辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定_迟广成.pdf

2013 年 2 月 February 2013 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 32，No． 1 78 ～83 收稿日期 2011 －10 －23; 接受日期 2012 －03 －24 基金项目 国土资源部 “金刚石矿床标型矿物的 X 射线衍射特征” 项目 200811120 作者简介 迟广成， 高级工程师， 从事岩矿测试工作。E- mail chiguangcheng126． com。 文章编号 02545357 2013 01007806 辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定 迟广成1，李国武2，肖刚1，陈英丽1，伍月1，汪寅夫1，胡建飞1 1． 沈阳地质矿产研究所，辽宁 沈阳110032;2． 中国地质大学 北京 ，北京 100083 摘要 辽宁瓦房店金刚石矿区金伯利岩中的石榴石一直被当作镁铝榴石。 为了确定矿区颜色复杂的石榴石种类， 本文对矿区的石榴石进行了系统的 采样分析， 测定了 112 件石榴石样品的晶胞参数、 50 件样品的微区化学成 分和 40 件样品的红外光谱。利用石榴石晶胞参数、 红外光谱、 化学成分和 化学分子式方法对矿区石榴石进行分类， 结果显示 晶胞参数分类法误差 大， 容易得出错误结论; 红外图谱分类法准确度不高， 只能作为参考方法; 化学成分分类法太过笼统， 达不到详细划分石榴石种类的目的; 化学分子 式分类法可把矿区的石榴石详细划分 6 个矿种 镁钙铁 － 铝铬铁榴石、 镁 铁钙 － 铝铬铁榴石、 镁钙铁 － 铝铬榴石、 镁钙 － 铝铬铁镁榴石、 镁铁钙 － 铝 铬榴石、 镁铁钙 － 铝铁铬榴石， 每种石榴石都充分反映了 A、 B 离子的种类及占位特征， 是 4 种分类方法中最 为科学的方法。研究认为瓦房店金刚石矿区金伯利岩中石榴石 A 端元成分以 Mg2 离子占位为主; B 端元成 分以 Al3 离子占位为主。由于阳离子替代普遍， A、 B 端元成分复杂， 瓦房店金伯利岩中不存在单纯意义上 的镁铝榴石。 关键词 金伯利岩; 石榴石; 晶胞参数; 化学成分; 红外图谱; 石榴石分类 中图分类号 P578． 571; P575文献标识码 A 瓦房店金伯利岩中石榴石的最显著特点就是颜 色复杂， 有绿、 紫、 红、 橙及各种过渡颜色， 其中以紫 红色最多， 绿色 － 紫色镁铝榴石虽然少见， 却是含矿 金伯利岩的特征矿物。无矿或贫矿金伯利岩中主要 为深浅不一的紫红色镁铝榴石 ［1 ］。瓦房店金伯利 岩中的石榴石次变边发育， 一般 2 ～ 3 层， 最多可达 5 ～7 层， 蚀变强烈， 常形成“绿豆” 和“黑豆” ; 相似 岩石中的镁铝榴石次变边不发育， 蚀变也较弱 ［2 ］。 在以往许多关于辽宁瓦房店金伯利岩石榴石的 特征研究中， 虽然对石榴石晶胞参数、 红外光谱和化 学成分进行了大量的研究工作， 却未对石榴石的种 类进行详细划分， 一直把金伯利岩中的石榴石当作 镁铝榴石 ［3 －4 ］。实际上瓦房店金伯利岩中石榴石的 颜色十分复杂， 可能包含很多种类及亚种石榴石。 建立石榴石种类划分方法， 详细划分瓦房店金伯利 岩中石榴石矿物种类， 是金伯利岩型金刚石矿床研 究人员急需解决的问题。 