赞比亚祖母绿的宝石学和矿物学特征研究

作     者：翁晓凡 

作者单位：中国地质大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：余晓艳

授予年度：2014年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：赞比亚 祖母绿 宝石学 流体包裹体 成矿模式 

摘      要：祖母绿是世界五大宝石之一，因其鲜艳明快的绿色而深受大众喜爱。近年来赞比亚、哥伦比亚和巴西祖母绿的产量在世界市场上形成了三足鼎立的态势。赞比亚作为重要的非洲祖母绿矿区之一，其产出与超基性-基性变质片岩、片麻花岗岩和伟晶岩有关。对赞比亚祖母绿的研究有助于加深对非洲祖母绿矿区的认识，并对新矿区的发现有一定的参考作用。 本文采用了电子探针、紫外可见分光光度计、拉曼光谱、显微冷热台测温等现代测试方法对赞比亚祖母绿的宝石学和矿物学性质进行了系统的研究，并对赞比亚祖母绿的成矿模式进行了初步的探讨。 赞比亚祖母绿矿区位于世界闻名的铜带附近西南方向。颜色为深浅不一的绿色，多带有蓝色调。祖母绿在形成时期曾遭受多期次的地质作用，故晶形完整者较少，晶体内多出现裂隙。赞比亚祖母绿的折射率和密度都偏高，这是镁、铁等元素含量较高引起的。其化学成分特征为：高镁、高铁和低钠。通过分析红外光谱图可知，赞比亚祖母绿中出现非常强的Ⅱ型水吸收峰。而祖母绿的致色元素除Cr3+、V3+元素外，Fe2+是造成赞比亚祖母绿颜色偏蓝的主要原因。紫外可见近红外光谱可作为赞比亚祖母绿的一项产地鉴定的依据。 镜下观察可见赞比亚祖母绿中流体包裹体以气液两相包裹体为主。通过显微拉曼光谱仪测试将其分为两类：第一类是Ⅰa型富液相两相H2O-NaCl型包裹体;第二类可进一步分为两种，Ⅱa型含液相CO2的三相H2O-NaCl-CO2型包裹体和Ⅱb型不含液相CO2的两相H2O-NaCl-CO2型包裹体。流体包裹体的冰点温度为-6℃12℃，均一温度范围25090℃。计算得出盐度为9.214WB%属于中低盐度，流体包裹体的最低捕获条件为25090℃，42×1050×105Pa。 赞比亚祖母绿的围岩为片麻花岗岩、伟晶岩及超基性-基性变质片岩。祖母绿中的Si、Al、O等元素来自于基底花岗岩与片麻岩，特征的Be元素来自侵入花岗岩与伟晶岩。Cr、V等元素来源于超基性-基性变质片岩。祖母绿结晶自伟晶岩与超基性-基性变质岩接触带的金云母片岩中。根据成矿元素来源，区域地质作用演化历史及流体包裹体的捕获条件，本文认为赞比亚祖母绿是泛非后期残余岩浆热液在伟晶岩与超基性-基性变质岩的接触带中交代作用形成的产物。