本文關(guān)鍵詞：青海軟玉致色機(jī)制及成礦機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 青海 軟玉 透閃石 顏色 致色 成礦類型 成礦過程 成礦環(huán)境

【摘要】：青海軟玉礦床發(fā)現(xiàn)于九十年代早期,至少探明儲量為1600噸,因此被認(rèn)為是世界上最大規(guī)模的軟玉礦床之一。青海軟玉與世界其他地區(qū)出產(chǎn)的軟玉相比,具有良好的透明度和非常豐富的顏色,除了白色系列外,還包括綠色、棕色、黃色、紫色等顏色,其中特有的品種為翠綠玉和煙青玉。由于青海軟玉優(yōu)良的品質(zhì),越來越受到人們喜愛,市場價值也越來越高。特別是青海軟玉作為北京29屆奧運(yùn)會制作獎牌的材質(zhì),逐漸被世界所認(rèn)可,已成為世界公認(rèn)的重要的軟玉品種之一。然而,盡管青海軟玉的經(jīng)濟(jì)價值不斷提高,市場比例逐漸增大,但對青海軟玉的科學(xué)研究仍然比較滯后,很多問題急待解決。因此,在本論文中,我們選取了8種具有代表性顏色的結(jié)構(gòu)細(xì)膩的青海軟玉樣品,對青海軟玉的致色機(jī)制和成礦機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)和全面的研究。在青海軟玉致色元素和致色機(jī)制的研究中,我們主要分析8種顏色(白色、青白色、翠青玉、糖色、煙青色、黃色、翠青色、青色和碧綠色)青海軟玉樣品中主要致色元素和相應(yīng)的致色機(jī)制。X射線衍射和礦物分析,得出不同顏色青海軟玉的主要致色礦物為透閃石,含量在95%以上。進(jìn)一步X射線衍射分析結(jié)果表明,不同顏色青海軟玉的結(jié)晶度比較高,平均為96.61%,不同顏色青海軟玉中透閃石的晶格常數(shù)a0、 b0、 c0和β與標(biāo)準(zhǔn)透閃石晶格常數(shù)數(shù)值有所差異,說明離子置換普遍存在。除了青玉和碧玉外,其他顏色青海軟玉中b0低于透閃石的標(biāo)準(zhǔn)值,說明八面體空隙M1、M2和Mg2+被高電價小離子半徑的離子置換,而對于青玉和碧玉,則為低電價大離子半徑的離子。不同顏色青海軟玉中過渡性金屬元素的含量主要由X熒光光譜及等離子質(zhì)譜儀測得,分析結(jié)果表明,青海軟玉可能的致色元素為Fe2+、Fe3+、Mn和Ni。將所有樣品分別在常溫下和低溫下進(jìn)行電子順磁能譜測試,結(jié)果表明：在常溫下,不同顏色青海軟玉的能譜圖基本相似,主要有兩個譜線區(qū)域,一個在3500Gs附近,三組距離比較近的六重超精細(xì)結(jié)構(gòu)譜線,g=2.001,為三個間隔比較近的M1、M2和M3位置上的Mn2+的特征譜線；另一個在1600Gs附近,g=4.331,為M1、M3和M3位置上Fe3+的特征譜線。然而,值得注意的是Mn2+和Fe3+特征譜線強(qiáng)度并不與其含量呈正比,主要原因為：高電價的錳離子取代M1、M2和M3位置上Mg2+,部分Fe3+取代T位置上的Si4+。同時,M1、M2和M3位置上Fe3+的特征譜線在同種顏色的樣品中,隨著色調(diào)的加深,譜線強(qiáng)度增強(qiáng),而Mn2+特征譜線強(qiáng)度在同種顏色樣品中,隨著色調(diào)的加深,譜線強(qiáng)度減弱,由此說明M1、M2和M3位置上Fe3+對青海軟玉的致色有一定的影響,而Mn2+與致色沒有明顯的關(guān)系。在低溫93K下,在g=1.970處沒有檢測到T,的電子順磁能譜特征譜線,說明青海軟玉中Ti主要為Ti4+。在氧化環(huán)境中,將樣品分別加熱到500。C和800。C,退火后,進(jìn)行可見光譜測試,根據(jù)顏色和吸收峰的變化,結(jié)合致色元素的分析結(jié)果,我們可以得出8種顏色青海軟玉的致色原理：(1)褪色樣品：白玉和黃玉主要為02-→Fe3+電荷轉(zhuǎn)移,糖玉為Mn4-4A2→4T2(F)和Fe3-6A,→4E+4A1(4G)電子躍遷,煙青玉為Fe2+→Ti4+電荷轉(zhuǎn)移。