包体的研究内容和研究方法

包体的研究内容和研究方法,第1张

1是包体还是构造透镜体

由于变质深成岩浆岩均遭受到不同程度的变质变形改造,在研究包体时所遇到的第一个问题就是,这是包体还是构造透镜体?也就是说,在变质深成岩浆岩中遇到的岩石碎块是在岩浆形成、侵位和结晶过程中形成的还是其他地质体由于构造变形的结果而产于变质深成岩浆岩中的,因此,查明其属性对包体的研究十分重要,但是,在变质深成岩中尤其是在遭受强烈变形的部位要查明其属性也是一件非常困难的事情,因为包体也会由于变形而显示出透镜状的形态,在强烈变形的部位则会由于强烈拉长而显示“假层状”。

就现有资料来说,变质深成岩中的构造透镜体可以通过两种方式形成,一种是侵入变质深成岩浆岩中的岩脉由于强烈地变形而石香肠化,当这些石香肠化的碎块由于强烈地塑性流动而间隔很大时,就会在露头上表现出构造透镜体的特征;另一种是覆盖在变质深成岩之上的变质沉积岩层在挤压构造作用下发生强烈地构造置换而相互穿插,形成构造透镜体,或经后期的风化剥蚀后在露头或区域上形成构造残块,发生变形之前,沉积岩层与变质深成岩之间可以是沉积接触,也可以是构造接触。

对构造透镜体的辨别可以通过以下途径来完成:①构造透镜体通常发育在构造变形强烈之处,如果是岩脉、岩墙或岩席在强烈的变形作用下形成的,顺着透镜体长轴追索,可以发现类似的构造透镜体呈串株状展布,如果是变质地层由于构造置换而形成,构造透镜体中的构造往往比变质深成岩复杂,许多情况下构造透镜体呈钩状褶皱的形式产出;②可以通过从强变形域到弱变形域的系统观察,随着变形的减弱,构造透镜体通常会转变为岩脉或连续的岩层。

2包体的研究方法和内容

在排除了变质深成岩中由于构造作用形成的构造透镜体和构造残块后,对包体的研究通常从以下几个方面进行:

(1)包体的大小和形态,对包体的大小进行系统测量和统计,并查明包体形态的特征;

(2)包体与寄主岩石的界线,查明包体与寄主岩石之间是截然分明的还是渐变过渡的,并描述其详细特征;

(3)包体的空间排列形式,调查包体在寄主岩石中的空间分布和排列形式;

(4)包体的岩相学和地球化学特征,对包体的岩石类型、矿物组成和结构构造进行研究,必要时进行针对性的地球化学分析,同时注意查明包体从中心到边部矿物成分、结构构造的变化。

(5)包体的成因类型,在与寄主岩石的矿物组成、结构构造和地球化学特征进行对比研究的基础上,综合包体各方面的特征,确定包体的成因类型。

变质深成岩浆岩中包体的研究应选择在变形较弱的地段进行,因为随着变形强度的增加,包体的原始特征也逐渐消失,这样,很难确定包体的成因类型。

本区及其邻区部分有关含矿花岗岩、斑岩类熔体包裹体特征及流体包裹体特征分别列于表4-1、4-2、4-3及表2-9中。由表4-1中可以看出,在次英安斑岩、花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩和流纹斑岩等中酸性岩石中均含有较多的熔体包裹体和流体包裹体。包裹体大小不等,小者仅几微米,大者可达几十微米;包裹体主要赋存于石英中,钾长石、斜长石、云母等矿物中也可见及熔体包裹体和流体包裹体。熔体包裹体结晶相由硅酸盐矿物如长石、黑云母、白云母、石英和气相组成,非晶质相由硅酸盐熔融质玻璃和气相组成。流体包裹体的类型包括气体包裹体(气相+液相,气液比>50%)、气液相包裹体(气相+液相,气液比为≥5%~≤50%)、液相包裹体(纯液相或者气液比<5%)、含子矿物多相气液包裹体(气相+液相+子矿物)、含有液态CO2包裹体(LCO2)(气相+液相+LCO2,偶尔还可见有气体相CO2包裹体(VCO2),即VCO2+液相)。

