岩墙群的岩石学和地球化学特征

1岩石学特征

岩墙群的岩石结构和矿物成分较单一，除粒度由边部向中间由细变粗之外，其岩石结构和矿物成分没有什么变化，岩石类型为辉绿岩和辉绿玢岩，其中早侏罗世为以辉绿岩为主，中侏罗世和早白垩世以辉绿玢岩为主。

辉绿岩：岩石呈灰绿色、黑绿色，块状构造、辉绿结构，主要矿物成分为单斜辉石和斜长石，副矿物为磁铁矿、钛磁铁矿和磷灰石。岩墙边部的矿物粒度细，为01mm左右，中间部分粒度粗，为08～06mm。

辉绿玢岩：岩石呈灰绿色、墨绿色，斑状构造，基质为辉绿结构，斑晶为斜长石和单斜辉石。镜下见单斜辉石和斜长石斑晶穿插现象，说明它们几乎是同时结晶的。基质也主要由斜长石和单斜辉石组成，副矿物有磁铁矿、钛磁铁和磷灰石。斜长石斑晶粒度一般为2mm左右，最大可达5mm；单斜辉石斑晶粒度一般小于斜长石斑晶，基质斜长石粒度一般为01～04mm，单斜辉石粒度与基质斜长石相近。斑晶斜长石含量为5%～25%，斑晶单斜辉石含量为0～10%；基质斜长石含量35%～55%，基质单斜辉石含量35%～50%，其他少量。

闪长玢岩：岩石呈灰黑色，具斑状结构，斑晶为斜长石及少量角闪石。

2矿物学特征

通过电子探针分析对矿物学组成特征描述如下。

（1）辉石

辉石是辉绿岩中最主要的造岩矿物，我们所研究的岩墙群中只有单斜辉石，未见斜方辉石。单斜辉石斑晶为半自形—自形，基质中为他形，常见简单双晶和聚片双晶。其电子探针分析结果及端元组分见表8-2。由表8-2可知，所研究的基性岩墙群的单斜辉石以含较高的MgO、CaO、P2O5为特征，多数样品质量分数 MgO ＞13%、CaO ＞185%、P2O5＞020%。另外，斑晶辉石比基质辉石富含Al2O3，可能表明斑晶结晶时的压力大于基质结晶。早白垩世岩墙中辉石MgO含量（1457%～1713%）高于早、中侏罗世岩墙的辉石（1209%～1599%）。单斜辉石的Wo-En-Fs关系图（图8-3）中亦反映出这个特点，即早、中侏罗世岩墙中的单斜辉石全部落在普通辉石区，而早白垩世岩墙的单斜辉石大部分落在顽（镁）透辉石区。早侏罗世辉绿岩墙的单斜辉石含 TiO2较高（199%～313%）。辉石含Ti高反映早期岩浆源区压力比较大，晚期辉石含Mg高反映源区岩浆富镁，来源深度大，表示地壳伸展程度和渗透程度增加。

表8-2 单斜辉石的电子探针分析结果

注：表8-2和表8-3的探针分析数据均由北京大学地球与空间科学学院舒桂明测定，为辉石斑晶。

图8-3 单斜辉石的Wo-En-Fs关系图

Ⅰ—次透辉石；Ⅱ—顽（镁）透辉石；Ⅲ—普通辉石

1—早侏罗世辉石；2—中侏罗世辉石；3—早白垩世辉石；4—后期中基性岩脉中辉石

（2）斜长石

斜长石是辉绿岩/辉绿玢岩中最主要的造岩矿物，斑晶斜长为板状，长条状，自形—半自形晶，不论是斑晶还是基质，都发育有各类双晶，常见为聚片双晶，次为卡纳复合双晶，部分斜长石电子探针分析结果及其牌号见表8-3。从表中可知，早侏罗世岩墙之An为63-66之间。

通常岩墙代表一次岩浆快速侵位的产物，岩墙边部和中心的成分差异不甚明显，但是岩墙两侧率先结晶的冷凝边往往代表初始未演化的岩浆组分，如果是基性岩浆，其斜长石牌号有可能比岩墙中心部分略微偏大。斜长石成分的细微变化往往有规律地反映出岩石形成过程物质成分演变的特点。

表8-3中G1、G2、G3、G4 是从同一条134m宽的早侏罗世岩墙中依次采集的样品，G3位于中间，粒度最粗，G2、G4分别在两边，粒度中细，G1为最东侧的冷凝边最细（西侧冷凝边因被后期碱性岩脉侵入蚀变，未取样）。虽然它们对应的斜长石牌号相差甚小，但还是表现出从中间向两边变小的趋势，这与一般单脉岩墙正好相反（陈孝德等，1983），证实它可能不是一次侵位的单脉岩墙，后期有基性程度更高的岩浆补充。

中侏罗世辉绿玢岩的斜长石斑晶中出现环带构造，环带中心的斜长石偏基性，An为85，外围部分An为66，差异之大可能反映早期在偏基性的岩浆中结晶的长石被后期岩浆捕获。岳永君（1991）发现同一样品的斜长石斑晶和基质的牌号An分别为76和44，也反映后期岩浆偏中性。上述现象反映在岩浆演化过程中（或许在岩浆房内）有过多次基性程度不同的岩浆补给及相互作用。

早白垩世辉绿玢岩中斜长石钠质程度明显提高（452%），基质中斜长石牌号（An56）也提高，反映早白垩世岩浆更偏基性和碱性，表明岩浆来源不断加深。

表8-3 斜长石电子探针分析结果

3岩石化学成分特征

本区的基性岩墙群SiO2含量变化于4853%～5264%，MgO变化于382%～845%，CaO变化于 634%～1141%，Na2O变化于 158%～360%，K2O变化于 087%～150%，Na2O＞K2O。从CIPW标准矿物计算看，早、中侏罗世含标准矿物石英（Q），早白垩世含标准矿物橄榄石（Ol），从岩墙群的Mg′值［100×Mg/（Mg+Fe）］看，早白垩世Mg′值从早、中侏罗世的51～61增到67（表8-4）。在TAS图解（图8-4）中除一个样品投影于碱性系列玄武岩区以外，其余均位于拉斑系列玄武岩区。随着时间的推移，SiO2、Na2O+K2O含量总体降低。

表8-4 辉绿岩墙群的岩石化学分析（wB/%）结果及CIPW标准矿物计算结果

注：F3、F9、F10、Sh1由北京有色冶金设计研究总院中心化验室分析；G编号为中国科学院矿物资源中心X荧光法分析；C56和C12数据引自佘宏泉。

在R1-R2图解（图8-5）中，除了早侏罗世外，从晚三叠世、中侏罗世到早白垩世的岩墙群投点连续变化，从二长闪长岩经辉长岩演变到辉长苏长岩和橄榄辉长岩，岩墙基性程度逐渐提高，早侏罗世和早白垩世两期岩墙基性程度高，与岩浆来源加深有关。

与上述斜长石部分阐述的早侏罗世的复式岩墙的斜长石牌号变化规律一致，G1至G5为依次的全岩成分，具有对称分布的规律（表8-5），两侧的G1和G5 相近，G2和G4相近，G3显示了MgO、Na2O和Mg′值最高的特点，结合前述中间带G3号样品的斜长石牌号增高的特点，可以认为这种变化不是岩浆自身演化造成的，可能来自岩浆的多次补给与充填，而且这种再次充填和补给时间相隔不长，在接近的温度条件下，使得新生岩墙两侧不具冷凝边，只保留了最初侵位时形成的冷凝边。反之如果是新上涌的岩浆从两侧边部充填，则应有不止一对冷凝边存在。因此作者将其定为复式岩墙。这种从中心向两侧对称扩展的填充方式类似大洋中脊的扩张。早侏罗世和早白垩世复式岩墙的存在也表明这两个时期伸展作用最强。这种对称扩展的岩墙显示了深部岩浆上涌造成水平方向的伸展作用。

图8-4 辉绿岩墙TAS图解

1—早白垩世；2—中侏罗世；3—早侏罗世；4—晚三叠世

图8-5 R1-R2图解

图例同图8-4

表8-5 林西富林构早侏罗世复式岩墙的组成（wB/%）

注：由中国科学院地质地球物理所矿物资源中心测试，Mg′=100×Mg/（Mg+Fe）。

4微量元素特征

表8-6 中列出了研究区辉绿岩岩墙群的微量元素分析结果。和前述 R1-R2图解（图8-5）中显示的结果类似，除了早侏罗世外，从晚三叠世、中侏罗世到早白垩世岩墙群的稀土元素总量（ΣREE）不断降低，早白垩世的ΣREE只有425×10-6，近于晚三叠世ΣREE的1/3。图8-6中也表现出晚三叠世、中侏罗世到早白垩世的稀土配分曲线斜率依次变小，早白垩世呈现近水平状，具有轻微的Eu负异常，早侏罗世曲线与之平行，只是呈平坦型。轻、重稀土的富集与否及其程度与岩石成因有关，晚三叠世稀土配分型式反映岩浆来源以地壳的局部熔融作用为主，因为局部熔融时轻稀土优先进入熔体，重稀土在部分熔融时易于保留在残余固相中。而早白垩世的配分型式表示有未分异的原始地幔岩浆的加入，受地壳混染程度较低。