這些樣品在加熱過程中,Fe2+和Mn4+被氧化,數(shù)量減少,導(dǎo)致相應(yīng)的400-500 nm或550-560 nm間的吸收峰減弱甚至消失,從而引起褪色作用；(2)顏色加深樣品：青白玉主要為Fe3+6Al→4E+4A,(4G)電子躍遷,翠青玉主要為Cr3+4A2→4T2、Fe3+6A1→4E+‘A,(4G)和Cr34A2→4T1+2E,電子躍遷,青玉和碧玉主要為Fe2+→Fe3+和Fe2+(5T2)+Fe3+(6A1)→Fe2+(5E)+Fe3+(6A1)電荷轉(zhuǎn)移,在加熱過程,這些樣品發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致Fe3+和Cr3"含量增加,400-500 nm或550-560 nm間的吸收峰強(qiáng)度變大,從到引起顏色的加深。在不同顏色青海軟玉的成礦機(jī)制和成礦環(huán)境的研究中,紅外光譜測試和電子探針數(shù)據(jù)表明,不同顏色青海軟玉的主要礦物組成為透閃石。同時,由電子探針數(shù)據(jù)分析陽離子在透閃石中占位情況,根據(jù)以c(Mg)、c(Ca+K+Na)和c(Fe2++Fe3+)為端元元素的三角投影圖可得,不同顏色青海都為接觸交代礦床。根據(jù)青海軟玉總Fe2+(3+)/(Mg2++Fe2+(3+)and的比值及Cr,Co和Ni的含量為坐標(biāo)軸進(jìn)行投影,可以得出,白玉、青白玉、糖玉、煙青玉、翠青玉和黃玉是與白云質(zhì)大理巖有關(guān)的接觸交代礦床,而青玉和碧玉是與超鎂鐵巖有關(guān)的接觸交代礦床。進(jìn)→步次要礦物的形態(tài)和成分的分析結(jié)果表明,青海軟玉可能存在四種成礦過程,分別為白云質(zhì)大理巖→透閃石、白云質(zhì)大理巖→透輝石→透閃石、輝石→蛇紋石→透閃石和橄欖石→蛇紋石→透閃石。1) 我們應(yīng)用等離子質(zhì)譜儀對不同顏色青海軟玉中的微量元素和稀土元素進(jìn)行測試,并以此來說明不同顏色青海軟玉的成礦來源和成礦環(huán)境。與白云質(zhì)大理巖有關(guān)的青海軟玉,其球粒隕石的稀土元素的標(biāo)準(zhǔn)分配模式為,輕稀土元素較為富集,中稀土元素較平,6 Eu中等負(fù)異常,并且這些樣品中稀土元素的含量都非常低,與白云質(zhì)大理巖的稀土分配模式相似,說明相似的起源。而與超鎂鐵巖有關(guān)的青海軟玉中,青玉的稀土元素分配模式為左傾,重稀土元素富集,6Eu中等負(fù)異常,與純橄欖巖的稀土元素分配模式相似,而碧玉稀土元素分配模式表現(xiàn)為,深V字形,輕、重稀土分異都不明顯,與輝長巖的稀土元素分配模式相似。根據(jù)對成礦環(huán)境有指示意義的元素比值(Fe2+/Fe3+,δCe,Sr/Ba,Zr/Hf,Hf/Ta和Zr/Ta)的分析,可以得出,不同顏色的青海軟玉中,從白玉→青白玉→黃玉→翠青玉→糖玉→煙青玉→碧玉→青玉,氧逸度依次降低,從黃玉→翠青玉→碧玉→煙青玉→青玉→糖玉→青白玉→白玉,成礦環(huán)境中堿性逐漸增加。
【關(guān)鍵詞】：青海 軟玉 透閃石 顏色 致色 成礦類型 成礦過程 成礦環(huán)境
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P619.28
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-28
• 1.1 青海軟玉概述13
• 1.2 選題依據(jù)及研究意義13-14
• 1.3 研究現(xiàn)狀14-22
• 1.3.1 軟玉研究現(xiàn)狀14-20
• 1.3.2 青海軟玉研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 研究內(nèi)容及研究方法22-23