(一)熔体包裹体的均一温度

岩体中熔体包裹体的均一温度是采用德国产的Leitz 1350热台(经温度校正)测定的。在熔体中晶质相和非晶质相玻璃质的未初熔之前升温间隔为100℃左右;当包裹体中熔融质相开始熔化时升温间隔减为50→20℃,恒温时间2~6h不等。测定结果列于表4-1中。岳书仓、王文彬等(1989)对本区有关岩体中熔体包裹体均一温度测定结果也列于表4-1中。由表4-1中可以看出,山心花岗闪长斑岩中的熔体包裹体(图版Ⅱ-4)的结晶相主要是长英质矿物和气泡,气泡分布于包裹体边缘,升温至250~320℃时移动、合并,继续加温至360~450℃时气泡全部消失,升温至550~560℃恒温1~2h结晶相出现熔化,升温间隔100~50~30℃,恒温1~2h,680~700℃时均一。洲瑞的二长花岗岩中熔体包裹体的结晶相也是长英质矿物及气泡,升温至350℃时气泡消失,升温至600℃时恒温1h结晶相开始熔化,继续升温至720~780℃恒温2h时均一。据刘家齐1989年研究,大宝山次英安斑岩的石英斑晶和基质的石英中均含有较多的熔体包裹体。石英斑晶中熔体包裹体的结晶相主要为黑云母和长石,初熔温度为700℃,均一温度为920±20℃;基质的石英中熔体包裹体的结晶相主要为白云母(占45%左右)、石英(占40%左右)和高密度的流体相(气泡占15%左右)。初熔温度为600℃左右,均一温度为780℃。石英斑晶早晶出,形成温度高,子矿物成分中以富含Fe、Mg、Ti等基性组分为特征;而基质是较晚阶段析出的,其中石英熔体包裹体子矿物则以贫Fe、Mg、Ti的白云母和SiO2为特征。斑晶和基质的石英中熔体包裹体的结晶相矿物成分演化规律表明,它们是在不同温压地球化学条件下形成的。岳书仓、王文彬等(1989)对莲花山花岗斑岩、馒头山二长花岗岩和丰顺的流纹斑岩中熔体包裹体测定结果:初熔温度为440~570℃;均一温度不同岩石类型有所不同,花岗斑岩为750~920℃,二长花岗岩和花岗岩为800~1000℃,流纹斑岩最高,为950~1020℃。

表4-1 粤东北及其邻区花岗岩及斑岩类熔体包裹体特征

表4-2 粤东北及其邻区花岗岩、斑岩类流体包裹体特征

注:LCO2—液态二氧化碳包裹体;VCO2—气体二氧化碳包裹体。

表4-3 洲瑞斑岩型铜钼矿点包裹体特征

(二)岩体中流体包裹体特征及其均一温度和盐度

在粤东北及其邻区与铜多金属矿化有关的含矿花岗岩、斑岩类岩石中含有丰富的流体包裹体,包裹体特征见表4-2。

石英中流体包裹体大小以4~15μm为常见;形态以椭圆形、负晶形为特征;以气液相包裹体为主,约占60%~90%不等,气体包裹体占1%~20%;含石盐(有时有钾盐)子矿物多相包裹体占1%~25%,液相包裹体占3%~10%;含LCO2多相包裹体占1%~15%。

石英中流体包裹体均一温度、盐度是在法国产的Chaixmeca—180~+600℃显微冷热台上测定的,结果列于表4-4-1~4-4-3和图4-1、4-2)。

表4-4-1 洲瑞斑岩铜矿床流体包裹体温度、盐度表

续表

注:括号内数字代表测定包裹体个数(下同);(Na)熔代表石盐子晶熔化(下同);(K)熔代表钾盐子晶熔化(下同)。

  一、红宝石的鉴定特征

  世界上红宝石产地不多,缅甸,斯里兰卡,泰国,坦桑尼亚,越南。

  (一) 肉眼鉴定

  缅甸抹谷红宝石:宝石多呈鸽血红,玫瑰红色,颜色鲜艳但不均匀,呈糖溶于水时的漩涡状,偶尔可见平直色带,多色性明显,绢丝状金红石包体(有时可以出现星光)弥漫状气液包体,短柱状粒状固状包体(有尖晶石,方解石,榍石,赤铁矿等)。