表8-6 各时代岩墙群稀土元素分析（wB/10-6）

图8-6 各时代岩墙群的稀土配分曲线

（样号同表8-6）

从岩墙群岩石的微量元素（表8-6）和蛛网图（图8-7）看，晚三叠世与早、中侏罗世和早白垩世的配分型式明显不同，前者Th富集，Nb、Zr、Hf亏损，而后者Nb、Ta富集，Th相对亏损。Th的富集和Nb的亏损表明岩浆局部有陆壳特征或受到地壳混染。与此相反，Nb的富集和Th的亏损说明幔源岩浆受地壳混染程度很低或基本未受混染（Oliveira et al，1990），裂谷初期玄武岩以Th的亏损为典型（李昌年，1992）。由此看来，晚三叠世岩墙群具有大陆壳的特征，而早、中侏罗世和早白垩世辉绿岩或辉绿玢岩来自地幔，受混染程度低，具有裂谷初期玄武岩的特征。

图8-7 各时代岩墙群的微量元素蛛网图

（样号同表8-6）

Thompson等认为La/Nb比是地壳混染的一个有用指数（转引自Wilson，1989），洋岛玄武岩、大陆碱性玄武岩和金伯利岩La/Nb＜1，而大陆溢流玄武岩La/Nb为05～7，从表8-7中可见除了晚三叠世C12的La/Nb＞1外，其他样品La/Nb＜1。结合部分微量元素比值（Hart et al，1992）来看，赤峰地区晚三叠世闪长质岩墙群的比值与大陆地壳十分接近，而北部林西地区的侏罗-白垩纪的辉绿岩或辉绿玢岩岩墙群大部分与原始地幔的微量元素比值接近，个别元素之比，如Th/Nb显示了亏损地幔的特征，这与其他手段的分析结果一致。

表8-7 岩墙群的部分微量元素比值和原始地幔部分微量元素丰度

（据Hart et al，1992）

5Sr-Nd同位素特征

林西地区的两个采样地点位于大兴安岭主峰带，岩墙群侵位于古生代增生陆壳基底上，早-中侏罗世和早白垩世辉绿岩岩墙群的ISr比值分别为07036、07044和07048（表8-8），初始比值低，显示岩浆来源于上地幔，未受到明显的地壳混染，TDM模式年龄表明基底不存在古老陆壳。而位于华北克拉通北缘的赤峰柴胡栏子晚三叠世的辉长闪长岩ISr值为07072，显示了岩浆来源与地壳部分熔融关系密切。

表8-8 岩墙群的Sr-Nd同位素组成

注：均由中国科学院地质地球物理研究所质谱实验室乔广生、张任祜测试。

不同产地的玉石硬度有差别。

玉可以分为软玉和硬玉，二者为两种不同的矿物：

软玉的颜色有半透明白色、**、绿色及黑色等，而颜色分布均匀；至於硬玉则主要有白色、紫色、**及绿色等，颜色分布均匀度则於不同种质会有差异。在中国境内出产的绝大多数为软玉，而「羊脂白玉」则为软玉中之珍品，质地细致而颜色洁白，很多精湛的玉器艺术品均以软玉雕琢而成。 软玉硬度多在4到7之间。

硬玉的主要产地为缅甸，较软玉更罕有。由於硬玉在玉质、颜色及价钱各方面都较软玉优胜，故现时市场上的玉器饰品主要以硬玉制成，而且消费者的需求亦非常大，所以接着会集中介绍硬玉 - 翡翠。 一般翡翠硬度通常在7左右。而刚玉（也就是俗称的红宝石、蓝宝石等）硬度一般为9。

扩展资料：

中国是世界上开采和使用玉最早、最广泛的国家。古书上记载很多，名称也很杂，如水玉、遗玉、佩玉、香玉、软玉等。辽宁阜新市查海遗址出土的透闪石软玉玉块，距今约8000年（新石器时代早期），是全世界到目前为止所知道的最早的真玉器。

中国最著名的玉石是新疆和田玉，它和河南独山玉，辽宁的岫岩玉、陕西的蓝田玉，称为中国的四大名玉。

玉是矿石中比较高贵的一种。玉石富含多种微量元素，如锌、铁、铜、锰、镁、钴、硒、铬、钛、锂、钙、钾、钠等。玉之润可消除浮躁之心，玉之色可愉悦烦闷之心，玉之纯可净化污浊之心。所以君子爱玉，希望在玉身上寻到天然之灵气。

玉乃石之美者，色阳性润质纯为上品。宝石也如此。其价值高低并不完全取决于成份，翡翠白玉中不值钱的为多数。如同人一样，哪个民族都出英雄。

关于玉器的概念，广义上的玉器应该具备三个特点：

一是材料上符合“美石”的要求；

二是在形制上具备典型玉制器的基本样式；

三是制成的玉器必须是由制玉的特殊制作方法如碾磨、钻孔等技术完成的，而不是一般的制石工艺所能完成的。再者， 研究的玉器，应是具有一定历史年代的，必须强调它的历史文物价值。

颜色

软玉主要有白玉，青白玉，黄玉，紫玉，墨玉，碧玉，青玉，红玉等等。其中黄玉色如机油的是佳品，紫玉颜色通常为淡粉，墨玉实为碧玉上多黑点的玉，青玉实为暗淡发青的白玉。通常白玉最佳。

硬玉即翡翠，颜色有白，紫，绿。可称为冰地儿（白）或青地儿（绿）。绿色为最佳。三色翡翠的也称为“桃园结义”或者“福禄寿”。

参考资料：

透辉石不是宝石，是辉石中常见的一种，属单斜晶系，它属于硅酸盐矿物，是钙和镁的硅酸盐。

透辉石与祖母绿相同点：

祖母绿和透辉属于都属于硅酸盐，两者都呈玻璃光泽。

透辉石与祖母绿不同点：

1、颜色不同

透辉石：无色、灰色、淡绿、深绿、褐色和黑色。

祖母绿：祖母绿的颜色十分诱人，有人用菠菜绿、葱心绿、嫩树芽绿来形容它，但都无法准确表达它的颜色。它绿中带点黄，又似乎带点蓝，就连光谱都好像缺失了点波长。

透辉石

祖母绿

2、产地不同

透辉石：巴西、意大利、缅甸、南非、西伯利亚、巴基斯坦、印度等地。

祖母绿：主要产地有哥伦比亚、俄罗斯、巴西、印度、南非、津巴布维，中国等。国际市场上目前最多见的祖母绿来自三个产地：哥伦比亚、巴西和赞比亚。

3、分类不同

透辉石：高纯透辉石矿，仅含少量的方解石杂质矿物，偶尔可见石英和透闪石。

透辉石和石英共生矿，透辉石含量在一半以上，杂质矿物除石英外还有方解石，它可以作为高压电瓷、釉料及热稳定性好的结构陶瓷原料。

含有磷灰石的透辉石矿，矿石中还常含有方解石，可作地面砖和铸石的原料。

祖母绿：祖母绿，是不具任何特殊光学效应的绿祖母。

祖母绿猫眼，是具猫眼效应的祖母绿。自然界中祖母绿十分稀少，能具 猫眼效应的祖母绿则少之又少，可谓是稀罕之物，因此，祖母绿猫眼其价格十分 昂贵。

星光祖母绿，是具星光效应的祖母绿。具星光效应的祖母绿比祖母绿 猫眼更少，因此，其价格更加昂贵。

达碧兹祖母绿Trapiche Emerald，其特点是石体横切面有六角形的黑色条纹从中央向外辐射，中间还可以有六角形透明或呈黑色的芯。

因其形状似以前西班牙人用来压榨甘蔗的磨轮(西班牙文: tra·pi·che (de azúcar))，故以此为名。成因是于晶体生长期间，祖母绿晶体把杂质压缩在六方晶生长面之间。

-透辉石

-祖母绿

固熔体热力学的进展逐渐加深了人们对类质同像矿物形成条件的认识。利用可变成分矿物间的共生关系可以探讨成岩作用中热力学条件的变化。这里仅就矽卡岩矿床中广泛存在的斜长石－方柱石及单斜辉石－石榴子石矿物对进行研究。

(一)斜长石－方柱石矿物对

斜长石是自然界遍在的矿物，在接触交代矿床中方柱石十分发育，经常与斜长石共生。共生斜长石和方柱石成分的相依变化反映出成岩的相环境。按斜长石与方柱石组合中矿物的数目可划分如下几种类型。

