电气石成因矿物学的标型特征研究进展
成因矿物学(矿物的标型性)2
如金刚石原只产于金伯利岩岩筒中，现发现在钾 镁煌斑岩中、基性、超基性岩包体中也有产出，其 中钾镁煌斑岩型金刚石矿床已成为一重要的金刚石 矿床类型。
海绿石：原是海相地层的指示矿物，现在不同 盐度的陆相水体沉积物中也有发现。 3）区域性：有些标型矿物具有全球的适用性， 而有一些只是在某一区域或某一矿床或矿区内适用 ，这是由于当地的构造地质背景决定的。
形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用 中形成的矿物。
特点： 1）矿物的单成因性：
在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因。如：铬铁矿主要 产于超基性岩中；斯石英、柯石英专属于高压冲击变质成因（多在陨石坑 和上地幔）；辰砂、辉锑矿是低温热液矿床的标志。
2）标型矿物的相对性：
一些是单成因的矿物，在其它成因中也有发现。
5．分布于不同地质时代和不同矿床类型、不同岩石类型中的 矿物同位素组成不同。
如：沉积碳酸盐：δ13C，接近于0值（PDB； 岩浆成因的碳酸盐矿物：δ13C -5.3～-7.0‰； 有机质堆积物：δ13C -２4～-29‰； 基性超基性岩矿物组合包裹体中金刚石：δ13C -0.25～-03.44‰ 陨石中有金刚石δ13C -0.58～-0.63‰ 冲击岩中的金刚石δ13C -1.32～-1.87‰
黄铁矿中的Co/Ni：
王奎仁（1989）通过我国65个点，共115件黄铁矿样品的 分析研究指出不同成岩成矿条件下形成的黄铁矿其Co/Ni有一定 的标型特征。 同生沉积：显著小于1，范围0.011～ 0.37 沉积改造：随改造强度而增大，从0.16～0.8到接近于1 沉积变质：随变质程度加深而增大，从1.47～5.75
二、离子占位标型
一些结构复杂矿物中离子占位与其形成时的物理化学条件关系密切。 例如辉石的结构类型受化学成分和温度的控制； 辉石晶体的化学式基本上可用M1M2X2O6表示，X位置通常进行类质 配位数为6，M1位置为Ti4+, Al3+, Cr3+, Fe3+, 同 象代替的是Al, Si 它们占据四面体孔隙，配位数为4，M1M2为八面体孔隙， M2位置为Ca2+, Li+, Na+, K+
电气石
电气石一、基本特征电气石俗称碧玺，他是一种成分非常复杂的硼硅盐酸矿物。
因为成为复杂，斌企鹅成分见存在广泛的类质同象，因而电气石颜色变化大。
正因为颜色变化大，电气石可用“绚丽多彩，美不胜收”这八个字形容。
之所以称为电气石，是因为其具有热电性，在加热时，其两端带电荷，可吸引灰尘等小物质。
电气石在结晶学为三方晶系，晶体常呈三方柱或六方柱状，三方住的晶体上面通常显示清晰的条纹，贝壳状断口。
硬度7~7.5密度3.01~3.11折射率1.62~1.65双折射率0.018一轴晶负光性玻璃光泽色散低多色性由强至弱，具体取决于品种。
当电气石汉大量平行纤维或线条状空穴是可显猫眼效应，相应宝石称为电气石猫眼。
二、真假鉴别电气石由于颜色种类广泛，外观上容易与其他宝石相混淆，例如：尖晶石、红宝石、蓝宝石、帕托石、祖母绿和水晶等。
鉴别方法：1）电气石距明显的二色性，有事用肉眼就可以观察到它颜色的变化。
2）双折射率高，因而用放大镜，通过宝石可观察到明显的刻面边棱重影。
3）密度、折射率和双折射率等特征与其他宝石相比，也有较大差别。
三、质量评价电气石属于中低档宝石，在15~20克拉以上求得春节无暇的也不难，因而评价电气石，重量和净度并非是特别重要的因素。
从国际市场来看，宝石级的电气石，最受欢迎的颜色是红、紫红和玫瑰红，价格一般在25~55美元/ct，特级品最高达100美元/ct。
其次是粉红，价格一般在3~35美元/ct，特级品最高达50美元，再次是蓝和紫蓝，价格一般在1~25美元/ct,特级品可达35美元/ct，最次是蓝绿、黄绿等色电气石，价格一般在1~18美元/ct。
