山东蓝宝石及其环带研究

【摘要】： 本文通过对山东昌乐蓝宝石的地质与地球化学研究，结合对海南等其它蓝宝石特征的比较分析，探讨山东昌乐蓝宝石特别是其环带的形成机制，从而为蓝宝石找矿以及蓝宝石的加工和改色提供指导。 本次研究取得如下主要进展： 1、对山东昌乐、海南岛蓬莱蓝宝石及其环带的特征进行了电子探针研究。研究表明，山东昌乐的蓝宝石普遍发育环带，从外观上讲，蓝宝石中深浅色度的交替出现是出现环带的直接原因，而总Fe含量的近周期性变化是形成蓝宝石环带的根本原因；同一蓝宝石的同一环带，其总Fe的含量几乎相同，所以该环带上的任何一个成分点都可以代表整条环带的成分；同一蓝宝石的不同环带，颜色越深，含Fe越高，颜色越浅，含Fe则越低；凡出现环带的蓝宝石，其核部总是深黑色或者蓝黑色，而其含铁量一般都比其它部位高。 2、对山东昌乐蓝宝石及其环带的拉曼谱特征进行了研究。研究表明，山东蓝宝石中Fe主要是以Fe~(3+)的形式存在的；Fe含量的周期性变化主要表现为Fe~(3+)含量的周期性变化；而在蓝宝石中，Fe主要是以类质同象的形式替换Al而进入刚玉晶格的，在刚玉晶格中存在着O-Al_4，和O-Fe_4的结构格式，也极有可能存在着二者的几个过渡型分子结构如O-Al_3Fe，O-Al_2Fe_2及O-AlFe_3。 3、观察到了山东、海南蓝宝石普遍存在的反应边，并测试了反应边的成分，证实其以富Fe，Mg，和K为特征；研究了蓝宝石里面的包体，发现蓝宝石里面存在着大小不等的KCl的结晶颗粒，还发现了富K富Si的熔浆包裹体，说明其形成过程中有同化混染的贡献；此外还发现了斜方辉石，磁铁矿，铬铁矿，锆石的包体矿物。 4、在昌乐地区区分出三类主要的玄武岩：a，牛山组含矿的碱性橄榄玄武岩，位于方山，含大量的大小不一的风化蚀变程度不同的地幔岩包体；b，牛山组几乎不含矿的碱性橄榄玄武岩，含少量地幔岩包体，且包体一般比方山小，多数已经遭严重风化而只留下空洞，含有相当数量的钛铁矿，主要位于北岩南部的苍山，桃花山及乔官火山口。c，尧山组橄榄玄武岩，不含任何包体，也不含矿。分别采用XRF和ICP-MS分析了上述三类岩石全岩的主量元素和微量元素，结果发现这三类岩石在主量元素和微量元素方面都有着比较明显的区别。在此基础上讨论了K，Na，Ca等碱质元素对于蓝宝石结晶的控制机理。 硕士论文题目:山东蓝宝石及其环带的研究作者:张战军二零零三年五月五日 反应和环带的变化情况进行了实验研究。实验表明，尽管温度高达1360吧， 但在干系统条件下，在12小时的接触过程中，没有观察到蓝宝石与三类 岩石(即上述含矿，不含矿及其过渡类型)的熔浆有明显的交代迹象， 且蓝宝石的环带依然清晰可见。在此基础上对蓝宝石的改色提出了一些 建议。 6、在上述研究基础上，讨论了山东昌乐蓝宝石及其环带形成的岩浆结晶- 同化混染联合作用机制及其与封闭开放条件的关系。