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1、祖母绿颜色成因探讨指导老师：杨明星石彬作者：戴超吴文杰第一节祖母绿宝石学特征绿柱石族宝石六方晶系，单形常呈六方柱状，具六方双锥和平行双面。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。具有特殊光学效应如猫眼、星光。达碧兹，哥伦比亚产的具特殊生长特征的祖母绿。右图为契沃尔矿产达碧兹，中间为绿色六边形的核，六条向外的绿臂之间是钠长石和祖母绿的混合物，x射线衍射表明达碧兹是单晶，钠长石被包裹在祖母绿晶体中。第二节祖母绿矿床特征及与颜色成因的关系世界上祖母绿主要产地:哥伦比亚，巴西，津巴布韦，坦桑尼亚，俄
2、罗斯，澳大利亚，中国云南等地。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。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。按照成矿特征将其分为：1.热液型2.气成一热液型3.伟晶岩型4.残坡积砂矿床，祖母绿性脆且裂隙发育不能形成宝石。1.卤水型-热液型哥伦比亚卤水热液型祖母绿矿床。赋矿围岩早白垩世为富含有机质的黑色碳质灰岩和页岩，并己强烈钠长石化和碳酸盐化；矿体受构造控制作用显著。祖母绿矿化发生在受层控和受裂隙控制的薄的白云石-方
3、解石脉、钠长石-黄铁矿组成的脉体中。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。热液流体来源于蒸发沉积盆地的残余卤水。热液卤水将蒸发硫酸盐搬运至构造有利部位并发生热化学还原反应生成S，S与页岩中的有机质反应，释放出有机质中的Cr、V和Be，由此可能生成祖母绿。页岩中的Fe与热卤水中的H2S反应生成黄铁矿析出。所产祖母绿颜色鲜艳含翠绿、深绿、蓝绿、浅绿等,多为蓝绿及微带蓝色调的绿色。2.气成热液型在侵入到基性-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
4、而发生结晶分异,先形成伟晶岩,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。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，表现为内浅外深的正环带，这可能与祖母绿的多期多阶段生长有关。3.伟晶岩型祖母绿晶体中的Be、
5、Al、Si等元素来源于伟晶岩或花岗岩浆,Cr、V等致色元素来源于变质围岩。在酸性岩浆活动晚期,由于温度降低,熔浆中的矿物依次结晶,在比较稳定的封闭环境中,由于挥发份的作用,使得结晶分异后的残余溶浆形成具有带状构造的伟晶岩矿床。伟晶岩脉中的矿石矿物分布常具分带性,从脉壁到中心一般为长石带、石英带和电气石带,祖母绿一般产于中心部位。晶洞是由伟晶岩脉形成后挥发组分逸出形成，为后期含矿气水溶液交代早期形成的矿物提供了自由结晶的空间。云南麻栗坡祖母绿为燕山期酸性花岗岩在矿区呈岩基产出，后期经受强烈变质。成分中挥发组分丰度高，并富含铍
6、、钨、锡、砷、锂等元素，是祖母绿矿床的主要成矿物质源。围岩为一套中-深变质岩，富含Cr、V、Fe、Co等致色杂质元素，在高温蚀变过程中，这些致色元素充分淋漓析出，以类质同象方式进入祖母绿，形成祖母绿系列颜色。小结：祖母绿的颜色和包裹体因成矿环境不同、所赋存的岩石性质不同而异。围岩中Fe元素含量高，则相应祖母绿含Fe量也高，使颜色变黄、变暗；围岩中Cr、V元素含量高，则祖母绿含Cr、V也高，使颜色变绿。伟晶岩中的祖母绿气液态包裹体较多，则会导致颜色较暗。一般产在蚀变带的祖母绿含大量阳起石、透闪石矿物，云母片岩中祖母绿含大量云
7、母，滑石片岩中滑石、透闪石和铬铁矿云母含量高都会影响宝石颜色色调和饱和度。第三节祖母绿晶体结构特点与颜色的关系[SiO4]、[BeO4]和[A106]以6:3:2的比例组成Be3Al2[Si3O18]。结构中基本结构单元[SiO4]四面体以两个角顶联结在平面上，形成封闭的六方环，垂直C轴平行排列。下两环错动25。环之间由Al和Be连接，铝配位数为6，铍配位数为4。[Al06]八面体和[BeO4]四面体以共棱的方式连结，分布在环的外侧。下图是绿柱石半个晶胞在（0001）面上的投影祖母绿晶体结构孔道中的水结构变化与颜色成因由于
8、具有环状结构，结构较松散，离子堆积的程度较Be常被性质相近的Cr、V、Fe、Mg、Mn、Li等替代，替代方式为：Al3+←Me3+，Me=Cr，V，Fe…Al3+←Me2++Rf+channel，Me=Fe，Mg，Mn…；Rf+channel=Na+，K+，Li+…Be2+←Li++Rf+channel