(1)四矿物组合:斜长石、方柱石、方解石、石英。惰性组分为Al2O3，SiO2，CaO，Na2O，其平衡关系为

中国矽卡岩矿床

(2)三矿物组合:斜长石、方柱石、石英。惰性组分为Al2O3，SiO2，CaO，其平衡时有

中国矽卡岩矿床

(3)三矿物组合:斜长石、方解石、方柱石。其极值平衡时有

中国矽卡岩矿床

(4)两矿物组合:斜长石与方柱石。此时极值平衡有

中国矽卡岩矿床

湖北大冶铁矿在高温碱质交代阶段广泛出现斜长石与方柱石共生，经电子探针分析获得共生斜长石－方柱石的成分，以及两者间的回归方程:Me=05429An+14。依据这一方程和极值平衡状态的约束条件(式113和式114)可以判定，对于方柱石+斜长石+方解石或斜长石+方柱石的组合An30－Sc30即为拐点，拐点的确定在共生矿物对的研究中较矿物成分本身的研究有更大的意义，拐点相当于影响矿物平衡的极值点(极大值或极小值)。在上述研究的基础上构筑了铁山矿区共生斜长石－方柱石成分依赖于 图解(图11－11)。图中实线ABC表示Pl，Sc，Cc，Q四矿物组合的单变反应。在B点之左，该单变反应为 ，而于此点之右则为 。沿此单变线自左至右反映方程类型的变化反映出方柱石具有不同的生成机理，B点之左，方柱石的形成依赖于岩体中斜长石、石英及方解石的加入客观存在，它表征出时此方柱石的成形是在含石英的中—基性岩石中，由于消耗斜长石及石英的结果，而在B点之右侧，方柱石的形成是斜长石分解的结果，在形成方柱石的过程中尚能游离出石英。在四矿物组合的单变反应线(ABC)上下两侧各能形成三矿物组合，此线之上方为方柱石的稳定区，可分别构成Pl+Sc+Q及Sc+Q+(Cc)的组合，Sc+Q+(Cc)意味着下述反应:Sca+Q+ (此处下标a表示方柱石中钙柱石含量)。由该反应可以看出，这是在钠、氧化学升高的情况下，由较基性的方柱石转变成较酸性的方柱石，反应消耗溶液中CO2并生成方解石。Cc与Sc及Q在反应的两侧，因此在图11－11中用(Cc)表示。经计算Sc+Q+(Cc)这簇线束的斜率等于－4，α=－75°57'。Pl+Sc+Q线束的斜率因不同牌号的斜长石、方柱石的组合而不同，其倾角由左至右减小(指绝对值)，变化于－60°15'～－47°7'之间，ABC线之下为不含Sc+Q类型的组合，进一步分为Pl+Cc+Q及Pl+Sc+Cc两种类型。前者的形成不依赖于μCl，故线束倾角90°后者线束之斜率为－1，倾角－45°，应该指出Sc30+Pl30+Cc的反应有很大意义，这一反应限定了在低氯逸度条件下Pl+Sc+Cc组合稳定的下限，此线以－45°倾角与ABC线相切于B点，图中以实线表示。ABC与BD把整个图形分成3个大区(图11－11中的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ区)。

依据上述特征，可以判定铁山矿区方柱石化过程中某些物理化学条件的相应变化。铁山矿区碱质交代的早期阶段主要发生斜长石的去钙长石化作用，CaO自斜长石中释放形成方解石，此时未见有方柱石，说明它是处在氯、钠化学势都相对较低的环境，嗣后出现了早期较基性的斜长石(An28－33)与牌号相近的方柱石(+方解石)组合，在图中应位于BD线附近，此时的斜长石与方柱石近于极值平衡状态，生成于相对高温环境。广泛的方柱石化以针柱石为主，斜长石基性程度小于针柱石，常形成斜长石、方柱石、方解石的组合，或方柱石、斜长石组合(在方柱石透辉石石榴子石矽卡岩中)，在蚀变闪长岩中由于钠化进一步进行，SiO2大部分被淋滤，在这种相对贫石英的岩石中主要发育缺乏石英的斜长石+方柱石+方解石组合。图中显示出氯化学位能极大的影响着斜长石与方柱石组合，在μCl增高的情况下，方柱石的稳定域增大，典型特征是形成Sc+Q的组合，这种组合在铁山(铁门坎矿段)不发育，它说明在铁山矿床方柱石化过程中氯的作用较钠的作用为弱，蚀变矿物的一系列变化主要归因于碱质交代作用。由此可认为，铁山矿区方柱石化阶段成矿溶液是含一定氯离子的碱性溶液，铁山矿区的方柱石化是一种碱质交代作用。

图11－11 铁山矿区共生斜长石－方柱石成分依赖于 图解

共生矿物极值状态的确定有其深刻的物理化学意义，扎里科夫(1968)在研究方柱石－斜长石或斜长石－方柱石－方解石共生时，应用下式表达斜长石－方柱石间的交换反应:

中国矽卡岩矿床

上述的化学平衡除温度、压力外，还主要决定于CaO的活度和CO2的逸度，本区的方柱石化发生于高温阶段，这样可粗略地认为在方柱石形成过程中CaO的活动性是不变的(扎里科夫，1968)，因此溶液中CO2，Na2O，Cl的活动性尤有意义，尤其是CO2的逸度，CO2为非理想气体，在等温情况下随压力的增高CO2的逸度系数剧烈增加(Перчук，1973;Булак，1978;Holland，1981)，造成方柱石中钙柱石分子的增多，斜长石中钙长石分子的减少，压力的降低导致相反的结果。依据铁山矿区方柱石与斜长石成分间的相关方程和所确定的拐点，可以作出共生方柱石－斜长石成分依赖于压力(深度)图解(图11－12)。图11－12中7个Ⅰ－Ⅵ是扎里科夫所做，Ⅱ'是大冶铁山的图解，由拐点及共生斜长石－方柱石成分对比，可以看出铁山的图解位于图11－12的Ⅱ与Ⅲ之间，且接近Ⅲ。因此可以说大冶铁矿方柱石化形成于中浅及浅成环境。挥发组分的化学位与温度反向相关，因此拐点相当于温度最高点，也就是说本区早期形成的方柱石是产于高温环境，而晚期阶段形成的酸性斜长石和较酸性的方柱石是温度降低的结果。因此本区的方柱石化和钠长石化是一个降温过程。

图11－12 铁山矿区共生斜长石、方柱石成分与深度关系(图中Ⅱ'与扎里科夫图解Ⅰ－Ⅵ对比)

由上述铁山矿区共生矿物分析，结合岩浆结晶过程中组分活度的计算(略)可以概略看出成岩成矿作用物理化学条件的变化规律:在浅成条件下，岩浆所处的高温回火环境使富钠的熔浆钠化学位极大的增高，产生了一种富钠、氯、二氧化碳的高温流体相，引起已固结岩石产生广泛的钠质交代和铁质的活化转移，随着钠化学位的增高使高温碱质交代阶段的矿物组合自然过渡为早期以方柱石、透辉石为标志的矽卡岩矿物组合。铁山矿区的成矿溶液是含有Cl的碱性溶液 较大，嗣后钠氯的作用减弱，钙、镁、铁作用增强，μCO2/μCl，μCaO/μNa2O升高，出现钙矽卡岩矿物组合(围岩的作用增强)，随温度的降低溶液中铁质浓度增大，最终在中—碱性溶液中，lgfO2在－17～－20左右的区间中，导致磁铁矿的大量形成(参见下节)。由铁山矿区的成矿作用不难看出矽卡岩矿床的成矿作用是一个复杂的演化过程，各交代阶段有着深刻的内在联系，各交代建造的生成是当时成岩成矿地质、地球化学、物理化学条件的综合反映，而这些建造的生成又深刻地改变着体系的环境，最终向金属矿物沉淀方向变化。因此矽卡岩矿床的成矿作用专属性有着更加深刻的内涵。

(二)单斜辉石－石榴子石矿物对

单斜辉石和石榴子石是自然界广泛分布的矿物，共生辉石－石榴子石矿物对有着深刻的地质意义，引起了中外学者的关注，Saxena(1973，1979，1981)，Ganguly(1974，1976，1979)从固熔体热力学的角度对辉石、石榴子石开展了深入研究，但他们的工作对矽卡岩矿床中透辉石－钙铁辉石系及钙铝－钙铁榴石系的混合热力学性质涉及不多。Liou(1974)，Greenwood(1967)，Gustafson(1974)，Tayor(1978)，Einaudi(1981)，Burton(1982)等对Ca－Fe－Si－C－O系及Ca－Fe－Si－C－O－H系中主要铁系列的矽卡岩矿物稳定性进行了研究，Einaudi等人在lgfO2－T图解中绘出了不同铁度辉石的稳定范围。但这些研究都没有讨论矽卡岩矿床中真实存在的单斜辉石和石榴子石共生环境的物理化学条件，本节基于固熔体热力学的某些性质对共生单斜辉石－石榴子石的地质意义进行了尝试性研究。

