水晶包裹体的类型及成因综述
“绿幽灵”水晶包裹体种类探究
第2期2019年4月No.2 April，2019作者简介：蔡爽（1987—），女，吉林延吉人，助理工程师，本科；研究方向：珠宝玉石检测。
摘 要：包裹体是宝石中最广泛、最可靠、最确切的鉴定依据。
对含包裹体宝石的研究一直是宝石学领域的重点。
水晶是具有多种包裹体的一类宝石，应用范围比较大。
“绿幽灵”水晶作为水晶市场上比较重要的一类，目前对其针对性的研究较少，使这一课题研究具有现实意义。
从“绿幽灵”水晶的物理性质、宝石学特征、包裹体矿物薄片下的偏光分析等方面进行研究，从而达到推测其包裹体种类的目的。
实验结果表明，“绿幽灵”水晶内包裹体种类为绿泥石。
关键词：水晶；包裹体；“绿幽灵”水晶“绿幽灵”水晶包裹体种类探究蔡 爽，赵文娟，薛迎辉，鲍 勇（烟台产品质量监督检验所，山东 烟台 370600）现代盐化工Modern Salt and Chemical Industry目前已知的水晶包裹体有负晶、流体包体及各种固态包体如：金红石、电气石、阳起石、绿泥石、钛铁矿、赤铁矿等，但“绿幽灵”水晶极其相似水晶“红幽灵”的包裹体具体种类并无确切结论。
1 “绿幽灵”水晶的常规宝石学特征根据本论文的研究方向、目标，选择了以下4个标本进行观察分析。
其中：一号样品为“绿幽灵”水晶，编号L-1；二号为“绿幽灵”水晶，编号L-2；三号样品内部包体为红褐色，商业俗称“红幽灵”，编号H 。
1.1 肉眼观察一号样品L-1：样品呈圆形，内部包体呈绿色，蠕虫状，零散分布，约占总体积的1/4，少量白色点状包体（见图1）。
图1 绿幽灵L-1二号样品L-2：样品呈水滴形，内部包体呈粒片状，绿色及红色均有，呈聚集态分布，占总体积的1/4左右，其余部分为无色水晶（见图2）。
三号样品H ：样品呈椭圆形，内部包体呈褐红色，蠕虫状，呈聚集态，占总体积的1/2，其余部分为洁净的无色水晶（见图3）。
1.2 宝石显微镜下特征一号样品绿幽灵L-1：暗域照明下，可见内部少量暗绿色、黄绿色片状晶体呈聚集态，这些片状包体经由沿c 轴层面的最小位移，形成微弯的层状堆积，从而使集合体呈蠕虫状外观。
包裹体——精选推荐
包裹体1、包裹体：指宝⽯⽣长过程中被包裹在晶格缺陷中的外来物质。
宝⽯中的内含物指在宝⽯⽣长过程中，由于⾃⾝或外界因素使宝⽯内部含有⼀些物质、⽣长现象、缺陷等特征。
宝⽯中的内含物包括：包裹体（⽓、液、固相物质）、解理、裂隙、双晶、⽣长纹、⾊带、⽣长蚀象等包裹体的分类：按形成时间：原⽣包体、同⽣包体、次⽣包体原⽣包体：指包裹体在宝⽯的形成之前就已经存在的包体，后在宝⽯的⽣长过程中被包裹到宝⽯内部。
特征：均为固态包体，如阳起⽯、透闪⽯、云母、磷灰⽯、锆⽯、⾦红⽯、橄榄⽯等。
原⽣包体的成因：1) 晶体⽣长溶液过饱和度的变更2) 晶体的差异性⽣长3) 晶⾯上杂质的吸附作⽤4) 落在晶体⽣长⾯上的外来质点（矿物颗粒、⽓泡、油珠）等的影响。
b 同⽣包体：形成时间与宝⽯形成的同时形成的包体。
特征：有⽓、液、固态同⽣包体形成机制：1) 晶体⽣长过程中裂隙的愈合2) 浸蚀坑的充填3) 幻影晶体4) 负晶形次⽣包体：宝⽯形成以后形成的包体。
是宝⽯晶体形成后由于环境的变化⽽形成的。
次⽣包体特征：次⽣裂隙、充填裂隙、有特殊图案或具有熔融、溶蚀特征的固体包体。
次⽣包体的形成机制：1）裂隙结晶化,晶体形成后,因应⼒作⽤产⽣裂隙,裂隙不会愈合,外来物质渗⼊并沉淀.如风景玛瑙2)固熔体的出溶作⽤3）放射性元素的破坏作⽤多相包裹体的形成机制：包裹体形成时是液相，且介质流体中溶解了很多的矿物质，温度降低后有些矿物质结晶成固相，由于体积的收缩会形成⽓泡。
