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:     

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。     

镁铝榴石成分特征的统计分析与金伯利岩含矿性

镁铝榴石是金伯利岩中最重要的标型矿物,在金刚石矿床普查中具有重大意义.文中利用了钛分异系数,对镁铝榴石氧化物成分作了对应分析.同时按其颜色成分作了聚类分析,划分了各种石榴石成分及镁铝榴石颜色系列.研究了镁铝榴石结晶机制及岩浆分异作用,结合金伯利岩的判别分析及地质构造特征的分析,作出了镇远施秉金伯利岩群含矿性很差,远景不大的结论.     

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。     

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。     

镁铝榴石的形成温度及其结构水成因探讨

在红外光谱有关镁铝榴石中微量结构水的研究基础上,运用质子探针分析方法系统研究了辽宁50号金伯利岩管中粗晶镁铝榴石Ni、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Pb等微量元素的含量。根据镁铝榴石中微量元素Ni含量地质温度计,计算该岩管中镁铝榴石粗晶的形成温度,对比研究了不同含矿性的金伯利岩中粗晶镁铝榴石形成温度范围的异同,并探讨了该方法运用于金刚石找矿勘查的可能性;讨论了含结构水镁铝榴石的形成温度范围及其意义,并结合其它微量元素分析资料,探讨了镁铝榴石中微量结构水与地幔交代作用之间的成因联系。     

辽宁金伯利岩中镁铝榴石与金刚石的关系

辽宁金伯利岩中镁铝榴石的含量与金刚石的含量成正比。富含矿的岩体中镁铝榴石颜色有紫色、红色和橙色等种类,其中以紫色的为主,金刚石的含量越多紫色类型所占比例就越大。 镁铝榴石中Cr_2O_3和CaO的含量随其颜色的加深而升高;Al_2O_3、MgO、TiO_2的含量变化则相反。富矿岩体中富铬(>5％)镁铝榴石的含量高于中等含矿和贫含矿的岩体。 文中还列出了山东和贵州金刚石矿中镁铝榴石的资料以资对比。     

矽卡岩型铅锌矿床石榴石和单斜辉石的红外光谱研究

组成矽卡岩的矿物主要为钙铁榴石—钙铝榴石系列的石榴石和透辉石—钙铁辉石系列的单斜辉石,其矿物成分变化与红外光谱谱带的变化有明显的相关性,即石榴石的红外吸收谱带随着钙铁石榴石分子的增高,谱带向低频方向移动;单斜辉石的红外吸收谱带随着矿物含铁度的增高向高频方向移动。     

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)％。     

铁铝榴石表面坑洞内一种异相材料的红外光谱证据

铁铝榴石表面的光泽差异可作为其是否经过了充填处理的重要证据之一,但需要辨别其成因是天然矿物包裹体出露还是人工注入材料所致。采用常规的宝石学测试方法和红外光谱技术分析了铁铝榴石样品的宝石学特征及其表面弱光泽材料的红外光谱特征,获得了其是否经过充填处理的关键证据。结果表明,显微红外反射光谱中1 200~900 cm-1范围内的谱带以及798,779 cm-1处的吸收峰表明铁铝榴石中的异相材料为石英矿物包裹体,而不是油、树脂、蜡、玻璃等人工充填物。因此,铁铝榴石表面有弱光泽材料的存在不能简单视为其经过充填处理的关键证据,其表面存在的矿物包裹体可能是引起石榴石光泽变化的原因之一。     

辽西—赤峰一带太古代变质杂岩中石石榴石的研究

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一铁铝系列石榴石，红外光谱测定其近于铁铝榴石; 穆斯堡尔谱分析表明，Fe3+含量增多将引起石榴石内六配位多面体变形程度增大;:是胞参数ao 与Ca2+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℃. 0.85-1.10 GPa。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+革斜辉石组合转化的滑动反应。     