具星光效应的电气石，星光完好，颜色、加工款式等搭配适当，其价格可比一般的电气石高。
电气石的成因
电气石的地质成因电气石的地质成因相当复杂，常以副矿物（有时为主要矿物）的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中，它的化学性质稳定，十分耐磨、耐蚀，并且各种电气石的成因各不相同，因此电气石的化学成分和性质被广泛用于成岩、成矿环境的灵敏指示剂而备受关注。
电气石的成因分类方法一般有两种：一种是按照原岩不同进行分类；另一种是按照电气石的类质同象来区分。
电气石富含B和H2O，它的成因多与气成作用有关，多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中。
一般黑色电气石形成于较高温度，绿色、粉红色者一般形成于较低温度。
早期形成的电气石为长柱状，晚期者为短柱状。
此外，变质矿床中亦有电气石产出。
按照原岩大体可分为四类：岩浆岩型、伟晶岩型、金属矿产型和沉积岩型。
1.1岩浆岩（包括花岗岩化作用形成的岩浆岩）里的电气石岩浆岩型中电气石是常见的副矿物之一，特别是黑电气石主要产于花岗岩、白岗岩、紫苏花岗岩、细晶岩、石英斑岩、石英二长闪长岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、辉长岩、辉绿岩、橄榄岩、金伯利岩、刚玉钙长黑云岩、各类碱性岩等，以及火山岩中的流纹岩类。
电气石的成因与熔体中富含B, F等挥发性组分有关，也与熔体中富含H2O的流体相有关。
同时熔体最后阶段的汽相中富含B, Na, Si，而K和Al已基本耗尽。
因此，岩浆成因的电气石以黑电气石最为常见。
1.2伟晶岩里的电气石电气石是各类伟晶岩里比较常见的矿物，花岗岩浆作用后期的伟晶岩有结晶粗大的电气石晶体，主要是黑电气石－锂电气石系列。
简单伟晶岩中以黑电气石为主，锂电气石、钙锂电气石产于复杂伟晶岩里(这类伟晶岩往往富碱质)，如钾长伟晶岩的中央带，与绿柱石、锂云母、铯榴石、铌钽类矿物共生。
镁电气石－黑电气石系列产于夹有镁质大理岩的富Mg 质沉积变质岩系的伟晶岩体里。
我国辽宁变质硼矿床中，电气石产于电气石变粒岩中，主要是黑电气石，与长石、石英、黑云母、石榴子石等共生。
由含硼流体交代富镁大理岩形成的镁质矽卡岩，产出富镁的镁电气石，与金云母、透闪石、斜硅镁石、遂安石、板状硼镁石共生，分布在硼矿体的外部，有时构成矿体顶板。
电气石名称的由来
电气石名称的由来电气石是一种非常特殊的宝石，因其独特的性质和美丽的外表而备受珍视。
但是，很多人并不知道电气石的名称是怎么来的，下面我们就来详细了解一下。
一、电气石的基本概述电气石是一种含有铜和铁元素的硅酸盐矿物，化学式为CuFeSi2O6。
它通常呈现出淡蓝色或淡紫色，有时也会呈现出淡黄色或淡绿色。
电气石具有很高的折射率和双折射率，这使得它在光学领域中得到广泛应用。
二、电气石名称由来1. 原始发现电气石最早是在19世纪初由法国科学家亨利·圣克莱尔发现的。
他在法国南部地区发现了这种美丽而神秘的宝石，并将其命名为“電礦”，即“electricite”。
这个名称源于他对电气石产生静电效应的观察。
2. 英文名称后来，英国科学家詹姆斯·史密斯森（James Smithson）在1824年将电气石带回伦敦，并将其命名为“enargite”。
这个名称源于希腊语单词“enargein”，意思是“显现出来”。
这个名称反映了电气石的独特性质，即它可以通过光学手段显现出来。
3. 中文名称电气石的中文名称则是由中国科学家刘静初提出的。
他在20世纪50年代初期开始研究电气石，最终得出了这种宝石的中文名称——电气石。
这个名称源于电气石能够产生静电效应的特点。
三、总结综上所述，电气石的名称来源于其特殊性质。
无论是法语的“electricite”、英语的“enargite”，还是中文的“电气石”，都反映了这种宝石能够产生静电效应和通过光学手段显现出来的特点。
