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高标准玄武岩石硝多少钱一吨

发布时间: 2022-10-04 09:46:36

‘壹’ 《饥荒联机版》复活石或肉块雕像的代码是什么

resurrectionstatue (肉块雕像)

‘贰’ 石英的微量、稀土元素特征

一、采样位置及测试方法

用于进行稀土元素微量元素研究的样品采自茂林向斜的铜厂铜矿点、茂林铜矿点及其附近、小寨向斜苏家箐铜矿点及水槽子铜矿点( 表8-2) 。

表8-2 用于稀土元素微量元素分析的石英( 及玛瑙) 主要特征

石英测试样品的制备:称取40mg样品,两次加入1mlHF、0.3ml(1∶1)HNO3并在150°C电热板上反复蒸干,然后两次加入2ml(1∶1)HNO3浸出,蒸至近干、浸出,确保样品全溶。加入1×10-9Rh做内标,用5%HNO3稀释至5ml。制备的溶液在ICP-MS上测试,仪器的检出限为n×10-12~0.n×10-12,测定时采用亚沸蒸馏的硝酸及电阻率达18×106Ω/cm的纯化水,本底低,同时采用膜去溶技术使样品浓度富集,因此相对误差<15%(靳新娣等,2000)。测试结果见表8-3。

表8-3 石英的稀土元素微量元素分析结果(10-9)

续表

测试者:中国科学院地质与地球物理研究所朱和平;测试仪器:FinniganMAT公司生产的ELEMENT等离子质谱计;主要实验参数为:RF功率1250W,分辨率300,采样锥1.1mmNi,截取锥0.8mmNi,样品气流量1.04L/min,辅助气流量0.96L/min,冷却气流量14.0L/min,分析室真空度6×10-6Pa,去溶温度160℃。

二、石英稀土元素特征

该区石英的稀土元素含量很低,以至于采用膜去溶技术才进行了较准确的测定,稀土总量(含元素Y)低于1149×10-9。石英的稀土元素参数见表8-4(其中HREE包括元素Y),稀土元素配分曲线如图8-1所示。从图8-1和表8-4可见,总体上,石英的稀土元素配分曲线为轻稀土富集的右倾型,铕异常和铈异常均不显着。

表8-4 石英的稀土元素参数

图8-1 石英(及玛瑙)的稀土元素配分曲线

但是,从表8-4和图8-1可明显看出,第一世代产于玄武岩中早于沥青和主要铜矿化的杏仁状石英(ML6)和玛瑙(ML5)与第二、第三世代石英有明显差异:前者的稀土总量(ΣREE为920×10-9~1149×10-9)高于后者(ΣREE为159×10-9~318×10-9),ML5和ML6的稀土元素分馏程度也较其他石英稍弱,其LREE/HREE、LaN/YbN、CeN/YbN和LaN/LuN较其他石英小。这种差异可能表明它们的成因或来源不同:ML5、ML6在玄武岩中呈杏仁产出,与矿化无关,形成于第一成矿期,可能与玄武岩岩浆活动晚期的火山气液有关;而其他石英,无论是第二世代石英及第三世代石英,均是较晚的后生热液活动的产物。

从图8-1还可看出,除ML5、ML6外的其他石英轻稀土较接近,但重稀土差异较大。重稀土含量变化较大的原因除与其本身的特征有关外,也可能是重稀土元素含量低、测定误差较大造成的。

三、石英微量元素特征

与黎彤等(1990)的地壳丰度相比,本区石英中微量元素含量均低于地壳丰度(图8-2)。但相对而言,本区石英中成矿元素Cu、Cd、Pb、Zn、Mo、Ta的含量较高,而与基性-超基性岩相关的Ti、V、Cr、Mn、Co元素及大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对贫化,可能反映这些石英与玄武岩的成因联系不强,而主要为后生热液成因的。这些特征与笔者测定的胶东焦家式金矿石英的微量元素特征类似(李厚民等,2004),均以富集热液成矿元素为特征。

图8-2 石英的微量元素含量曲线

石英及玛瑙中Th、U的含量与地壳丰度相比明显亏损,这与各矿物中铅同位素组成主要为正常铅的事实一致。但是第一世代石英ML5、ML6中Th、U的含量明显高于其他石英:ML5、ML6石英及玛瑙的Th含量为17×10-9~23×10-9,U含量为6.36×10-9~8.58×10-9;其他石英的Th含量为1.8×10-9~8×10-9,U含量为0.63×10-9~2.04×10-9

‘叁’ 数据采集内容及填写规范

地质钻孔基本信息清查主要是对我国地勘单位保管上述钻孔类型的资料保管单位基本信息、项目基本信息和钻孔基本信息分3张表(表3.1至表3.3)填写。

3.1.2.1 保管单位基本信息表

保管单位基本信息表用于记录钻孔资料保管单位基本信息,每个钻孔资料保管单位填写一张“钻孔资料保管单位基本信息表”,其数据格式见表3.1。

表3.2 项目基本信息表

(1)组织机构代码

本表的组织机构代码由已填写的“保管单位基本信息表”自动生成,只需选择填写。

(2)项目名称

填写有“钻探工作量”的地质工作项目的全称。

(3)资料名称

对于有成果资料的地质工作项目,填写对应的成果报告名称;对于没有成果资料的地质工作项目,则可填写其他相关资料名称。

(4)资料档号

填写钻孔资料保管单位存档的该地质工作项目形成的成果资料档号。对于没有资料档号的,此项可不填。

(5)项目结束时间

填写项目工作结束的年月日。前4位为年,中间两位为月,后两位为日,如1998年9月9日,应填写为“1998-09-09”。

(6)工作程度

工作程度为词典项,矿产地质勘查类填报项,选择填写,工作程度分为预查、普查、详查、勘探、其他。

(7)比例尺

比例尺为词典项,区调类填报项,选择填写,比例尺包括:>1:1万,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:20万,1:25万,1:50万,1:100万,1:250万,1:500万,<1:500万,其他。

(8)主要矿种

主要矿种为词典项,矿产地质勘查类必填。按《中华人民共和国矿产资源法实施细则》附件的矿产资源分类细目和《地质矿产术语分类代码·矿床学》(GB/T9649.16—1998)的规定填写,最多选择填写3种主要矿种。

矿产资源分类细目:

1)能源矿产(N),包括煤、煤成气、石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热。

2)金属矿产(J),包括:铁、锰、铬、钒、钛;铜、铅、锌、铝土矿、镍、钴、钨、锡、铋、钼、汞、锑、镁;铂、钯、钌、锇、铱、铑;金、银;铌、钽、铍、锂、锆、锶、铷、铯;镧、铈、镨、钕、钐、铕、钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥;钪、锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、硒、碲。

3)非金属矿产(F),包括:金刚石、石墨、磷、自然硫、硫铁矿、钾盐、硼、水晶(压电水晶、熔炼水晶、光学水晶、工艺水晶)、刚玉、蓝晶石、矽线石、红柱石、硅灰石、钠硝石、滑石、石棉、蓝石棉、云母、长石、石榴子石、叶蜡石、透辉石、透闪石、蛭石、沸石、明矾石、芒硝(含钙芒硝)、石膏(含硬石膏)、重晶石、毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、菱镁矿、萤石(普通萤石、光学萤石)、宝石、黄玉、玉石、电气石、玛瑙、颜料矿物(赭石、颜料黄土)、石灰岩(电石用灰岩、制碱用灰岩、化肥用灰岩、熔剂用灰岩、玻璃用灰岩、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩、制灰用灰岩、饰面用灰岩)、泥灰岩、白垩、含钾岩石、白云岩(冶金用白云岩、化肥用白云岩、玻璃用白云岩、建筑用白云岩)、石英岩(冶金用石英岩、玻璃用石英岩、化肥用石英岩)、砂岩(冶金用砂岩、玻璃用砂岩、水泥配料用砂岩、砖瓦用砂岩、化肥用砂岩、铸型用砂岩、陶瓷用砂岩)、天然石英砂(玻璃用砂、铸型用砂、建筑用砂、水泥配料用砂、水泥标准砂、砖瓦用砂)、脉石英(冶金用脉石英、玻璃用脉石英)、粉石英、天然油石、含钾砂页岩、硅藻土、页岩(陶粒页岩、砖瓦用页岩、水泥配料用页岩)、高岭土、陶瓷土、耐火黏土、凹凸棒石黏土、海泡石黏土、伊利石黏土、累托石黏土、膨润土、铁矾土、其他黏土(铸型用黏土、砖瓦用黏土、陶粒用黏土、水泥配料用黏土、水泥配料用红土、水泥配料用黄土、水泥配料用泥岩、保温材料用黏土)、橄榄岩(化肥用橄榄岩、建筑用橄榄岩)、蛇纹岩(化肥用蛇纹岩、熔剂用蛇纹岩、饰面用蛇纹岩)、玄武岩(铸石用玄武岩、岩棉用玄武岩)、辉绿岩(水泥用辉绿岩、铸石用辉绿岩、饰面用辉绿岩、建筑用辉绿岩)、安山岩(饰面用安山岩、建筑用安山岩、水泥混合材用安山玢岩)、闪长岩(水泥混合材用闪长玢岩、建筑用闪长岩)、花岗岩(建筑用花岗岩、饰面用花岗岩)、麦饭石、珍珠岩、黑曜岩、松脂岩、浮石、粗面岩(水泥用粗面岩、铸石用粗面岩)、霞石正长岩、凝灰岩(玻璃用凝灰岩、水泥用凝灰岩、建筑用凝灰岩)、火山灰、火山渣、大理岩(饰面用大理岩、建筑用大理岩、水泥用大理岩、玻璃用大理岩)、板岩(饰面用板岩、水泥配料用板岩)、片麻岩、角闪岩、泥炭、矿盐(湖盐、岩盐、天然卤水)、镁盐、碘、溴、砷。

4)水气矿产(S),包括地下水、矿泉水、二氧化碳气、硫化氢气、氦气、氡气。

(9)省馆成果资料档号

已向省级馆藏机构汇交成果地质资料的项目填报此项。该地质工作项目形成的成果地质资料汇交省级馆藏机构,省级馆藏机构保管该成果地质资料的档号。

(10)备注

其他需要说明的情况。

3.1.2.3 钻孔基本信息表

钻孔基本信息表用于记录钻孔基本信息,钻孔资料保管单位按本单位保管的地质钻孔资料逐一填写,每个钻孔填报一张“钻孔基本信息表”,其数据格式见表3.3。

表3.3 钻孔基本信息表

(1)组织机构代码

本表的组织机构代码由已填写的“项目基本信息表”自动生成,只需选择填写。

(2)项目名称

本表的项目名称由已填写的“项目基本信息表”自动生成,只需选择填写。

(3)原始资料档号

填写钻孔资料存放在本单位原始地质资料库中的档案编号。

对于“成果地质资料”和“原始地质资料”合并归档以及没有原始地质资料档号的钻孔资料,填写钻孔资料对应的成果地质资料的档号。

(4)钻孔编号

填写设计施工时给定的钻孔原始编号。没有钻孔编号的钻孔,钻孔编号按钻孔名称填写。

(5)钻孔名称

填写设计施工时给定的钻孔名称。

(6)钻孔类型

钻孔类型为词典项,选择填写钻孔类型。

钻孔类型按地质工作类别分为9大类,包括:

1)区调钻孔(1a.区域地质调查钻孔,1b.区域矿产调查钻孔,1c.区域水工环调查钻孔,1d.其他区调钻孔)。

2)矿产地质勘查钻孔(2a.综合矿产地质勘查钻孔,2b.煤田地质勘查钻孔,2c.金属矿产地质勘查钻孔,2d.非金属矿产地质勘查钻孔,2e.放射性矿产地质勘查钻孔,2f.地热、矿泉水、气体矿产地质勘查钻孔)。

3)水文地质勘查钻孔。

4)工程地质勘查钻孔。

5)环境地质勘查钻孔。

6)灾害地质勘查钻孔。

7)城市地质勘查钻孔。

8)地质科学研究钻孔。

9)其他。

(7)矿区名称

填写钻孔所属的矿区全称。按矿产地行政区划 +矿区名称填写,即省(区、市)、县(市、区)、乡(镇)、村+矿区名称。如“黑龙江省牡丹江市宁安市海浪镇高家村蛋白石矿”。

(8)钻孔位置

按钻孔原始记录所记录的钻孔位置,填写钻孔所在行政区详细位置,包括省(区、市)、县(市、区)、乡(镇)、村、街道名称、门牌号+钻孔具体位置。如“江苏省仪征市月塘镇东风村登月湖东100m”。

(9)坐标系

坐标系为必填项,选择填写钻孔所在坐标系,包括:①北京1954-3°带;②北京1954-6°带;③国家1980-3°带;④国家1980-6°带;⑤地方坐标;⑥地理坐标。

(10)矿区原点坐标X

矿区或城市采用独立坐标(近似或假定坐标)的测网原点相对于国家测网的坐标值X。

坐标系为北京1954-3°带、北京1954-6°带、国家1980-3°带、国家1980-6°带、地理坐标的钻孔,此项不填。

(11)矿区原点坐标Y

矿区或城市采用独立坐标(近似或假定坐标)的测网原点相对于国家测网的坐标值Y。

坐标系为北京1954-3°带、北京1954-6°带、国家1980-3°带、国家1980-6°带、地理坐标的钻孔,此项不填。

(12)孔口坐标X

查阅钻孔原始记录填写,精确到厘米,如“3543960.94”。

有孔口经纬度的钻孔,此项不填。

(13)孔口坐标Y

查阅钻孔原始记录填写,精确到厘米,如“40396058.98”。

有孔口经纬度的钻孔,此项不填。

(14)孔口经度

按“度分秒”填写,格式为:DDDMMSS.SS。如孔口经度为118度26分37.41秒,应填写为“1182637.41”;孔口经度为98度34分51.21秒,应填写为“983451.21”。

(15)孔口纬度

按“度分秒”填写,格式为:DDMMSS.SS。如孔口纬度为34 度55 分45.32 秒,应填写为“345545.32”;孔口纬度为8度50分30.68秒,应填写为“85030.68”。

