祖母绿颜色成因.doc

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1、祖母绿颜色成因探讨摘要：祖母绿是一种结构较复杂的硅酸盐矿物。祖母绿是四大名贵宝石之一，以青翠悦目著名。本文先是介绍了祖母绿作为宝石所具备的宝石学特征，然后从其形成之地质环境、矿物化学成分和晶体结构等方面探讨绿柱石的颜色成因。在回顾了近年来国内外学者关于祖母绿颜色成因研究的基础上，总结了它的致色机理、影响因素等。最后以此为根据，对祖母绿的优化处理以及合成鉴定进行了解释。关键词：祖母绿、颜色成因、优化处理一、祖母绿宝石学基本特征祖母绿化学式为Be3Al2[Si3O18]，常含有Cr、Cs、V、Fe、Ni等色素离子。六方晶系，单形常呈六方柱状（m、a），具六方双锥（s、p、o）和平行双面（c）（

2、图1-1）。柱面可见纵条纹，不含碱质者比含碱质者柱面的条纹明显。有一组不完底面解理（c）。图1-1祖母绿晶体形态硬度在7.5左右，非常脆。相对密度2.69-2.9g/cm3，RI1.577-1.600，DR0.004-0.010，色散0.014。一轴晶负光性。玻璃光泽。透明至不透明。可具有特殊光学效应如猫眼、星光。有明显多色性。祖母绿祖母绿猫眼哥伦比亚契沃尔达碧兹紫外荧光通常很弱。常见有平行排列的管状包体，延长方向与柱面平行。二、矿物矿床特征与祖母绿颜色的关系除哥伦比亚祖母绿矿床外，绝大多数祖母绿矿床是花岗岩浆期后酸性热液交代基性-超基性岩的结果。祖母绿通常呈不均匀的浸染状或斑晶赋生在变质

3、片岩中或其与酸性岩脉的接触带中。形成祖母绿所需的Be、Al、Si等元素来源于酸性侵入岩或伟晶岩，而其致色元素Cr、V一般来源于基性和超基性围岩。对祖母绿矿床比较认同的分类方法是按照成矿特征将其分为热液型、气成一热液型和伟晶岩型。也有残坡积砂矿床，但因祖母绿性脆且裂隙发育，在搬运过程中较易磨损碎裂，所以不做宝石学讨论。1.卤水-热液型祖母绿赋生于强烈碳酸盐化和钠长石化的炭质页岩、灰岩及其他沉积岩中的方解石脉、白云石-方解石脉及黄铁矿-钠长石脉内，与石英、白云石、方解石连生或充填在方解石脉的孔洞中。如哥伦比亚卤水热液型祖母绿矿床。赋矿围岩为早白垩世富含有机质的黑色碳质灰岩和页岩，并己强烈钠长石

4、化和碳酸盐化；矿体受构造控制作用显著，矿体主要产于NE向和NW向两组断裂交汇部位的构造破碎带内；祖母绿矿化发生在受层控和受裂隙控制的薄(小于8cm）的白云石-方解石脉、钠长石-黄铁矿组成的脉体中，脉体通常强烈角砾岩化并含有容矿岩石碎屑。共生矿物有方解石、白云石、黄铁矿、石英、钾长石、钠长石、磷灰石、萤石、金红石、奥长石、氟碳钙铈矿等。因此含有方解石、黄铁矿、磷灰石等包裹体。此外，元素地球化学以及包裹体研究表明，热液流体来源于蒸发沉积盆地的残余卤水，祖母绿成因是由于热卤水在钠交代的过程中淋滤了黑色页岩中的Be、Cr、V等元素形成祖母绿。所产祖母绿颜色鲜艳含翠绿、深绿、蓝绿、浅绿等,多为蓝绿及

5、微带蓝色调的绿色。T．L．0ttaway等人对此进行了详细研究，发现在与祖母绿矿脉相关的强烈蚀变的页岩内Cr元素浓度值29士5×10-6低于页岩中的Cr浓度值38士5×10-6；V的含量值46士5×l0-6，低于页岩中V的含量83士5×10-6；同时页岩中的Fe与富H2S的热卤水反应使Fe呈黄铁矿从体系中转移出来，这对形成Muzo祖母绿特有的颜色也是关键性因素。2.气成-热液型祖母绿晶体以斑晶的形式赋存在超基性岩的变质岩-云母片岩、滑石片岩、绿泥石片岩等岩层中。其形成过程是,在侵入到基性-超基性岩体中的酸性岩浆活动后期,熔点低、流动性大的残余岩浆随着温度的降低而发生结晶分异,先形成伟晶岩,

6、余下富含Be、Al、Si、F、Cl等挥发组分的高温气成热液与超基性岩发生组分交换,从蚀变超基性围岩中萃取金属Cr、V,在花岗岩和超基性岩的接触带上结晶形成祖母绿晶体。祖母绿矿体的围岩一般为有花岗细晶岩和伟晶岩侵入的超基性岩的变质岩,如果变质较深,则成为角闪岩或片麻岩。成矿温度一般在300℃-500℃。张世涛、胡世荣等对云南麻栗坡祖母绿矿床的区域地质、矿床地质特征进行了详细的调查研究，云南祖母绿矿床产于越北古陆寒武纪的区域变质片麻岩,云母片岩和花岗片麻岩中。区内构造较发育,以老君山旋卷构造及文山麻粟坡北西向压扭性断裂为主；岩浆活动十分强烈,主要为燕山早期的酸性侵入岩(以中粒二云母花岗岩、中粗

7、粒含斑斑状二云母花岗岩为主)和中三叠世印支期超基性-基性岩的顺层侵入和喷发。矿物组成有石英、铬云母、钠长石、钾长石、电气石、绿泥石、白钨矿、萤石、方解石和绿柱石等。祖母绿的形成系花岗岩浆熔融体带来的含铍的成矿溶液与矿区东北部顺层侵入的超基性岩浆带来的Cr、V等相互作用的产物。所产宝石级祖母绿呈六方柱状，透明到半透明，裂纹较发育。颜色有翠绿色、深绿色、黄绿色、浅绿色等，以黄绿色居多。颜色分布不很均匀，有分带现象，表现为内浅