不同相态包体的特征：固态包体通常有⼀定的晶体形状；液态包体形态不规则，呈星点状或密集排列的管状。
常为⽆⾊透明液体；⽓态包体则呈球形或椭圆形，⽓泡边缘呈⿊⾊，中⼼发亮。
三：优化处理宝⽯中的内含物：1.加热处理：容易产⽣裂隙 2. 辐照处理：易产⽣辐照圈3. 染⾊和有⾊灌注处理：易产⽣染料在裂隙中聚集 4. 裂隙充填 5. 激光打孔四，合成宝⽯中的内含物：常见弧形⽣长纹、⽓泡、残余助熔剂、残留的种晶⽚等包裹体的形成机制: 宝⽯中包裹体形成与矿物包裹体形成⼀样，往往也和晶体形成过程中产⽣的晶体缺陷有关。
包裹体的分类
(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)。
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。
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。
水晶知识点总结第一
水晶知识点总结第一一、水晶的分类根据组成成分和晶体结构的不同，水晶可以分为石英类、硅铝酸盐类、氧化物类、碳酸盐类、磷酸盐类等多种类型。
其中石英类是最为常见的水晶，包括紫晶、水晶、玫瑰石英、茶晶等；硅铝酸盐类水晶包括红玛瑙、蓝宝石、祖母绿等；氧化物类水晶有红宝石、蓝宝石等；碳酸盐类水晶有方解石、大理石等；磷酸盐类水晶有翡翠、孔雀石等。
除了以上所列出的水晶外，还有更多种类的水晶存在，每一种水晶都拥有独特的外观和特性。
二、水晶的形成与特性1. 形成：水晶的形成主要受到地质活动的影响，通常是在地壳深部的高温高压环境下形成的。
水晶的形成过程需要经历长时间的结晶过程，才能形成坚硬、晶莹剔透的外观。
2. 物理特性：水晶的物理特性主要包括硬度、透明度、颜色等。
不同种类的水晶硬度不同，其中一些硬度较高的水晶可以用于宝石和首饰制作；水晶的透明度也各不相同，有的水晶清澈透明，有的水晶呈现出半透明或不透明的状态；水晶的颜色多种多样，可以是单一颜色，也可以是混合颜色。
3. 化学成分：水晶的化学成分主要是硅氧化物，同时还含有少量的杂质，这些杂质通常会影响水晶的颜色和透明度。
三、水晶的应用与疗效1. 应用领域：水晶的应用领域非常广泛，主要包括宝石首饰、工艺品、建筑材料、科学研究、能量疗法等。
水晶首饰是人们常见的饰品，其独特的外观和能量吸引了许多人的喜爱；水晶的工艺品也受到了人们的青睐，不仅美观，还具有一定的辟邪、辟邪的功能；水晶在建筑材料中也被广泛使用，其具有高硬度、透明度和美丽外观，能为建筑增添一份奢华。
2. 能量疗法：水晶在能量疗法中扮演着重要角色。
水晶被认为具有灵性和能量，能够调解人体的能量，消除负能量，促进身心灵的平衡与和谐。
各种不同的水晶都具有各自独特的治疗效果，譬如紫晶可以帮助人们入睡，水晶能帮助调解人们的情绪等等。
综上所述，水晶是一种独特的矿物，其形成和物理特性具有一定的区别，不同种类的水晶在应用和疗效上也存在差异。
水晶知识点总结
水晶知识点总结水晶是一种非常神奇的矿物，它有许多不同的形态和用途。
在这篇文章中，我们将总结一些关于水晶的知识点，包括水晶的成分、形成过程、种类、用途和清洁保养方法等等。
1. 水晶的成分水晶的主要成分是二氧化硅（SiO2），它是一种透明或半透明的石英石。
水晶有许多不同的颜色，这是由于其中含有的微量元素的不同。
比如，紫水晶是由铁和锂元素的存在而呈现出紫色。