(16)终孔深度Z

查阅钻孔原始记录填写,精确到厘米。如终孔深度为765.43m,应填写为“765.43”。

(17)终孔日期

查阅钻孔原始记录填写钻孔结束钻进的日期,前4 位为年,中间两位为月,后两位为日。如1998年9月9日,应填写为“1998-09-09”。

(18)施工单位

查阅钻孔原始记录,填写钻孔施工单位名称。

(19)钻孔柱状图

钻孔柱状图目前保存情况,选填“有/无”。

(20)测井报告

钻孔物探测井报告目前保存情况,选填“有/无”。

(21)原始地质记录表

钻孔原始地质记录表目前保存情况,选填“有/无”。

(22)钻孔岩心

钻孔岩心目前保存情况,选填“有/无”。

钻孔岩心保存完好的,选填“有”;其他情况,选填“无”。

(23)备注

其他需要说明的情况。

关于坐标系、矿区原点坐标、孔口坐标、孔口经纬度的填写说明:

1)有经纬度的钻孔,选择填报坐标系中的“地理坐标”,并填报孔口经纬度。不必填报矿区原点坐标和孔口坐标。

2)无经纬度的钻孔,坐标系为北京1954 -3°带、北京1954 -6°带、国家(西安)1980 -3°带、国家(西安)1980-6°带的钻孔,根据实际情况选择坐标系,并填报孔口坐标X、孔口坐标Y。不必填报矿区原点坐标X和Y。

3)无经纬度的钻孔,又非北京1954和国家1980坐标系的钻孔,选择填报坐标系中的“地方坐标”,并填报矿区(城市)原点坐标X和Y,同时填报孔口坐标X、孔口坐标Y。

‘肆’ 苏莫查干敖包萤石矿床

一、矿床概况

1.矿床名称

内蒙古自治区四子王旗苏莫查干敖包萤石矿。

2.地理位置

位于内蒙古四子王旗卫境苏木境内。地理坐标:东经111°14′16″~111°17′31″,北纬43°06′06″~43°08′08″。

3.矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况

苏莫查干敖包萤石矿床属沉积改造型萤石矿床。

1980年,内蒙古自治区地质局102地质队发现了该矿床。1986~1987年,该队对苏莫查干敖包萤石矿床进行了勘探,提交了萤石矿资源储量,CaF2含量22%~86%,平均78%,规模为大型。

苏莫查干敖包萤石矿床是迄今为止在全球范围内找到的最大规模单一萤石矿床,该矿床目前正在开采。

4.所属Ⅲ、Ⅳ级成矿区带

苏莫查干敖包萤石矿床位于Ⅲ级成矿区带Ⅲ-49白乃庙-锡林浩特Fe-Cu-Mo-Pb-Zn-Cr-(Au-Mn)Ce-煤-天然碱-芒硝成矿带。

5.区域成矿地质条件

(1)大地构造位置

本区位于西伯利亚板块与华北板块缝合线的边缘。其北侧2km和15km处分别是艾力格庙-锡林浩特前寒武纪中间地块和两大构造单元的分界线——二连浩特-贺根山深大断裂。早二叠世晚期,在艾力格庙至西里庙一带仍然发育着海相火山沉积岩,此后,板块活动逐渐收敛,该区隆起成陆。

(2)区域地层

区域上出露的地层有元古宇艾勒格庙组、古生界下二叠统大石寨组、中生界及新生界(内蒙古自治区102地质队,1987;李世勤,1983)(图3-1)。

元古宇艾勒格庙组 主要分布于本区北部及东北部,主要岩性为石英岩、变质粉砂岩、板岩夹流纹岩、大理岩、含碳结晶灰岩夹炭质板岩、变质砂岩、石英千枚岩夹结晶灰岩等,厚度达1000m。

下二叠统大石寨组 分布于艾勒格庙—西里庙一带,主要由酸性熔岩组成,自下而上分为四个岩性段。第一岩段以片理化流纹质晶屑凝灰岩为主夹流纹岩,厚度大于2500m。第二岩段以流纹质晶屑凝灰岩为主夹流纹岩、板岩及千枚岩,底部为结晶灰岩夹变质细砂岩。在伊和尔地区,第二岩段底部的结晶灰岩中产有萤石矿,是区域第一萤石矿含矿层。该岩段厚度大于1500m。第三岩段主要由炭质板岩组成,底部为结晶灰岩及大理岩,是区域第二萤石矿含矿层,也是本区主要萤石矿含矿层位,厚460m,苏莫查干敖包萤石矿床即产在该层位中。第三岩段顶部结晶灰岩及大理岩是区域第三萤石矿含矿层位,北、中敖包吐萤石矿即属该层位。第四岩段岩性为流纹质晶屑凝灰岩夹流纹岩、英安岩等,厚2300m。

侏罗-白垩系 由长石石英砂岩、粉砂岩、火山角砾岩、凝灰岩、粗面岩、流纹岩及黑曜岩等组成,厚度大于800m。

图3-1 苏莫查干敖包一带区域地质图

(据李世勤,1983,有修改)

1—第四系;2—新近系;3—白垩系;4—上侏罗统查干诺尔组;5—中下侏罗统阿拉组;6—下二叠统大石寨组四岩段;7—下二叠统大石寨组三岩段;8—下二叠统大石寨组二岩段;9—下二叠统大石寨组一岩段;10—新—中元古界艾勒格庙组;11—燕山期晚期第二次侵入碎裂花岗岩;12—燕山期晚期第一次侵入似斑状花岗岩;13—华力西期晚期钾长花岗岩;14—霏细斑岩脉;15—石英脉;16—萤石脉;17—矽卡岩化;18—角岩化;19—逆断层;20—正断层;21—性质不明断层

(3)区域岩浆岩和区域构造

区域岩浆岩包括火山岩和侵入岩。火山岩为下二叠统大石寨组流纹质晶屑凝灰岩、流纹岩、英安岩及侏罗统火山角砾岩、凝灰岩、粗面岩、流纹岩等。区内侵入岩分布广泛,分为华力西期和燕山期侵入岩。华力西期侵入岩分布于该区中部和西部,燕山期侵入岩分布于该区东部和西部,呈岩株和岩群状。距苏莫查干敖包萤石矿床最近的侵入岩体是卫境花岗岩体,位于苏莫查干敖包萤石矿床的西部,出露面积约30km2,主要由钾长花岗岩、似斑状花岗岩和细粒花岗岩组成。

本区主要为断裂构造,分为东西向、南北向和北东向3组,通过苏莫查干敖包萤石矿床的断裂为北东向断裂。

二、矿床地质特征

(一)矿区成矿及控矿地质条件

1.地层

苏莫查干敖包萤石矿床产于下二叠统大石寨组三岩段底部结晶灰岩及大理岩中,矿层底板为片理化流纹斑岩,顶板为炭质板岩。结晶灰岩及大理岩层呈北东向延展40km以上,层位稳定。

沿此层位,目前已发现有苏莫查干敖包、南敖包吐萤石矿及矿点(内蒙古自治区102 地质队,1987)。

2.岩浆岩

苏莫查干敖包萤石矿床及外围各个地质时代、不同产出规模和各种几何形态的中酸性侵入岩体分布广泛,呈岩基、岩株和岩群状分别侵入到元古宇艾勒格庙群变质岩、下二叠统大石寨组火山-沉积岩和上侏罗统查干诺尔组火山岩地层中。在所有侵入岩体中,卫境花岗岩体规模较大,位于该矿床的西部和西北侧,距该萤石矿床约2km。该岩基出露面积130km2,呈北东向展布,倾向南东,倾角20°~46°。其中心相主要岩性为钾长花岗岩,边缘相为似斑状花岗岩,两者呈渐变过渡关系。边缘相似斑状花岗岩锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄为(138±4)Ma,其形成时代为早白垩世(聂凤军等,2008),属燕山期晚期。

3.构造

苏莫查干敖包萤石矿区东北端有一组形态较复杂的紧密线性褶皱构造(图3-2),褶皱轴线北东-南西向,厚大矿体一般分布于短轴背斜的轴部或其两翼等构造有利部位。

图3-2 苏莫查干敖包萤石矿区构造形态

(据李世勤,1983)

1—白垩系;2—下二叠统大石寨组四岩段一亚段;3—下二叠统大石寨组三岩段;4—下二叠统大石寨组二岩段四亚段;5—下二叠统大石寨组二岩段三亚段;6—燕山期晚期侵入岩;7—华力西期晚期侵入岩;8—华力西期中期侵入岩;9—砂砾岩;10—流纹质晶屑凝灰岩;11—炭泥质板岩;12—流纹斑岩;13—结晶灰岩;14—萤石矿;15—似斑状花岗岩;16—钾长花岗岩;17—石英闪长岩;18—断层;19—底层走向及倾向

从构造形迹上看,下二叠统大石寨组火山-沉积岩地层中规模和走向各不相同的褶曲构造十分明显,其产出特点可概述为:①由4个短轴背斜和3个短轴向斜构成,属苏-查束状褶皱群的一部分;②各个褶皱的轴线方向为NE向和NNE向,与区域构造线方向一致;③厚大的萤石矿体大多在背斜轴部地层由陡变缓处产出;④沿各岩性段接触部位,褶曲的几何形态和变化幅度大体相似。褶皱形成于华力西期。

矿区内断裂破碎带发育,以NE向压扭性和张扭性逆断层、近东西向和近南北向张扭性逆断层或平移断层最发育。与萤石成矿有关的断裂主要为在大石寨组三岩段底部(灰岩及大理岩层位)的层间断裂,为北东向压扭-张扭性逆断层。断裂中见有萤石矿,矿体膨缩明显,在倾角变缓处,萤石矿体厚度最大。

(二)矿床特征

1.矿体特征

苏莫查干敖包萤石矿床赋存于下二叠统大石寨组三岩段底部结晶灰岩及大理岩中。矿体底板为片理化流纹斑岩,顶板为炭质板岩。萤石矿体呈层状和似层状产出,严格受结晶灰岩层位控制。地表矿层断续出露约1900m,走向北东,倾向北西(310°~330°),倾角30°~50°,与围岩产状基本一致,经勘查圈定了3个矿体。由北东向西南依次为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号矿体(图3-3,图3-4)(内蒙古自治区102地质队,1987)。

图3-3 苏莫查干敖包萤石矿床地质略图

(据聂风军等,2008)

华北陆台:Ⅰ—古元古代—太古宙结晶基底;Ⅱ—中、新元古代古大陆边缘;Ⅲ—白乃庙-温都尔庙前寒武纪—早古生代构造-岩浆岩带;Ⅳ—二连浩特-贺根山古生代构造-岩浆岩带。西伯利亚板块:Ⅴ—阿巴嘎旗-东乌珠穆沁旗古生代构造-岩浆岩带。1—第四系;下二叠统大石寨组火山-沉积岩:2—片理化流纹岩(或斑岩);3—炭泥质板岩夹灰岩透镜体;4—流纹岩夹炭泥质板岩;5—艾勒格庙前寒武纪中间地块;6—燕山期似斑状花岗岩;7—萤石矿体露头;8—镁铁质岩脉;9—矽卡岩;10—灰岩;11—古板块缝合带;12—断层;13—地层产状;14—根据钻孔数据所圈定的矿体边缘;15—矿床纵剖面位置(图3-4);16—国界

Ⅰ号矿体 矿体呈蛇形展布,沿走向具明显的膨缩尖灭再现现象。由于受后期构造影响,矿体与围岩之间呈断层接触,深部见有整合接触(李世勤,1983)。矿体长720m,平均视厚度9.15m,CaF241.15%~94.56%,平均72.67%。控制垂深470m,斜深780m。

Ⅱ号矿体 矿体呈层状产出,与围岩之间呈断层接触(后期构造影响)。矿体长350m,平均视厚度4.75m,CaF239.42%~87.84%,平均62.03%。控制垂深280m,斜深560m,与Ⅰ号矿体之间被200余米宽的弱矿化大理岩隔开,矿体沿倾斜方向不稳定。

图3-4 苏莫查干敖包萤石矿床纵向剖面图

(据聂风军等,2008)

1—大石寨组炭泥质板岩夹结晶灰岩;2—大石寨组流纹岩;3—大理岩透镜体;4—矽卡岩;5—萤石矿体;6—钻孔及编号(平面位置见图3-3)

Ⅲ号矿体 矿体长70 m 平均视厚度1.94m,CaF255.87%~79.51%,平均66.45%,因受后期断层破坏,故延伸不大。

2.矿石特征

(1)矿石类型及矿物组成

矿石类型主要有石英-萤石型、石英-硫化物-萤石型、方解石-石英-萤石型和萤石-石英型,以石英-萤石型矿石为主。

(2)矿石自然类型

根据结构构造特征,可将苏莫查干敖包萤石矿床的萤石矿石划分为糖粒状、角砾状、条带状-条纹状、骨架状和伟晶状萤石矿石(李世勤,1983)。

糖粒状萤石矿石 矿石为白色及黄褐色。交代残余结构,显微条纹状构造、块状构造。主要由细晶萤石组成,集合体呈糖粒状。粒径0.01~0.637mm。矿石中萤石含量大于95%,其他成分泥质(或粘土矿物)、方解石、铁质及硅质等,含量为3%~5%。泥质物等有时被包裹于萤石颗粒之间或被排挤在萤石颗粒边缘。有时见萤石和泥质物分别呈显微条纹状平行相间分布,条纹宽度不等。泥质物条纹在0.36~0.78mm之间不等,萤石条纹在0.36~1.46mm之间,条纹界线不清。有时见萤石交代方解石及石英颗粒。此类矿石大都沿流纹质火山岩与灰岩接触带产出。

角砾状萤石矿石 根据角砾成分不同分为3个亚类,即正角砾状萤石矿石、负角砾状萤石矿石及混合角砾状萤石矿石。角砾状萤石矿石为暗色、浅色、黄褐色及白色,交代结构、充填结构,角砾状构造。由大小不一、形状各异的糖粒状萤石、板岩、流纹岩及灰岩等角砾组成,胶结物为铁锰质、硅质、方解石等,有时被晚期萤石充填胶结,多沿断层破碎带分布。

条带状-条纹状萤石矿石 矿石为灰白色,交代残余结构,条带状及条纹状构造。主要由萤石和残余泥质物组成。条带状构造是由泥质物呈尘埃质点状包含于萤石颗粒中组成暗色条带和白色萤石相间出现。有的条带状构造是由以萤石为主、较少泥质的条带和有大量泥质残余的萤石条带相间平行分布所致。条带界线并不清楚,而是过渡关系。条纹状构造是残余泥质物(绢云母、绿泥石及硅质等)呈层纹状、萤石集合体呈条纹状,二者相间平行分布构成。条带状-条纹状萤石矿石外貌颇似结晶灰岩或泥质灰岩。