今天，电气石已经成为一种非常受欢迎和珍视的宝石，在珠宝和光学领域中得到广泛应用。
成因矿物学-矿物标型
一、矿物标型学说发展现状
矿物标型学说是关于标型矿物、标型矿物组合和矿物标型 矿物标型学说 特征三个方面研究内容的理论。这三个方面都是能够反映 矿物或地质体的一定成因特征的矿物学标志。 萌芽：《本草纲目》：南水精白（热液作用），北水精黑 萌芽： （伟晶），信洲（今江西铅山县），武昌（今湖北鄂城县 ）水精浊（交代作用）。 中世纪： 中世纪 ： 人们开始利用含矿带中矿物和矿物集和体的成分 与形态进行找矿。 19世纪80年代： 开始研究锆石晶体形态随着成因类型的不 19世纪 年代 世纪80年代： 同而有所变化。
采样位置
T050-2 T055-1 T055-2 T055-2’
1330M 1330M 1330M 1330M
T0361330M来自T075-1 T075-2 T005-2
1290M 1290M 高桥村
T060-1
T060-1’
西坝岩体 西坝岩体
S Fe Co Ni Cu Zn As Sb Se Te Ag Au Pt Total
53.16 46.49 0.00 0.06 0.03 0.00 0.07 0.03 0.00 0.00 0.04 0.07 0.73 100.68
53.07 46.19 0.00 0.26 0.04 0.05 0.01 0.10 0.02 0.54 0.00 0.00 0.96 101.24
53.49 45.95 0.00 0.49 0.00 0.00 0.19 0.00 0.00 0.35 0.00 0.00 0.79 101.26
T210-5 AnkⅡ T210-7 AnkⅡ T210-9 AnkⅡ T210-11 AnkⅡ T210-13 AnkⅡ T210-15 AnkⅡ T433-3 AnkⅡ T433-5 AnkⅡ T433-6 AnkⅡ T433-7 AnkⅡ T043-1 AnkⅡ T043-2 AnkⅡ T043-3 AnkⅡ T043-4 AnkⅡ － “/”未测
电气石颜色标型特征
电气石颜色标型特征刘宏【摘要】电气石是主要存在于花岗伟晶岩中的一类矿物，主要种类有铁电气石、镁电气石、钙镁电气石、锂电气石和锰电气石。
电气石形成条件复杂，造成电气石的成分十分复杂，也导致其颜色多样。
铁电气石-镁电气石-钙镁电气石类质同象系列，主要存在于去硅化花岗伟晶岩中，另外也存在于区域变质岩中。
电气石的颜色与其形成条件及产出岩石类型有很大联系，其能在一定程度上反映花岗伟晶岩的形成过程和物理化学条件，具有很重要的标型意义。
%Tourmaline is a kind of mineral that mainly exists in the granitic pegmatite,which contains black tourmaline, magnesium tourmaline,calcium-magnesium tourmaline,lithium tourmaline and manganese plex formation condition of tourmaline resulted in very complex tourmaline composition,so it leads to its diverse colors.The color of tour-maline with its formation conditions and output of rock types,to a certain extent reflect the pegmatite formation process and physical chemistry conditions.The color of tourmaline has a very important typomorphic peculiarities meaning.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P75-77,78)【关键词】电气石;颜色;标型特征【作者】刘宏【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650093【正文语种】中文【中图分类】TD872.21 电气石简介电气石（tourmaline，又称碧玺）是一种环状硼硅酸盐矿物，其化学分子式可表示为NaR3Al6B3Si6O27（OH）4。