水晶还含有一些其他的元素，比如铝、铁、镁、钠等。
2. 水晶的形成过程水晶是从地壳深处的岩浆里形成的。
当岩浆冷却凝固时，其中的石英会结晶成水晶。
在结晶的过程中，一些微量元素会被结晶体吸收进去，从而赋予水晶一些特定的颜色。
3. 水晶的种类水晶有许多不同的种类，每种都有其独特的特点和用途。
一些常见的水晶种类包括：- 晶几- 紫水晶- 粉晶- 黄水晶- 翡翠- 翡翠- 玛瑙- 月亮石- 石英每一种水晶都有不同的颜色和特性，因此在选择水晶时，可以根据自己的需要和喜好来选择。
4. 水晶的用途水晶有许多不同的用途，它可以被用来制作首饰、摆件、工艺品等。
此外，水晶还有一些神秘的能量和功效，因此在很多文化和宗教中，水晶被视为一种具有灵性和保护作用的宝石。
比如，紫水晶被认为有助于提升心灵能量和平衡情绪，而玛瑙则被视为一种能够带来好运和财富的石头。
5. 水晶的清洁保养方法水晶是一种比较柔软的矿物，因此在日常使用和保养时需要特别小心。
首先，在使用水晶制品时，要避免碰撞和摔落，以免造成水晶的损坏。
其次，在清洁水晶时，不能使用含有强酸性或强碱性的清洁剂，这样会损伤水晶的表面。
可以选择用温水轻轻擦拭水晶表面，然后用软布抹干，或者使用专门的水晶清洁剂进行清洁。
总之，水晶是一种非常神奇和美丽的矿物，它不仅拥有艺术价值，还有一些神秘的能量和功效。
因此，在选择和使用水晶时，我们需要尊重它的特性，并且小心呵护。
希望本篇水晶知识点总结对您有所帮助，谢谢！。
包裹体(水晶)
A
3
水晶的成因
综上所述，水晶的形成可能是多成因和多来源的。其成矿类型
主要有伟晶岩型、矽卡岩型、硅酸盐岩中的热液型和碳酸盐岩中的 热液型水晶矿床。而其中分布最广，比较具有工业意义的水晶矿床 为热液型。根据共生矿物特征、成矿产出的地质条件、水晶矿包裹 体特征和包裹体盐度测定方面的资料，又可细分为以下的成因类型。
石英晶体成因分类表
成因类型
Genetic classification of quartz crystal
主要成矿作 用
共生矿物
均一温度 （°C）
气液包裹体 主要特征
盐度（%）
低温热液型
岩浆热液与地 下热水共同作
用
辰砂、重晶石、 方解石
134-226
少量气液包裹 体，有机物
2.83-4.56
中低温热液型 岩浆热液作用 方铅矿、黄铁
1. 1 固体包裹体 以结晶质固体矿物的形式或以粉末状、不规则状物质包含于水晶当中。这些物
质在形成时间上可先于主矿物, 其物质来源多属外来物质并以机械捕获方式形成。 水晶中结晶质矿物成分有云母 ( 白云母、黑云母、金云母、锂云母) 、电气石、角闪 石、阳起石、透闪石、石棉、金红石、硅灰石、绿柱石、绿帘石、绿泥石、萤石、 黄铁矿、石墨、赤铁矿和镜铁矿等, 此外, 还可见到一些围岩捕掳物。
国内外关于包裹体的分类有许多种, 为较客观地反映其本质特征, 我 们将其简要归纳为两种, 即按物理状态和成因对水晶中包裹体进行分类。 1 物理状态分类
主要是根据水晶中包裹体的物质来源、充填方式、相的成分以及各 相所占的比例划分为两大类: ( 一些包裹体的形态特征见图 2)
A
5
水晶中包裹体的类型划分
天然水晶中常见的固态包裹体研究