骨架状萤石矿石 矿石一般为灰白色,组成骨架的矿物为他形粒状结构,骨架状构造。组成骨架的物质成分以萤石为主,其次有硅质、铁质及钙质等。

伟晶状萤石矿石 该类型矿石不多见,是含矿溶液沿成矿后期的构造空间充填形成的,也是在改造历程中就地取材形成的物质。由于所处构造部位和改造条件各异。萤石呈伟晶状、犬牙状集合体,颜色有白色及绿色等,质地较纯。根据萤石矿集合体形态特征,可再分为放射状萤石矿石、环带状或同心状萤石矿石、晶簇状萤石矿石、钟乳状萤石矿石和葡萄状萤石矿石。

(3)矿石化学组成

矿石化学组分主要为CaF2,其次为CaCO3,SiO2,Fe2O3及S等。CaF2含量39.42%~94.56%,平均67.05%,

3.围岩蚀变

本区萤石矿围岩蚀变很不明显,主要有高岭土化、绢云母化、硅化和碳酸盐化。绢云母化主要发育在萤石矿层的底板流纹岩中。硅化主要见于矿层底板的流纹岩和矿化结晶灰岩中,碳酸盐化见于矿层顶底板岩石裂隙中和萤石矿体的孔穴中。高岭土化主要发育在矿层顶板的炭质板岩和底板片理化流纹岩中。高岭土化程度常与萤石矿体及断层的规模有关,萤石矿体厚大或断裂发育之处,高岭土化发育。而在无矿地段蚀变带规模和强度很弱或无。这些蚀变产物是早期地质历史时期形成的矿床或矿化层在后期改造历程中矿液或气液迁移聚集时对围岩蚀变的结果(内蒙古自治区102地质队,1987;李世勤,1983)。

三、矿床成因与成矿模式

(一)矿床成矿及控矿因素

1.地层对萤石矿床的控制作用

苏莫查干敖包萤石矿床产于下二叠统大石寨组三岩段底部结晶灰岩及大理岩中,矿体呈层状和似层状产出,严格受结晶灰岩层位控制,显示了宏观的沉积特征。

萤石矿体在深部与围岩呈整合接触,表明萤石与围岩具有连续沉积的特点。

纹层状萤石矿石中,萤石呈微粒-细粒状、不规则状,局部形成致密块状。它与呈细小粒状的菱铁矿构成细纹层,保留了很好的原生纹层构造,具原始沉积特征(内蒙古自治区102地质队,1987;李世勤,1983)。

围岩蚀变不明显,说明热液成矿作用在该矿床形成过程中居次要地位,而以沉积作用占主导。

2.岩性对萤石矿床的控制作用

该矿床严格受结晶灰岩控制。区域上,结晶灰岩及大理岩层延展40km以上,沿此层位,已发现有苏莫查干敖包、南敖包吐萤石矿及矿点。而该区其他岩性中未见萤石矿体或萤石矿化。

3.构造对萤石矿床的控制作用

苏莫查干敖包萤石矿体与地层同步褶皱(图3-2),表明在褶皱作用之前已经有沉积萤石矿层存在。该矿床厚大的萤石矿体大多产出在背斜轴部地层由陡变缓处,表明褶皱构造对成矿流体运移和卸载创造了有利空间条件。

如前所述,与萤石成矿有关的断裂中见有萤石矿,在倾角变缓处,萤石矿体厚度最大。这表明断裂为后期萤石提供了储集空间。

苏莫查干敖包萤石矿床受构造因素的制约非常明显。如破碎、断裂、挤压、褶皱(主要指背斜轴部及其两翼)、背斜转折端及一切构造薄弱地带,都为早期形成的矿床或矿源层提供了很好的后期改造条件,是形成工业矿床不可缺少的因素,是原始沉积萤石矿层后期改造的证据。

(二)稀土元素特征

许东青、聂凤军等对苏莫查干敖包萤石矿石按纹层状、细晶块状、条带状、伟晶状、混合伟晶状和泥沙质萤石矿石等不同类型进行了采样和稀土元素分析(许东青等,2009)。从球粒陨石标准化配分曲线(图3-5)可见,萤石稀土元素的变化可以分为A,B,C三种类型。

A类萤石主要是纹层状、条带状和细晶块状萤石,代表了成矿早期的萤石类型,略呈轻稀土元素富集特征,球粒陨石标准化配分曲线除Ce明显亏损外,近乎平直,曲线一致性较好,基本无Eu异常。A类萤石的ΣREE 为10.58×10-6~207.12×10-6,平均82.47×10-6。ΣLREE/ΣHREE 为0.92~2.96,平均2.07。LaN/YbN为 0.61~4.33,平均为 2.17。δEu=0.88~1.11,平均 1.01。δCe=0.27~0.62,平均0.45。

图3-5 苏莫查干敖包萤石矿床的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

(据许东青等,2009;标准化数据据Sun et al.,1990)

a—A类早期萤石;b—B类含硫化物萤石;c—C类晚期萤石

B类萤石为含硫化物的纹层状和细晶块状萤石,其稀土元素配分型式表现为重稀土元素分异明显,具Eu正异常,ΣREE为101.58×10-6~139.29×10-6,平均120.43×10-6。ΣLREE/ΣHREE为1.66~1.80,平均1.73。LaN/YbN为1.84~2.54,平均为2.19。δEu=1.13~1.17,平均1.15。δCe=0.53~0.57,平均0.55。

C类萤石主要为伟晶状、混合伟晶状萤石,其稀土元素配分型式表现为重稀土元素明显富集,既有Eu的正异常,又有 Eu 的负异常。ΣREE 为 18.07×10-6~73.11×10-6,平均 53.22×10-6。ΣLREE/ΣHREE为0.64~1.24,平均0.97。LaN/YbN为0.31~0.97,平均为0.68。δEu=0.54~2.12,平均0.68。δCe=0.43~0.65,平均0.52。

综上所述,苏莫查干敖包萤石矿床稀土元素有以下特征:所有类型都具有显着的Ce负异常;A类萤石无Eu异常,B类萤石具Eu正异常,C类萤石既有Eu的正异常,又有Eu的负异常;A,B,C三类萤石ΣREE无明显规律性;ΣLREE/ΣHREE:A,B,C三类萤石比值具逐渐减小的规律。

曹俊臣研究了中国萤石矿床稀土元素地球化学特征,分别对花岗岩中的萤石、火山岩、次火山岩中的萤石和各类沉积岩中的萤石进行了ΣLREE/ΣHREE分析(图3-6),其结果是花岗岩中的萤石相对富集重稀土,火山岩、次火山岩中的萤石相对富集轻稀土,沉积岩中的萤石则富集轻稀土(曹俊臣,1997)。与之相比较,苏莫查干敖包萤石矿床A类萤石略呈轻稀土元素富集特征,具有沉积的特点,C类萤石重稀土元素明显富集,具有热液成因的特点。

图3-6 各类岩石中萤石稀土含量及轻重稀土比

(据曹俊臣,1997)

a—稀土总量;b—ΣLREE/ΣHREE值。Ⅰ—花岗岩中萤石;Ⅱ—火山岩次火山岩中萤石;Ⅲ—沉积岩中萤石

(三)成矿期次和成矿时代

1.成矿期次

系统的野外地质调查和详细的岩(矿)相学研究结果表明,苏莫查干敖包萤石矿床的形成过程主要由早、晚两个阶段构成,即华力西期火山-喷发原生萤石矿沉积阶段和燕山期岩浆热液充填阶段。

(1)华力西期火山-喷发原生萤石矿沉积阶段

如前所述,该萤石矿床产于下二叠统大石寨组三岩段底部结晶灰岩及大理岩中,矿体呈层状和似层状产出,严格受结晶灰岩层位控制,萤石矿体与围岩整合接触,矿石结构构造等基本具沉积本色,这些现象显示了该矿床的沉积特征,表明沉积萤石矿层与围岩是同时形成的。沉积萤石矿层形成于华力西期(二叠纪)。

该矿床纹层状、条带状和细晶块状萤石略呈轻稀土元素富集特征,代表了成矿早期的萤石类型,与含硫化物的纹层状和细晶块状萤石、伟晶状、混合伟晶状萤石具有非常明显的区别。

Allegre等1987年建立的全球不同类型岩石的La/Yb-ΣREE图,往往被用来讨论世界不同地区的岩石类型和物质来源,曹俊臣把苏莫查干敖包萤石矿床投到图中(图3-7),发现该矿床部分样品处于沉积岩和钙质泥岩区(Ⅰ区)及附近,显示出成矿作用与沉积岩密切相关。

图3-7 沉积岩中萤石在世界各类岩石La/Yb-ΣREE中的位置

(据曹俊臣,1997,有修改,原图引自Allegre,1987)

Ⅰ—沉积岩、钙质泥岩;Ⅱ—碳酸盐岩;Ⅲ—金伯利岩;Ⅳ—花岗岩;Ⅴ—玄武岩(1~5、10~17为苏莫查干敖包样)

(2)燕山期岩浆热液阶段

本区混合伟晶状矿石、伟晶状矿石形成于燕山期。

野外地质观察可见,呈细脉状充填于角粒状萤石中的萤石,充填于破碎带的骨架状萤石及形成于后期构造空间充填的伟晶状萤石应属于燕山期岩浆热液阶段形成的萤石。

该类萤石稀土元素配分型式表现为重稀土元素明显富集,既有Eu的正异常,又有Eu的负异常,与纹层状、条带状和细晶块状萤石区别明显。

2.成矿时代

苏莫查干敖包萤石矿矿层底板流纹岩锆石SHRIMPU-Pb同位素年龄为276±10Ma(聂凤军等,2009),萤石矿层与其整合接触,其形成时代为华力西期晚期(二叠纪)。

骨架状萤石、伟晶状萤石多充填于破碎带中。据野外地质观察,破碎带的形成与燕山期中期花岗岩侵入时间同时,伟晶花岗岩基边缘相似斑状花岗岩SHRIMP U-Pb同位素年龄为138±4Ma,其形成时代为早白垩世。

(四)成矿物质来源

据有关资料,本区大石寨组二岩段流纹岩含CaF2为0.36%~1.91%,三岩段炭质板岩及钙质砂岩含CaF2为0.64%~2.84%,大理岩、结晶灰岩含CaF2为0.8%~7.34%。大石寨组二、三岩段中的氟含量远大于地球克拉克值,分析认为,苏莫查干敖包萤石矿中的氟来源于大石寨组二、三岩段的火山岩和结晶灰岩。

(五)成矿作用及成矿模式

1.该矿床成因的两种观点

对苏莫查干敖包萤石矿床的成因认识有两种观点(吴自强等,1989),一种认为与海相火山喷发活动有关,在火山喷发间歇期发生了碳酸盐岩和萤石沉积,并在其后的区域变质或热液活动过程中进一步改造富集成矿,属于沉积改造矿床。另一种观点则认为,成矿物质主要来源于附近的燕山期花岗岩,应属岩浆期后热液型萤石矿床。

岩浆期后热液论者认为,苏莫查干敖包萤石矿的成因与附近的燕山期花岗岩有关,在区域上有工业价值的萤石矿床(点)均分布在岩体的外(内)接触带附近,岩体的氟丰度值(2500×10-6~3000×10-6)高于大石寨组三岩段的氟丰度值(400×10-6~700×10-6),花岗岩细脉中局部含萤石达50%~60%,因此,认为氟元素主要来自花岗岩体,而含矿地层及顶底板围岩中在沉积阶段可能形成的氟富集是微不足道的。矿床有固定层位系沿有利岩性层位选择性交代的结果,矿石的不同结构、构造特征,可以用距离岩体远近和不同构造条件下交代作用强弱不等来解释(王万昌等,1986)。

许东青等认为该矿床产于下二叠统大石寨组火山-沉积岩与早白垩世伟晶花岗岩体的外接触带上。早期形成的纹层状、条带状和细晶块状萤石,其稀土元素配分模式表现为略呈轻稀土元素富集的特点,其配分曲线近于平坦,没有Eu异常,代表了萤石成矿作用的早期热液活动的特征,成矿流体主要是岩浆来源的高温、高盐度流体。晚期形成的伟晶状、混合伟晶状萤石,其稀土元素配分模式表现为重稀土元素富集的特点,既有Eu正异常,又有Eu负异常,反映了成矿流体经历了较为长期的演化和分异。在Tb/La-Tb/Ca图解中,所有样品都分布在热液萤石区域,指示矿床属于岩浆热液型矿床(许东青等,2009)。

沉积改造论者指出,矿体严格受碳酸盐岩层位控制,呈层状整合产出,围岩蚀变微弱,改造强弱程度不同,矿石的结构、构造呈有规律的变化。如以额尔其格为代表的弱改造矿床,矿石以灰白色及暗色为主,具明显的层纹结构(1cm厚板岩中有10~20层萤石矿),看起来似结晶灰岩,但实际含CaF2高达50%~70%,有时,在凝灰岩中见有萤石小透镜体,在板岩中见有萤石结核,这些都反映了矿床的沉积本色。以苏莫查干敖包为代表的强改造型萤石矿床,矿石以浅黄色、灰白色及白色糖粒状萤石矿为主,其中常残留有纹层状、条带状矿石,以富矿为主,CaF2含量65%~94%,在构造破碎带发育有伟晶状萤石脉,是沉积萤石矿强烈改造的产物。以敖包吐为代表的彻底改造型矿床,矿石的沉积特色消失殆尽,形成充填交代型矿脉,有分支复合和穿层现象,并伴有强烈的硅化、高岭土化等围岩蚀变(李士勤,1985)。

曹俊臣(1997)认为苏莫查干敖包萤石矿床中纹层状、条带状萤石轻稀土富集,在 La/Yb ΣREE图中,该区萤石处于沉积岩和钙质泥岩区附近,显示其成矿作用与沉积岩密切相关,证实该矿床具沉积改造特点。