1共生单斜辉石－石榴子石矿物对生成的T－P－fO2－CO2限制条件，单斜辉石－石榴子石氧逸度计

大量矿物成分的化学、电子探针分析表明，矽卡岩矿床中的单斜辉石主要是透辉石(CaMgSi2O6)、钙铁辉石(CaFeSi2O6)、钙锰辉石(CaMnSi2O6)所形成的固熔体系列，石榴子石属钙铝－钙铁石榴子石系列，因此对共生辉石、石榴子石的热力学分析必须考虑到上述矿物的固熔体性质。我们首先在Ca－Fe－Si－C－O系中以辉石、石榴子石铁系端员来确定主要矿物的相关系，然后引入固熔体热力学性质扩充到真实共生关系的计算。图11－13绘出了在Ca－Fe－Si系统中主要矿物的成分点(铁橄榄石在钙矽卡岩中不常见，计算中未考虑)。由图11－13及相律原理可以写出围绕各零变点的反应方程(略)。把握各零变点的反应方程，结合下文的计算，就可以构筑在lgfo2－T坐标中的相关系图解(图11－14)，计算中取P=108Pa，XCO2=01。

图11－13 Ca－Fe－Si系中铁系矿物成分点

应该指出上述仅考虑了在O2，CO2参与下的相关系，但在低氧逸度的情况下(位于石墨缓冲线之下)，CO2将被分解，从而产生新的相关系，这种情况下文将予详细叙述。

热力学计算基本参数的确定:对于简单体系的热力学计算，反应自由能可由下式确定(Holland，1981):

中国矽卡岩矿床

式中:上标o代表“标准态”;下标r代表反应。式中忽略了熵值随压力变化的影响。当参与反应的物质热容已知情况下，可直接由115式计算。但在许多情况下可从热力学表格中查到不同温度下各矿物标准生成自由能值(Robie，1978;林传仙，1985)，此时反应自由能为

中国矽卡岩矿床

图11－14 共生辉石－石榴子石矿物对的氧逸度－温度图解

式中: 为化学反应中各物质的计量系数，约定反应生成物取正值，反应物取负值。同样116式中ΔrV的计算也必须考虑各物质的计量系数。116式中没有顾及到固熔体的混合问题，应用于本书的计算尚需做下述说明:

矽卡岩中的单斜辉石其端员组成主要是透辉石、钙铁辉石，其他组分很少，可以忽略不计，并且大量的分析表明钙锰辉石端员一般不超过5%，此次计算一律取5%，Saxena及Ganguly指出单斜辉石各端员基本属理想混合，应用理想混合公式，其生成自由能表示为:

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式中:Xi分别为透辉石、钙铁辉石、钙锰辉石端员的摩尔分数，ΔGof·T·i－透辉石、钙铁辉石、钙锰辉石的标准生成自由能。对钙锰辉石目前尚未见到有关数据的实验结果，为此我们采用陈肇夏(Cho－HsiaChen，1975)关于硅酸盐矿物标准生成自由能的估算办法，估算了钙锰辉石标准生成自由能值。

钙矽卡岩中石榴子石可视为Ca3Al2Si3O12与Ca3Fe2Si3O12的二元正规溶液(Ganguly，1976)，其生成自由能由下式表达:

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式中:XGro，XAnd，ΔG0f·T·Gro，ΔGof·T·And分别为石榴子石中钙铝榴石、钙铁榴石端员的摩尔分数及其标准生成自由能值。WG为钙铝榴石和钙铁榴石两端员的交换能或相互作用系数，Ganguly确定此值为－6427kJ并且它随温度、压力的变化是很微弱的。

Маслеников(1978)研究了透辉石－钙铁辉石系列晶胞体积和端员组成的关系，我们在他的资料的基础上获得了单斜辉石克分子体积与组成间的拟合方程:

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计算中把少量的钙锰辉石合并于钙铁辉石中。对于石榴子石有:

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除辉石、石榴子石外，其他固相的体积一律采用标准状态下的克分子体积值，计算中忽略固相的体积随温度和压力的变化，因此对固相有:

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CO2为非理想气体，其体积积分项 ，按流体相压力等于总压计，则有

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CO2体积积分项我们采用两种方法计算，一是按Булах(1978)给出的不同温度、压力下的CO2逸度系数进行计算，另一是采用关于CO2的Redlich－Kwong状态方程求出。图中只绘出按第一种方法的计算结果。

反应类型的确定:包含有单斜辉石、石榴子石的反应方程可能有多组，在地质研究的基础上我们确定了包含有Cpx，Gr，Cc，Q;Cpx，Gr，Mt，Q及纯铁系中含有Hed，And，Wol，Cc，Q，Mt等各组反应，并进行了计算。其中包含有Cpx，Gr，Cc，Q的这种类型尤为重要，其反应方程由下式表达:

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应该说明，这组反应当氧逸度低于石墨缓冲线时，CO2分解，此时反应方程将发生如下变化:

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对比式1113与式1114可知，在石墨缓冲线上下两侧，化学反应的机理有很大不同。前者石榴子石的生成是由于Cpx+Cc+Q的组合中发生氧化反应，而后者表明在低氧逸度情况下碳质发生了还原，这种关系在图11－14中以双点线表示，它们位于石墨缓冲线之下。

在确定反应类型的基础上，依上述办法求出反应自由能，根据反应自由能与平衡常数间的关系ΔrGT·P=－RTlnK就可以解析出fO2了，式1113及式1114中MgO，MnO，Cc，Al2O3，FeO，Q为纯相其活度为1，辉石各端员间按理想混合模型处理，按照二元正规溶液模型获得石榴子石各端员的活度与组成关系:

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式中:WG为石榴子石中钙铝榴石与钙铁榴石相互作用系数或两端员交换能。

在上述说明的基础上，对我国主要类型矽卡岩矿床中共生辉石－石榴子石对的氧逸度进行了计算(图11－14，图11－15)。在图11－14中， 等反应参考了GreenWood(1967)，Gustafson(1974)，Einaudi(1981)，Liou(1974)的实验资料，低温条件下石榴子石的稳定性则参考了Taylor(1978)的资料，上述各反应及图中所有单变平衡线本书都进行了计算。图11－15中确定了我国某些与Fe，Mo，W，Zn有关矽卡岩共生辉石－石榴石生成的氧逸度和酸度条件。

2共生辉石－石榴子石酸度计

扎里科夫(1968)早就指出共生辉石－石榴子石的含铁性决定于温度、氧逸度和介质的酸碱条件，并论证了酸度的增高将引起共生辉石－石榴子石中辉石含铁率的增高，石榴子石含铁率的降低，碱度的增高导致相反的结果。扎里科夫及赵一鸣等曾对各种矿化类型的矽卡岩矿床共生辉石－石榴子石矿物对进行了广泛研究，其结果证实:共生辉石－石榴子石含铁性不仅仅是该矿物形成时介质条件的酸度计，而且也能有效地预测矽卡岩期后的金属矿化种类。

然而扎里科夫没有给出由共生辉石－石榴子石矿物对来判断介质酸碱度的定量估计，扎里科夫等(1979)乃转向实验研究，通过实验拟定了6个关于铁在共生辉石－石榴子石间分配与介质酸度的表达式，以此关系式可以解析出介质的pH值，但是扎里科夫的6个关系式产生于不同的实验条件，且同一Kp值应用不同的算式得出的结果相差较大，应用扎里科夫的算式并不能保证得出令人信服的结果。为此我们基于热力学的基本原理，考虑溶体混合的非理想效应，对共生辉石－石榴子石矿物对作为形成介质酸度的指示意义做进一步推导。铁在共生辉石－石榴子石间的分配可由下式表达(扎里科夫，1979):

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考虑到固态Al(OH)3高温下的不稳定性及上述反应是在水溶液中进行的，式中Al(OH)3，Mg(OH)2以写成水溶质为宜(Коржинский，1981)，上式变为:

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其反应自由能为:

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单斜辉石各端员为理想混合，石榴子石各端员以二元正规溶液模型求算其活度系数(参见式1115，式1116)，经进一步推导，并假定水压等于总压，可以得出依据共生辉石－石榴子石矿物对估算介质酸度的表达式:

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式中:XHed，XAnd分别为辉石、石榴子石中钙铁辉石、钙铁榴石端员的摩尔分数，WG为钙铁榴石、钙铝榴石两端员相互作用系数，rH2O为水的活度系数，ΔrGT·P为指定温度、压力的反应自由能。

解析上式必须获知参与反应各物质生成自由能值，它们可由各矿物标准生成自由能值，求算。迄今尚没有关于水溶液中Al(OH)3，Mg(OH)02生成自由能的系统报导。考虑Al(OH)3固相的高温不稳定性，因此我们以Al(OH)03进行计算，其29815K的标准生成自由能为－1109999kJ/mol(Блах，1978)，依据Говоров(1977)给出的0～600℃的不同温度区间的平均热容值就可以计算出29815－900KAl(OH)03标准生成自由能值，它们是:29815K，1109999kJ/mol;400K，1062232kJ/mol;500K，102036kJ/mol;600K，984135kJ/mol;700K，953941kJ/mol;800K，930180kJ/mol;900K，904991kJ/mol。应该指出上述数据与Говоров计算值大不相同，这是因为Говоров的计算是以标准状态下元素热力学函数(熵、热容)为零作为参比状态的。