“鬃晶” 。 为了更好的研究水晶中各类包裹体的矿物成分、 化 学 成 分 特 征, 我 们 选 择 代 表 性 的 样 品, 磨 制 成 0103mm 的光学薄片, 利用偏光显微镜观察各类包裹 体的光学特征, 并在此基础上, 对各种结晶包裹体进行 电子探针分析, 从而确定天然水晶中常见包裹体的物 相和化学成分特征。 2. 1 红发晶 ( 牛毛晶) 肉眼观察: 无色透明的水晶中有密集分布的红褐 色细毛发状包裹体, 总体沿一个方向排列, 局部凌乱、 交叉, 但无弯曲, 粗细比较均匀, 贯穿晶体。 宝石显微镜观察: 暗域照明下, 毛发呈现带有褐色 调的鲜艳红色, 在水晶中的突起比较低, 晶面对光的反 射较弱。 偏光显微镜观察: 包裹体呈针状、 短柱状; 横切面 菱形 ( 照片 1、 照片 2) , 角闪石式解理完全, 两组解理夹 角近于 55° 。 褐红色, 半透明, 具微弱多色性: N g= Nm = 红褐色, N p = 稍淡的红褐色。正高突起。斜消光, 正 延性。 干涉色受自身颜色的影响呈红色。 上述观察来自少量没有在磨制薄片的过程中发生 变化的针状包裹体。 在磨片过程中, 由于水和摩擦热的 影响, 使得原来样品中褐红色、 透明的针状包裹体大部 分变为褐色不透明的褐铁矿, 并且针状包裹体边缘周 围的树胶均受到不同程度的铁染, 形成褐色浸染状褐 铁矿。 三个样品的电子探针成分分析及晶体化学式计
分析项目
DB 21 ( 巴西) DB 22 ( 巴西) DB 23 ( 巴西) SiO 2 52. 20 52. 71 54. 40 53. 10 Si Ca 1. 7. 7170 9686 (M g 3 .
3245 ,
w B 10
2
A l2O 3 1. 68 1. 85 1. 72 1. 75 Al 0. 2989 Fe1.
水晶分类
一：以成因分1：天然水晶，在自然界富含二氧化硅的地区，因为历史上出现过剧烈的地球运动，造成高温高压环境，二氧化硅自然结晶成为水晶，就是天然水晶；2：合成水晶，以二氧化硅粉末为原料，仿照天然水晶形成的高温高压环境，在人工控制的环境下形成的水晶就是合成水晶，也叫人造水晶；合成水晶与天然水晶具有相同的化学和物理性质；市场上有很多人把熔炼水晶也叫做合成水晶，那是不准确的，熔炼水晶是用二氧化硅为原料在高温高压下熔炼出来的，而不是结晶成的，不具备水晶的晶体特性，所以不能把熔炼水晶与合成水晶混为一谈；但是熔炼水晶耐高温，用优质二氧化硅熔炼成的熔炼水晶可以做成实用产品比如水晶杯、烤盘、茶具等，实际上一代伟人毛泽东主席的水晶棺就是选用东海优质水晶熔炼而成的。
还有人把K9玻璃也叫做合成水晶，那就更不对了，K9玻璃虽然有是用二氧化硅为主要原料熔炼而成的，但是熔炼过程中加进了24%的铅，实际上就是铅玻璃；为什么要加铅呢？一般玻璃发蓝或者发绿，看起来不象水晶，但是家2铅之后玻璃的白度很高，看起来非常象水晶，尤其含24%的K9玻璃最象水晶，所以称K9玻璃为仿水晶比较恰当。
二：以包裹体分1：发晶，包括红发晶、黑发晶、银发晶、绿发晶、金发晶（钛晶）、黄发晶、蓝发晶、紫发晶、灰发晶等；2：幽灵水晶，包括绿幽灵水晶、红幽灵水晶、白幽灵水晶、彩幽灵水晶（彩帘子）等；3：水胆水晶，包括无色水胆、红色水胆、绿色水胆、黄色水胆、气胆、流沙胆等，其中彩色水胆实质应该称为油胆；4：晶中晶，包裹体中有水晶或者碧玺、方解石、云母、石榴石、辉锑矿等其他晶体等物质；5：纯水晶，包括无色水晶、紫色水晶、黄色水晶、茶色水晶、红色水晶、粉色水晶等。
三：以形态分类1. 骨干水晶（鳄鱼皮水晶）不同时期的热矿液在同一水晶主体上的结晶叫"垒晶"。
不同的结晶层层相连，块块相对，其表面看上去象甲虫、蜥蜴、鳄鱼皮，人们称之为"骨干水晶"，又名"鳄鱼皮水晶"。