笔者认为系统的野外观察和稀土元素分析等结果表明,该矿床的形成分为华力西期萤石矿层的沉积阶段和燕山期改造阶段,即本矿床为沉积改造型矿床。

2.萤石成矿作用

(1)华力西期晚期火山-沉积岩的成岩作用

华力西期晚期的造山运动使本区遭受到NS向挤压和EW向拉张构造作用影响,从而在古大陆边缘形成一系列规模大小不等的裂陷盆地和隆起带。在苏莫查干敖包到西里庙一带的裂陷盆地内,强烈的中酸性火山喷溢活动不仅可以形成下二叠统大石寨组火山-沉积岩地层中的流纹岩层,同时也产出有少量纹层状或条带状萤石堆积体(李士勤,1983)。研究结果表明,该区华力西期晚期火山喷发作用一方面产生大量含CO2,H2,F,Cl,CH4,HF和SiF4的气体,另一方面形成含钠、钾、钙、铜、铅、锌和铁离子的火山热液(王万昌等,1986)。受海水承压作用影响,大部分CO2,F,HF和SiF4在热水溶液中呈配合物形式运移,并且对先期火山-沉积岩地层中的有用组分进行淋滤与萃取。在远离火山喷发中心的洼地内,热液流体中的碳酸根离子与钙结合形成碳酸盐类矿物集合体,与此同时,HF-或F-与钙发生化学反应,进而沉淀形成纹层状或条带状萤石集合体,其化学反应式分别为:

Ca2++2F-= CaF2

2HF-+Ca2+= CaF2+H2

应该说萤石成矿作用是华力西期晚期火山喷发活动的延续和发展,同时,纹层状和条带状萤石矿(化)体或含萤石火山-沉积岩地层的存在为燕山期大规模萤石成矿作用的发生奠定了良好的物质基础,提供了最有利的成矿条件(聂风军等,2008)。

(2)燕山期中期岩浆热液改造阶段

燕山中期,区域性深大断裂的活化作用可诱发一定规模的中酸性岩浆活动。当深熔花岗质岩浆沿着有利构造部位上侵时,在构造薄弱地带,富含挥发性组分的热液沿特定构造部位运移,并且对下二叠统大石寨组火山-沉积岩地层中的有用组分进行淋滤、萃取,形成富含氟离子或氟配合物的热水溶液,含氟混源热液流体对早期火山-沉积岩地层和萤石矿(化)体进行了不同程度的改造,部分地段使其富集,水-岩反应主要表现在以下3个方面:其一,混源流体与地层或矿化体中的钙质发生化学反应,进而形成萤石集合体,化学反应式如下:

2CaCO3+SiF4= 2CaF2+SiO2+2CO2

CaCO3+2F2= 2CaF2+2CO2+O2

CaCO3+2HF= CaF2+H2CO3

其二,沉积岩地层中大量镁铁质矿物解体,释放出来的金属元素可与混源流体中的挥发性组分结合,进而形成萤石、黄铁矿、黄铜矿、绢云母和绿泥石;其三,受混源流体对早期萤石矿(化)体改造作用影响,许多微细粒萤石晶体发生明显次生长大现象,局部地段形成伟晶状集合体。在萤石成矿作用的晚期阶段,随着成矿流体中钙与氟的大量析出,成矿体系温度和压力的进一步降低,残余热水溶液在构造有利地段形成一些骨架状、葡萄状、钟乳状和瘤状萤石集合体。在此之后,含钙、硅、铁和锰的热液流体在萤石矿体裂隙面或在孔穴壁上形成方解石晶簇(脉)、石英晶簇和铁锰质细脉。

‘伍’ 石膏矿床地质

一、成矿地质条件

在内生成矿作用下,可以生成石膏和硬石膏。例如.在有的火山口和热泉附近见到石膏沉淀;在我国东部火山岩系中产有热液蚀变成因的硬石膏矿床。除蚀变成因的硬石膏外,内生成因的石膏和硬石膏均未见构成工业矿床。大量的石膏和硬石膏矿床是在外生条件下形成的,主要是在湖盆和海盆中由卤水蒸发沉积生成,是盐类矿床的重要矿种之一。近年来.对于某些石膏矿床提出了机械沉淀成因的观点,但仍存在争论。

1.沉积盆地

石膏、硬石膏的沉积和其他盐类矿床一样,需要一个封闭或半封闭的盆地或凹地。“沙洲说”和“沙漠说”把成盐盆地看得较狭隘,实际上形成盐类沉积的环境可以是多种多样的。俄罗斯学者斯特拉霍夫认为成盐盆地有五类,即内陆盆地、潟湖、陆缘海(广海边缘)、海湾和内陆海。近年来在对萨布哈的研究发现:在阿拉伯海湾特鲁西尔海滨和墨西哥下加利福尼亚的萨布哈沉积物中,广泛分布着全新世的石膏、硬石膏、石盐、白云石。一些研究者提出,许多古代石膏矿床也是在萨布哈环境中形成的。

俄罗斯学者提出,盆地的形成是由于地壳的拗曲造成的,并把它们分成三类,即台向斜、边缘凹陷和山间盆地。袁见齐在总结国内外许多着名膏盐矿床资料后指出,断裂是控制盆地的主要因素,许多曾认为是山前凹陷的盆地也发现与断裂有关。例如,我国东部的“第二沉降带”有一系列红层盆地,沉降带的两侧是太行山前大断裂和郯庐大断裂带,其中又有南北向断裂把它分成几段,更次一级的断裂再把段分割成块,成盐盆地则位于断块之中。郭君壮提出中国东部白垩纪—古近纪的大型成膏盆地,几乎都位于此“第二沉降带”内。国外类似的实例有莱茵地堑、东非大裂谷等。至于时代更古老的成膏盆地,如我国三叠纪扬子海区,也被认为是由20多个次级断陷盆地组成的。这些盆地中常有膏、盐矿床赋存。

2.古气候条件

同其他蒸发沉积盐类矿床一样,石膏、硬石膏矿床的形成需要干旱的气候条件,盆地中水的补给量小于蒸发量,导致海水浓度加大析出石膏、硬石膏。现代干旱气候带主要分布在南、北纬10°~15°及40°~55°,现代盐类矿床大多分布在此气候带内。古代干旱气候带的分布也主要受纬度控制,但在地质历史上赤道的位置是变化的,因此古代膏、盐矿床的分布与现代的分布并不一致。

3.沉积时的水深

通常认为,石膏、硬石膏是海水蒸发沉积早期阶段的产物,沉积时水不会太浅。但是实际资料表明,许多含膏岩系具有明显的浅水沉积标志。例如,在江苏、安徽、四川等地的三叠纪含膏盐岩系的夹层中,交错层、斜层理、波痕等浅水标志十分发育,有时还有泥裂和虫迹等。萨布哈成因的石膏和硬石膏甚至可以是水上的,在强烈蒸发条件下,隙间卤水迅速浓缩,通过蒸发泵作用沿毛细管上升,导致石膏在盐滩上广泛沉积。此外,具有静水标志的纹层状石膏和由石膏、硬石膏组成的浊积岩的发现,以及在墨西哥湾海面下4000m打深钻时发现盐丘状厚层石膏,这些事实都说明,石膏、硬石膏也有深水成因的。现有资料表明,多数矿床是属于浅水沉积。

4.成矿物质来源

按照沙洲说,海水是形成盐类矿床唯一的物质来源,但这很难解释一些巨厚石膏层的形成,例如,中亚地区的巨厚石膏矿床,若按上述说法,需要地球上全部海水中硫酸钙的四分之一在此沉积,这显然是不可能的。H.博歇特指出,在盆地中蒸发掉1000m 深的海水,只能沉积出1m 厚的石膏,而实际上常见到上百米厚的石膏层,尽管可以用分离盆地、渗透回流以及同沉积沉降等学说来解释单一巨厚石膏的沉积,但在解释巨量物质来源上还是困难的。至于陆相膏盐沉积的物质来源,通常认为是来自大陆岩石的风化产物,包括风化盐、卤盐、再溶盐和火山盐。仅这些来源,同样难以解释陆相巨厚矿床的形成。

随着近半个世纪来地质上的新发现,膏盐成矿物质的内生来源观点又重新提了出来。20世纪60年代发现深部热卤水的存在,例如,红海海面下2000m 深处有热卤水渊,含盐度达257.76g/L,所含元素比正常海水高8~10倍。热卤水之下的沉积物分七个矿物相带,其中包括硬石膏相带。又如美国加利福尼亚州索尔顿潮附近,地下1600m 深处发现热卤水。据此,一些学者提出热卤水是膏盐矿床可能的物质来源之一,控制膏盐盆地的深断裂可能是热卤水上升的通道。国内外有些学者还注意到火山作用和石膏矿床的关系,在我国东部白垩纪—古、新近纪含膏岩系底部常有火山岩存在,安徽南部火山岩系中有石膏夹层等,说明成膏物质可能和火山喷发活动有关。归纳上述资料,石膏、硬石膏矿床的成矿物质来源有:①海水;②大陆岩石的风化产物;③深部来源。

二、主要成因类型及矿床地质特征

按照成矿作用和含矿建造,拟将石膏、硬石膏矿床划分为以下成因类型:

1.蒸发沉积型

(1)海相蒸发沉积型-碳酸盐岩建造、碎屑岩建造

(2)湖相蒸发沉积型-红色碎屑岩建造

2.机械沉积型

(1)河流冲积碎屑岩建造

(2)风成沙丘中的石膏砂矿床

3.风化-次生充填型

(1)碎屑岩中的裂隙充填型

(2)碳酸盐岩中的溶洞充填型

4.热液交代型

(1)碳酸盐岩中的接触交代型

(2)火山岩中的热液交代型

(一)海相蒸发沉积型石膏、硬石膏矿床

矿床分布在古陆缘海、海湾、潮坪和潟湖内。含膏盐系包括海相碳酸盐岩建造、滨海相陆源碎屑岩建造,以及两者的过渡类型。

1.海相碳酸盐岩建造中的石膏、硬石膏矿床

含膏岩系由石灰岩、白云岩及其过渡类型岩石组成,夹有膏层和同生角砾岩、膨缩角砾岩和溶塌角砾岩。岩系下部以石灰岩为主,向上白云岩增多,膏层产于上部白云岩的沉积序列中。含膏岩系在大区域内成层分布,层位稳定,可以对比,总厚可达几百米至几千米。

四川中三叠统和山西中奥陶统的含膏岩系,矿体呈层状,单层厚几米至十几米,个别厚达百米,总厚都在几十米以上。矿石矿物主要为硬石膏(硫酸钙含量大60%,通常为80%~90%),石膏含量较少。伴生矿物有方解石、白云石、天青石和粘土矿物等。矿石自然类型包括块状角砾状、条带状和片状硬石膏。矿石储量很大,一般为几千万吨至上亿吨,是主要的矿床工业类型之一。

矿床实例:山西太原海相蒸发沉积型石膏矿床

矿床位于山西台背斜沁水台凹中,矿区出露古生代和中生代地层,古生代地层构成一NNE方向展布并向南倾没的向斜构造,向斜内部岩层倾角一般10°左右。

石膏矿床产于中奥陶统峰峰组(O2f)下段地层中,其分层如下:

石炭系

-----假整合-----

峰峰组上段(O2f2) 37.7m

⑥灰黑色致密石灰岩(上层石灰岩O2f2-2) 17.20m

⑤黄灰色—粉红色白云岩及灰岩、黄绿色页岩(O2f2-1

峰峰组下段(O2f1

④上部为石膏、粘土质石膏层,下部为白云质灰岩与石膏互层,中间夹有薄层

芒硝(上石膏带O2f1-3

③灰—深灰色致密石灰岩、白云质石灰岩(中层石灰岩O2f1-2

②粘土质石膏、角砾状粘土质石膏、白云质灰岩夹薄层白云质石膏层、石膏脉

(下石膏带O2f1-1

上马家沟组(O2s)

①灰—深灰色灰岩、白云质灰岩和白云岩、泥灰岩互层(下层石灰岩)

矿床由两个石膏矿带组成,中间为灰岩间隔。上石膏带分为三个矿组:①矿组由高品位的六层石膏、硬石膏以及粘土质石膏互层组成,矿组厚13.65m,长500m。②矿组由中品位的两层白云质石膏组成,矿组厚7.3m,长500m.顶底板为白云岩(含石膏脉)。③矿组上部以白云质石膏层为主,下部主要为粘土质石膏和角砾状粘土质石膏层,矿组厚19.04m,长约300m。下石膏带,为粘土质石膏、角砾状粘土质石膏,和中品位的白云质石膏与白云质灰岩互层构成。④矿组,厚30m,长约300m。

矿体呈层状、似层状,与粘土质石膏、白云岩和白云质灰岩呈互层产出。在矿体上下盘围岩中有细脉状或网脉状纤维石膏,平行或切割围岩层理,脉厚不大,约10~60mm。矿石主要由石膏、硬石膏、芒硝、白云石、粘土质、黄铁矿和方解石组成,有时有少量天青石。矿石具有粒状、雪花状、斑状、纤维状、角砾状、脉状等构造。各种矿石中石膏含量都在25%以上。

上石膏矿带含石膏层较多,具有工业意义。下石膏带中石膏层较薄,并且多泥质,工业价值较小。原生石膏受风化作用后,淋滤到围岩裂隙或空洞中,形成纤维石膏和透明石膏,无工业价值。

2.碎屑岩建造中的石膏、硬石膏矿床

含膏盐系由砂岩、粉砂岩、泥岩和薄层石灰岩、白云岩组成,膏层夹于泥岩或白云岩中。含膏岩系总厚几百米,矿体呈层状、透镜状,一般单层厚几十厘米至2~3m,总厚10~20m,矿层沿走向、倾向长几百米至几千米。矿石主要为块状硬石膏和泥膏,部分为次生角砾状石膏和纤维石膏,硫酸钙含最55%~75%。矿石储量不大,个别巨大者可达几千万吨。

我国这类矿床的含膏岩系常表现出浅水沉积特征。例如,在四川三叠纪含膏盐岩系中,碳酸盐岩的潮坪沉积特征十分明显,潮下高能带和潮间带下部的粒屑、波痕、小型板状交错层及冲刷面等浅水标志清晰可见,在潮间带上部和潮上带常见生物潜穴、挠动构造、准同生白云岩化及结核状石膏。湖北、江苏三叠系石膏矿床的浅水沉积特征也较明显,说明三叠纪扬子海区属于浅水蒸发沉积环境。