  斯里兰卡红宝石:特点与缅甸红宝石相似,但颜色较浅包体少,透明度大,金红石包体,呈红长,稀疏不太常见,常含有几种特有矿物包体:锆石晕圈包体,磷灰石包体。

  泰国尖竹红宝石:呈带褐的红色或玫瑰红色,色带和生长纹平直,包体较少,常见指纹状包体和羽毛状中心有黑色晶体的茶叶状包裹体。

  坦桑尼亚红宝石:颜色为浅粉红,粉红色和玫瑰红色,有云雾气液包体,微透明—半透明,除极少数做刻面外,大部分做弧面宝石。

  中国红宝石:红色,带玫瑰的红色,透明至半透明,有气液包体

  二、蓝宝石的鉴定特征

  蓝宝石最大的特点是颜色不均,可见深浅不同的平直色带和生长线,二色性强有强,世界上不同产地的蓝宝石除上述共同特点外,亦因产地不同而各具特色

  依据地质成因不同分为两类:(1)缅甸,斯里兰卡,印度克什米尔

  (2)澳大利亚,泰国,中国

  (一) 肉眼鉴定

  印度克什米尔蓝宝石:颜色呈矢车菊的蓝色(靛蓝色)颜色的明度大,色鲜艳,有雾状气液包体呈乳白色反光效应,属优质蓝宝石品种(近几年没有产出)。

  缅甸抹谷蓝宝石:靛蓝色,蓝色,绢丝状金红石包体,固态包体常见的有刚玉,尖晶石铀烧绿石,磷灰石。

  斯里兰卡蓝宝石:颜色较浅,呈天蓝色,颜色明度较大,可见平直色带包体特征为绢线状金红石包体纤维细而长,一般情况下印刷体较少,甚至没有。

  泰国蓝宝石:颜色呈带黑的蓝色,淡灰蓝色,晶体中没有绢丝状包裹体,指纹状包体发育,最具特征的是黑色固态包体周围有呈荷叶状展布的裂纹。

  中国蓝宝石:中国山东的蓝宝石粒径较大,1CM以上,最大可达数千克拉,蓝宝石因含铁较高多呈近于炭黑色的靛蓝色,蓝色,绿色和**,以靛蓝色为主

  祖母绿

  一. 肉眼鉴定

  哥伦比亚祖母绿:多呈透明的淡翠绿色,到深翠绿色,以契活尔矿区产的稍带蓝色的翠绿色质量最佳,玻璃光泽,贝壳状断口,二色性不十分明显,可见到气液固三相包体裂隙充填膜包体,固态包体中黄褐色粒状氟碳钙铈矿包体(木佐矿区)

  乌拉尔祖母绿:产于俄罗斯乌拉尔山脉靠近亚洲的一侧,亦称西伯利亚祖线绿,比哥化比亚祖组绿稍带呈黄的绿色有时具褐色的色调,产于金云母片岩中宝石中有阳起石包体,呈长的柱片状,外观很像竹简,绿色或褐色

  巴西祖母绿:颜色较差,属低质祖母绿,呈淡黄绿色和绿色,透明度差,包体一般呈不规则或层状展布的乳滴状气液包体,平行排列的管状包体发育,如果密集排列经琢磨可呈猫眼效应,片状,鳞片状,黑云母和粒状磁铁矿云朵状白色长石包体等

  海蓝宝石

  一 肉眼鉴定

  呈天蓝色,淡天蓝色,玻璃光泽,包体较少,具弱二色性,优质大粒宝石较多,产于伟晶岩中,故包体特征相同

  管状包体:海关蓝宝石最典型的包体是中空或充洪液体的细长管

  状包体,如密集排列可琢磨出猫眼效应,

  雪花状包体:无数气液包体聚集在一起,成放射状展布,呈半透明的雪花状

天然宝石是在复杂的地质环境中形成的,外来杂质的混入、成矿溶液的浓度及温度压力的变化都会对宝石的生长产生影响,同时也会在宝石的内部留下一定的痕迹,这就是我们常说的包体。宝石中包体的形成与矿物包体形成一样,往往与晶体生长过程中产生的晶体缺陷有关。晶体中缺陷的形成则和晶体的结构类型、晶核的数量、晶体的生长速度及环境(如温度、压力、介质浓度等)密切相关。19世纪初,人们就开始研究矿物中的包体,只是到了19世纪末和20世纪初,由于合成红宝石和蓝宝石的出现,人们才意识到宝石内部的包体的重要性。