电气石族矿物学研究的新进展1
电气石族矿物学研究的新进展1林善园1，蔡克勤1,2，蔡秀华2，葛文胜1(1.中国地质大学，北京100083；2.中国地质图书馆，北京100083)[中图分类号] P578.953 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9386(2004)06-0021-04电气石(Tourmaline)是电气石族矿物的总称，目前矿物学界将不能鉴定到矿物种的电气石族矿物称为电气石。
近30 余年来，矿物学家已新发现属于电气石族的新矿物8种(表1)[1-12]。
电气石族矿物中彩色的宝石级变种称为碧玺，是名贵宝石。
电气石族矿物丰富多姿的晶体形态、独特的晶体结构、复杂多样的化学成分、特殊的物理性质，以及各种电气石几乎可以在各类岩石中产出，有时出现几乎是100%由电气石矿物组成的电气石岩，并构成巨大储量的地质体(矿床)。
电气石是自然界为数不多的兼具压电效应和热电效应的晶体。
1986年日本物理学家久保哲治郎发现电气石微粉具有0.06mA(<1000℃时)的电流值，并能自发辐射4～14μm 的远红外线。
因此，长期以来，电气石作为有利用前景的矿物新材料，受到多个学科领域科学家的重视[13]。
1 电气石族矿物的晶体结构与晶体化学电气石是一种组成成分比较复杂的矿物，以含硼为特征，有三个端员组分：①锂电气石：Na(LiAl)3Al6[Si6O18](BO3)3(OH,F)4，②黑电气石:NaFe3Al6[Si6O18](BO3)3(OH,F)4，③镁电气石：NaMg3Al6[Si6O18](BO3)3(OH,F)4。
20世纪40年代晚期到50年代早期，不同的矿物学家对不同的电气石晶体结构做过分析，其结果略有差别。
例如Ito和Sadanaga(1951)[14]测得巴西的玫瑰色锂电气石的晶胞参数为a0=16.0nm，c0=7.17nm；G.Donnay和M.J.Buerger(1950)[15]测定纽约Dekalb的近于无色镁电气石的a0=15.95nm，c0=7.24nm；德国哈茨山Andreasburg的黑色Fe电气石的a0=16.01nm，c0=7.18nm；Belov, N.V.和Belova,E.N.(1949,1950)[16,17]测得前苏联Moravian产状不清的镁电气石a0=16.00nm，c0=7.24nm。
成因矿物学—矿物标型学
金伯利岩(Kimberlite)的标型组合：
镁橄榄石（假象）Forsterite : Mg2[SiO4] 金云母 Phlogopite: KMg3[AlSi3O10](F,OH)2 铬镁铝榴石 Cr-Pyrope: Mg3(Al,Cr)2[SiO4]3 铬透辉石 Cr-Diopsite: Ca(Mg,Cr)[Si2O6] 铬尖晶石 Picotite: MgCr2O4 镁钛铁矿 Picrocrichtonite: (Fe,Mg)TiO3 钙钛矿 Perovskite: CaTiO3 锐钛矿 Anatase: TiO2 金红石 Rutile: TiO2 磷灰石 Apatite: Ca5[PO4]3(F,Cl,OH) 碳硅石 Silicon carbide?: SiC? 金刚石 Diamond: C
黑云母成分
Mg/Fe Al2O3 K/Na CaO BaO Cl F
非矿斑岩
＜0.5 ＞15% ＜8 0.88-1.89% ＜0.02-0.03% ＜2000ppm 700-2000ppm