在我国,这类矿床大多产于三叠纪和更古老的地层内。寒武纪石膏矿床分布于东北、华北南部和西南一些省区;奥陶纪石膏矿床集中于华北地台;石炭纪石膏矿床主要分布在新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、广西、贵州和云南;三叠纪石膏矿床分布于扬子地台。从寒武纪到三叠纪石膏矿床的分布位置自北向南推移,分布面积越来越广。主要产地有四川渠县、江苏南京、山西太原、甘肃天祝、辽宁辽阳、陕西西乡等地。

(二)湖相蒸发沉积型石膏、硬石膏矿床

矿床产于内陆湖盆内,湖盆明显受断裂控制。含膏岩系是一套陆相红色或杂色建造,由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、白云岩和白云质灰岩组成。其中可分为碎屑岩建造、碳酸盐岩-石膏、硬石膏建造和二者之间的过渡类型,矿床储量均较大,常为几百万吨至上亿吨。红色碎屑岩建造中的石膏、硬石膏矿床,矿体呈层状、似层状,长几百米至几千米,膏层常呈多层产出,单层厚几十厘米至几米、几十米,矿石自然类型主要有泥膏、纤维石膏、雪花石膏和硬石膏,硫酸钙含量55%~80%,纤维石膏达98%。伴生矿物有粘土矿物、方解石、白云石、石英、长石、芒硝等。

这类矿床在我国分布很广,占全国石膏总储量的三分之二。成矿时代为白垩纪至古、新近纪,主要分布在三个构造带:①郯-庐深断裂带(衡阳、邵东、浏阳、定远、枣庄、大汶口等古近纪含膏盆地);②大兴安岭-太行-雪峰深断裂带(三门峡、泌阳、淅川、均县、房县、枣阳等古、新近纪含膏盆地);③银-昆深断裂带(内蒙古杭锦旗、宁夏同沁、云南猕勒、红河河谷等古、新近纪含膏盆地)。除此之外,还有一些含膏盆地受东西向断陷控制,如荆门、 云梦、应城、三水等。我国这一类型石膏盆地的下部多有火山岩存在,如云应盆地分布有14层燕山期玄武岩,总厚达200多米,玄武岩的产状与围岩一致,主要化学成分和微量元素含量变化也密切相关,说明火山火作用可能是此类石膏矿床成矿物质的一个重要来源。主要产地有湖北应城、云梦、荆门,湖南邵东,山东大汶口,云南红河迤萨等。

矿床实例:湖北应城石膏矿床

该矿床属湖相沉积型矿床,位于云应凹陷西缘潘家集次级凹陷中。云应凹陷中含矿岩系为古近系始新统湖相碎屑岩建造,由泥岩、粉砂岩、石膏、钙芒硝、石盐层组成,厚394~1628m。自下而上依次为:下含膏段厚72~223m,夹单层厚1~25cm 的纤维石膏400余层,含12个工业膏组;下含钙芒硝段厚57~285m,其下部含单层厚1~13m 的纤维石膏170余层,有3个可采膏组;含岩盐段厚230~910m;上含钙芒硝段厚7~81m;上含膏段厚28~129m,夹数十层纤维石膏(图13-1)。

图13-1 云应盆地含膏岩系剖面

(据陶维屏等,1994)

1—古新统碎屑岩(E1);2—下含膏段

;3—下含钙芒硝段

;4—含岩盐段

;5—上含钙芒硝段

;6—上含膏殷

;7—渐新统夹泥灰岩、油页岩的泥质沉积(E3

应城潘家集石膏矿含矿岩系缺失上含膏段和上含钙芒硝段,其上为厚8~23m 的第四系覆盖。石膏层沿凹陷盆地边缘分布,倾向盆内,倾角7°。一般距盆边2km 范围内以纤维石膏、泥质石膏为主,距盆边2~4km范围内以硬石膏为主(含部分纤维石膏)。具工业价值的纤维石膏沿层面裂隙产于蓝灰色岩层中,单层厚4~8cm,最厚25.5cm。可采膏组厚1.7~2.5m,含矿率14%~19.13%,走向延伸可达3.5km,倾向延伸可达1km。纤维石膏质地纯优,矿石品位(CaSO4·2H2O)一般达98%,为应城石膏矿的主要产品,是中国优质石膏的主要产地。泥质石膏单层厚5~28cm.矿石品位60%,可与纤维石膏混采。还有硬石膏单层厚2~8m,走向延伸1.9~3.5km,倾向延伸大于1km,矿石品位55%~75%。应城、云梦一带已勘探大、中、小型石膏矿数处,探明储量超1亿t。

陆内盆地湖相沉积岩中石膏矿床模式

通过对我国湖湘石膏矿床的研究,王珥力等提出了陆内盆地湖湘沉积岩中石膏矿床模式(图13-2)。

图13-2 陆内盆地湖湘沉积岩中石膏矿床模式图

(据王弭力,1995)

模式简要说明及成矿主要机制:来自预备盆地并经过浓缩的卤水流入封闭、半封闭的次级构造凹陷(成矿盆地)中。在较干旱气候条件下,盐湖中卤水经过不断地蒸发、浓缩,并随盐度增高首先析出大量石膏,随后,当卤水矿化度增加,或溶液组分的变化(如氯根的增加),便直接析出少量硬石膏。原生沉淀的石膏、硬石膏,在适当温度、深度范围内大部分可在成岩阶段保留下来,并经过固结作用形成石膏矿层和硬石膏矿层。部分石膏由于温度、压力的变化,便脱水为次生硬石膏,并且对原生石膏进行交代,形成交代型硬石膏矿。石膏矿层形成后,当成矿卤水再度流入时便发生了后生阶段的成矿作用。成矿卤水若沿石膏矿层中裂隙充填时,则形成叠生石膏矿;若沿泥岩裂隙充填时,则形成脉状石膏矿。

主要控矿因素:①与世界大多数成盐盆地相同,在我国深大断裂控制着的大面积的沉降地区形成盆地系;次一级断裂又把盆地系分割成若干次盆地。由于盆地的活动性及其中水体的迁移与分隔,引起一系列盐类沉积。因此,断裂活动决定了成膏、成盐盆地的发生及发展。②从地层剖面、古生物及孢粉分析得知,石膏沉积与古气候关系密切。例如,巨厚膏岩层孢粉组合主要为喜干旱的麻黄属植物,其上、下的泥灰岩、油页岩层孢粉组合主要为喜暖湿的杉粉属、单束、双束粉属。表明气候对膏岩沉积的控制作用。③陆源地表水带来的风化盐、深部水及短暂海水都是膏盐沉积的物质基础,直接影响矿床规模、品位及分布。

找矿主要标志:①矿层下多为泥岩、泥灰岩、具龟裂等浅水标志;②地层孢粉组合以耐干旱的麻黄等为主。

矿床主要实例:山东大汶口石膏矿床、河北双碑石膏矿床、湖北云应石膏矿、广东三水石膏矿床、云南红河迤萨石膏矿床。

(三)河流冲积碎屑岩建造中的石膏矿床

矿床常分布在急剧上升地区的前沿,地势相对平缓的地段,含膏岩系属第四系冲积层,由古石膏碎屑被地表径流搬运,在径流受阻或流速减慢的地段快速堆积而成。例如,湖南澧县伍家峪石膏矿床,位于我国西部高山区转入东部准平原区的地段。矿区上游的三叠系含膏层受古澧水的侵蚀和搬运,在下游平缓地带沉积。矿体呈水平层状,顶底板为粘土和白垩,矿层最厚85m,最薄2.5 m,通常为20~50m。矿石主要由石膏和粘土矿物组成,局部有零星的白垩、天青石以及砂、砾。矿石类型有粒状、晶簇状石膏,其次为雪花石膏和半透明石膏。硫酸钙含量约80%,储量约几千万吨。这类矿床的成因有机械沉积和蒸发沉积两种观点。

(四)风成沙丘中的石膏砂矿床

这类矿床是由原生石膏层经物理风化作用形成石膏砂,被风搬运并堆积成沙丘而成。美国新墨西哥州图拉罗莎沙漠上的“白沙”石膏沙丘,高10m,面积约648 km2,沙丘由97%~99%的石膏砂组成,地质储量达60亿t。我国尚未发现此类石膏沙丘。

(五)风化-次生充填型石膏矿床

早期生成的石膏、硬石膏矿床以及含膏岩系或其他岩石,受化学风化作用形成富Ca2+和

的地下水溶液,经过短距离迁移进入围岩裂隙或洞穴中,经再沉淀作用,形成次生石膏矿床。它包括以下两类:①碎屑岩中的裂隙充填型石膏矿床。矿体多呈板状,沿岩层层理或裂隙产出。矿脉常成群出现,单脉厚几厘米到几十厘米,矿石多为透明石膏和纤维石膏,其次有粘土质和硬石膏等。此类矿床规模较小,可供地方开采。②碳酸盐岩中的溶洞型石膏矿床。矿体一般呈不规则状,常沿洞穴底部呈团块状、巢状、囊状产出,有时呈皮壳状、星散状混染在溶洞底部砾石层里,或在洞顶、洞壁呈悬挂钟乳状和洞底的石笋状。有时石膏在溶洞中呈发育完好的晶体产出,晶体长可达几十厘米。这类矿床一般不具有工业价值。

(六)热液交代型石膏、硬石膏矿床

富含硫酸的热液交代钙质岩石生成硬石膏,当其含量达到工业品位和具备一定规模时即构成矿床。它包括:①火山岩中的热液交代型。矿床产于安山岩等中性喷出岩中,矿体呈透镜体状或似层状。矿石自然类型有硬石膏、含黄铁矿或明矾石高岭石硬石膏、石膏。矿石中伴生矿物有黄铁矿、明矾石、高岭石、石英、重晶石、磁铁矿、自然硫、赤铁矿等,矿床规模不大。②碳酸盐岩中的接触交代型。矿床产于中性岩浆岩和石灰岩的接触带,矿体呈透镜状,走向长几十米至几百米,厚几米至几十米,常有多个矿体产出。矿石类型有硬石膏、白云质硬石膏和石膏。伴生矿物有白云石、方解石、磁铁矿、黄铁矿、绿泥石等。矿床规模为小型至中型,常和内生的铁、铜矿床共生。

三、资源分布及成矿规律

(一)资源分布

中国石膏矿资源丰富,全国有23个省(自治区)产出石膏矿。我国石膏矿探明储量的矿区有199处,查明资源储量大约644.16亿t。从地区分布看,以山东石膏矿最多,占全国资源储量的60%;其次是内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、广西、安徽、江苏8省(自治区),占全国石膏矿石总资源储量的32%。主要的石膏矿区有内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。

(二)成矿规律

中国石膏矿床类型多,形成时代及分布范围广泛。几乎各个地质时期均有石膏产出,其主要成矿期有早中寒武世、中奥陶世、早石炭世、早中三叠世和白垩纪—古、新近纪,这5个成矿期形成了中国最主要的石膏矿床——沉积类型矿床,它们具有明显的成矿规律与分布规律:海相沉积矿床形成于早中三叠世及其以前的时代,侏罗纪开始直到第四纪形成的则主要为湖相沉积矿床,其他时代形成的或其他类型的石膏矿分布零散,只在局部地点具有工业价值。

从寒武纪至三叠纪,随着中国大陆的逐渐扩大与陆缘海的南移,海成石膏矿的分布位置也逐渐自北而南移,分布范围越来越大,成矿带的连续性也越来越好。早、中寒武世石膏矿主要分布在辽宁东部与吉林南部、西藏东部、四川东南部与云南东北部,在贵州、湖北、湖南、山东及新疆等地,也零星见有矿化现象。属滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,系海湾或潟湖中的产物,矿层不厚、连续性差,品位也低,但这一成矿期对缺膏的东北地区具有重要意义。

中奥陶世石膏矿较集中的分布于山西和河北南部,在河南、陕西、山东等地也有发现,属海积碳酸盐建造石膏、硬石膏矿床,矿层厚度大,连续性较好,质量也好,是华北地区主要的开采对象。

早石炭世石膏矿在北方为滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,主要分布于新疆、青海、甘肃、宁夏及内蒙古,含膏岩系呈带状分布,矿层厚度大,质量好,是西北地区主要开采对象;在南方早石炭世沉积的为海积碳酸盐建造石膏、硬石膏矿床,主要分布于江西西部、湖南、贵州、广西北部及云南东部。

早、中三叠世是重要的成矿期,石膏矿形成于当时华北大陆的陆缘海中,在江苏、安徽、湖北、湖南、贵州、四川、云南、西藏连续分布有海积碳酸盐岩建造含膏岩系,矿床多,矿层厚,质量较好,但在陆缘海的边缘,如青海西部、四川南部、云南西部、湖北西部、湖南西北部则形成滨海堆积碳酸盐岩碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,其工业价值较小。

白垩纪—古近纪也是重要的成矿期,湖相沉积石膏矿分布十分广泛,几乎所有产石膏的省份多有该期形成的矿点,但集中分布于中国东部和西北地区。石膏矿产于内陆小型湖盆中,属湖积碎屑岩建造石膏、硬石膏矿床,大部分成膏的断陷湖盆受北北东向分布的郯庐、大兴安太行雪峰、银昆3条深大断裂带的控制。郯庐断裂带西侧分布有大汶口、枣庄、定远、浏阳、邵东、衡阳等含膏盆地;大兴安太行雪峰断裂带分布着三门峡、泌阳、淅川、均县、房县、枣阳、余庆、黄平等一系列含膏盆地;银昆断裂带分布有杭锦、同心、大邑、邛崃、眉山、天全、新津、喜德、弥勒、红河等含膏盆地,这些含膏盆地都是位于断裂带内或靠近断裂带,含膏岩系下部基本上都有火山岩,而离断裂带较远的大型盆地中则不含膏。此外,还有一些含膏盆地为受褶皱带控制的山前断陷或断拗盆地,如荆门、应城云梦、三水等分布较星散的含膏盆地。白垩—古近纪石膏的成矿特点是:矿床规模相差悬殊,矿石类型复杂,质量变化较大,矿层厚度较小,由于矿体埋藏不深,因而是中国中、东部地区的主要开采对象。

‘陆’ 矿石类(夜明珠值多少)

1、萤石夜明珠

今年以来,在上海地矿珠宝玉石检测中心,不断有属于人工制作的萤石夜明珠(球)得到检测,其中最重的一颗重量达12.525Kg,呈圆球体,其余的外形也分别有排球、小足球、网球状等。

历代的夜明珠典故为世人留下无尽的悬念,而今萤石夜明珠引人瞩目,因为夜明珠在人们的心中早己烙下了深深的印记,于是形成了新闻、网上传媒的连篇报导,夜明珠商业炒作也出价惊人,不久前一颗5Kg多的天然祖母绿色萤石夜明珠,居然开出了一个几亿的天价,一时引起市场轰动。萤石夜明珠真值那么多吗?