研究宝石的包体极为重要,它可以帮助我们鉴定宝石品种、区分天然和合成宝石、判别宝石的优化处理、评价宝石的品质和了解宝石的成因甚至产地。

一、包体的概念

包体的概念来源于矿物学,在宝石学中给予了沿用和扩展。

宝石包体的概念有狭义和广义之分。狭义包体的概念是指宝石矿物生长过程中被包裹在晶格缺陷中的原始成矿熔浆,其至今仍存在于宝石矿物中,并与主体矿物有相的界线。

广义包体的概念是指影响宝石矿物整体均一性的所有特征。即除狭义包体外,还包括宝石的结构特征和物理特性的差异,如带状结构、色带、双晶、断口和解理,以及与内部结构有关的表面特征等。宝石学中多涵盖的是广义包体概念。

二、宝石中包体的分类

(一)依据包体与宝石形成的相对时间分类

依据包体与宝石形成的相对时间,可将包体分为原生包体、同生包体和次生包体。

1原生包体

原生包体是指比宝石形成更早,在宝石形成之前就已结晶或存在的一些物质,在宝石晶体形成过程中被包裹到宝石内部。原生包体的形成主要与介质环境(如成矿溶液成分和浓度的变化)及晶体的快速生长有关。宝石中的原生包体都是固态的,它可以与寄主矿物同种,也可以不同(见图1-2-1)。

图1-2-1 缅甸红宝石内的磷灰石晶体

合成宝石一般不存在原生包体,但对于有种晶的一些合成方法,也可把合成宝石中的种晶视为一种原生包体。

2同生包体

同生包体是指在宝石生成的同时所形成的包体,它们的形成主要与晶体的差异性生长、晶体的不规则生长结构、晶体的生长间断、溶液过饱和度的变化、外来杂质的出现、体系温度或压力的突然变化等因素有关。此类包体可以是固态的,也可以是含有呈各种组合关系的固体、液体和气体,甚至空洞或裂隙等,还可以是导致分带性的化学组分变化所形成的色带、幻晶等。

(1)同生固态包体

在某些情况下,若包体矿物与宝石晶体沿结合面的原子结构相似,当宝石晶体停止生长时,包体矿物可聚集和生长在宝石晶体的表面;晶体的重新生长会覆盖这些生长在表面的矿物,使之成为包体。

纤维状矿物的生长速度比主体宝石的生长速度快,因而可以形成长丝状的包体,如水晶中呈针状的金红石、闪石包体(见图1-2-2)。

在高温下结晶均匀的固溶体矿物,当温度缓慢下降时,固溶体的溶解度减小达到过饱和状态,而出溶成为两个彼此不同的矿物,可使宝石晶体中含有片状或针状矿物晶体,而且它们的方向往往与寄主晶体的某个结构方向平行。例如:从刚玉中出溶的金红石结晶成三组针状的晶体,相互的交角为120°,而且均平行于刚玉的底轴面。

图1-2-2 水晶中铁钠闪石包体(发晶)

图1-2-3 斯里兰卡蓝宝石的指纹状包体

钛化合物如金红石、榍石和钛铁矿是宝石中最常见的出溶矿物。这是由于Ti元素的丰度大,易于为寄主晶体所容纳并从寄主晶体晶格中出溶。大量的出溶针状物可在刚玉、石榴石和尖晶石等宝石中产生猫眼和星光效应。其他的出溶矿物有日光石、堇青石中的赤铁矿;月光石中的钠长石;拉长石中的针铁矿等。

