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祖母绿矿床成因

祖母绿矿床的形成过程,从原理上解释是在以下三个条件相互作用下形成的。

一是含各种化学组分(Al、Si、Be、F、Cl、B、Li…)的热液流体,如岩浆结晶分异后形成的高温气成热液、深部岩浆分异等形成的深熔流体、大气降水或地下溶解等形成的热卤水。

二是含Cr\V等形成祖母绿所必须的致色元素的围岩,这些围岩有各种基性—超基性、云母片岩、滑石岩\透闪石片岩、变粒岩和斜长角闪岩等变超基性岩以及哥伦比亚特有的黑色页岩。

三是使得成矿流体进入、循环和矿物结晶所必须的各种不同成矿构造,包括断层、剪切带、各种节理裂隙以及矿囊等。

全世界有11个国家有祖母绿矿床,分为碳酸盐热液型、气成热液型、伟晶岩型这三个类型。碳酸盐热液型主要为哥伦比亚矿床,气成热液型包括巴西、赞比亚、俄罗斯、尼日利亚等。极少量的祖母绿产在伟晶岩中,由于颜色较浅常被称为绿色绿柱石。

世界上绝大多数祖母绿矿床是酸性的花岗岩或花岗伟晶岩侵入超基性变质岩产生的结果。祖母绿通常呈不均匀的浸染状或者斑晶赋生在变质片岩中或其与酸性岩脉的接触带中。

如祖母绿第二大产地巴西,其祖母绿矿床的形成缘于两次重大的构造活动,一次是约11亿年前的造山幕,另一次是约4到6亿年前的岩浆侵入旋回,大量的花岗岩及伟晶岩侵入,造成长达数千公里的伟晶岩带。巴西祖母绿整个矿带大致成南北向展布,长达1千公里。

哥伦比亚在世界祖母绿矿床是几乎是唯一的例外,它的产生虽然也与地质运动有关,但祖母绿晶体的产生过程却有着极差异。在6500万年前和3800万年前的两次板块运动中,使大西洋变宽,把南美洲板块向太平洋板块推挤,升起了安第斯山脉,海底的沉积物得以拱起,周边巨大的倾斜断层将裹夹着铬、钒原子的热液释放喷发到地表的岩层中,将岩层爆裂成碎片,之后由于温度和压力的骤然下降,祖母绿晶体便向下雪般析出。

成矿对祖母绿晶体生长的影响

对比两种成矿作用对祖母绿晶体生成的影响。哥伦比亚祖母绿矿床生成年代3800万年,成矿温度180℃,成矿深度较浅,热卤水在淋滤黑色页岩中的Be\Cr\V等元素时,在片岩自由宽敞的孔洞空间中祖母绿晶体生成,过程较迅速。这使得一方面祖母绿生成中没有过多时间接纳周围的岩石矿物,所以晶体内部净度好。一方面其成矿年代在世界祖母绿矿床中属于较晚的,成矿温度压力低,晶体生成结构致密性低,故多裂缝。

而巴西祖母绿是在激烈造山运动中形成的,形成年代也足够久远,所以一方面周围母岩和围岩中的物质会较多进入到晶体中,使其内含物较多。但同时由于其生长时间较长,长期处于地质结构复杂的区域被研磨侵蚀,因而晶体在致密性方面表现优异,密度高裂缝少。

哥伦比亚祖母绿因其多裂的特性使原石在开采、切割过程的浸油保护下,油易从裂缝中进入宝石内部。而优质巴西祖母绿的致密结构使其在开采和加工中,即使浸油也进入不了内部。

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