夜明珠不断被发现,种类不断在增加,丰富了夜明珠虚无与实际的内涵,将对夜明珠千古之谜的大门逐渐开启起着推进作用。

作者在检测这些样品过程中,特地对加工球体的夜明矿物原料(主要为萤石)进行了详细的矿物学研究及鉴定。

2、千古之谜夜明珠

夜明珠为历代文人墨客作为一种选写文章的妙笔,历代帝王将相又将拥有夜明珠视为权贵的象征,慈禧太后口含夜明珠归天西去,也要与之永世相伴。长期以来,夜明珠象虚无飘渺的烟云,说不清道不明的神秘,构筑了一个千古之谜让后世人评说。

史料记载的夜明珠最基本的特点是其在黑暗中会发出幽亮的光。那么,这样的物质到底是什么?据分析有矿物、岩石、蚌、螺、珍珠及各种生物。发光的机理一种是物质内部能量的转化,如化学元素衰变过程引起,另一种是物质受外部能量的激发,导致物质内部结构的变化。

二、夜明珠历史沿革

华夏享有三大奇珍异宝蜚声海内外,它们是古代流传夜明珠(隋球、悬黎、垂棘),楚国荆山和氏璧,以及西凉夜光杯。

汉代《汉书·邹阳传》中"明月之珠出于江海,藏于蚌中,蛱蜃伏之"。西汉东方朔在《海内十州记》中"夜光长满"。东汉流传"隋珠""隋候夜明珠"。

秦代李斯《谏逐客书》中"夜光之璧"。秦代《西域传·大秦国》中"土多金银奇宝,有夜光璧、夜明珠"。

唐代玄宗皇帝宫中藏"夜明玉鼠"。唐代诗人王翰赋七绝诗《凉州词》中"葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催,醉卧沙场君莫笑,古时征战几人回?"。

北宋沈括在《梦溪笔谈》中"予昔年在海州,曾夜煮盐鸭卵,其间一卵灿然通明如玉,荧荧然屋中尽明。置之器中十余日,臭腐几尽,愈明不已"。

元代有成吉思汗的"九龙真珠"。

清代有慈禧太后相传的"凤冠镶九珠"。

民国时期军阀孙殿英盗墓窃取慈禧太后夜明珠下落无踪影。蒋介石夫人宋美龄传言用夜明珠钉缀在拖鞋帮上。

现代作家梁羽生在《狂侠天娇魔女》中"第十九回:听鼓依稀闻叹息,耿照在身上摸了一摸,说道:我没有送过东西给桑青虹,她倒是送过一样东西给我,那是一颗夜明珠,我也不是想要她的,只在当时我是被囚在石窟之中,要藉它的光华,练那石壁上的大衍八式,后来就随手放在身上,准备还给她的..."。

三、夜明珠发光成因

1、矿物的发光性

矿物在外来的能量激发下,产生可见光的性质称为矿物的发光性。外来的能量有日光、紫外线、X射线、阴极射线、加热、加压、摩擦等。根据其发光的性质不同,分为荧光和磷光二类。

2、矿物的荧光性

矿物在外来的能量持续激发下,矿物持续地发光,当外来的能量激发停止时,矿物发光现象立即消失,称为矿物的荧光性。

3、矿物的磷光性

矿物在外来的能量激发下,矿物发光,当外来的能量激发停止时,矿物发光现象仍保持一段时间的现象,称为矿物的磷光性。

4、矿物的发光机理

矿物的发光是矿物能量的一种转换过程,当矿物晶体结构中的晶格,吸收了一定的外加能量后,然后以发光的方式再释放出去。

荧光产生的机理:在于对可见光波长短,能量大的紫外线、X射线、γ射线,和比可见光波长长,红外线,将矿物晶体结构中原子或离子的外层电子,从基态激发到能量较高的激发态,当激发态与基态之间另有一些激发态存在时,被激发到较高能量激发态的电子,回落到较低激发态时,于是发射出光子,当二激发态的能量间隔的能量差相当于某一光子的能量时,形成了该能量差的可见光,并呈现一定的颜色形成荧光。

磷光产生的机理:对于一些矿物晶体结构中由于激发电子能被晶体缺陷或电子构型中的禁带捕获,如果是暂时的,激发电子仍依一定速度回落至基态,因而在外加激发能量停止时继续发光,缓缓衰退形成磷光。

热发光效应:在矿物晶体结构中存在一种能量屏障,屏障能抑制激发电子回落到基态,当激发电子处于抑制状态时,受到热力作用使被抑制激发电子产生活化,从而突破能量屏障回落到基态,发射出可见光,形成热发光效应。

压应力发光效应:矿物在压应力作用下,矿物结晶格架遭到破坏,晶格也产生畸形变晶,当外来激发能量作用下,矿物即以发光的形式向外释放能量。

四、荧光矿物及磷光矿物

1、荧光矿物及荧光色

同一种荧光矿物由于晶体内部结构的差异,可不具荧光,也可呈现不同色调及强弱的荧光色。

紫外线下发光矿物及荧光色如下:

萤石(紫、天蓝、乳白),重晶石(紫、黄、玫瑰),金刚石(紫、天蓝、黄绿),闪锌矿(红),锆英石(黄),白钨矿(天蓝),白云石(橙红、黄),磷灰石(紫、玫瑰、红),方解石(紫、黄、乳白),铅矾(黄、玫瑰),霰石(黄白、玫瑰),石棉(黄),钠长石(紫),地沥青(天蓝),沥青(蓝、黄蓝),绿柱石(紫),纤锌矿(紫、浅黄),硅灰石(黄),蛇纹石(黄),刚玉(紫红、红),钾硝石(深黄),异极矿(浅紫、黄),钾钒铀矿(鲜黄绿),锂云母(绿白),菱镁矿(黄),微斜长石(黄),密蜡石(蓝),地蜡(浅青黄),硅锌矿(鲜绿),石盐(红),石膏(蓝绿、红),透闪石(浅黄、红),无水芒硝(黄),铜铀云母(鲜绿),葡萄石(红),中柱石(橙、黄)、白铅矿(鲜绿),菱沸石(红),尖晶石(深红),碳酸钙钡矿(黄),黄河矿(红黄),水碳硼石(乳白)、琥珀(红黄、浅青绿、蓝白),珊瑚(乳白),珍珠(乳白、蓝、黄、粉红),龟甲(乳白、蓝白、黄),象牙(乳白、蓝白)。

X射线下发光矿物及荧光色如下:

铅矾(天蓝),磷灰石(黄、绿、天蓝),金刚石(天蓝),明矾石(黄),钠长石(青),重晶石(绿),绿柱石(黄),硅灰石(黄、紫),白云石(玫瑰),方解石(玫瑰红),石盐(绿、白),透锂长石(黄),硬硅钙石(黄),方柱石(玫瑰),辉沸石(绿、天蓝),透闪石(黄),正长石(绿),葡萄石(红),萤石(绿、蓝),白铅矿(绿、天蓝),菱沸石(红)。

阴极射线下发光矿物及荧光色如下:

铅矾(天蓝),磷灰石(黄、绿、红),霰石(玫瑰红),石棉(黄、玫瑰),金刚石(黄、玫瑰、天蓝),阳起石(黄),钙铁榴石(红),明矾石(紫),钠长石(紫、白),重晶石(紫),绿柱石(天蓝),钼银矿(红),纤锌矿(黄、天蓝),硅灰石(黄、青、绿),钙铝榴石(黄),透辉石(玫瑰),白云石(红),蓝晶石(红),蛇纹石(红),方解石(浅红、橙红),钙霞石(玫魂、白),石英(蓝、玫瑰、紫),刚玉(红、天蓝),钾硝石(红),异极矿(天蓝、绿),高岭石(天蓝),天青石(黄),拉长石(天蓝),菱镁矿(紫红),微斜长石(天蓝),钠长石(红),地腊(黄),石盐(绿、绿白、天蓝),菱锰矿(紫、青),透锂长石(浅黄),方柱石(玫瑰),闪锌矿(红),菱铁矿(红),辉沸石(红、天蓝),电气石(红),透闪石(黄绿、紫),滑石(红),黄玉(天蓝),磷钙土(黄),奥长石(绿),正长石(天蓝),葡萄石(绿),萤石(绿),白铅矿(绿、天蓝),菱沸石(红),琥珀(绿白)。

2、磷光矿物特征

同一种磷光矿物由于晶体内部结构的差异,可不具磷光,也可呈现不同色调及强弱的磷光色。有磷光的矿物,也一定具荧光,但具荧光的矿物,可不具磷光。

1)、萤石Fiuorite

磷光:乳白、浅紫、浅蓝白。 激发能源:太阳光、紫外线、X射线、阴极射线、热力、热水浴、摩擦。 晶系:等轴晶系。 形态:立方体、菱形十二面体、八面体、四六面体、六八面体、他形粒状。 化学成分:CaF2。 颜色:紫、绿、蓝、黄、红、白、黑。 光性特征:均质性。 解理:{111}完全。 折光率:N1.434 光泽:玻璃光泽。 摩氏硬度:4 密度:3.18g/cm3。

2)、白钨矿Scheelite

磷光:乳白、浅蓝白。 激发能源:太阳光、紫外线、X射线、阴极射线、力热。 晶系:四方晶系 形态:四方双锥、板状、他形粒状。 化学成分:Ca[WO4] 颜色:浅紫、浅绿、浅黄、浅红褐、白 光性特征:一轴晶正光性 解理:{111}中等 折光率:No1.920Ne1.937 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:5 密度:6.0g/cm3。

3)、磷灰石Apatite

磷光:乳白、浅紫、浅黄。 激发能源:太阳光、紫外线、热水浴、热力、摩擦。 形态:六方双锥、六方柱、板状、他形粒状 晶系:六方晶系 化学成分:Ca2Ca3[PO4]3(OHF) 颜色:浅紫、绿、黄绿、红褐、白 光性特征:一轴晶负光性 解理:{0001}不完全 折光率:No1.633Ne1.629 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:5 密度:3.18―3.21g/cm3。

附注:钙的磷酸盐矿物中,当镧族元素(镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钜Pm、钐Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu)替代钙时,则磷酸盐矿物常产生磷光,自然界钙的钙的磷酸盐矿物有206种,因此应在众多的矿物中注意磷光的发掘。

4)、闪锌矿

磷光:乳白、浅紫 激发能源:太阳光、紫外线、热力。 形态:四面体、立方体、菱形十二面体、他形粒状 晶系:等轴晶系 化学成分:ZnS 颜色:紫红、浅黄褐、米黄红、绿、棕。 光性特征:均质性 解理:{110}完全 折光率:N2.37―2.47 光泽:半金属光泽、金刚光泽 摩氏硬度:3―4 密度:4.0g/cm3。

5)、金刚石Diamond

磷光:浅青、浅蓝 激发能源:太阳光、紫外线、X射线、阴极射线。 晶系:等轴晶系 化学成分:C 颜色:橙、绿、蓝、黄、红、白、黑 光性特征:均质性,常显非均质性 解理:{111}中等 折光率:N2.4―2.48 光泽:金刚光泽 摩氏硬度:10 密度:3.52g/cm3 其它:亲油疏水性、色散强。

6)、水碳硼石Carboborite

磷光:乳白、浅绿 激发能源:太阳光、紫外线、X射线。 晶系:单斜晶系 形态:柱状、他形粒状 化学成分:MgCa2[HCO3][B(OH)4]2(OH)2·2H2O 颜色:无色透明、灰、白、褐。 光性特征:二轴晶负光性,2V=75° 解理:{101}完全 折光率:Ng=1.569,Nm=1.546,Np=1.507 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:2 密度:2.12g/cm3。

7)、库水硼镁石Kurnakovite

磷光:乳白、浅绿 激发能源:太阳光、紫外线、X射线。 晶系:三方晶系 形态:厚板状、他形粒状 化学成分:Mg(H2O)5[B2BO3(OH)5] 颜色:无色透明、蓝、黄、红、白、黑 光性特征:二轴晶负光性,2V=80° 解理:{011}中等 折光率:Ng=1.524,Nm=1.510,Np=1.490 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:3 密度:1.85g/cm3。

8)、透锂长石Petalite

磷光:乳蓝白 激发能源:太阳光、热力、摩擦。 晶系:单斜晶系 形态:板状、针状、他形粒状。 化学成分:Li[AlSi4O10] 颜色:褐、黄、红、绿、白。 光性特征:二轴晶正光性,2V=82―84° 解理:{001}完全 折光率:Ng=1.516―1.523,Nm=1.510―1.513,Np=1.504―1.507 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:6―6.5 密度:2.454g/cm3。

9)、方柱石Scapolite

磷光:乳白。 激发能源:太阳光、紫外线、热力。 晶系:四方晶系 化学成分:(NaCa)4[Al(AlSi)Si2O8]3 (Cl,F,OH,CO3,SO4) 颜色:灰、海蓝、白。 光性特征:一轴晶负光性。 解理:{100}中等。 折光率:Ne=1.540―1.562,No=1.546―1.600 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:5―6 密度:2.50―2.78g/cm3。

10)、诺硼钙石Noblanite

磷光:乳白 激发能源:太阳光、热力。 晶系: 化学成分:Ca(H2O)2[B3B3O9(OH)2] 颜色:浅黄、白. 光性特征:一轴晶正光性。 解理:{100}完全 折光率:Ng=1.555,Nm=1.521,Np=1.501 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:3 密度:2.0g/cm3。

11)、白铍石Leucophanite

磷光:乳白。 激发能源:太阳光、摩擦。 晶系:斜方晶系 化学成分:NaCa[BeSi2O6F] 颜色:绿、黄、白。 光性特征:二轴晶负光性。2V=39―40° 解理:{111}完全 折光率:Ng=1.596―1.589,Nm=1.595―1.594,Np=1.570―1.571 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:4 密度:2.97g/cm3。