华南三类含钨锡矽卡岩中石榴子石的成分、微量元素及红外光谱

本文对荷花坪锡多金属矿,锡田锡钨多金属矿以及新田岭钨矿矽卡岩中的石榴子石样品分别进行了主量元素、微量元素及红外光谱测定。结果表明,3种矽卡岩中的石榴子石多数属于(铁铝榴石+镁铝榴石+锰铝榴石)<15%的钙铁-钙铝榴石系列。新田岭钨矿的石榴子石中钙铁榴石端员含量明显高于其他两个锡矿。此外,在荷花坪、新田岭矿区发现了与后期铅锌矿化有关的锰质石榴子石。在单矿物尺度上,荷花坪矿区石榴子石核部富集钙铝榴石,边部富集钙铁榴石,而锡田矿区石榴子石与之相反;新田岭矿区石榴子石具有相对均匀的核部而边部发育细密的振荡环带。在稀土配分模式上,荷花坪矿区石榴子石重稀土富集,轻稀土亏损,δEu负异常较弱;锡田矿区石榴子石稀土总量最高,轻重稀土无明显分异,δEu负异常较弱;新田岭矿区石榴子石轻重稀土分异极强,重稀土富集,轻稀土严重亏损,δEu具显著的正异常。3种石榴子石的红外漫反射光谱均显示有10种吸收峰,其中低频区的5种与石榴子石成分中的钙铁榴石含量直接相关,因而造成新田岭矿区石榴子石的吸收峰与另两矿区石榴子石相比显著向低频波段移动。通过对华南3类含钨锡矽卡岩中的石榴子石的研究,确认了石榴子石的形成与矽卡岩形成中热液体系的环境变化密切相关。微量元素分析与红外光谱技术作为近年来矽卡岩型石榴子石研究的热点,能够提供传统研究中所不能涉及的微观信息。     

钙榴石晶胞参数计算及其地质意义

石榴石族是一种广泛分布的造岩矿物。分子式为:R_3~2+R_2~3+Si_3O_(12),其中R~(2+)=Ca、Fe~(2+)、Mg、Mn……,R~(3+)=Al、Fe~(3+)、Cr等。地质上常见的是两个系列,即:铝榴石系列(镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石)与铬钙铁榴石系列(钙铬榴石、钙铝榴石、钙铁榴     

中国金伯利岩中的单斜辉石

本文对我国金伯利岩中,作为巨晶、粗晶、基质相矿物、与镁铝榴石和钛铁矿的连生体、深源岩石包体矿物及金刚石中包体矿物产出的单斜辉石的粒度、形态、颜色及蚀变壳、矿物种属、化学成分特征、端员组分、红外光谱等进行了研究。并与玄武岩中的巨晶及其深源岩石包体矿物、钾镁煌斑岩和云煌岩中的单斜辉石作了对比。研究了单斜辉石和镁铝榴石共生对。探讨了金伯利岩中单斜辉石的成因,形成的温、压条件及所反映出的金伯利岩体形成的构造环境,指出了该矿物在找寻金刚石矿工作中的指示标志。     

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。     

我国金伯利岩中镁铝榴石的化学成分特征及找矿意义

镁铝榴石是金刚石的重要伴生矿物,而在许多非金伯利岩中也含有镁铝榴石,因此深入研究金伯利岩中与非金伯利岩中镁铝榴石的物理、化学特征,找出它们之间的差异进而确立金伯利岩中镁铝榴石的标型特征,对利用重砂法寻找金刚石原生矿具有重要意义。本文仅对我国已发现的金伯利岩中镁铝榴石的化学成分特征及与非金伯利岩中镁铝     

贵州施秉下翁哨地区镁铝榴石及铬尖晶石重砂异常地球化学指示源岩

以往资料显示,贵州施秉下翁哨地区镁铝榴石和铬尖晶石自然重砂,高度浓集于下翁哨盆地北岸对门坡一带新近系翁哨组含砾粘土岩和盆地南侧2km处斜坡带"不明成因"砂砾石堆积物中,构成罕见的高含量重砂异常,在贵州众多金刚石找矿信息中尤为瞩目,其来源及其金刚石找矿指示意义长期成谜。通过对盆地南侧2km处斜坡带"不明成因"砂砾石堆积物采样分析查证,原样中镁铝榴石为2.7粒/L,铬尖晶石大于5.0粒/L,异常客观存在;电子探针研究表明,镁铝榴石和铬尖晶石分属G9镁铝榴石和S5贫钛高铝富镁铬铁矿,其来源与金伯利岩关系不大。     

金伯利岩中镁铝榴石端员分子计算方法的探讨

镁铝榴石是金伯利岩的重要副矿物之一。根据岩石学、热力学和地球物理学的研究,它与金刚石都属于深成高温高压标型矿物。镁铝榴石具有较稳定的物理化学性质,因此,在后期地质作用(蚀变或风化搬运)过程中,能较好地保存下来。而且金伯利岩中的镁铝榴石,因含有较多的铬与镁,颜色较特殊,在重砂或手标本中容易鉴定。     

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。     

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。