固相Mg(OH)2在高温条件下较Al(OH)3(固相)有较高的温度稳定范围，且在500℃水镁石可转变为方镁石。在水溶液中它可呈中性分子Mg(OH)02状态或是处于与所离解的Mg2+，(OH)－离子呈平衡的固相，因此就上述两种情况分别计算了它们标准生成自由能。目前尚未见有Mg(OH)0229815K标准生成自由能资料，我们依据阳离子水解反应的热力学(Baes，1981)，求出 反应的平衡常数为－2418及－734，进而算出ΔG0f29815=－791253kJ/mol。按照Говоров给出不同温度区间的平均热容，逐一算出29815－900K的标准生成自由能值，它们是:29815K，791253kJ/mol;400K，76111kJ/mol;500K，734699kJ/mol;600K，711013kJ/mol;700K，689802kJ/mol;800K，57390kJ/mol;900K，652588kJ/mol。固相Mg(OH)2标准生成自由能值已由Robie(1979)的手册给出。

在上述计算结果的基础上可进一步计算出Mg(OH)2按不同相态的标准生成自由能与Al(OH)03标准生成自由能的差值，再将此差值进行曲线拟合，得出:

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鉴于早期矽卡岩阶段没有发现有水镁石的存在，且式1119的计算结果与实验资料较好吻合，因此在通常情况下可用式1119参与计算，只有在温度较低的情况下，如在其共生辉石、石榴子石组合中确有水镁石存在，则可考虑以式1120参与计算。

解析式1118还涉及H+，e－的有关热力学资料，这里强调指出，在通常的物理化学计算中，对于离子常采用相对标准，按这一标准氢离子的热力学函数值(S0(H+)，ΔH0f(H+)，ΔGof(H+)，C0P(H+)恒为零作为参比标准。当具有离子参与的多相化学反应中，仅当化学反应的热力学参数的计算确保与所选定的参考标准无关时才能使用。很明显式1118的计算中不能再假定H+标准生成自由能为零了。为此我们援引Крестов(1973，1984)关于质子和电子有关热力学数据，并进行计算标准(绝对标准和相对标准)的转换，获得同一标准下298151K，H+，e－标准生成自由能值。由于缺乏系统确实的关于H+，e－不同温度下标准生成自由能资料，且考虑到H+标准生成自由能随温度的变化较小(在已知的温度区间27315～37315K中，变化59kJ/mol)。因此解析式1118对于H+，e－可以以29815K的数据参与计算，至此式1118中ΔrGT·p可以确定了。

式1118中－043429lnae－一项表征出电子活度对pH值计算的影响，扎里科夫(1979)以Ni－NiO及石英－磁铁矿－铁橄榄石缓冲剂来研究氧化－还原状态(包括电子的电化学活度)对共生辉石－石榴子石间铁分配的影响，随氧逸度的降低，电子活度的增大将导致Kp值的增大，在700℃由Ni－NiO缓冲线至石英－磁铁矿－铁橄榄石缓冲线，其lgKp值变化057，相应pH变化约071。由于缺乏系统的关于电子活度与共生辉石－石榴子石矿物对铁分配的实验资料，尚不能准确地建立式1118中043429lna－e一项的实验方程。但对各类矽卡岩共生辉石－石榴子石对的大量计算，对比已有的实验结果，两者之间能较好地吻合，并且符合地质观察结果。因此在实际应用中可以不必进行电子活度项修正。

式1118中 项表征出溶液中Mg，Al组分的活度此处pH计算的影响，我们虽没有简单办法确定溶液中Mg，Al组分的活度比，但是我们考虑到:①在 中，其活度比为10或01时pH相对变化为1，根据扎里科夫的实验资料，Mg，Al组分在溶液中的浓度均较低(溶液中具斜长石、镁橄榄石矿物缓冲剂)，属n·10－3～n·10－4mol/L，XMg/XAl介于026～379之间，依此估计Mg，Al组分的活度比对pH的修正在－059～+058之间，因此可以认为在通常情况下，Mg，Al组分的活度比一项对pH计算修正是较小的;②在交代作用中，一般外带具有较高的Mg组分，内带富Al，由式1118可以看出，用该式计算得到的pH应高于外带真实pH，而对于内带计算值将稍低于实际值，如此我们得到了研究区pH值域区间，而实际的pH即在此区间中，因此可以用式1118对矽卡岩形成的介质条件做对比研究。

依据上述算式对我国某些矽卡岩矿床形成的酸度进行了估算，构筑了共生辉石－石榴子石矿物对生成的氧逸度－酸度图解(图11－15)，该图显示出:

①我国各类矽卡岩的形成具有较宽的氧逸度范围，其lgfO2值大多在－26～－17之间，并随着矿化类型的不同，矽卡岩形成的氧逸度呈规律的变化，大致按Fe，Cu，Fe－Sn→Mo，W→Sn方向氧逸度降低，反映出各类矽卡岩矿床自岩浆侵入(参见第六、七章)到矽卡岩形成和晚期金属矿化的整个过程中，其物理化学条件都是存在较大差异的，而这种差异决定了不同类型的矽卡岩具有不同的金属矿化组合;②我国一些矽卡岩矿床共生辉石－石榴子石对酸度的计算表明，其酸度大致按Fe，Cu，Fe－Sn→Mo，W→Sn方向增加，铁矿化有关的矽卡岩大多形成于高氧逸度的中—碱性条件，Mo，W矿化的矽卡岩产于中等氧逸度的中—酸性介质条件，含锡矽卡岩是在低氧逸度酸性介质条件中形成的。我国各类矽卡岩多形成在pH=35～70的区间中;③在总体上矽卡岩形成的氧逸度与酸度呈反向相关。此外，计算表明同一矿床中内、外接触带形成的氧逸度、酸度也有所不同，如云南个旧矿区内矽卡岩带 为36～38，接触带47～53，外带55～65。它们所伴随的金属矿化组合也存在较明显差异，前者主要是锡石或锡石－硫化物型矿化，而外接触带为锡石－磁铁矿矿化并伴有硼钙锡矿化。因此随交代带酸度、氧逸度条件的不同，发生金属矿化差异性空间分带，造成不同交代带有着不同的矿化组合。

图11－15 我国某些类型矽卡岩形成的氧逸度－酸度图解

1、韩国玉（韩玉、韩白料）——295（左右）

韩国玉，二十世纪九十年代引进中国。普遍颜色发青灰，白色量少。

2、俄玉（俄罗斯白玉）——55—65

与和田玉同属典型的软玉系统，产于昆仑山脉延伸到俄罗斯境内的余脉之中。昆仑山脉基本上是我国的内陆山脉，与贝加尔湖直线相距数千公里，其间跨越中国、蒙古、俄罗斯三个国家。

相隔有塔里木盆地、天山山脉、阿尔泰山脉、蒙古的杭爱山脉、俄罗斯的唐努山脉等。俄罗斯玉以白玉、黄玉为主。其开采年代约为20世纪90年代初，每年产量为500吨左右，仅次于青海玉。

3、青海玉（青海软玉）——一般低于05

青海软玉是青海昆仑山脉产的软玉，如今优质的青海软玉在市场也得到了很多人的认可在，其在宝玉石学的鉴定指标上与和田玉完全相同，因此在其种属鉴定分类上不存在障碍。

4、缅甸玉（翡翠玉、翡翠、翠玉、硬玉）——65—7

颜色呈翠绿色（称之翠）或红色（称之翡），是在地质作用过程中形成的主要由硬玉、绿辉石和钠铬辉石组成的达到玉级的多晶集合体。

扩展资料

玉石其他种类介绍

1、岫山玉

产于辽宁省岫岩县而得名。主要成分是豆绿色纤维蛇皮纹石，其性软而硬度较低。呈色多：淡绿、淡黄、果绿等、半透明或不透明体，表面有脂肪般的光泽。是我国分布利用较早的玉材，因其产量大而为现今数量最多的玉材。

2、蓝田玉

产于陕西省西安市蓝田县，自古蓝田以产玉著称。唐人有“蓝田日暖玉生烟”之诗句。后因旧矿竭尽而停采。当前蓝田所采玉石进大理石，是一种蛇纹石化透辉石，不透明，呈色为黄绿、墨绿、翠绿等。

