石榴子石中Fe~(2+)的穆斯堡尔谱研究

对十六个不同地质产状的镁铝榴石-铁铝榴石系列样品进行了穆斯堡尔谱研究。结果表明Fe~(2+)的四极矩双线的不对称程度A_s与样品地质产状密切相关:来自金伯利岩中的镁铝榴石A_s=(23±2)％;来自地幔包体中的镁铝榴石A_s=(16±1)％,来自各种变质岩中的镁铝榴石A_s=(6±3)％。     

山东、辽宁金伯利岩中石榴石的类型、标型特征及其与金刚石的关系

金伯利岩中的镁铝榴石是寻找金刚石的重要指示矿物。镁铝榴石的Cr2O3、CaO等氧化物含量及其颜色、折光率等物理光学性质可作为这种石榴石的标型特征。 本文将山东、辽宁等地金伯利岩中的石榴石的电子探针分析结果按分子数配分的方法计算了端员分子百分数及其他化学参数。用MPV—1显微光度仪测定了石榴石的透射率色散值,通过计算求得颜色指数。按Dawson等人的分类,本次研究样品以铬镁铝榴石为主,其次是低钙-铬镁铝榴石、钙铬-镁铝榴石和镁铬-钙铬-镁铝榴石;钛镁铝榴石和钙镁铝-铁铝榴石等少量。作者用铬、钙、镁三组份数绘制了石榴石与金刚石关系判别图解,分为五个区(A、B、C、D、E)、落入A区的低钙-铬镁铝榴石、铬镁铝榴石和钙铬-镁铝榴石等与金刚石的形成关系最密切。     

新疆翠榴石的矿物成因研究

翠榴石(Demantoid)是一种稀少的贵重宝石矿物。本文的新疆含铬翠榴石在我国属首次发现。通过化学成分、X射线粉晶衍射、穆斯堡尔谱、红外及可见吸收光谱等测定确认,新疆翠榴石所含钙铁榴石端员分子均在90%以上,接近于纯端员组成,Fe~(2+)含量低于穆斯堡尔谱最低检出界限。在这里,绿色与占据八面体位置的Fe~(3+)直接相关,而微量Cr~(3+)的存在则使其翠绿色色调大大加强。结合翠榴石产出地质条件及矿物共生组合分析可以认为,在超镁铁质岩体中残存的挥发分作用下出现了橄榄石、辉石被蛇纹石交代的现象,形成贫铝富铁的结晶环境。后期侵入的岩浆热液沿蛇纹岩裂隙交代促使石棉脉中翠榴石的结晶沉淀,而局部范围内的挤压错动则造成了由蛇纹石石棉“胶结”的翠榴石“团块”,翠榴石中含的微量铬来源于超镁铁质岩中的铬铁矿和铬尖晶石。     

宝玉石赏析(6)——石榴石

石榴石宝石是石榴石(garnet)族矿物的总称,岛状硅酸盐、等轴晶系矿物。根据其化学成分可划分成2个系列。铝质系列镁铝榴石:橙红色、红色铁铝榴石:橙红—红色、紫红—红紫色锰铝榴石:橙色—橙红色钙质系列钙铝榴石:     

辽西—赤峰—带太古代变质杂岩中石榴石的研究

石榴石是研究区内暗色镁铁质岩、麻粒岩及片麻岩的主要造岩矿物之一。成分分析表明,它们是含钙铝榴石分子较多的镁铝-铁铝系列石榴石;红外光谱测定其近于铁铝榴石;穆斯堡尔谱分析表明,Fe~(3+)含量增多将引起石榴石内六配位多面体变形程度增大;晶胞参数a_0与Ca~(2+)含量呈正相关。本区石榴石是麻粒岩相变质作用的产物,形成的温压条件为780—840℃、0.85—1.10GPa。形成石榴石的反应是复杂的,其中包括角闪石与斜长石的增温脱水反应以及紫苏辉石+斜长石组合向石榴石+单斜辉石组合转化的滑动反应。     