成分标型：
判断含矿性
黄铁矿： （85个数据） 判断含Cu斑岩： 含矿岩体的黄铁矿含Cu一般超过1000ppm。
标型特征
成分标型：稳定同位素
δ18O（SMOW） δ（样品）=1000（R样品/R标样-1）
——随结晶温度升高而减小。 例：钾钠长石
自生钾钠长石 变质钾钠长石 花岗岩、伟晶岩 钾钠长石
6
12
16 18
28
豫西南铅锌矿
207Pb/204Pb-206Pb/204Pb相关图 15.65 15.6
207Pb/204Pb
标型特征
成分标型：元素对比值
黄铁矿（王奎仁，1989） S/Se：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电气石成因矿物学的标型特征研究进展
发表时间：2020-01-02T14:58:07.883Z 来源：《基层建设》2019年第27期作者：汪轩辰梁晓姝
[导读] 摘要：电气石又称碧玺，是一种环状硼硅酸盐矿物，电气石的成分十分复杂，导致其颜色多样性。
河北地质大学河北石家庄 050031
摘要：电气石又称碧玺，是一种环状硼硅酸盐矿物，电气石的成分十分复杂，导致其颜色多样性。
因为其颜色丰富多彩，所以重要的宝石材料。
因为电气石拥有各种特殊的性质，所以被国内外学者广泛关注。
目前大家一般对电气石的成分、结构、颜色的方面多有研究。
之前人们由于勘探和技术方面的等能力有限，所以对电气石的研究并没有很广泛，但近年来，国内外学者将电气石的性质广泛应用于环保、保健方面，使电气石展现了良好的发展前景。
文中主要对电气石的形态、颜色等方面进行综述，并指出现存问题及发展趋势。
关键词：电气石；成分；结构；颜色
研究现状：就目前已有资料，可将自然界中电气石的成因归纳为如下几种：①花岗岩成因（包括伟晶岩中的电气石）；②与花岗岩有关的热液交代成因；③变质成因；④热水沉积成因；⑤蒸发沉积成因；⑥碎屑沉积成因。
对电气石的研究现状大致从以下几个方面进行讨论：
1、化学成分的研究
目前国际上公认的电气石的通用化学式为XY3Z6B3Si6O27（OH，F）4，X位置由Na、K、Ca、空缺四位占据；Y位由Mg和Fe2+，（Al+ Li）或 Fe3+（还包括Mn，Cr，V和Ti）占据；Z位由Al3+，Fe3+或Cr3+占据，B为三次配位，没有明显替代；Si可有部分Al3+替代。
所以其化学成分非常复杂，通用的电气石族化学分子式为NaR3Al6[Si6O18]（BO3）3（OH，F）4。
有人用Y位置上的不同类质同像划分的四个端元组分对其进行分类：镁电气石、黑电气石、锂电气石和钠锰电气石（Y=Mn）；有人用X位置上的占位元素对其大致进行划分为三大类：碱性电气石（X位置主要是Na+ K）、钙质电气石、x空位电气石（x位置是空位）然后依据W与Y、Z位置进行进一步的细分。
其中碱性电气石组有11种，钙电气石组4种，空格电气石3种，一共18种电气石矿物种属是目前被国际矿物协会所认同并应用的。
有人还根据化学成分的不同，将电气石分为4类：镁铁锂电气石、钠锰电气石、钙镁电气石、布格电气石。
如果考虑配位多面体上的所有阳离子，则其种类可达29种之多，主要有：铁电气石 NaFe3Al6[Si６O18]（BO3）3（OH）4；镁电气石NaMg3Al６[Si6O1８]（BO３）3（OH）4；钙镁电气石 CaMg4Al5［Si６O18］（BO３）3（OH）4；锂电气石 Na（Li，Al）3Al6
［Si6O18］（BO３）3（OH，F）4；锰电气石NaMn３Al6［Si6O18]（BO3）3（OH）4。
2、晶体结构特征
电气石是呈短柱状、长柱状、针状的单晶体。
其中三方柱{1010}和六方柱{1120}是最长见到的单形，同时可在柱面上见到纵纹，因此晶体的横断面呈三角形。
不同的地质生长环境会形成不同形态和成分的电气石矿物，一般呈平行状、分歧状、放射状团簇。
全世界对电气石的晶体结构从20世纪40年代到50年代一直有火热的研究，大家对结构的研究方法争议很大，直到50年代大部分人都通过测定晶胞参数的手段对电气石的晶体结构进行研究并得到最终比较认同的结构形态。