——韩国玉

——翡翠玉

——俄罗斯白玉

——青海软玉

——玉石

一、实习目的

1）复习矿物学与晶体光学内容，熟悉造岩矿物的鉴定内容。

2）认识并掌握主要造岩矿物的形态及矿物的鉴定标志。

3）掌握造岩矿物的基本特征，区分矿物的成因类型。

4）估计不同矿物在岩石中的百分含量。

5）了解矿物的共生规律。

二、实习内容及方式

1常见造岩矿物的种类

课堂实验

铁镁矿物:橄榄石类、辉石类、普通角闪石、黑云母、白云母。

硅铝矿物:斜长石、碱性长石、石英、霞石、白榴石。

开放实验

副矿物:磷灰石、锆石、榍石、尖晶石。

蚀变矿物:蛇纹石、绿帘石、绿泥石、纤闪石、绢云母。

2常见造岩矿物标本及观察内容

二辉橄榄岩:观察橄榄石、辉石和尖晶石，以及蚀变矿物蛇纹石。

闪长岩:观察角闪石和斜长石，以及蚀变矿物绿帘石、绿泥石、纤闪石。

花岗岩:观察黑云母、石英和碱性长石，以及蚀变矿物绢云母。

三、使用仪器设备

偏光显微镜、放大镜、小刀、三角板。

四、造岩矿物的鉴定特征

1橄榄石类

橄榄石类按阳离子组成可分为三个类质同象系列:

镁橄榄石Mg2 [ SiO4 ]—铁橄榄石Fe2 [ SiO4 ];

锰橄榄石Mn2 [ SiO4 ]—铁橄榄石Fe2 [ SiO4 ];

钙镁橄榄石CaMg[ SiO4 ]—钙铁橄榄石CaFe[ SiO4 ]。

镁橄榄石（Fo）—铁橄榄石（Fa）形成完全的类质同象系列。按其中镁橄榄石及铁橄榄石分子含量不同，分为镁橄榄石（Fo100～90）、贵橄榄石（Fo90～70）、透铁橄榄石（Fo70～50）、镁铁橄榄石（Fo30～50）、低镁铁橄榄石（Fo10～30）、铁橄榄石（Fo0～30）等。岩浆岩中常见的为镁橄榄石、贵橄榄石。

橄榄石呈橄榄绿、绿灰、墨绿色，不等粒自形—半自形粒状结构，硬度65～7，{010}及{100}不完全解理，相对密度32～439，次生变化主要为蛇纹石。薄片中无色;正高突起，糙面显著;{010}及{100}解理不完全，裂纹发育。Ⅱ级末—Ⅲ级干涉色，平行消光。

自形晶者是结晶较早的产物，多数被熔蚀呈浑圆状。橄榄石易蛇纹石化，特别是镁橄榄石，蛇纹石首先沿矿物的裂纹及边缘交代，交代强烈时则全部变成蛇纹石，仅保留橄榄石假象。在蛇纹石化的同时，游离出来的铁质往往沿橄榄石裂纹或矿物边缘形成磁铁矿。此外，常蚀变为透闪石、滑石、皂石、伊丁石、碳酸盐矿物等。

橄榄石常与辉石类、角闪石共生，受岩浆中CaO的影响，很少有斜长石，不与石英共生。橄榄石主要出现在超基性岩和基性岩之中。

鉴定方法 橄榄石是超基性岩和基性岩中常见的矿物，其含量是这两类岩石分类鉴定的重要依据。新鲜的橄榄石为砂糖状晶体，呈橄榄绿色或黄绿色，一般为油脂光泽，贝壳状断口，不具解理，因此较易与辉石区别。

侵入岩的橄榄石常蚀变为蛇纹石和滑石，由橄榄石蚀变的蛇纹石常呈黑绿色、黑色，具油脂光泽，并常可见由细粒磁铁矿组成的网状细脉。

喷出岩（玄武岩）中橄榄石斑晶常蚀变成褐红色的具橄榄石假象的伊丁石。橄榄石是抗风化能力很弱的矿物，地表露头很难见到新鲜的橄榄石。

2辉石类

辉石类可按其晶系分为斜方辉石和单斜辉石两大类。

斜方辉石 主要有顽火辉石、古铜辉石和紫苏辉石等。

单斜辉石 可分为钙碱性辉石和碱性辉石。 碱性辉石有霓辉石、霓石、锂辉石;钙碱性辉石有透辉石、绿辉石、普通辉石、易变辉石、钙铁辉石、铁辉石。

辉石的共同特征为:

1）绿黑至黑色，短柱状—柱粒状，横断面一般为八边形，由于各轴面发育程度不同也可为四边形。而碱性辉石种属的霓石则为长柱状或针状晶体，硬度5～6，{110}及{110}两组完全解理，夹角87°，{100}和{010}裂理，相对密度31～39，常蚀变为绿泥石、黑云母，有时蚀变为蛇纹石、绿帘石、方解石等。

2）横断面上具有两组完全解理，交角为93°～92°（87°～88°）;纵断面上可见平行C轴的柱状解理。解理交角和角闪石不同。可见{100}、{010}和{001}裂理。

3）薄片中一般无色或略带浅绿色、浅褐色，霓石为深绿色、褐色，其多色性、吸收性不及角闪石显著。

4）高正突起，糙面显著。

5）大部分种属为二轴晶正光性，2V中等至较大（一般均大于50°;易变辉石例外，2V小于30°，甚至更小）。碱性种属和紫苏辉石为负光性。

6）除斜方辉石为平行消光外，大部分辉石为斜消光，消光角一般较角闪石大。消光角的大小可作为鉴别单斜辉石亚类各种属的一个重要依据。

7）大多数辉石为正延性（碱性辉石为负延性）。

8）常见以{100}为结合面的简单双晶。

9）由于出溶作用形成的平行连生现象（出溶页理）较常见，平行（100）和（001）。

10）砂钟和环带构造多见。

单斜辉石与紫苏辉石的区别:后者有多色性，Ⅰ级顶部干涉色，平行消光或对称消光，二轴晶负光性，而且紫苏辉石的光轴角较大，常见席勒构造。单斜辉石一般没有多色性，Ⅱ级中部干涉色，平行消光、斜消光，出现聚片双晶。

斜方辉石之间的区别:顽火辉石与紫苏辉石的区别是前者无色，正光性，干涉色低;古铜辉石的突起及干涉色高于顽火辉石，略低于紫苏辉石。

单斜辉石的种类划分主要依据平行（010）切面的消光角大小进行划分（图1-1），如透辉石消光角在38°左右，普通辉石消光角在43°左右，霓石消光角为94°。

图1-1 单斜辉石类型及消光角特征

普通辉石与透辉石的区别是:①透辉石的手标本颜色较普通辉石浅，普通辉石呈绿黑、黑色。②透辉石（100）及（010）较普通辉石发育，普通辉石（110）发育，故透辉石近四边形，普通辉石近八边形。③透辉石最大消光角经常在40°以下，普通辉石最大消光角为35°～48°，常在40°以上，含铁和钛较多的普通辉石消光角可达55°。④透辉石双折射率较高，一般>0025;而普通辉石双折射率常较低，一般<0025。

普通辉石的光轴角2V大于镁铁辉石和铁辉石，而小于次透辉石和低铁次透辉石，消光角Ng∧C大于铁辉石。

普通辉石与橄榄石的主要区别是具辉石式解理，干涉色较低，柱面上有解理，斜消光，而且光轴角亦较小。

鉴定方法 辉石为超基性岩和基性岩中最主要的矿物，另外在安山岩中常以斑晶出现。大多数辉石呈绿黑色，少量辉石呈灰绿色（如透辉石）。产于侵入岩中的辉石一般呈等轴粒状。

辉石具两组近于垂直的解理，常构成不整齐的阶梯状断口。辉石最常见的次生变化是蛇纹石化和纤闪石化。蛇纹石交代辉石常形成具丝绢光泽的“绢石”。

3角闪石

角闪石类是常见的主要造岩矿物之一，是由 [（Si，Al）O4 ] 构成的具有双链结构的硅酸盐，其中Al代换Si的最大限度是AlSi3 O11。角闪石类矿物的成分极为复杂，目前有独立名称的角闪石变种就有三十几种。根据晶系和化学成分可大致分为斜方角闪石亚族和单斜角闪石亚族。斜方角闪石亚族主要有直闪石、铝直闪石。单斜角闪石亚族主要有透闪石、阳起石、普通角闪石、蓝闪石、钠铁闪石等。

角闪石的共同特征是:

1）晶体常沿轴延伸而呈长柱状、针状，以至纤维状，横断面为菱形或六边形。

2）横切面上可见两组完全解理，{110}解理夹角为124°～1255°或56°～545°，纵切面上只见一个方向的完全解理。

3）薄片中颜色较深，常呈绿、黄褐等色，碱性种属带蓝、紫的特征色调，只有那些不含铁的种属在薄片中呈浅色或无色，多色性和吸收性都很强，吸收性为Ng >Nm >Np，碱性变种的吸收性为Np>Nm>Ng，富镁的红闪石吸收性则为Ng<Nm<Np。某些角闪石在薄片中的颜色往往与其形成温度有关。