12)、密黄长石Meliphanite

磷光:乳白. 激发能源:太阳光、摩擦。 晶系:四方晶系 化学成分:NaCa[BeSi2O6F] 颜色:黄、红褐。 光性特征:一轴晶负光性。 解理:{111}完全 折光率:No=1.612,Ne=1.593 光泽:玻璃光泽 摩氏硬度:5―5.5 密度:3.01g/cm3。

3、人造矿物原料

1)、庆隆夜光合成宝石

磷光余辉度11570mcd/m2(将测试物体暗藏24小时后在27瓦荧光灯下激发0.5小时),磷光色有绿、蓝、黄、紫。

2)、荧光涂膜层

荧光涂膜层在无磷光物表面涂膜处理。

五、夜明珠检测与评价

1、紫外萤光强度

紫外萤光强度分为强(醒目)、中(一般)、弱(暗淡)。

2、磷光亮度(辉度)

磷光亮度(辉度)为每平方米磷光的余辉度,以符号mcd/m2表示。

磷光亮度与发光物体体积大小成正比关系,同一种发光物体体积大则磷光亮度强,发光物体体积小则磷光亮度弱。

相传古代磷光亮度以物观查在烛光下1市尺,见小米为优,见绿豆为良,见黄豆为一般而对比。

3、磷光颜色

磷光颜色以乳白为主,也有粉红、浅紫、浅蓝、浅黄色。

4、磷光延时

磷光延时是指当发光物体置于黑暗环境下(暗室)24小时后,再受激发10小时,激发源多为太阳光、紫外、热力,也有X射线、阴极射线、压力,当余辉衰减为零时,判断时间长短值,>10小时为优,4―10小时为良,0.5―4为一般,<0.5小时为差。

5、综合评价

矿物评价,包含矿物颜色鲜艳程度,矿物的透明度,单晶或集合体,矿物在自然界出现机率。

发光评价,包含夜明珠的亮度,发光颜色,其中彩色为佳,乳白为次,磷光延时长度。

工艺评价,包含夜明珠的大小、圆度、表面抛光度、处理等。

历史文化内涵,包含夜明珠的产地、朝代、品种、典故等。

六、夜明珠检测实例

1、夜明珠实例之一

检验编号:BL112911,形状:球,颜色:黄绿、白、绿,总质量:165.9g,折射率:1.438,光性特征:均质体,紫外荧光长波:强黄绿,短波:强黄绿,内部特征:角砾状构造,角砾由各色萤石组成,其中大角砾为主,其它检验:受紫外照射发强烈荧光,具磷光。结论:萤石。

2、夜明珠实例之二

样品编号:BL2020365,质量:12525g,形状:球形。颜色:浅绿、绿、深绿,光泽:玻璃光泽,光性:均质体,密度:3.18(计)g/cm3,折光率:1.435,摩氏硬度:4,荧光性:紫外长、短波显示不均匀的紫、天蓝荧光,磷光:具浅蓝白色磷光。 结构构造:半自形粒晶镶嵌结构,矿物解理发育完全。 矿物成分: 萤石半自形粒晶>98%,方解石微粒状<0.7%,铁质质点侵染状<0.5%,聚合物表面裂隙胶结充填状<0.3%。 结论:萤石(天然) 备注:受阳光、热作用后,球置于黑暗处,显示磷光。俗称萤石"夜明珠"球。

3、夜明珠观赏石实例

样品编号:BL2060004,形状:石料, 颜色:绿、暗绿、深绿,光泽:玻璃光泽,光性:均质体,密度:3.15g/cm3,折光率:1.440,摩氏硬度:4;透明度:半透明状,荧光性:紫外长、短波显示强紫蓝白荧光,磷光:浅蓝白色磷光。 结构构造:半自形粒巨晶、粗晶镶嵌结构,带状构造,矿物解理发育完全。 化学成分:CaF2:98%,矿物成分:萤石半自形粒晶>99%,方解石微粒状<0.5%,石英他形粒状<0.5% 结论:萤石(天然) 备注:夜明萤石观赏石。

七、夜明矿物地质

1、萤石夜明矿物产出地质

1)、新疆富蕴县扎河坝萤石矿

产于石灰岩中,上部围岩硅化、高岭土化比较强烈,下部绢云母化。矿体厚度在0.5-2.0米之间,呈连续脉状,局部为透镜状,矿脉长约40余米。萤石单晶体多呈立方体,集合体为块状。矿体边部的萤石呈紫色或浅紫色白色;矿体中部萤石呈墨绿色。共生矿物有石英、方解石等,属低温热液型矿床。

2)、贵州大厂萤石矿田

估算储量200―300万吨,主要矿区有必康、后坡北部、后坡南部、沙家坪。

必康矿区:萤石产于下二叠统茅口组顶部的茅口灰岩中,在茅口灰岩的岩溶不整合面上,上覆地层为上二叠统龙潭煤系的砂页岩相,萤石沿层产出。1号脉长800米,宽200―300米,厚1―1.7米。2号脉长110米,宽50米,厚2.1米。伴生矿物有石英、方解石、水云母、高岭石。属低温热液层控型萤石矿床。

后坡北部、后坡南部、沙家坪矿区:萤石产于下二叠统茅口组顶部的茅口灰岩中,在茅口灰岩的岩溶不整合面上,上覆地层为下二叠统峨眉山玄武岩底部的蚀变玄武岩、凝灰岩、凝灰质砂砾岩相,伴生矿物有辉锑矿、石英、地开石、方解石、水云母、高岭石、褐铁矿、白云石,石英、地开石组成天蓝色贵翠,萤石自形单晶可大小可达15cm。属低温热液层控型辉锑矿―萤石矿床。

3)、浙江萤石矿床

呈巨大脉状、凸镜状产于酸性火山岩系的流纹岩、流纹质凝灰岩中,萤石透明度高,色彩艳丽,有的具磷光,伴生矿物有石英、高岭石、方解石、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿。属火山低温热液矿床。

2、磷灰石夜明矿物产出地质

1)、沉积型磷灰石矿床:我国具有丰富的沉积型磷灰石(磷块岩)矿床,素有"三阳开泰"之称,三阳即云南昆阳、贵州开阳、湖南刘阳。现以贵州矿为例,形成于晚震旦世陡山沱期生物化学沉积的磷块岩,开阳矿区储量达4.23亿吨,白岩矿区储量达45.55亿吨,高坪储量达4.23亿吨。形成于下寒武统梅树村期生物化学沉积的磷块岩,新华含钇磷块岩储量达9亿吨。矿物成分有氟磷灰石、碳磷灰石结晶成显微晶粒集合体,并有白云石方解石、海绿石、石英、高岭石、褐铁矿分布。

2)、岩浆型磷灰石:在基性岩之斜长岩、碱性岩之苏长岩中磷灰石可作为主要矿物形成岩浆型磷灰石矿床。 在花岗伟晶岩、白云母型伟晶岩、黑云母型伟晶岩、钾长伟晶岩中磷灰石可形成数十厘米的柱状透明晶体。

3、白钨矿夜明矿物产出地质

1)、接触交代白钨矿矿床:花岗岩与大理岩的外接触变质带矽卡岩型,白钨矿浸染状分布,伴生矿物有磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、方铅矿,如湖南瑶岗仙矽卡岩型白钨矿。

2)、白钨矿石英脉:白钨矿伴黑钨矿稀散分布于石英脉中,白钨矿和黑钨矿可成粗大晶体、晶簇。

3)、高―中温热液充填矿床:硫化物型白钨矿―黑钨矿矿床,产于石英斑岩和砂岩接触带,如广东一地,网脉状云英岩―矽卡岩复合型钨、钼、铋矿床如湖南柿竹园矿区。

4、闪锌矿夜明矿物产出地质

l)、矽卡岩型:接触交代矽卡岩型。

2)、高―中温热液型:伴生矿物毒砂、黄铜矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、石英。

3)、中温热液型:伴生矿物方铅矿、石英。

4)、低温热液型:伴生矿物方铅矿、车轮矿、重晶石、石英、方解石。

5、金刚石夜明矿物产出地质

1)、金伯利岩型:伴生矿物有镁铝榴石、镁橄榄石、金云母、绿泥石、方解石、铬尖晶石、铬透辉石、磷灰石、钙钛矿、铬云母、褐铁矿、水云母。

2)、钾镁煌斑岩型:伴生矿物有钾镁闪石、白榴石、镁铝榴石、镁橄榄石、金云母、绿泥石、磷灰石、钙钛矿、铬云母、褐铁矿。

3)、金刚石砂矿:河流砂矿如湖南常德丁家港,滨海砂矿如辽宁普兰店。

6、水碳硼石夜明矿物产出地质

气候干旱地区的内陆盐湖沉积,伴生矿物有石盐、钠硼解石、库水硼镁石、多水硼镁石、章氏硼镁石、水方硼镁石。

7、库水硼镁石夜明矿物产出地质

气候干旱地区的内陆硼酸盐湖相沉积,伴生矿物有水方硼石、钠硼解石、库水硼镁石、章氏硼镁石、水碳硼石、硼砂、方解石、水云母。

8、透锂长石夜明矿物产出地质

产于花岗伟晶岩中,伴生矿物有锂辉石、铯榴石、电气石、叶钠长石、钠长石、石英、磷灰石、钾长石。

9、方柱石夜明矿物产出地质

1)、气成作用:火山岩裂隙中发育完好方柱石晶簇。

2)、接触交代作用:酸性岩、碱性岩与石灰岩、白云岩产生接触交代变质作用,可形成方柱石岩,伴生矿物有柘榴石、透辉石、磷灰石。

3)、变质岩:产于绿色片岩(山西省)中,伴生矿物有电气石、黑云母、磁铁矿。

10、诺硼钙石夜明矿物产出地质

产于硼酸盐矿床中,是板硼石变化产物,伴生矿物有钠硼解石。

11、白铍石夜明矿物产出地质

霞石正长伟晶岩:伴生矿物有密黄长石、霞石、正长石、磷灰石。

12、密黄长石夜明矿物产出地质

霞石正长伟晶岩:伴生矿物有白闪石、霞石、正长石、磷灰石。

八、自然界"夜明珠"现象趣谈

1、最大的"夜明珠"―极光

地球上南、北极出现的极光,是自然界最大的"夜明珠"。

极光出现在地球上南、北两极,太阳是一个庞大而炽热的气球体,在内部和表面进行着各种化学元素的核反应,并产生强大的带电微粒流,以极大速度射向宇宙空间,当带电微粒流进入地球外围高空稀薄大气层时,与薄大气分子激烈冲击产生发光。

1957年3月2日在我国北部边城漠河、呼玛城,当晚7点一团殷红灿烂的霞光突然升腾而起,瞬间形成一条弧形光带照亮了天际。

2、最小的"夜明珠"―夜光虫

夜光虫生长于海水中,属原生动物类的浮游生物,形状似鱼卵,大小为0.02―5mm,因氧化作用而发银白色光,是最小的"夜明珠"。

当黑暗晚上海水中含夜光虫200个/升时,呈现弱银白色光,若黑暗晚上海水中含夜光虫1000―2000个/升时,呈现强银白色光。

在1909年8月11日"安布利亚"号轮驶向科仑坡,在海域前东南方向发现一片亮带,开始以为是快到达港口城市,后来越来越亮,亮带千余米,原来是夜光虫构成的亮带。

3、飞舞的"夜明珠"―萤火虫

夏日的夜晚在生态环境优美的地方,可欣赏到满天飞舞着一盏盏、一亮一灭的发着黄绿色、橙红光芒的"夜明珠",那就是萤火虫。

萤火虫属鞘翅类昆虫,古时有"腐草为萤"之说,又称"炤"、"夜照"、"熠熠",古希腊称为"拉恩批鲁"。萤火虫一生经历了卵、幼虫、蛹、成虫四个时期,并都发冷光。萤火虫腹部最后二节为发光部分,白天呈灰白色,夜里发光,冷光是通过透明表皮下面的发光细胞发出,发光细胞由小颗粒线粒体构成,线粒体能氧化、合成能量,发光细胞中还有萤光素、萤光酶,当萤光素与含能量物质结合,氧化时受萤光酶催化,化学能则转变成光能而发光。

4、游曳的"夜明珠"―𩽾𩾌鱼

游曳的"夜明珠"是深海的鱼类,有𩽾𩾌鱼、日本松球鱼、蟾鱼、前肛天竺鲷。

𩽾𩾌鱼发光器存在于"钓竿"末端,在黑暗的深海闪闪发光,与同类鱼联系。日本松球鱼发光器存在于下颌前方。蟾鱼发光器有840个,前肛天竺鲷发光器存在于肛门附近,发光器腺细胞能分泌磷质,在氧化酶作用下,使磷产生氧化发光。

九、夜明物质的商机

1、矿产资源的优化

天然夜明的物质是稀少的,萤石夜明珠是从萤石矿床中发掘出来的,联想到我国,尤其是西部矿业开发中应注意的问题,可比喻为卖米还是卖饭的关系,以达到开发增值目的,卖一吨萤石矿石价格在二百元左右,达到工艺萤石条件的价值更高,一般是矿石价的十倍。

从目前掌握的资料分析,萤石是制作夜明珠的最佳天然矿物,萤石又是唯一制作大型夜明球体的最佳原料。我国萤石储量居世界第二,仅次于墨西哥。浙江、贵州、新疆是萤石主产区,在河南、内蒙、广东、湖南也有萤石产出,开发萤石矿山时应提高科技力度,应重视萤石中荧光强,磷光强的矿区、矿层、矿脉、矿石的综合开发利用,避免特殊性质的资源白白流掉,因为矿产资源是不可再生的。

‘柒’ 刚玉(红宝石、蓝宝石))Corunm

红宝石、蓝宝石与钻石、祖母绿、金绿宝石一样,是最名贵的宝石品种之一。红、蓝宝石是宝石级的刚玉。刚玉主要化学成分为Al2O3,是具有三方对称的矿物晶体。

刚玉的英文为corunm,源自印度语kurand或kuruvinda,是矿物名称,当年指颜色不纯的刚玉;也有人认为来自泰米尔语kurunm和梵文kuruvinda,意为红宝石。