Belov，N.V（1949），G.Donnay（1950），Ito （1951）的晶胞参数测试法确定晶体结构是比较公认的结构模式，基本上定为：硅氧四面体[SiO4]组成的六联环[Si6O18]12 -（Diet rich R V 等，1985）。
而Mg2 +与O2 -及（OH）- 组成层状的水镁石型结构，3个MgO4（OH）2 配位八面体与六联环相接，二者共用硅氧四面体角顶上的一个O2 -。
3个配位八面体的交点，由（OH）-占据于六联环的中轴线上。
在六联环中轴线处的该（OH）- 的对角处是（OH）-，而（BO3）3 - 三角形与配位八面体层共用一个 O2 -。
电气石晶体结构属于三方晶系，空间群为R3m，三重对称轴为c轴，垂直于c轴无对称轴和对称面，也无对称中心。
电气石是具有单向极轴的异极性矿物，组成电气石六联环的硅氧四面体的顶角氧原子O6 指向同一方向，即电气石的正极。
1969年Barton绘制了电气石矿物网面结构投影图，对电气石的晶体结构进行了形象概括。
3、矿石颜色特征
由于电气石的化学成分和结构形态复杂造成其成分丰富，导致电气石有绚丽多彩的颜色，其中以黑色、黄色、绿色、蓝色、、红色、枚红色为主。
由于电气石的两种致色机理使其呈现各种颜色：
（1）电气石有不同的化学成分使之存在广泛的类质同像现象，金属离子间的置换产生不同各种类质同像，再加上在化学组成上的轻微变化就能呈现处不同的颜色。
例如，富锰的颜色多为红色，富铁的多为黑色，富铬的多为褐黄色。
富含Li的呈玫瑰红色，富含Mg的呈褐色至黄棕色。
（2）电子或离子孔势阱的产生。
K.Krambrock 等用γ射线辐射电气石，形成一个黄色中心，并这个黄色中心进行分析，发这个黄色中心与电气石组成结构中O-孔势阱的产生紧密相连，他们认为O-位于3个八面体所共有的位置，当对它进行加热时，有的离子结构发生变化伴随孔势阱的发生导致颜色的改变。
例如对呈红色的结构中有Mn2+的电气石进行加热，发现其中Mn2+并没有发生改变，铁离子也没有被氧化，结构没有改变，没有发生孔势阱，所以其颜色还是呈现红色。
但是对蓝色电气石进行加热时其中的铁离子发生氧化造成晶体结构发生变化，伴随孔势阱的发生，从而改变其位移产生颜色的改变。
据前人的研究，黑色电气石中含较高 Fe２＋，同时也含Mn２＋，将其归为铁电气石；褐色、黄棕色电气石是因为Ti３＋和Ti４＋之间的电荷转移导致，将其划分为镁电气石－钙镁电气石一类中；铁锂电气石的蓝色电气石是由Fe２＋和 Fe３＋之间的电荷转移形成；绿色电气石是由 Fe２＋、Ti４＋和Cr３＋的作用影响其颜色，归为锂电气石；浅绿、淡绿色的电气石中含有较高的Mn２＋，也含有Fe２＋和Fe３＋所以归为锂电气石；黄绿色、黄色的电气石主要由Fe３＋或 Mn２＋导致其颜色的形成，也成为锂电气石；红色、紫红色电气石，是由于Mn３＋的电子跃迁引起颜色的形成，也成为锂电气石；还有一种是无色透明的电气石，属于锂电气石。
存在问题：
（1）目前对电气石的应用主要利用其天然形成的物理特性，缺乏对电气石人工改性研究。
（2）电气石定年技术的改进。
对电气石的定年一般是用K-Ar和40Ar-39Ar，需要相当高的含K样品，但是符合要求的样品太少，所以需要转变定年技术，或者改变定年样品，再或者从围岩入手。
发展方向：
由于电气石具有辐射红外线、离子吸附和释放方面的特征，所以目前电气石广泛应用于环保保健方面，但之前对这些方面的研究还较缺乏，使人们不能充分对电气石的特征有很好的认识，导致人们被虚假广告和宣传所迷惑。
随着现在生活条件的改善，人们越来越追求身
体和生活质量，所以对保健治疗系列，水处理和生态农业，和工业的涂料油漆装修方面的要求越来越高，所以人们现在经研究方向都转变到这些领域。
参考文献：
[1]林善国，蔡克勤，蔡秀华，等.电气石族矿物学研究的新进展[J].中国非金属矿工业导刊，2005，（1）：20-23。