西藏东部钙铬榴石的矿物学特征及呈色机理

钙铬榴石是石榴石族中的稀有品种,文中对近年新发现的西藏东部钙铬榴石样品进行了矿物学特征分析和呈色机理探讨。采用扫描电镜观察钙铬榴石样品的显微结构并进行能谱分析,结果表明其内部含有颗粒很小的铬铁矿和石英包裹体,以及裂隙中充填的方解石和与钙铬榴石为类质同象连续关系的钙铝榴石,从而为该钙铬榴石的夕卡岩成因和产状提供了佐证。采用紫外-可见光分光光度计对样品进行吸收光谱测试,对其颜色指数进行了定量分析,所得样品颜色的主波长为530～540nm,饱和度为80%左右,进而分析了钙铬榴石的颜色主要由Cr3+引起,其呈色机理归因于Cr3+的d轨道电子跃迁。     

辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定

辽宁瓦房店金刚石矿区金伯利岩中的石榴石一直被当作镁铝榴石。为了确定矿区颜色复杂的石榴石种类,本文对矿区的石榴石进行了系统的采样分析,测定了112件石榴石样品的晶胞参数、50件样品的微区化学成分和40件样品的红外光谱。利用石榴石晶胞参数、红外光谱、化学成分和化学分子式方法对矿区石榴石进行分类,结果显示:晶胞参数分类法误差大,容易得出错误结论;红外图谱分类法准确度不高,只能作为参考方法;化学成分分类法太过笼统,达不到详细划分石榴石种类的目的;化学分子式分类法可把矿区的石榴石详细划分6个矿种:镁钙铁-铝铬铁榴石、镁铁钙-铝铬铁榴石、镁钙铁-铝铬榴石、镁钙-铝铬铁镁榴石、镁铁钙-铝铬榴石、镁铁钙-铝铁铬榴石,每种石榴石都充分反映了A、B离子的种类及占位特征,是4种分类方法中最为科学的方法。研究认为瓦房店金刚石矿区金伯利岩中石榴石A端元成分以Mg²⁺离子占位为主;B端元成分以Al³⁺离子占位为主。由于阳离子替代普遍,A、B端元成分复杂,瓦房店金伯利岩中不存在单纯意义上的镁铝榴石。     

滇西北铜厂沟Mo-Cu矿床成矿流体和成矿物质来源:矽卡岩矿物学与稳定同位素证据

义敦地体位于三江特提斯成矿域中北段,晚三叠世和晚白垩世斑岩-矽卡岩型Mo-Cu多金属成矿作用强烈。铜厂沟Mo-Cu矿床位于义敦地体最南端,是近年来该区新探明的Mo-Cu矿床之一,已探明资源量142.5Mt。矽卡岩在铜厂沟矿区广泛出露,是该矿区最主要的赋矿岩石。根据矿物组合及共生关系,可将矽卡岩划分为石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩和透闪石矽卡岩三种类型。通过详细的地质填图和钻孔岩心编录,发现铜厂沟矿区矽卡岩矿物组合受花岗闪长斑岩体与大理岩空间分布的控制:(1)由大理岩向外依次发育透辉石矽卡岩→透闪石矽卡岩→石榴子石矽卡岩;(2)由浅至深,石榴子石粒度逐渐变大;③矿化与透闪石、绿帘石等退化蚀变矿物密切相关,矿体多形成于外接触带。矽卡岩中最主要的矿物是石榴子石,多呈自形粒状或粒状集合体产出,颜色较深,均质性,以钙铝榴石为主(62.2%~78.3%),其次为钙铁榴石(16.7%~34.2%),少量锰铝榴石、铁铝榴石和镁铝榴石,属于钙铝榴石-钙铁榴石固溶体系列(Gro62-78And17-34Spe+Pyr+Alm2-6)。石榴子石Fe~(2+)/Fe~(3+)比值变化范围为0.00~0.20,平均值为0.06,指示石榴子石形成于酸性的氧化环境。石榴子石的δ~(18)OSMOW变化范围为5.2‰~9.5‰,反映矽卡岩可能直接继承斑岩体的氧同位素组成;金属硫化物具有较为均一的S-Pb同位素范围(δ~(34)S(CDT)=-0.7‰~1.4‰;~(206)Pb/~(204)Pb=18.332~18.694,~(208)Pb/~(204)Pb=38.454~39.088,~(207)Pb/~(204)Pb=15.588~15.663),表明成矿流体和成矿物质均来源于壳源的长英质岩浆。     