4）突起中等，碱性种属突起较高。

5）正延性，但碱性种属为负延性。斜方闪石为平行消光，大多数属于单斜晶系的角闪石为斜消光，在（010）面上Ng∧C是鉴定角闪石种属的重要标志，多数种属消光角Ng∧C<25°。绝大多数单斜角闪石的结晶轴b与Nm一致。

6）二轴晶负光性（极少数是正光性），光轴角一般都很大，多大于50°（碱性种属例外）。光轴面多为（010）。角闪石类矿物的光性特征较为突出，一般可根据其绿或褐等颜色，以及明显的多色性、中等突起、两组完全解理、二轴负晶、2V中等等性质进行辨识。

普通角闪石晶体沿C轴呈长柱状、杆状、针状，或呈短柱状、纤维状、叶片状，有时可具环带构造，还可有锆石、褐帘石，磷灰石、榍石等矿物的包裹体。呈白、绿、黑色，柱状—长柱状，横切面呈近菱形的六边形，硬度5～6，{110}完全解理，夹角为56°或124°，相对密度285～37。显微镜下强多色性，横切面具角闪石式解理，纵切面仅见一个方向解理，中—高正突起，最高干涉色为Ⅱ级底部。⊥（010）纵切面为平行消光，其余纵切面为斜消光，横切面为对称消光，消光角一般小于25°，正延性，负光性。

普通角闪石易蚀变为黑云母、绿泥石、绿帘石、碳酸盐矿物、纤维状阳起石、绢云母以及石英和磁铁矿，某些低铝的普通角闪石还可蚀变为蛇纹石，褐色角闪石蚀变为绿色种属时可次生有榍石。火山岩中的角闪石常具有磁铁、黑云母等构成的暗化边，这是鉴别该岩类的一个重要标志。

普通角闪石在岩浆岩中主要分布在中、酸性岩浆岩及其脉岩中，是中性侵入岩的特征矿物，在喷出岩中则多以斑晶或晶屑形式产出。

鉴定方法 普通角闪石是闪长岩、正长岩中常出现的矿物，也常出现在花岗岩中。普通角闪石多呈黑色、暗绿色，有时为褐色。

侵入岩中的角闪石多呈长柱状晶体，但在某些花岗岩、花岗闪长岩中，角闪石的一向伸长的结晶习性并不显著。角闪石在解理、光泽、硬度上与辉石相近，因此易与辉石混淆，角闪石类矿物和辉石类矿物的物理和光学性质对比见表1-1。野外鉴定时可根据解理夹角相区分。具体做法是:在照射光下看到一组反光良好的阶梯状反光面（解理面），然后在眼睛的注视下转动标本，直到观察到第二组反光面，其旋转角度就是解理夹角。估计这个角度，若接近90°，即为辉石;若为较明显的锐角或钝角，则为角闪石。另外，普通角闪石常与石英、钾长石、黑云母共生;而辉石则常与橄榄石、基性斜长石共生。

表1-1 角闪石类和辉石类矿物的物理和光学性质对比表

在花岗岩中，普通角闪石与黑云母有时也会混淆，其区别在于:角闪石硬度大于小刀，用小刀刻划只能得到碎屑状颗粒，解理面为玻璃光泽;而黑云母硬度小于小刀，用小刀可挑成薄片，解理面具珍珠光泽。另外，遭受风化后的角闪石常具绿色色调，而黑云母风化后常具褐色色调。

4黑云母

颜色呈深棕、绿、黑、金**，不规则叶片状、鳞片状，硬度25～3，一个方向的极完全解理，相对密度29～33，主要蚀变成绿泥石，可水化为蛭石。薄片中为褐、黄褐色。黑云母的突出特征是多色性及吸收性极强，中正突起，{001}底面解理极完全，最高干涉色为Ⅱ级，平行消光。

黑云母常易蚀变成绿色的绿泥石。遭水化时呈现金**，称为水黑云母，水黑云母进一步水化可变成蛭石。黑云母可进变为角闪石，也可由角闪石退变为黑云母。含钛黑云母蚀变时，常可分解形成针状金红石、磁铁矿、细粒钛铁矿或榍石，有时可见有被绿帘石、碳酸盐、石英的集合体代换的矿物假象。黑云母还可变化为白云母或矽线石。喷出岩中的黑云母斑晶周围常有暗化边，主要是磁铁矿、辉石、长石。

鉴定方法 黑云母比较容易和普通角闪石混淆，区别在于:①前者折射率略低于后者，因此突起和糙面均不及后者显著;②黑云母的解理比角闪石完善，前者的解理缝细而直，并且是连续的，后者的解理缝较粗，常呈断断续续状;③角闪石具柱状解理，解理夹角为56°或124°，黑云母是没有的;④黑云母的吸收性比角闪石强，对黑云母来说，当解理缝平行下偏光镜振动方向时，吸收性最强，而普通角闪石则不然;⑤黑云母近于平行消光，而普通角闪石则为倾斜消光;⑥黑云母的双折射率显著大于普通角闪石，而光轴角则比后者小得多。

黑云母的特征明显:黑褐色，多色性显著，吸收性强，片状，极完全解理，平行消光，正延性，（-）2V小。与金云母的区别在于:金云母颜色较浅，多色性弱。与褐色普通角闪石的区别是:角闪石为斜消光，2V大。褐色电气石的吸收性与黑云母相反。黑硬绿泥石的Np方向为金**，黑云母在岩浆岩中主要分布在闪长岩、花岗岩及云母煌斑岩等中，也见于安山岩、中性火山碎屑岩中。

黑云母主要出现在酸性岩浆岩中，新鲜的黑云母呈黑色或黑褐色，风化后褪色，常呈金**，解理极完全，常呈片状，在手标本中常可见到与晶体大小一致的平整的反光面，并可见珍珠光泽，硬度小于小刀。根据以上特征，不难将它与普通角闪石、辉石相区分。

5白云母

颜色呈浅棕、绿、黄、白色，叶片状、鳞片状，硬度25～3，一个方向的极完全解理，沿解理面可剥离成极薄的薄片，相对密度276～31，较稳定，仅在热液作用下可变成高岭石、水铝氧石和石英集合体。薄片中无色，较少呈浅绿、浅**。低正突起，在⊥（001）切面上可见较清晰的闪突起。{001}极完全解理，最高干涉色可达Ⅱ级顶部到Ⅲ级，近平行消光。

6石英

无色、白、烟灰，等六方柱状，硬度7，无解理，相对密度265，柱面上有横纹，贝壳状断口。偏光显微镜下，低正突起，无解理，表面光滑，无色透明，无风化产物，Ⅰ级灰白干涉色和一轴晶正光性。石英主要出现在SiO2 过饱和的中、酸性岩浆岩中，如闪长岩和花岗岩中，基性、超基性和过碱性岩中一般不会出现石英，如出现石英，有可能是次生矿物，应认真观察分析。

鉴定方法 石英是花岗岩类岩石的主要矿物。其形态除在文象花岗岩中呈蠕虫状外和在浅成岩、喷出岩中可呈六方双锥的斑晶外，绝大多数情况下呈他形粒状的晶体。

颜色从无色到烟灰色。晶面呈玻璃光泽，但常见断口面上的油脂光泽。

与钾长石、酸性斜长石、黑云母共生。

抗风化能力强，在岩石风化面上常呈现出明显的凸起。与长石的区别在于:无解理，看不到双晶，油脂光泽和无风化产物。

7斜长石类

斜长石类是钠长石（Ab）和钙长石（An）所构成的连续固溶体系列。

根据斜长石中的钙长石分子（An）的百分数分为钙长石（An90～100）、倍长石（An70～90）、拉长石（An50～70）、中长石（An30～50）、更长石（An10～30）、钠长石（An0～10）。通常把An0～30的称为酸性斜长石;An30～50的称为中性长石;An50～100的称为基性斜长石。

斜长石多呈无色、白、灰、蓝色，有的具变彩，柱状或厚板状，硬度6，相对密度261～276，基性种属常发生钠黝帘石化，中-酸性种属常蚀变为绢云母。偏光显微镜下为无色，易蚀变而表面呈现混浊，酸性种属（钠长石及部分更长石）常为负低突起，中、基性种属为正低突起。干涉色常呈Ⅰ级灰白，只有钙长石出现Ⅰ级**。斜长石的最主要特征是双晶发育，常为钠长石聚片双晶，也可见卡式双晶与肖长石聚片双晶，并常组合成复合双晶（如卡钠复合双晶、肖钠复合双晶等），基性斜长石双晶带宽，有时双晶缝不平整，酸性斜长石双晶带窄且平整。中性斜长石常具环带构造。斜长石分布极广，并且具有一定的规律性，如基性斜长石常与辉石组合，产于基性岩浆岩中;中性斜长石常与角闪石组合，产于中性岩浆岩中;酸性斜长石常与黑云母、石英、正长石组合，产于酸性岩浆岩中。

