国内绿柱石成因研究进展

张传政

河北地质大学 河北石家庄 050031

摘要：绿柱石是一种主要的六方环状硅酸盐矿物，可作为矿石矿物，若晶体发育完整且颜色好也是一种优质的宝石资源。本文通过对绿柱石的矿床类型划分及国内绿柱石矿床的包裹体进行了研究现状和发展方向的探讨，希望能对绿柱石的研究有进一步深入的了解和探讨，为今后对国内的绿柱石进行系统分类和特征产状划分奠定良好的基础。

关键词：绿柱石；成因；标型特征；流体包裹体

引言

　绿柱石是一种含稀有金属元素铍的六方环状硅酸盐矿物，因此绿柱石可以提炼金属元素Be，且铍有重要的军事用途，对铍进行提取和研究对国家战略发展也具有重要意义。与此同时，绿柱石还是一种重要的宝石矿物，包括有很多种优质的宝石品种，如祖母绿、海蓝宝石及其它绿柱石类宝石。绿柱石的晶体结构为由硅氧四面体组成六方环状晶体，晶体多呈六方柱状，在柱面上常具平行C轴的纵向条纹，经研究表明晶体呈长柱状且不含碱的绿柱石柱面上条纹明显，呈短柱状的晶体则富含碱，绿柱石主要的单形有六方柱、六方双锥等。绿柱石成矿条件的复杂性也体现在不同成因的绿柱石或相同成因但不同矿床的绿柱石，其形态特征和内部特征不尽相同。本文通过对绿柱石的矿床类型划分和国内产地绿柱石包裹体问题两方面进行论述，现今对于绿柱石的流体包裹体的研究是国内绿柱石研究的热点话题。

1 研究现状

国外对绿柱石矿床、成因及其特征的研究已经很完善和具体，尤其是对可作为宝石材料的绿柱石的研究则更为彻底，而在国内对我国产的绿柱石的相关研究仍有些欠缺。本文将对以下研究现状进行分析。

1.1绿柱石的矿床类型划分

Dereppe等人利用人工智能网，基于对来自世界不同产地的450颗天然绿柱石样品的测试，将绿柱石矿床归纳为以下五种类型：1.与花岗伟晶岩或热液买侵入岩基性-超基性岩有关；2.与基性-超基性岩中发生地质构造运动有关；3.与海洋缝合带有关；4.与沉积“黑色页岩”中褶皱断层有关；5.“花岗-岩钟”型。但在此后的验证环节中发现，利用上述ANN方法进行分类，还是有不少绿柱石矿床分类错误，其中第三类的矿床错误率高达12.5%。Schwarz等人将祖母绿矿床分成了两种类型：一是花岗岩侵入；二是地质构造运动（如褶皱、断层等）控制。

目前，相比于国外对绿柱石的研究来说国内关于绿柱石矿床的研究程度还较为欠缺，根据现有资料的总结常见的绿柱石矿床类型划分是地质学家根据含矿母岩、围岩和矿床建造条件将其进行分类(1)气成-热液型；(2)卤水-热液型；(3)伟晶岩型。

而在野外考察和实际的研究过程中，以上介绍的各个分类依据并不能把所有的绿柱石产地涵盖全面，因此在某些产地的矿床成因类型仍需进一步探讨和研究。

1.2包裹体在绿柱石中的研究进展

在现今的研究环境中，包裹体在绿柱石研究中的应用主要有以下几个方面：1.解释包裹体对绿柱石的结晶阶段及过程的影响；2.对绿柱石及其寄主岩石形成的成矿物理化学条件进行研究；3.提供不同产地的绿柱石的包裹体主要特征并进行产地鉴别；4.探讨绿柱石的成因。

New等在1993年研究了祖母绿及其伴生矿物硅铍石中的复杂的流体包裹体。研究表明，在该体系中，H₂O+CH₄流体在绿柱石的早期形成阶段占主要地位；同时也可检测到少许的C₂H₆和N₂及H₂S。

