尼日利亚祖母绿的宝石学和矿物学研究

【摘要】：祖母绿深受大众喜爱,除了哥伦比亚、巴西等传统产区之外,非洲祖母绿在世界祖母绿市场中也占有越来越重要的位置。尼日利亚作为典型的非洲祖母绿矿区之一,其产出与泛非花岗岩有关。对该产地的研究有助于加深对非洲祖母绿矿区的认识,并对新矿区的发现有一定的指导作用。尼日利亚祖母绿矿区位于中部的卡杜纳州和高原州,颜色从“薄荷绿色”到蓝绿色。因为生长在伟晶岩或花岗岩的晶洞中,尼日利亚祖母绿晶体通常较大(晶体最大可达10cm)、形态好,也因此受到人们的关注。本文详细描述了尼日利亚祖母绿的宝石学和矿物学性质,总结了尼日利亚祖母绿的产地特征,并提出了尼日利亚祖母绿的成矿模式。尼日利亚祖母绿的折射率和密度都偏低,这是因为碱金属含量偏低。其化学成分特征为:低镁、低钠和高铁。通过分析紫外-可见光-近红外光谱图可知,祖母绿的致色元素除了有Cr、V元素外,Fe在尼日利亚祖母绿的颜色中也起到了重要的作用。异常高的铁含量是造成尼日利亚祖母绿颜色偏蓝的原因,并且可作为一项产地鉴定的依据。通过显微观察、拉曼光谱等手段确定祖母绿中的固体包裹体的种类有:钠长石,萤石,钛铁矿,独居石,石英,电气石,绿柱石,金红石,尖晶石,富Fe的黑云母以及黑色多相矿物集合体(组成为钛铁矿+金红石+锡石+/-铌铁矿+/-铁的氧化物/氢氧化物)。其中富Fe的黑云母以及黑色多相矿物集合体仅在尼日利亚祖母绿中发现,可作为产地鉴定的依据;而钠长石+萤石+独居石+金红石的组合也是该产地的特征之一。通过显微红外光谱仪和显微拉曼光谱仪对流体包裹体的成分进行了分析,发现两相包裹体可分为两类:一种是气态CO2和液态H2O;另一种是气态CH4和液态H2O。此外,祖母绿中还有三相流体包裹体和多相流体包裹体。尼日利亚祖母绿的围岩为碱性花岗岩,祖母绿形成于岩浆活动的后期和热液活动的早期。热液中的Cr、V可能来自基底岩石,而Be则直接来自岩浆流体。