~3400 及 EW 两组 主构造线所控制。在可可托海矿区附近,少数伟晶岩脉如塔拉特 307 号脉、达尔恰特的契布拉盖及 3 号脉,均含有金绿宝石矿物.此类伟 晶岩的主要造岩矿物为微斜长石、钠长石、白云母、石英.其它矿物 有绿柱石、石榴子石、电气石、妮担铁矿、黄玉等。可可托海 3 号伟 晶岩脉中的金绿宝石含量低,主要分布于脉的内部结构带,以副矿物 形式存在,与白云母、叶片状钠长石、石英、铌钽锰矿、铀细晶石、 绿柱石、 富铅错石等矿物共生, 塔拉特 307 号脉, 140m, 7~sm, 长 宽 走向近于东西方向,向南倾角 45°,金绿宝石出现于脉的上部,构

成一条 0.5~1.2 宽的糖晶状钠长 石化(图一) 。片状金绿宝石石与 白云母、石英、钠长石呈巢状构 造产出,粒状金绿宝石呈星点状 分散于钠长石化带中。达尔恰特 契布拉盖含金绿宝石伟晶岩,呈 若干条北西西向相互平行的岩 脉,发育于蓝晶石、十字石黑云 母片岩之中(图二)。金绿宝石呈 星点状分布于伟晶岩之中,与糖 晶状钠长石密切相关,此外共生矿物还有绿柱石、石英、白云母、妮 钽铁矿。

2、矿物形成条件

(1)伟晶岩包裹体温度测定 根据可可托海 3 号伟晶岩脉中矿物包裹体研究,在不同结构带 中,广泛分布有固体包裹体、熔融包裹体及流体包裹体.它们大部分 分布在石英中,部分分布于长石、绿柱石、电气石中,利用高温加热 台及淬火炉对熔融包裹体进行均一法测定表明:伟晶岩硅酸盐熔融体 结晶温度为 1140℃一 930℃。 利用高温加热台及爆裂法对流体包裹体 测定,气成热液高温阶段的温度为 300 一 460℃士。据储同庆资料, 用均一法测定绿柱石中流体包裹体温度为 180~200℃。 以上说明伟晶岩矿物随着熔体~气成高温热液~晚期热液长期演 化,温度逐步降低,在富含挥发组份条件下晶出的。据含 CO:包裹体 的均一温度求得流体的密度,大多数在 0.25~0.359/cm,之间,再 根据共生溶融包裹体的均一温度(最低均一温度), 从相图中查得压力 值为 500×105~700×105Pa。 (2)包裹体激光拉曼分析 直接采用与金绿宝石共生石英的流体包裹体进行激光拉曼分析, 从中获得伟晶岩形成时的物理化学信息.分析结果显示, 气相中以 CO2 为主,占 94.0%,N2=3.5%,HS2=0.7%,CH4=1.5%。液相中 H2O 为主, 占 67% CO2=28%,HS2=5%(摩尔百分含量)(图 5、6)。其实验条件: 仪器型号为法国 Jobin 一 Yvon 仪器公司 Ramanou1000 型激光拉曼探 针,Ar+激光波长 514.5nm,功率 600nw;双单色器狭缝 450?m,色散率 9.2cm-1/mm。

由此可知,含有大量 CO:热水溶液的存在对于金绿宝石矿物的形 成,是十分有利的。在内生成矿作用过程,COZ 主要是以 CO 犷、HC 氏一的形式与 Be 等稀有元素构成络合物形式搬运,当物理化学条件 发生变化时,络合物分解,稀有元素形成独立矿物。

(3)包裹体液相分析 (3)包裹体液相分析 金绿宝石伟晶岩包裹体液相成分表

阿尔泰地区伟晶岩包裹体进行液相分析,从表中可看出: (l)金绿宝石伟晶岩成矿溶液呈弱碱性,pH 值在 6.89~7.36 间, 3 个样平均值为 7.09。 (2)溶液中含碱金属 K+、Na+和碱土金属 Ca2+、Mg2+较高,络阴 离子 HCO-3 牙也较多,阴离子 F-、Cl-、SO42-乏一较少。由于大量离 子存在,使成矿溶液的矿化度增高,有利于稀有元素成矿。 (3)含金绿宝石伟晶岩包裹体溶液的导电率年 ?v/cm)较高,说明 溶液具高离子浓度。 3、成因探讨 阿尔泰花岗伟晶岩出现在高铝的变质岩区,其围岩通常为蓝晶 石、十字石、硅线石、白云母等片岩,共生矿物为绿柱石、妮担铁矿、 钠长石、石榴石等.围岩为伟晶岩熔体,提供大量的 AI。因此,有利 于金绿宝石矿物的形成。笔者在契尔布拉盖伟晶岩脉中采到一块标 本,上部结晶的是绿柱石,下部为金绿宝石,说明被矿物结晶作用早 期阶段是在 Si 较为充足条件下进行的,晚阶段是贫 Si 富 Al、Na 的 环境下结晶。 世界上很多含金绿宝石伟晶岩产出地质特征同新疆阿尔 泰一样,均出现在富钠高铝的变质岩区。


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