(2)同生流体(气液)包体

产于某些地质环境的宝石可含有大量的气液包体。由于形成条件的制约,气液包体很少见于火成岩,常见于伟晶岩中。这是因为伟晶岩形成于较低的温度,并含有大量的水溶液。

晶体在生长过程中可能破裂,成矿溶液可以进入其裂隙中,直到裂隙在适当部位愈合为止。以这种方式形成的愈合裂隙在富含水溶液环境条件下生成的宝石中是常见的。愈合裂隙可以呈扁平状或弯曲状,常说的“指纹状包体”就属于此类(见图1-2-3)。

有的宝石内部可含有管状的孔道或具有规则形状的孔洞。这是由于宝石晶体在生长的过程中生长阻断或生长速度过快造成的。在生长过程中,孔道或孔洞的形状可能会发生改变或愈合。如海蓝宝石中的“管状”包体可以呈断断续续的“雨丝状”。

很多情况下,经常见到液态包体与气态、固态包体共存。

(3)同生的非物质性包体

宝石晶体中常见同生不均匀性包体,主要表现为下述几种分带现象。

包体分带 宝石晶体生长的暂时停顿使外来的晶体集结在寄主晶体的表面。若寄主晶体重新生长,便可形成或多或少的呈面状分布的薄层包体,即所谓的“幻晶”。

颜色分带 颜色分带通常取决于宝石中化学成分的变化,它反应了宝石生长环境和流体化学成分的变化,如红宝石、蓝宝石中的平直或角状色带。

结构分带 结构分带通常是由宝石中的双晶造成的,如钻石、长石和红蓝宝石中的生长纹和双晶纹。

合成宝石的包体大都属于同生包体,它们可以是固态、气态或液态。但它们往往从形态和组成上与天然宝石明显不同,可作为区分天然与合成宝石的主要或诊断性特征。如助熔剂法合成红宝石中的助熔剂残留(见图1-2-4),水热法中合成祖母绿中的铂金片、合成祖母绿中由硅铍石和空洞构成的“钉头”状包体,焰熔法合成红宝石中的弧形生长纹和气泡(见图1-2-5)等。

图1-2-4 助熔剂法合成红宝石中的助熔剂包体

图1-2-5 合成红宝石中的弧形生长纹及变形气泡

3次生包体

次生包体是指宝石形成后产生的包体,它是宝石晶体形成后由于环境的变化,如受应力作用产生裂隙,外来物质沿其渗入及裂隙充填所形成的包体,甚至可能是由于放射性元素的破坏作用所形成的包体。

(1)次生裂隙及外来物质充填胶结

宝石停止生长后产生的裂隙中可能会有外来物质进入并在其中沉淀。常见的外来物质是铁和锰的氧化物,如水晶或玛瑙中的黑色树枝状包体(见图1-2-6)。

(2)放射性元素的破坏作用

有些宝石经常含有微量的放射性元素,如锆石常含有放射性元素U和Th,由于它们的存在不但可以破坏宝石本身的晶体结构,同时,当锆石作为包体出现在其他宝石矿物中时,放射性元素在破坏锆石晶格的同时,还会使锆石的体积增大,也可对主晶宝石晶格产生破坏,产生的应力可导致在锆石周围形成放射状的裂隙等痕迹,这就是我们所说的“锆石晕”(见图1-2-7)。

合成宝石往往不存在次生包体。但对于优化处理的宝石,可含有一些次生包体。如,红蓝宝石的热处理,往往会导致内部固态包体的体积发生变化,使之发生爆裂而在周围产生次生裂隙(见图1-2-8);也会使宝石中存在的Fe、Ti出溶,而形成金红石针;也可使同生的针状金红石包体熔蚀,形成呈点状排列的金红石。这些也都可以作为宝石热处理的鉴定特征。另外,宝石的染色处理、充填处理也可视为次生的包体;扩散处理造成的颜色在刻面宝石的腰棱部位的颜色集中、激光打孔处理和KM处理钻石所留下的痕迹和裂隙也可视为次生包体。

图1-2-6 玛瑙中的树枝状包体

图1-2-7 斯里兰卡铁铝榴石中锆石包体周围的“锆石晕”