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矿 产 与 地 质2002年第6期 第16卷2002年12月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第93期水晶包裹体的类型及成因综述①赵淑霞,张良钜,林 杰(桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林541004)摘 要:水晶中的包裹体是在水晶生长过程中被包裹在晶体内的由一相或多相物质组成的封闭系统。
水晶中包裹体的形成与生长时的物化条件密切相关,而生长过程中的物化环境又直接影响了水晶的结晶习性。
关键词:包裹体;类型;结晶习性;物化环境;晶体缺陷中图分类号:P573;P578.494 文献标识码:A 文章编号:1001-5663(2002)06-0349-04 水晶一般是指在温度低于573℃条件下形成的三方晶系二氧化硅单晶体[1],也称Α石英。
水晶中的包裹体是在水晶形成过程中被捕获的成矿介质,由于晶体的生长随温度、饱和度等环境条件的变化而变化,因而包裹体的不同特征将会敏锐地反映出晶体生长过程中的环境条件。
通过对水晶包裹体的研究,一方面有利于搞清晶体生长机理和各类包裹体形成的机制,另一方面可以了解天然晶体的生长过程和各类包裹体所代表的意义,为解释天然水晶成因提供了一些依据。
人类对水晶包裹体的认识和研究有着悠久的历史,并形成了丰富的石文化内涵。
但是由于天然水晶的形成条件较复杂,在研究包裹体的形成机理方面仍有不少问题未得到解决。
本文通过对水晶中包裹体特征的仔细观察和统计对比,提出了比较合理的分类方案,并对其形成机理做了一些初步的探讨。
1 水晶的结构特征及成矿类型水晶属三方晶系,三方偏方面体类。
常见的天然水晶主要是由六个柱面(m)和大菱面体(R)、小菱面体(r)组成的聚形(见图1(a)),有时也能看到三方偏方面体(x)和三方双锥(s)。
空间群为C312和C322,并呈左右对称(见图1(b))。
水晶的基本结构基元为Si-O四面体,以顶角相连,构成沿Z轴排列的共轭螺旋结构。
以前的研究成果表明,水晶晶体的形成要求:(1)一定Si O2含量的成矿溶液;(2)成矿溶液的性质为略偏碱性(pH=7±)、低盐度(<11%);(3)成矿温度低-高温,压力中-高压(200～600M Pa);(4)水晶形成过程中,温度和压力变化缓慢,为一较稳定的环境; (5)一定规模的空洞和裂隙[2]。
图1 水晶的结晶形态(a)及左形水晶(b)F ig11 C rystal shap e of quartz(a)and L eft handed quartz(b)综上所述,水晶的形成可能是多成因和多来源的。
其成矿类型主要有伟晶岩型、矽卡岩型、硅酸盐岩中热液型和碳酸盐岩中热液型水晶矿床。
而其中分布最广,比较具有工业意义的水晶矿床为热液型。
根据共生矿物特征、成矿产出的地质条件、水晶矿包裹体特征和包裹体盐度测定方面的资料,又可细分为以下成因类型(表1)。
2 水晶中包裹体的类型划分包裹体是矿物中由一相或多相物质组成的封闭系统[3]。
对于这个概念,应当强调两个方面:(1)包裹体在矿物中是一个封闭系统;(2)该封闭系统是由一943①收稿日期:2002-01-29 作者简介:赵淑霞(1972-),女,河北人,在读研究生,研究方向宝玉石研究。