在新疆阿尔泰库威绿柱石矿中，国内首次发现了CO₂三相包裹体和含硅酸盐籽晶流体包裹体。籽晶是一种超临界流体相，代表了岩浆-热液流体过渡阶段。还含有另一种不含硅酸盐籽晶的气液流体包裹体。显微测温和激光拉曼探针成分测定结果显示，绿柱石形成时体系中的CO₂密度为0.68-0.96g/cm³，盐度w(NaCl)3.21%-3.77%，温度为460℃-480℃，压力为150-370MPa。湖南幕阜山绿柱石中包裹体含四种类型：熔融包裹体、结晶质-流体熔融包裹体、气液相包裹体和沸腾包裹体。在此矿床中绿柱石的形成温度为200℃-990℃，流体盐度约为24.6%-26.3%，但此时的形成压力只有30MPa-25MPa，可得出该矿床属于岩浆分异成因型伟晶岩。 云南伟晶岩型绿柱石包裹体有熔融包裹体和两大类型，且以流体-熔融包裹体居多。显微测温表明，流体-熔融包裹体的均一温度为450℃-1050℃，而熔融包裹体均一温度高达865℃-1050℃，伟晶岩的形成压力为30MPa-45MPa，流体盐度为w(NaCl)33%-35%，盐度属于中高盐度。该地区伟晶岩矿床为变质深熔成因矿床。

2.存在问题

各地区对于绿柱石的研究情况非常不平衡，从已查阅的现有文献可以看出，对于国内绿柱石的产地鉴别依据及包裹体类型鲜有学者进行系统的论述和研究，其原因猜想许是以往对同一大地构造环境中绿柱石资源分布的了解不够。对矿物资源的调查和对绿柱石进行成因矿物学方面的研究，为我们提供了开展这一研究领域的机会。

2.1绿柱石矿床类型划分的现存问题

相对于其他方向的研究，对绿柱石的矿床类型研究是相对比较完善和深入的，而且国外很多学者对绿柱石尤其是对绿柱石中最具有宝石价值的祖母绿进行的研究则更为深入和系统一些，虽然国内相比于国外的矿床研究相对较少，但也是比较完善的了，现今的研究对绿柱石的矿床而言，最主要的工作就是需要对国内外各个产地的绿柱石进行系统且统一的划分，有一个具体的划分标准。

2.2 绿柱石的包裹体研究的现存问题

现由于大型仪器的广泛应用，对矿物的晶格结构、晶胞参数、化学成分、微观形态及其流体包裹体的形成条件可进行系统和完善的分析，要想真正提高绿柱石包裹体研究水平，最根本的还是加强对包裹体，特别是对流体包裹体的研究，为产地的鉴别提供更有利确切的证据。因此开发研制一些新的、精确度高的分析技术，努力提高显微测温技术水平，研制高精尖的测试技术，才能真正提高绿柱石包裹体研究水平。

3. 绿柱石的发展方向

研究矿床和矿体中所保留下来的流体包裹体可以为探讨这些矿床和矿体的多样性的成因提供重要的依据，因此现今研究和进行学术探讨的主要方向是搜集大量流体包裹体资料并进行分析之后的结果统计，这项研究不仅有助于划分不同地区矿床类型，对成矿流体的性质和演变及其与地壳演化的关系的探讨也具重要作用，从而为绿柱石研究提供直接或间接的关于矿物形成物理化学条件方面的重要信息，有助于研究矿床成因，为找矿提供依据。

不同成因的绿柱石捕获的流体包裹体的类型、组合特征存在差异的原因是由于其形成的地质环境、物理化学条件不同，故通过包裹体的研究和对比，可反映出它们成岩成矿的复杂性，更可以判别绿柱石的形成条件。因此从了解不同形态类型绿柱石包裹体的物质组成入手不仅是未来的发展方向，更主要的是可以分析矿物形成时的物理化学条件，了解国内各产地绿柱石甚至是祖母绿在成矿温压条件上的异同并进行产地鉴别。

参考文献

[1]Schwarz,D. Giuliani,G..Deposites of Emerald. Journal of Gems and Gemmology[J]. June 2001, 3(2):42-44.

[2]胡荣荣,张世涛.世界祖母绿矿床研究现状及存在问题[J].矿产与地质.2007.2 (21) 94-99.

[3]阮青锋,张良钜,张昌龙,等.绿柱石的成因与特征的研究[J].矿产与地矿,2008,22(3):265- 269