矿物中的变石效应:金绿宝石,石榴石,刚玉,荧石

变石状(alexandrite-like)矿物的吸收光谱和它们的颜色起因作了概述。变石,是金绿宝石矿物的一个变种,它的颜色被认为是Cr~(3+)出现在金绿宝石结构中的Al~(3+)位置造成的,它进入Al_2位置比进入Al_1位置更为优先,因为它的Al—O间距较大。变石的吸收光谱显示出处于八面体配位的晶格位置中Fe~(3+)和Cr~(3+)的强带。Cr~(3+)光谱中较强组份的数量和偏振强度可用Al_2配位多面体(m对称)的畸变加以解释。在Al_1位置上的Cr~(3+)的谱带强度较低,并且只能看成Cr~(3+)(Al_2)带的台肩。变石状石榴石可被细分为富铬镁铝榴石和富锰铝榴石质的、含钒和(或)铬的镁铝榴石。在两个变石状石榴石族中,Cr~(3+)(4T_2←4A_2)和V~(3+)(3T_2←3T_1)的最大吸收大致位于17500Cm~(-1)的光谱区。这一事实可用两个石榴石族县有近似的晶体场强度解释之。变石状天然刚玉的光谱则用Cr~(3+)(V~(3+))、Fe~(3+)的d-d跃迁以及Fe~(2+)/Ti~(4+)和Fe~(2+)/Fe~(3+)的电荷转移带的迭加来解释。在变石状萤石谱中,可以观察到y~(3+)、Ce~(3+)和Sm~(2+)的吸收带。所有具有颜色变化的矿物和其它变石状相的吸收谱,除了在17300和17800cm~(-1)之间有一个最大的强吸收之外度还在1500和1600cm~(-1)之间以及19700和2IOOOcm~(-1)之间出现最小吸收。比色研究表明,将日光变为人造光时,色,图中主要波长向其红光区位移。在日光中是绿色的晶体,在人造光中通常变成红色,在日光中是蓝绿色或浅蓝色的晶体,在人造光中变成淡红紫色。     

镁铝榴石中的结构水的研究

通过对34个取自金伯利岩管中的粗晶镁铝榴石及碱性玄武岩中镁铝榴石巨晶样品的红外光谱分析发现,金伯利岩中部分镁铝榴石粗晶含有结构水,但不同颗粒之间含量差异很大,含量较高者约0.07wt%,而所研究的碱性玄武岩中的镁铝榴石不含结构水。分析发现,结构水在同一样品内分布基本均匀。在红外光谱3800—3500cm~(-1)波长范围内,分别记录到三峰谱和单峰谱两种类型,其中位于3570cm~(-1)±的吸收峰峰位明显受镁铝榴石结构中八配位阳离子(Mg~(2+)、Fe~(2+))影响,而六配位阳离子(Cr~(3+)、Al~(3+))的影响不明显。结构水在镁铝榴石晶格中的存在形式是多样的。     

佛顶山钙铬榴石分布特征及其找矿意义

本区钙铬榴石含钙铝榴石分子。两者组成类质同像系列矿物。颜色和透明度随成分变化而变化。目前找到的钙铬榴石成翠绿色十分美丽，但是，透明者少，粒度均小于４ｍｍ，达不到宝石级标准，但埋于被积层中的含钙铬榴石铬透辉石岩的转石风化强烈，钙铬榴石易于脱出，晶体保存完整，采选容易，是寻找宝石的理想地区。     

华北某地钛榴石中钛在晶体结构内的位置及其价态等问题的研究

钛榴石是钙铁榴石的一个变种。钙铁榴石中TiO_2>6％时称钛榴石。关于钛榴石中钛的价态、钛在晶体结构中的位置以及Fe~(2+)在晶格中的存在与配位等问题,自十九世纪八十年代以来,都是有争议的。本文通过华北某地钛榴石的系统研究,提出对上述问题的解决途径。     

天然钛榴石的穆斯堡尔谱及晶体化学分析

本文收集了一组钛榴石样品,作了穆斯堡尔谱和化学分析。采用各对应双峰等值限制拟合。拟合结果,统计误差X~2均较小。文中还分析了钛榴石结构的阳离子占位情况,并对其五对双峰谱指派如下:Fe~(3+)在[Y]位和(Z)位,Fe~(2+)在{X}和[Y]位,而另一对双峰指派为Fe~(2+){X}→Fe~(3+)(Z)的电荷离域。从化学分析和穆斯堡尔谱数据求出二种方法Fe~(2+)/∑Fe的差值,说明钛榴石中有Ti~(3+)的存在,用此简便方法估算了Ti~(3+)的含量,得出了四面体中阳离子的占位择优为Fe~(3+)>(Al~(3+),Ti~(4+))的结论。     