基金项目:广西自然科学基金资助项目(桂科计字[2002]29号)表1 石英晶体成因分类表T ab le 1 Genetic classificati on of quartz crystal成因类型主要成矿作用共生矿物均一温度(℃)气液包裹体主要特征盐度(%)低温热液型岩浆热液与地下热水共同作用辰砂、重晶石、方解石134～226少量气液包裹体,有机物2183～4156中低温热液型岩浆热液作用方铅矿、黄铁矿153～297少量气体包裹体,有机物5178中高温热液型热液作用毒砂、绿柱石、萤石、电气石215～322大量气体包裹体418～917相或多相物质组成,并与主矿物具有相的界限,它的物质来源可以是与主矿物无关的外来物质或是相同于主矿物的成岩、成矿介质。
国内外关于包裹体的分类有许多种,为较客观地反映其本质特征,我们将其简要归纳为两种,即按物理状态和成因对水晶中包裹体进行分类。
2.1 物理状态分类主要是根据水晶中包裹体的物质来源、充填方式、相的成分以及各相所占的比例划分为两大类:(一些包裹体的形态特征见图2)。
图2 水晶包裹体综合特征F ig 12 Characteristics of inclu si on s in quartz.1-块状固体包裹物 2-结晶矿物包裹体 3-粉末状固体包裹体4-绵 5-幻影 6-气液包裹体 7-负晶 8-镜面裂隙9-道芬双晶 10-巴西双晶2.1.1 固体包裹体以结晶质固体矿物的形式或以粉末状、不规则状物质包含于水晶当中。
这些物质在形成时间上可先于主矿物,其物质来源多属外来物质并以机械捕获方式形成。
水晶中结晶质矿物成分有云母(白云母、黑云母、金云母、锂云母)、电气石、角闪石、阳起石、透闪石、石棉、金红石、硅灰石、绿柱石、绿帘石、绿泥石、萤石、黄铁矿、石墨、赤铁矿和镜铁矿等,此外,还可见到一些围岩捕掳物。
2.1.2 气液包裹体又可细分为:(a )液体包裹体 指气液比即V 气(V 气+V 液)小于50%的气液包裹体,V 气是气相所占的体积,V 液是液相所占的体积;(b )气体包裹体 气液比大于50%的气液包裹体;(c )含液体包裹体 由气相、液体CO 2相和水溶液相所组成;(d )含子矿物包裹体 可见立方体石盐(N aC l )等子矿物。
(e )含有机物或与水不相混溶的液体的包裹体 它由一些有机物液体(如油珠、各种烷类等)和无机液体(如H 2S )所组成。
212 成因分类以包裹体和主矿物之间的形成先后关系为主要依据,根据水晶晶体与包裹体形成的时间关系可划分三种类型(图3)。
图3 水晶包裹体成因分类F ig 13 Genetic classificati on of inclu si on s in quartz1-原生包裹体 2-假次生包裹体 3-次生包裹体(1)原生包裹体 先于主矿物或与主矿物同时形成的包裹体,其特点是包裹体生成后不发生空间上的移动。
原生包裹体占据主矿物结晶构造位置上,其形状常具有一定的规则形态。
它所包含的溶液就是主矿物的成矿溶液,代表了该矿物形成时的成分和物理化学条件(温度、压力、pH 值等)。
(2)假次生包裹体 是在主矿物结晶过程中,由于应力和构造作用,使已结晶的矿物发生破碎和裂开,在这些裂隙中,成矿溶液又重新进入而产生重结晶时形成的包裹体。
其特点是形成之后在空间上发生过位移。
假次生包裹体外端终止于晶体内的一个生长面,并存在着明显的排列面。
与原生包裹体相比,虽然物理化学条件上有一些改变,但其成矿溶液是相同的,即本质上是一致的。
(3)次生包裹体是形成于主矿物结晶基本完成之后任何过程的包裹体,晶体形成后,因受外界作用力的影响而破裂,产生裂隙,这时在环境中活动的含矿溶液就有可能渗入晶体内成为包裹体。
次生包裹体一般在53后期构造愈合的位置上,常沿裂隙分布,且几组包裹体可以相交,形状较为复杂,代表了后期热液的性质。
3 水晶中包裹体特征的研究及形成机理的探讨在理想的条件下是不利于形成包裹体的,但是晶体的生长并不总是一个平衡的过程,而经常是一方面破坏平衡,另一方面又力求趋向于平衡的反复过程。