图1-2-8 蓝宝石热处理应力环

(二)依据包体的相态分类

根据包体的相态特征,可将包体分为固相包体、液相包体、气相包体。

固相包体主要指在宝石中呈固相存在的包体,如红宝石中的金红石、祖母绿中的黄铁矿和方解石等。

液相包体指单相、两相的流体为主的包体,最常见的液体为水、溶解盐(石盐水、含碳酸的水),有机液体也偶有出现(萤石中的石油液态包体,见图1-2-9)。例如蓝宝石中的指纹状包体、萤石和黄玉中的两相不混溶的液态包体等。

气相包体指主要由气体组成的包体,如琥珀中的气泡、祖母绿中的CO2气态包体、合成红蓝宝石和玻璃中的气泡等。

在实际宝石中,往往可见到两种或两种以上相态包体共存的现象,从而可将其分为单相、两相、三相或多相包体。单相包体指以固相、液相或气相单一相态存在的包体,其多为单相的固态包体,在合成宝石中也常见单相的气态包体(即气泡);两相包体可以是气-液(如指纹状包体多为气液两相包体)、液-液(如黄玉中的两相不混溶的液态包体)、液-固两相包体;三相包体主要指同一包体内含有气-液-固三相或液-液-气三相包体,如祖母绿中常见的由石盐-气泡-水构成的三相包体(见图1-2-10)。

两相或多相包体的形成往往都与前期形成的流体的液态包体有关。当流体被捕获到宝石晶体的孔洞时,流体可能是均一的(少数情况下由液体和悬浮晶体、液体和悬浮气体或两相不混溶液体组成),这种均一的流体会随着温度的下降而发生变化,分离出气体、固体或其他液体。

图1-2-9 萤石中的石油液态包体

图1-2-10 祖母绿中的固-气-液三相包体

天然宝石中存在于液态包体中的气态包体多为低压水蒸气、二氧化碳或甲烷。它们多为由于温度或压力的下降从溶液中逸出的气体。

存在于液态包体中的固态包体多为盐类晶体,它们也是液态包体温压的下降造成溶液过饱和从溶液中析出的晶体。主要晶体为钠、钾、钙、镁的氟化物、氯化物、碳酸盐或硫酸盐。其中最常见的是石盐(氯化钠)、钾盐(氯化钾)和石膏(硫酸钙)。

(三)依据包体成分分类

根据包体成分特点可将包体分为有机包体和无机包体两大类。

有机包体是指主要由有机物质组成的包体,如琥珀中的动植物包体(见图1-2-11)及萤石中的石油包体等。

图1-2-11 琥珀中的植物包体

无机包体是指各种晶体、熔体及气液流体包体,它们由无机物质组成,绝大部分宝石中的包体都是无机包体。

(四)依据包体存在形式分类

根据包体的存在形式,可将包体分为物质型包体和非物质型包体两大类。

1物质型包体

是指以实际物质形态存在的包体,如固态、液态和气态包体等。

2非物质型包体

是指由晶体缺陷及后期应力作用形成的内部缺陷所构成的包体,它们往往不是以实际的物质形式存在,而多呈一种现象出现,如空晶、双晶面、解理纹等。多是由晶体成分的变化、晶体缺陷、放射性蜕变所导致的与主体宝石颜色有明显差异的色带、色团、色晕等组成的包体,以及由宝石的物理性质引起的特征现象。

(1)颜色分布

宝石中颜色的分布特征对揭示宝石优化处理、合成和天然类型是非常有用的。平直的颜色分带是诸如茶晶、紫晶和蓝宝石等许多天然宝石的典型特征,但平直的色带并不一定就是天然宝石的特征。焰熔法合成宝石往往具有弯曲的色带。人工改色的宝石的颜色分布具有独特性,在染色宝石中,宝石的颜色集中在裂隙中和晶粒的边界处;扩散处理的宝石,颜色集中在尖角、棱线和表面的裂隙处。

(2)表面特征

表面特征能提供关于宝石结构和宝石定名的相关线索,如钻石中的双晶可在抛光面上产生“纹路”;处理的翡翠表面可显示“沟渠状”或“蛛网状”的现象。

(3)解理和断口

解理和断口对某些宝石的鉴别有一定价值。玻璃显示贝壳状断口,而可被玻璃仿制的绿松石则具暗淡平坦的断口;具阶梯状断口说明宝石的解理发育,如锂辉石、长石;解理对鉴定钻石意义重大,钻石腰围的须状腰、“V”形缺口、天然面是其仿制品所不具备的。