法国紫苏花岗岩及片麻岩围岩的岩石学和地质温度

在法国比利牛斯阿格里(Agly)地块深变质片麻岩中产有海西期紫苏花岗岩.利用石榴石和黑云母之间的Fe—Mg分配(K_D)估计了它的热历史.虽然这些矿物有着下同的成因,但是在紫苏花岗岩和围岩片麻岩中它们有相类似的成分.在紫苏花岗岩中黑云母—石榴石矿物对是斜方辉石蚀变的退变产物.斜长石与斜方辉石的反应可写成:斜方辉石+斜长石+流体1(H_2O+A1+K+Fe+Ti)=黑云母+石榴石+石英+流体2(H_2O+Na).石榴石相对贫钙(4—2.5%钙铝榴石);在片麻岩中的石榴石是自形和环带状的,而在紫苏花岗岩中是变嵌晶状的;两种类型都显示有Fe、Mn增加,Mg降低的退化边缘(数百微米宽).黑云母八面体位置上的阳离子(Ti~(4+)+Fe~(2+)和(Mg~(2+)+Al_(VI)~(3+)之间显示有良好的相关关系.Ti和Fe增加,而Mg和Al_vI降低.在Fe~(2+)和Mg~(2+)之间,有一个反线性相关关系,     

安徽省泗县山头金刚石砂矿中指示矿物特征研究

安徽省泗县山头地区分布着金刚石砂矿,其金刚石来源一直存在争议,尤其是在安徽省宿州栏杆地区发现了碱性基性岩型的金刚石后,一些学者认为栏杆地区可能是砂矿的来源.本文对山头金刚石砂矿中指示矿物(石榴子石和铬铁矿)进行了电子探针分析,结果显示石榴子石矿物化学式A32+B23+(SiO4)3中的A主要由Mg2+、Fe2+和Ca2+离子占位,B主要由Al3+离子和少量的Mn3+离子占位,以铁铝榴石(Alm)为主,其次是镁铝榴石(Pyp),属于铁铝-镁铝-钙铝石榴子石系列的G3、G4石榴子石;铬铁矿中Cr2O3的含量绝大多数大于40 wt％,MgO的含量平均在8 wt％左右,TiO2含量在0.11～2.26 wt％之间,属于中铬-铬铁矿,与山东、辽宁金伯利岩中发现的中铬-铬铁矿成分基本一致,说明其物源并非来自栏杆地区碱性基性岩型金刚石原生矿.     

安徽栏杆含金刚石基性岩中石榴子石矿物学特征

在中国东部皖北地区分布着新元古代镁铁质岩,其中一些碱性基性岩为金刚石的赋矿岩石。为了确定安徽栏杆金刚石矿区的石榴子石种类,对矿区内不同类型的石榴子石进行系统采样,测定了62件石榴子石微区化学成分。结果显示,安徽栏杆石榴子石矿物化学式A_3~(2+)B_2~(3+)(SiO_4)_3中的A组阳离子由Mg~(2+)、Fe~(2+)和Ca~(2+)离子占位,B主要由Al~(3+)、Fe~(3+)、Mn~(3+)和Cr~(3+)离子占位,三价阳离子主要为Al~(3+),二价阳离子主要为Ca~(2+),表明研究区石榴子石主要为钙铝-钙铁-镁铝石榴子石系列。在62个样品中,发现了超硅石榴子石。经过计算其形成的压力范围为12.1～12.8GPa,深度可达300km。     

钛钡铬石,钛钾铬石的穆斯堡尔谱研究及晶体化学

本文在结构测定的基础上。应用穆斯堡尔谱技术。确定了钛钡铬石和钛钾铬石中铁离子的价态及结晶学位置。测试结果表明钛钾铬石中Fe的相对含量Fe~(2+)>Fe~(3+),而钛钡铬石中Fe~(2+)相似文献   