• 1.5 論文的研究進(jìn)度及主要工作量23-24
• 1.5.1 論文的研究進(jìn)度23
• 1.5.2 主要工作量23-24
• 1.6 主要研究成果24-28
• 第二章 青海軟玉礦床地質(zhì)概況28-37
• 2.1 東昆侖區(qū)域板塊演化及特征28-30
• 2.2 青海軟玉成玉的地質(zhì)條件30-32
• 2.3 青海軟玉主要產(chǎn)地及礦山概況32-36
• 2.3.1 納赤臺三岔河玉礦32-33
• 2.3.2 大(小)灶火玉礦33-35
• 2.3.3 托拉海(野牛溝)玉礦35-36
• 2.4 小結(jié)36-37
• 第三章 青海軟玉的礦物學(xué)研究37-47
• 3.1 掃描電鏡特征37-40
• 3.2 微觀結(jié)構(gòu)特征40-43
• 3.3 典型礦物組成43-46
• 3.4 小結(jié)46-47
• 第四章 青海軟玉致色元素研究47-65
• 4.1 引言47-48
• 4.2 不同顏色青海軟玉致色礦物分析48-51
• 4.2.1 紅外光譜分析48-50
• 4.2.2 微觀結(jié)構(gòu)及次生礦物分析50-51
• 4.3 不同顏色青海軟玉化學(xué)成分分析51-57
• 4.3.1 主要化學(xué)成分分析51-54
• 4.3.2 過渡性金屬元素含量分析54-57
• 4.4 電子順磁共振波譜57-63
• 4.4.1 常溫下電子順磁能譜分析58-62
• 4.4.2 低溫下電子順磁共振波譜62-63
• 4.5 小結(jié)63-65
• 第五章 不同顏色青海軟玉變溫可見光譜分析及致色機(jī)制研究65-80
• 5.1 引言65
• 5.2 透閃石的結(jié)構(gòu)65-66
• 5.3 不同顏色青海軟玉X射線衍射分析66-68
• 5.4 青海軟玉呈色機(jī)理分析68-70
• 5.5 不同顏色青海軟玉可見光譜歸屬分析70-79
• 5.5.1 常溫下不同顏色青海軟玉可見光譜分析70-72
• 5.5.2 分別加熱到500℃和800℃后不同顏色青海軟玉可見光譜分析72-79
• 5.6 小結(jié)79-80
• 第六章 不同顏色青海軟玉成礦類型及成礦過程研究80-96
• 6.1 引言80-81
• 6.2 不同顏色青海軟玉差熱分析81-84
• 6.3 成礦類型分析84-90
• 6.3.1 不同顏色青海軟玉成因分析84-87
• 6.3.2 不同顏色青海軟玉成礦類型分析87-90
• 6.4 成礦過程分析90-94
• 6.4.1 不同顏色青海軟玉次要礦物成分分析90-92
• 6.4.2 不同顏色青海軟玉成礦過程92-94
• 6.5 小結(jié)94-96
• 第七章 不同顏色青海軟玉成礦來源及成礦環(huán)境研究96-119
• 7.1 引言96
• 7.2 不同顏色青海軟玉地球化學(xué)特征96-105
• 7.2.1 青海軟玉稀土元素特征96-99
• 7.2.2 青海軟玉微量元素特征99-105
• 7.3 不同顏色青海軟玉成礦來源分析105-111
• 7.3.1 鎂質(zhì)白云質(zhì)大理巖的青海軟玉成礦來源分析105-109
• 7.3.2 蛇紋巖或蛇紋巖化的超鎂鐵巖的青海軟玉成礦來源分析109-111
• 7.4 不同顏色青海軟玉成礦環(huán)境分析111-115
• 7.4.1 氧化還原環(huán)境分析111-113
• 7.4.2 酸堿性環(huán)境分析113-115
• 7.5 青海軟玉成礦年代分析115-118
• 7.5.1 鉀氬定年法115-116
• 7.5.2 青海軟玉三個與礦點的成礦年代116-118
• 7.6 小結(jié)118-119
• 結(jié)論119-122
• 參考文獻(xiàn)122-132
• 致謝132-133
• 攻讀博士期間的研究成果133-134
• 附錄134-136

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本文編號：922174