(4)双晶

刚玉、金绿宝石、长石中常可见到双晶。早期双晶被认为是天然成因的证据,但在助熔剂法合成的宝石中也已见到双晶。矿物中的双晶可以是同生的或次生的,如方解石的双晶可以在晶体停止生长后因形变而形成,刚玉中的双晶也可以此方式形成。

(5)重影

对于双折射率大的宝石来说,用10倍放大镜或显微镜,在适当的角度可以看到明显的后刻面棱线和内部包体的重影,如橄榄石、碧玺、锆石、合成金红石等(见图1-2-12)。

图1-2-12 合成金红石后刻面棱线的重影

以上不同的分类从不同的角度归纳了包体的特征,每一个分类都不可能涵盖宝石包体的全部特征,熟悉这些分类方法对宝石鉴定具有重要意义。

三、研究宝石包体的意义

宝石包体的研究在宝石学中具有重要意义,归纳起来有如下几点。

(1)了解天然宝石的生成条件,指导找矿和确定合成宝石实验条件

宝石中的包体是研究宝石形成条件最直接的证据,通过宝石中的包体我们可以测定宝石形成时的温度、压力、氧逸度等数据,这些数据对于宝石的找矿、勘探、开采及进行人工合成宝石具有重要意义。

(2)根据典型包体及包体的组合特征,确定宝石品种及优化处理方法

各种宝石之间各项物理常数有时是重叠的,这时宝石中的包体就具有重要意义。通过对宝石包体的观察,可以区分天然宝石、人工宝石,确定宝石品种,判别宝石的优化和处理方法。

(3)根据宝石的典型包体及包体组合确定宝石的产地

有时可以根据宝石中的特征包体来判断宝石的产地。但只有发现宝石中的确存在某些特殊的包体组合时,判断宝石产地的结果才会可靠。如祖母绿中含有氟碳钙铈矿或含有立方体石盐的三相包体时,我们可以判断该祖母绿的产地是哥伦比亚。

(4)根据宝石中包体的特点对宝石进行合理加工

某些宝石因为具有特征的包体,可以使宝石增值,如水胆玛瑙。若宝石中存在一组或多组平行排列的纤维状包体时,经过合理的加工,可使宝石产生猫眼效应或星光效应,也可提高宝石的价值。

(5)根据宝石包体的大小及分布特征对宝石进行评估和分级

宝石包体的存在有时会提高宝石的价值,有时会降低宝石的价值。根据包体的特征,可以对宝石的质量做出综合评价。例如根据钻石中包体的大小、位置、数量、可见度对钻石进行品质等级划分。

(6)了解宝石包体的性质,确定对宝石进行技术处理的可能性

如钻石的激光处理。

1有机包裹体温度特征

库车东部地区储层包裹体温度分布图(图8-11)显示出,在库车坳陷东部有3次油气运移;第一期温度在80℃左右,有机质低成熟时有过少量的油气运移;大量的油气运移温度是在120~140℃之间;第三次油气运移的温度在160~180℃之间。牙哈4井苏维依组二段5101m处的细粒岩屑砂岩硬石膏中有机包裹体发蓝白色荧光,与其伴生的水溶液包裹体均一温度为176℃,与台2井苏维依组二段515112m处的中粒岩屑砂岩方解石晶间孔、缝中发蓝白色荧光的油质沥青具有相似性,可以认为是同期产物。

图8-11 库车坳陷东北部储层有机包裹体均一温度

2有机包裹体荧光与成分特征

牙哈4井苏维依组二段有机包裹体发蓝白色荧光,与台2井方解石晶间孔、缝中的荧光颜色具有相似的特征(图8-12)。

图8-12 储层中有机包裹体显微荧光照片

利用激光拉曼分析仪对有机包裹体成分进行分析(图8-13),发现迪那201井、吐孜2井和东秋5井包裹体有机成分具有一定的相似性,而依南2井在成分上具有差异。如依南2井含有C2H4,而迪那201井、吐孜2井和东秋5井均无;C2H6在迪那201井、吐孜2井和东秋5井含量很高,而在依南2井含量却很低;迪那201井含有C2H2,依南2井有机包裹体中却缺失。