河南鹤壁地区金伯利岩中地幔包体矿物化学特征

河南鹤壁地区位于太行山构造带上,该区金伯利岩中的地幔包体携带有岩石圈地幔的丰富信息。本文报道了石榴石二辉橄榄岩包体中的镁橄榄石和镁铝榴石的矿物化学特征。金伯利岩中地幔包体的镁橄榄石I(Mg~#)为91.7±0.2(n=69)。与鹤壁地区尖晶石相方辉橄榄岩相比,I(Mg~#)略偏小,指示二辉橄榄岩经历的熔融程度较低,具有过渡型地幔的特征。根据Cr_2O_3含量,镁铝榴石可以划分为高铬系列和低铬系列两类。橄榄石-石榴石矿物温压计计算表明,包体压力在1.7~2.5 GPa之间(55~80 km),温度在641~1055℃之间,对应的大地热流值为50~60m W/m~2,甚至更高。指示金伯利岩侵位时对应于较高的大地热流条件。根据Grutter的镁铝榴石划分方案,镁铝榴石主要划分为G9型、G3和G4型,其中G3和G4型镁铝榴石记录了岩石圈地幔被交代的过程。根据温压条件及岩石圈地幔性质,可以认为鹤壁地区不具有形成金刚石矿的深部地质条件。     

湘西大溶溪钨矿床矽卡岩矿物的矿物学、地球化学特征及其形成机制

大溶溪钨矿床为湘西地区一层控型白钨矿矿床,白钨矿主要分布于矽卡岩和石英网脉中。在详细野外地质调查和室内镜下观察的基础上,利用EPMA和高精度LA-ICP-MS测试技术,对该矿主要矽卡岩矿物的矿物学和地球化学特征进行了研究,并初步揭示了其形成机制。研究表明,大溶溪矿区含钨矽卡岩为还原型类矽卡岩,矽卡岩矿物主要为辉石和石榴子石;辉石为透辉石—钙铁辉石—锰钙辉石系列;石榴子石以钙铝榴石为主,但锰铝榴石+铁铝榴石含量也较高。该区辉石REE具有总量较低、轻重稀土元素分馏不明显、正Ce和正Eu异常的特征;而石榴子石REE具有较高的稀土总量,呈现明显的重稀土元素富集、轻稀土元素亏损、负Ce异常、强烈正Eu异常的特点。辉石Ce和Eu异常可能与其形成时的水/岩反应及氧化还原条件有关。REE进入石榴子石的方式以REE~(3+)等价置换Al~(3+)的形式为主,正Eu异常主要为Eu~(2+)等价置换钙铝榴石Ca~(2+)所致,而负Ce异常则反映出热液沉淀正Ce异常辉石之后热液体系中贫Ce元素。该区含钨矽卡岩主要为热液与含锰灰岩在平衡机制下发生扩散交代作用所形成;而含钨石英网脉内发育的辉石、石榴子石等钙硅酸盐矿物,则是热液沿裂隙、孔隙对富钙变质砂岩进行交代的产物。矽卡岩形成过程中,相对贫Mn的辉石和石榴子石主要受交代流体作用控制,形成于一种相对高温、中等水/岩比的条件下;而相对富Mn的辉石和石榴子石,则可能是形成于靠近围岩一侧的相对低温、低水/岩比的环境中,部分锰质来自被交代的围岩。     

钛榴石的晶体化学和穆斯堡尔谱研究

本文测定了六个钛榴石样品(TiO_2含量9.70—15.34％)的穆斯堡尔谱。所测样品的穆谱均星复杂谱形。对拟谱方法作了改进。观察到一组新的组分谱。确定钛榴石穆谱由六套四极双峰组成。它们被分别指派给Fe~(2+)(X)、Fe~(2+)(Y)、Fe~(3+)(Y)、Fe~(3+)(Z)和两种电子离域。根据本样品的单晶结构数据对谱线指派和有关穆斯堡尔参数作了阐述。求出了各样品中阳离子的位置分布。阳离子在四面体(Z)位上的绝对量为Fe~(3+)>Al~(3+)、Ti~(4+)。Fe~(3+)比Ti~(4+)优先占据Z位。本样品中普遍存在三价钛。Ti~(3+)/∑Ti范围为3.83％至9.26％。Fe~(2+)/ΣFe比值范围为7 32％至10.01％。给出钛进入石榴石结构的五种替代方式。并对从这些实验结果可能获取的地质信息作了探讨。