红宝石的英文ruby,源自拉丁语ruber,意为“红色”,我国古代曾译为“剌子”等。在梵语中,红宝石还有许多溢美的名字,如ratnaraj(宝石之王)、ratnanayaka(宝石之冠)等,说明当时印度民族对它十分珍爱。蓝宝石的英文为sapphire,来自拉丁化的希腊词sapphires,是蓝色的意思。中国古代也称蓝宝石为“瑟瑟”或“萨弗耶”,后者是英文的音译。

中文的红、蓝宝石名称是根据其颜色得来的。我国元代陶宗仪着的《辍耕录》中有红雅姑、青雅姑、黄雅姑、白雅姑之说,有人认为可能是指红、蓝、黄、白色刚玉宝石。雅姑是阿拉伯语宝石的音译。此外,我国古代文献中,还有“光珠”、“映红”、“映青”等词,指红色或蓝色的宝石,其中就包含刚玉质的红、蓝宝石。

红、蓝宝石质地坚硬,其硬度仅次于钻石。红宝石颜色鲜红、美艳,为红色宝石之冠,亦为有色宝石之首。蓝宝石颜色湛蓝,或如雨后天空一样清新辽阔,或像大海一样宽广深邃,也堪称蓝色宝石之王。因此红、蓝宝石历来深受人们的喜爱,作为饰品的历史很悠久。我国清朝官员的“顶戴”中,亲王至一品官用红宝石,而三品官用蓝宝石,客观地反映出它作为权贵、富有的象征以及人们对它的青睐。现今,世界各地都把红宝石作为7月生辰石和结婚40周年(红宝石婚)的纪念石,象征爱情、热情和品德高尚,人们又称其为“爱情之石”;蓝宝石为9月生辰石及结婚45周年(蓝宝石婚)的纪念石,象征忠诚和坚贞。

一、刚玉宝石的基本特征

矿物名称:刚玉

化学成分:理论化学式Al2O3,可含多种类质同象杂质或机械混入物。类质同象成分,尤其是替代Al的铁族元素,如Cr、Fe、Ti、V、Co等对宝石的颜色有重要影响,而类质同象分解出溶物——丝状体以及指纹状、羽状等气、液包裹体对刚玉宝石的净度、透明度影响较大。

晶系及结晶习性:刚玉属三方晶系,常呈柱状、桶状、腰鼓状、双锥状、板状晶形(图16-1-1),并可见聚片双晶。

光学性质:刚玉可呈现多种颜色,除红、蓝色外,还有黄、紫、橙、绿、褐、灰及黑、无色者。刚玉呈现彩色主要是由于Cr、Fe、Ti、V、Co、Ni等铁族色素离子取代Al所致。表16-1-1列出了部分彩色刚玉的着色离子及含量。某些蓝宝石还有变色效应,如泰国、缅甸和斯里兰卡的变色蓝宝石,日光下呈带灰色调的蓝-绿色或蓝紫色,白炽灯下为紫红或紫色,变色是由于含微量的Cr、Fe和Ti所致;而坦桑尼亚Umba河谷的变色蓝宝石(及维尔纳叶法合成的变色蓝宝石)则是含V导致变色效应的。

表16-1-2 天然刚玉宝石和主要合成品的区别特征

3.天然刚玉质宝石与处理品的区别

用于红、蓝宝石改善的方法主要是热处理、扩散处理和染色。单纯热处理过的宝石可以作为天然品出售而不必特殊说明,借包裹体的变化可以判别热处理迹象,并在净度评价时参考。扩散处理者应在出售时声明。鉴别扩散处理品主要利用浸没法,即将待鉴定宝石浸没水(或其他液体)中,观察棱和刻面上的颜色差异。若棱比刻面的颜色深,则说明其极可能是扩散处理的。这种浸没法也用于区别天然石和合成品的生长层纹特征。染色处理的比较好鉴定,可以利用放大观察颜色是否主要沿裂隙分布。

六、刚玉宝石矿床类型、产状、产地简介

红、蓝宝石矿床成因可以分为岩浆型、伟晶岩型、变质型和砂矿几种类型。

1.岩浆型

主要是产于碱性玄武岩等基性火山岩中的红、蓝宝石。刚玉在地壳深部结晶,然后被玄武岩浆喷发带到地表。世界各地蓝宝石大多是这种成因,如我国产的蓝宝石(包括山东、海南、福建等地的矿床或矿点)、澳大利亚新南威尔士州的蓝宝石(其产量占世界蓝宝石产量的50%以上);有些产地还兼产红宝石,如我国海南、泰国、柬埔寨、老挝、越南等。

美国蒙大拿州约戈谷蓝宝石矿床是惟一的碱性-基性煌斑岩型矿床。蓝宝石晶体表面往往有一层细粒镁铁尖晶石,表明刚玉是在岩浆结晶早期从岩浆中晶出,随岩浆迅速上涌,Al2O3与镁、铁质一起形成尖晶石浮生于刚玉上。

澳大利亚哈茨山红宝石矿床是惟一的斜长杂岩体中的岩浆-变质过渡型矿床。在地壳深部形成的红宝石被斜长岩带到浅部呈斑晶或巨晶分散于岩体中;岩体侵入就位后受褶皱、变形,矿物再结晶时,红宝石也再结晶、长大,从而形成所见的颜色极好的板状晶体。

2.伟晶岩型

坦桑尼亚翁巴塔尔红、蓝宝石矿床是典型的伟晶岩型矿床。刚玉产在奥长伟晶岩中,以橙红色的着名,还有天蓝—绿、天蓝—灰、褐黄、褐色者。

3.变质岩型

又可以分为区域变质型、接触交代型和热液蚀变型。这种成因类型在刚玉宝石矿床中曾是最重要的,产量最大,现在产量已退居岩浆型之后。

(1)区域变质型:最着名的缅甸抹谷红(蓝)宝石矿床即属这种成因类型。它产于邻近花岗岩的大理岩中。过去曾被认为是矽卡岩型矿床,后来研究表明,红、蓝宝石是随着石灰岩变质成大理岩时,由石灰岩中的Al2O3富集结晶而成,与后来的花岗质岩浆活动无成因联系。抹谷红宝石自古以鸽血红品种着称,20世纪30年代又以星光蓝、红宝石闻名,一般是1~10mm的短柱,有时可达5cm。同此类型的还有阿富汗哲格达列克红宝石矿床;类似此类型的有俄罗斯帕米尔地区及巴基斯坦罕萨红宝石矿床。

斯里兰卡、美国及我国新疆还有产于片麻岩、片岩中的区域变质型红、蓝宝石矿床。我国新疆阿克陶县的红、蓝宝石分布在矽线黑云斜长片麻岩或变粒岩中,刚玉被包裹于矽线石等富铝贫硅矿物中,颜色以紫蓝色、灰色为主,少数呈淡紫、紫红等色。

(2)接触交代型:斯里兰卡康迪山等蓝宝石矿床属此类型。矿体位于正长岩与大理岩的内接触带,即正长岩体中。晶体为双锥、桶、柱状,蓝色、天蓝绿色等(无黑色、褐色者),是世界上优质蓝宝石及彩色蓝宝石(帕德马刚玉)的主要产区。

着名的克什米尔蓝宝石矿也属此类型。矿床产于花岗伟晶岩与白云岩化灰岩的内接触带(蓝宝石产于伟晶岩的长石中)或双交代的阳起石-透闪石带或伟晶岩与云母片麻岩接触带,刚玉被被认为是气成热液与伟晶岩等反应时,交代长石而形成。晶体长达几厘米,产天蓝、蓝、紫、绿、橙、黄等色蓝宝石。其中蓝中略带紫的“矢车菊”蓝宝石最负盛名,是克什米尔蓝宝石的代表。某些晶体核部无色,仅在靠近晶体表面才呈蓝色。

(3)热液蚀变型:坦桑尼亚坦噶城和俄罗斯乌拉尔地区的红、蓝宝石矿床属此类型。矿床产于蚀变超基性岩体内。刚玉形成在云母和斜长石组成的岩脉中,为热液蚀变产物。类似的还有美国北卡罗来纳州“刚玉山”等刚玉岩脉和非洲南非等国以及印度和我国青海、安徽的红、蓝宝石矿床,刚玉产于蚀变超基性岩体或其边缘接触带上。我国青海的是在刚玉云母斜长岩扁豆体中,刚玉多为深玫瑰红色,有时呈蓝色,或晶体内部为蓝宝石,外部为红宝石,半透明;安徽的则产于刚玉黑云斜长岩脉或扁豆体中,晶体为浅紫—玫瑰红色。

4.砂矿

由于刚玉有相当大的稳定性,因而常常富集于砂矿中。砂矿是优质红、蓝宝石的主要来源,经济价值比原生矿重要得多。上述各种成因类型原生矿都有相应的次生砂矿。砂矿有残积、坡积和冲积等类型。

迄今,进入国际市场的红、蓝宝石来自以下国家:缅甸、泰国、柬埔寨、克什米尔、巴基斯坦、斯里兰卡、澳大利亚、美国、纳米比亚(不透明的红宝石)、哥伦比亚(蓝宝石和紫罗兰色蓝宝石)、日本(透明晶体)、苏格兰(蓝宝石)、坦桑尼亚(红宝石和装饰石)、津巴布韦(各色蓝宝石和黑色星光蓝宝石)、马拉维(蓝宝石)、肯尼亚(带粉色红宝石)、阿富汗、印度(红宝石、星光红宝石)、巴西(蓝宝石)、越南和中国山东(蓝宝石)。

‘捌’ 火山石有什么好处

孔隙多、质量轻、强度高、保温、隔热、吸音、防火、耐酸碱、耐腐蚀,且无污染、无放射性等,是理想的天然绿色、环保节能的原料。

火山岩石材性能优越、除具有普通石材的一般特点外,还具有自身独特风格和特殊功能。与花岗岩等石材相比,玄武岩石材的低放射性,使之可以安全用于人类生活居住场所,而无放射性污染之虞。

特点:

火山岩石材抗风化、耐气候、经久耐用;吸声降噪有利于改善听觉环境;古朴自然避免眩光,有益于改善视觉环境;吸水防滑阻热有益于改善体感环境:独特的“呼吸”功能能够调节空气湿度,改善生态环境。种种独特优点,可以满足当今时代人们在建筑装修上追求古朴自然、崇尚绿色环保的新时尚。

质坚硬,可用以生产出超薄型石板材,经表面精磨后光泽度可达85度以上,色泽光亮纯正,外观典雅庄重,广泛用于各种建筑外墙装饰,市政道路广场、住宅小区的地面铺装,更是各类仿古建筑、欧式建筑、园林建筑的首选石材,深受国内外广大客户的喜爱和欢迎。

‘玖’ 矿产资源分类

法律分析:(一)能源矿产。(二)金属矿产。(三)非金矿产。(四)水气矿产。

法律依据:根据《矿产资源分类细目》规定:(一)能源矿产煤、煤成气、石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热。(二)金属矿产铁、锰、铬、钒、钛、铜、铅、锌、铝十矿、镍、钴、钨、锡、铋、汞、锑、镁、铂、钯、钌、锇、钛、铑、金、银、铌、钼、铍、锂、锆、锶、铷、镧、铈、错、钕、钐、铕、钇、钆、铽、镝、钬、铒、锰、镱、橹;钪、锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、硒、碲。(三)非金矿产金刚石、石墨、磷、自然硫、硫铁矿、钾盐、硼、水晶(压电水晶、熔炼水晶、光学水晶、工艺水晶)、刚玉、蓝晶石、硅线石、红柱石、硅灰石,钠硝石,滑石、石棉、蓝石棉。云母,长石,石榴子石。叶腊石。透辉石,透闪石。蛭石、沸石。明矾石、芒硝(含钙芒硝)、石膏(含硬石膏)、重晶石、毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、菱镁矿、萤石(普通萤石、光学萤石)、宝石、黄玉、玉石、电气石、玛瑞、颜料矿物(赭石、颜料黄土)、石灰岩(电石用灰岩、制碱用灰岩、化肥用灰岩、熔剂用灰岩、玻璃用灰岩、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩、制灰用灰岩、饰面用灰岩)、泥灰岩、白垩、含钾岩石、白云岩(冶金用白云岩、化肥用白云岩、玻璃用白云岩、建筑用白云岩)、石英岩(冶金用石英岩、玻璃用石英岩、化肥用石英岩)、砂岩(冶金用砂岩、玻璃用砂岩、水泥配料用砂岩、砖瓦用砂岩、化肥用砂岩、铸型用砂岩、陶瓷用砂岩)、天然石英砂(玻璃用砂、铸型用砂、建筑用砂、水泥配料用砂、水泥标准砂、砖瓦用砂)、脉石英(冶金用脉石英、玻璃用脉石英)、粉石英、天然油石、含钾砂页岩、硅藻土、页岩(陶粒页岩、砖瓦用页岩、水泥配料用页岩)、高岭土、陶瓷土、耐火粘土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、伊利石粘土、累托石粘土、膨润土、铁矾土、其他粘土(铸型用粘土、砖瓦用粘土、陶粒用粘土、水泥配料用粘土、水泥配料用红土、水泥配料用黄土、水泥配料用泥岩、保温材料用粘土)、橄榄岩(化肥用橄榄岩、建筑用橄榄岩)、蛇纹岩(化肥用蛇纹岩、熔剂用蛇纹岩、饰面用蛇纹岩)、玄武岩(铸石用玄武岩、岩棉用玄武岩)、辉绿岩(水泥用辉绿岩、铸石用辉绿岩、饰面用辉绿岩、建筑用辉绿岩)、安山岩(饰面用安山岩、建筑用安山岩、水泥混合材用安山玢岩)、闪长岩(水泥混合材用闪长玢岩、建筑用闪长岩)、花岗岩(建筑用花岗岩、饰面用花岗岩)、麦饭石、珍珠岩、黑曜岩、松脂岩、浮石、粗面岩(水泥用粗面岩、铸石用粗面岩)、霞石正长岩、凝灰岩(玻璃用凝灰岩、水泥用凝灰岩、建筑用凝灰岩)火山灰、火山渣、大理岩(饰面用大理岩、建筑用大理岩、水泥用大理岩、玻璃用大理岩)、板岩(饰面用板岩、水泥配料用板岩)、片麻岩、角闪岩、泥炭、矿盐(湖盐、岩盐、天然卤水)、镁盐、碘、溴、砷。(四)水气矿产地下水、矿泉水、二氧化碳气、硫化氢气、氦气、氡气。

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