斜长石类型的鉴定见“岩浆岩鉴定指导”相关介绍。

鉴定方法 斜长石广泛出现在各类岩浆岩中。斜长石的种类和含量对于岩浆岩的分类和鉴定至关重要。斜长石可呈现出不同的色调，一般基性斜长石颜色较深，为深灰色到灰白色;酸性斜长石颜色较浅，可呈灰白、肉红色。基性斜长石由于遭受钠黝帘石化，其蚀变产物常带绿色色调;而酸性斜长石易绢云母化，其风化产物多呈灰白色。在基性浅成岩或喷出岩（如辉绿岩、玄武岩）中，由于斜长石颜色较深且结晶细小，因此很难辨认。这时，可采集半风化的标本观察，由于斜长石风化后颜色变浅，易于与暗色矿物区别。

聚片双晶是斜长石的重要鉴定标志。将标本向不同方向旋转，直到用野外放大镜看到晶面或解理面上出现一组平行的明暗相间的直线或折线，这就是双晶纹。一般情况下，酸性斜长石双晶纹密集且平直，而基性斜长石的双晶纹较稀且不够平直。

8碱性长石类

碱性长石可分为:

富钾碱性长石 透长石、正长石、微斜长石。

富钠碱性长石 钠长石、歪长石。

钾钠碱性长石 条纹长石。

呈肉红、白、红色，柱状或厚板状，硬度6，相对密度255～263，易蚀变为高岭石，其次蚀变为绢云母。薄片中无色，低负突起，{001}完全解理，{010}较完全解理，{001}∧{010}=90°，干涉色通常为Ⅰ级灰—灰白，斜消光，消光角很小。常发育卡斯巴双晶，有时见巴温诺、曼尼巴哈双晶。钾长石包括正长石、微斜长石、条纹长石、透长石等。正长石、微斜长石、条纹长石主要产于正长岩和各种花岗质岩石及含碱性长石的深成岩中，也见于各种伟晶岩、细晶岩中。歪长石和钠长石常出现在钠质碱性岩中，而透长石和歪长石主要出现在中、酸性浅成岩、喷出岩及火山碎屑岩中。

鉴定方法 与石英的区别是有解理和双晶，表面常混浊，负突起和二轴晶;与霞石的区别是有双晶，双折射率略高，二轴晶;与斜长石的区别是不具聚片双晶。不同类型碱性长石的区别如图0-9所示。次生矿物主要为高岭土。

条纹长石是正长石或微斜长石与钠长石交生的产物，其中正长石或微斜长石多于钠长石。颜色可作为鉴别钾长石的标志，钾长石通常是肉红色的，也可呈紫红色、白色、灰白色，甚至灰黑色。但是，钾长石在风化过程中颜色会发生改变，肉红色变为灰白色，灰白色也可变为肉红色，而且酸性斜长石也常呈肉红色。因此，颜色不能作为钾长石鉴定的特征性标志。

产于深成岩中的钾长石、微斜长石常呈他形粒状晶体。当钾长石在斑状、似斑状岩石中构成斑晶时，常呈板状、板柱状自形晶体。

野外鉴定长石时要特别注意双晶的观察。当旋转标本时，发现长石解理面上出现一半反光，一半不反光时，即为卡斯巴双晶;当出现相间反光时即为聚片双晶。钾长石常具卡斯巴双晶，而斜长石常具聚片双晶，这是区别钾长石和斜长石最重要的标志。如果在大的钾长石晶体上，见有根须状的细脉，而且细脉的颜色又较浅，则为条纹长石。钾长石风化时，常生成白色的土状高岭石。

9霞石

霞石为架状结构，晶体为六方短柱状、厚板状，通常为他形粒状集合体或致密块状。常含有许多包裹体。斑晶有时见有带状构造（响岩中）。

霞石呈无色、灰白色。在薄片中，霞石通常为无色透明，但由于风化产物存在而呈浑浊的浅灰色;低正或低负突起，与树胶的折射率十分接近，因此有的切面中两个振动方向上均为低负突起，有的切面则一个方向为低负突起，另一个方向为低正突起;柱面解理和底面解理均不完全，薄片中常见无规则方向的裂纹;干涉色低，不超过Ⅰ级灰;柱状切面具平行消光，六边形底面则为全消光;负延性（自形的柱状切面）。

鉴定特征 霞石以其双折射率低，不完全解理，一轴晶负光性以及易溶于盐酸为鉴定特征。霞石与正长石、石英的区别见表1-2。

表1-2 霞石、正长石和石英的区别

10方解石

不规则的等轴粒状，或具有菱形的晶体，或偏三角面体和菱面体的聚形、柱面与偏三角面体及菱面体的聚形。在薄片中很少见到方解石的自形晶，多成粒状产出。方解石无色透明，有极完全菱形解理，解理交角为75°。具显著的闪突起，高级白干涉色，聚片双晶，一轴晶负光性等重要鉴定特征，可与非碳酸盐矿物区别。

方解石在岩浆岩中为主要矿物或在碳酸盐脉、热液矿脉、火山岩晶洞中均有产出。在岩石的气孔中，方解石和沸石共生。

11绿帘石

绿帘石呈黄绿、黄、灰等色，随含铁量增多而变深;沿b轴呈柱状，断面近六边形，也常见粒状集合体。薄片中黄、绿色;多色性显著;高到极高正突起;解理{001}完全，{100}差;通常为Ⅱ—Ⅲ级的鲜艳干涉色;柱面平行消光，断面斜消光。

与橄榄石的区别是具多色性及解理。与透辉石的区别是具多色性，消光角小，负光性，而透辉石具辉石式解理，正光性。

绿帘石为典型的岩浆期后矿物，广泛分布于接触变质与热液蚀变的岩石与矿脉中，经常是富钙的斜长石和富钙的暗色矿物（如辉石、角闪石、黑云母等）的蚀变产物。

在玄武岩中，绿帘石产出于气孔洞穴中，伴生矿物有辉石、阳起石、钙铝榴石、榍石。

五、矿物共生组合规律

1）超基性岩类:矿物共生组合主要为橄榄石、辉石，长石含量很少或无。

2）基性岩类:矿物共生组合主要为辉石和基性斜长石。

3）中性岩类:矿物共生组合主要为角闪石、中性斜长石，少量的黑云母和石英。

4）酸性岩类:矿物共生组合主要为石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母等，其中铁镁矿物一般仅占10%左右。

5）正长岩:矿物共生组合为黑云母或角闪石、辉石与钾长石等。

6）碱性岩类:矿物共生组合为似长石和黑榴石，以及富钠的铁镁质矿物，无石英。

六、实习报告实例

花岗岩（薄片号:If111）

主要矿物为钾长石（条纹长石）、斜长石（更长石）、石英，次要矿物为黑云母。

钾长石:主要为条纹长石，条纹构造清楚，半自形粒状，钾长石常因高岭土化表面浑浊不清，之中见有半自形的更长石晶体包裹体，含量35%左右。

斜长石:主要为更长石，具卡纳复合双晶、双晶平直，双晶纹较密，自形、半自形，边缘具有净化边等钠长石化现象，含量17%左右。

石英:表面干净，他形粒状，之中见有锆石、磷灰石、榍石包裹体，以及线状气液包裹体，含量35%。

黑云母:呈褐色，多色性明显，解理细密清晰，自形、半自形，内部常含副矿物锆石、磷灰石、榍石等包裹体，含量11%左右。

副矿物为锆石、磷灰石、榍石及萤石，锆石、磷灰石、榍石颗粒细小，分散在矿物颗粒之间，萤石沿微裂隙分布，含量2%左右。

共生组合分析:根据矿物之间的接触关系和包裹关系分析，首先结晶的矿物是黑云母及锆石、磷灰石、榍石，其次是斜长石，之后为钾长石，最后是石英。锆石、磷灰石、榍石贯穿于整个岩浆的结晶过程，岩浆演化晚期沿裂隙形成次生矿物萤石。共生矿物组合为黑云母、斜长石、钾长石和石英;萤石为次生矿物。

定名:钾长石35%;斜长石17%;石英35%;黑云母11%。按照QAP分类图解定名为黑云母花岗岩。

七、思考题

1）主要矿物、次要矿物、副矿物、原生矿物、次生矿物、铁镁矿物、硅铝矿物的含义。

2）利用鲍文反应序列解释矿物的结晶顺序。

3）论述矿物的共生组合规律及影响因素。

4）对比侵入岩与喷出岩矿物组合及特点的差异。

5）简述岩浆岩中最主要的七种造岩矿物。

6）说明岩浆岩的化学成分与矿物组成的关系。

周大福的透辉石是真的。在检测透辉石尺度把控上，周大福内部的尺度是严于国家标准的，所以周大福的透辉石是真的。透辉石属于辉石族宝石品种,高品质透辉石具近似祖母绿的绿色,又不像祖母绿那样不可避免裂隙和包体的存在。