云南麻栗坡祖母绿矿床的矿物学与流体包裹体研究

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麻栗坡祖母绿矿床位于老君山变质核杂岩中,这是在我国境内发现的第一个祖母绿矿床。但目前对于麻栗坡祖母绿矿床尚未进行系统的矿物学研究,且对于该矿床的矿床成因类型及导致祖母绿矿物沉淀的机制尚不确定,开展系统的矿物学及流体包裹体研究工作,对于了解祖母绿矿物学特点并用于宝石学中指导宝石鉴定、确定矿床的成因并指导找矿具有重要的作用。本文通过对麻栗坡祖母矿进行资料收集整理、野外考察、电子探针研究、拉曼光谱研究、红外光谱研究及流体包裹体等分析,取得了如下认识:1.电子探针结果表明,麻栗坡祖母绿生要含有碱金属离子和镁铁质离子两组微量元素。镁铁质以MgO、FeO、V2O3为主,致色元素氧化物V203含量比Cr2O3高一个数量级,表明主要是由V致色。碱金属氧化物以Na2O、Na2O、Rb2O、 Cs2O为主,K20含量很低,碱金属氧化物总量约0.40wt%。麻栗坡祖母绿微量元素组成特征和与花岗岩侵入体有关的祖母绿矿床(如加拿大Regal Ridge、哈萨克斯坦Delbegetey)有相似之处,却和与花岗岩侵入体无关的祖母绿矿床(如哥伦比亚Muzo)呈现出明显的不同,表明麻栗坡祖母绿的成因与花岗岩侵入体有关。另外,微量元素组成的特征可作为鉴定宝石产地的依据之一。2.红夕光谱结果表明祖母绿结构通道中除含Ⅰ型水和Ⅱ型水外,还含有CO2,且Ⅱ型水强度大于Ⅰ型水。祖母绿的红外光谱中两种类型水的存在与否,可用于鉴别天然祖母绿和合成祖母绿。3.3600cm-1(Ⅱ型水振动)和3610cm-1(OH振动)的拉曼峰可用于鉴别天然和合成祖母绿。祖母绿特征拉曼峰为325cm-1、399cm-1、686cm-1、1070cm-1祖母绿晶体结构中Al的类质同象替代并未导致明显的拉曼位移差异。4.紫外-可见光谱中430nm和610nm为中心宽而强的吸收带是V3+所致,830nm附近的宽吸收带则是由Fe2+引起。5.XRD分析表明:浅色祖母绿主要谱线为8.0076(100),3.2573(112),2.8714(211),深色祖母绿主要谱线为8.0093(100),3.2595(112),2.8734(211),类质同象替代以八面体替代为主。6.对云南麻栗坡祖母绿包裹体进行的岩相学、显微测温及拉曼测试研究表明祖母绿晶体中包裹体由富液相的两相水溶液包裹体(Ⅰa型)、富气相的两相水溶液包裹体(Ⅰb型)、含CO2两相水溶液包裹体(Ⅱ型)及丰度极低的含子矿物的三相流体包裹体(Ⅲ型)组成。成矿流体为为中-高温、低盐度的NaCI-H2O-CO2-CH4±N2体系,并以盐度低(<10wt%NaCI)、均一温度较高为特征,这与坦桑尼亚Lake Manyara、加拿大Lened、马达加斯加Mananjary祖母绿包裹体特征相似,结合麻栗坡祖母绿矿床稳定同位素特征等,认为麻栗坡祖母绿矿床的形成与花岗岩侵入体有关。矿床成因的厘定,对于找矿具有重要的作用。在祖母绿矿物中Ⅰa型、Ⅱ型包裹体共生于同一流体包裹体组合(FIA)的现象较为常见,且Ⅰa型均一到液相,Ⅱ型包裹体均一到气相,且Ⅱ型包裹体均一温度与Ⅰa型包裹体接近,而盐度较Ⅰa型包裹体低,表明流体不混溶是导致祖母绿矿物沉淀的机制。
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