矿田内矿石矿物石英、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿及方解石、铁锰碳酸盐矿物中均可见有流体包裹体,其中以石英中的包裹体最为发育,黄铁矿、方铅矿、闪锌矿中次之,方解石中包裹体少见,而铁锰碳酸盐矿物内的包裹体偶见。矿物中的原生流体包裹体(不包含熔融包裹体)形态为自形、半自形、椭圆形或他形等,呈群体沿生长面分布、随机分布或孤立存在,大小一般小于6μm×10μm,个别较大,可达8μm×20μm。

测试样品包括与成矿作用有关的含矿斑岩斑晶石英和含矿脉石英,少量的方解石脉。石英脉样品主要与黄铁矿、闪锌矿、方铅矿密切共生,且岩石以发育绢云母化、碳酸盐化为主要的蚀变特征,应为冷水坑银、铅、锌矿化成矿阶段的岩石样品,归属斑岩型成矿期铅锌硫化物阶段和银铅锌硫化物阶段。

在详细的显微岩相学研究的基础上,根据包裹体在室温下的主要相组成、充填度和均一温度将其分为六类(图版Ⅵ):①富液相包裹体(Ⅰ型);②富气相包裹体(Ⅱ型);③含子矿物多相包裹体(Ⅲ型);④单相包裹体(Ⅳ型),其中包括纯液相或纯气相包裹体;⑤含CO2多相包裹体(Ⅴ型);⑥熔融包裹体(Ⅵ型)。

1)富液相包裹体(Ⅰ型):由气相和液相组成,以液相为主,热台上加热均一为液相。充填度60%~95%,大小为1~20μm,呈椭圆形、负晶形和他形等。此类包裹体是测试工作的主要研究对象,也是数量最多的包裹体类型,是透明矿物脉中的主体。

2)富气相包裹体(Ⅱ型):由气相和液相组成,以气相为主,热台上加热均一为气相(图版Ⅵ-a)。充填度在30%~70%之间,部分达10%,大小2~10μm,为椭圆形、他形或负晶形等。富气包裹体占流体包裹体总量的10%左右。

3)含子矿物多相包裹体(Ⅲ型):由气相、液相和固相组成,均一方式为气相先消失石盐子矿后消失(图版Ⅵ-e)。子矿物种类比较简单,以立方体的石盐为主。充填度90%~95%,大小2~14μm。此类包裹体存在于石英斑晶中。

4)单相包裹体(Ⅳ型):包括纯液相包裹体和纯气相包裹体两种(图版Ⅵ-b,c)。纯液相包裹体较多地存在于石英脉中,大小1~20μm,多为他形或负晶形。纯气相包裹体存在于石英斑晶及石英脉中,大小2~10μm,多为椭圆形、他形或负晶形等,约占流体包裹体总量的3%。

5)含CO2多相包裹体(Ⅴ型):由盐水溶液相、液相CO2和气相CO2组成。充填度65%~80%,大小5~20μm。此类包裹体数量少,仅存在于部分石英脉中(图版Ⅵ-d)。

6)熔融包裹体(Ⅵ型):由硅酸盐固相和气相组成,硅酸盐相以玻璃质为主,归属于玻璃质熔融包裹体类型(图版Ⅵ-f)。此类包裹体较大,一般大小为10~50μm;气泡普遍较大,气相体积占20%~60%,多呈负晶形,个别呈不规则形态,每个斑晶个数大概为5~20个,受后期热液破坏或溶蚀作用较弱的石英斑晶中数量较多。

石英斑晶中流体包裹体丰富,分布特征多呈群体分布或个体单独存在。斑晶中包含所有包裹体类型,富含子矿物包裹体,熔体包裹体和纯气相包裹体,具有典型岩浆流体特征。矿化石英脉中流体包裹体发育,分布特征多呈群体分布,富含富液相、纯液相、含CO2多相包裹体和富气相包裹体,富液相与富气相或纯气相包裹体成群分布在同一视域内,具有沸腾作用的特点;纯净石英脉和方解石脉中流体包裹体不发育,以个体形式存在,以富液相包裹体为主。

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