在这整个过程中,生长条件是按一系列小阶段不均衡地变化着的。
由于平衡条件的变化,晶体中会产生多种多样的缺陷,包裹体是体缺陷的一种,其产生和形成与点缺陷、线缺陷、面缺陷等其它各种缺陷密切相关。
水晶中生长层、双晶间界、位错和裂纹等均可导致空洞的发生和扩展,为包裹体形成创造了空间条件。
水晶中的原生包裹体(包括假次生包裹体)的形成过程较复杂,它是在晶体生长过程中形成的,其产生与主晶结晶作用中发生的事件密切相关,反映了生长条件的不均衡变化,完整地记录了水晶晶体形成的条件和历史。
以下通过对其特征的观察与分析,主要从晶体生长的物理化学环境和结晶习性方面来探索各类包裹体形成的机制。
3.1 晶体生长溶液的浓度梯度因素在一定的生长物理化学条件下,气液包裹体的起因一般归结为横切晶面及晶体不同取向存在溶液的浓度梯度差。
不同的温度条件下,具有各向异性结构特征的水晶晶体的各簇晶面的生长速率是不同的。
特别是当温度发生变化时,各簇晶面m{1010}、R{1011}和c {0001}的生长速率比例也发生相应的变化,因此不同温度下水晶的结晶形态各不相同。
例如,低温水晶各簇晶面生长速率比为c∶R∶m=100∶80∶10,结晶形态为长柱状;高温水晶各簇晶面的生长速率比为c∶R∶m=40∶30∶100,结晶形态呈双锥状,柱面消失[4]。
从上述各簇晶面生长速率的比例变化可以看出,柱面m随着温度的升高生长速率加快,而菱面R则相反。
生长速率的各向异速使晶面之间造成结构失配,易形成缺陷。
同时,这种显著差异也造成了周围溶液的浓度梯度,由于溶质供应的不均匀性,晶体产生了不均匀生长,生长速率较快的晶面易得到溶质补充生长得快,而生长速率较慢的晶面相对处于“饥饿状态”。
二者生长速度差,引起溶液扩散聚集于晶面的角隅和边缘,就可能造成空穴,俘获母液形成包裹体。
即使是在同一晶面上,固液界面处的溶液的过饱和度也是不同的,1938年伯尔格(B erg)曾用干涉法研究过晶体生长时其周围溶液的过饱和度分布[5]。
结果发现整个晶面上溶液过饱和度的分布并不一致,晶面中央部位最低,而在棱角处最高,亦即晶体的棱角突入在介质体系中过饱和度比较高的领域中(见图4)。
这样就在生长面附近建立了相当大的浓度梯度,同一晶面上晶顶和晶棱上接受溶质机会多的部位相对较快的生长,而晶面中心则生长较慢而相对凹陷,其结果加速了中间带空位的形成并捕获母液形成包裹体。
在天然水晶中,可以见到一系列很大的包裹体,它们平行晶面生长,这类包裹体即为此种成因。
此外,水晶中一些沿生长面分布的孤立的包裹体的形成也与浓度差有关。
水晶的理想生长过程是原子面逐层向外推移,生长停止时最外层的原子面便表现为实际晶面[6]。
但是由于晶面生长时不平衡的外界环境条件,实际上不可能严格按照上述的晶面逐层向外推移,于是晶体的不均匀生长形成了层层高起的阶梯状斜坡,此时溶质供应的不均匀性逐层明显,若台阶基部和顶部的过饱和度差值超过某一临界值,则凹陷处就可被溶液充填形成包裹体。
图4 伯尔格效应图解晶体周围的等浓度线F ig14 Concen trati on con tou r of crystal3.2 晶体生长溶液的过饱和度因素由水晶标本的测温结果可以看出(见图5),在水晶生长过程中,温度基本上连续下降,但局部出现温度回升现象。
温度的变化对晶体生长过程的影响很大,温度发生突然波动,溶液会出现Si O2过饱和状态,这样往往会沿着生长界面出现生长层,有些缺陷从生长层开始发育,从而形成包裹体。