本文利用 X 射线单晶衍射仪、 电子探针仪和 红外光谱仪对瓦房店金伯利岩中石榴石不同单晶的 晶胞参数、 主要化学成分以及红外图谱进行检测， 根 据三种仪器分析数据对辽宁瓦房店金伯利岩中石榴 石种类进行划分， 对不同分类方法结果进行比较， 找 到最优的金伯利岩中石榴石种类划分方法， 准确划 分瓦房店金伯利岩中石榴石的种类， 为金伯利岩型 金刚石找矿提供准确的矿物学信息。 1样品采集 晶胞参数测定选用的 112 件石榴石样品取自于 辽宁瓦房店金刚石矿区 1 号、 42 号、 50 号和 51 号岩 管金伯利岩中， 在相应岩管分别选取了 23、 42、 20、 27 个石榴石单晶样品。 化学成分测试用的 50 件石榴石样品为 辽宁瓦 房店金刚石矿区 1 号无矿金伯利岩体中选取 12 件， 42 号金伯利岩大岩管中等含矿金伯利岩体中选取 87 ChaoXing 20 件， 50 号金伯利岩管富矿金伯利岩中选取 9 件， 51 号金伯利岩管贫矿金伯利岩中选取 9 件。 红外光谱分析的 40 件石榴石样品为 瓦房店石 灰窑 1 号岩管无矿金伯利岩体中选取 10 件， 42 号 岩管中等含矿金伯利岩体中选取 10 件， 50 号岩管 富矿金伯利岩中选取 5 件， 51 号岩管贫矿金伯利岩 体中选取 15 件。 2样品分析及测量条件 2． 1单晶 X 射线衍射分析 石榴石晶胞参数测定在中国地质大学 北京 晶体结构实验室完成。所用仪器为 SMART APEX CCD 单晶 X 射线衍射仪 德国布鲁克公司 。实验 条件为 Mo Kα 射线， 石墨单色器， 晶体与 CCD 的距 离为 50． 017 mm， 管压 45 kV， 管流 35 mA。晶胞参 数使用 matrix 方法测试， 扫描范 围 ①2θ 角 为 －30， 四圆衍射仪上的 φ 转轴设为 0， ω 转轴设为 －45 ～ －30; ②2θ 角为 － 30， 四圆衍射仪上的 φ 转轴设为 90， ω 转轴设为 － 45 ～ － 30 ; ③2θ 角 为 30， 四圆衍射仪上的 φ 转轴设为 0， ω 转轴设为 15 ～30; 每个方向 50 帧， 曝光时间 10 s， 大多数样 品可获得 200 个以上衍射点用于晶胞参数的精修， 晶胞参数精修使用全矩阵最小二乘精修方法。全部 的晶胞参数的误差统计表明， 90 以上数据误差小 于 0． 005， 数据质量较好， 所选晶体大小尽量保证在 0． 08 ～0． 3 mm［5 －12 ］。 2． 2电子探针分析 矿物化学成分分析在沈阳地质矿产研究所实验 测试中心完成。所用仪器为 JAX － 8100 电子探针 波谱仪 日本电子公司 。测定条件为 室温 23℃， 湿度 40， 加速电压 15 kV， 工作电流 1 10 －8A， 工 作距离 11 mm， 束斑直径 1 μm。在设定条件下， 对 所选石榴石样品进行微区分析， 分析项目主要为 MgO、 SiO2、 FeO、 TiO2、 Al2O3、 Cr2O3、 CaO、 MnO。 2． 3红外光谱分析 红外光谱分析在沈阳地质矿产研究所实验测试 中心完成。所用仪器为 Nicolet 5700 型红外光谱仪 美国 Thermo 公司 ， 测量条件 扫描次数为 32， 分 辨率为4， 检测器为 DTGS CsI， 分束器为 CsI， 扫描范 围 400 ～4000 cm －1 ［13 ］。 3结果与讨论 3． 1石榴石晶胞参数特征及类型划分 瓦房店金伯利岩中石榴石晶胞参数测试结果显 示 见表1 石榴石晶胞大小在1. 1459 ～1. 1526 nm 之间有 4 个， 在 1. 1538 ～ 1. 1574 nm 之间有 36 个， 在 1. 1575 ～ 1. 1621 nm 之间有 60 个， 在 1. 1622 ～ 1. 1851 nm 之间有 12 个。镁铝榴石、 铁铝榴石、 锰 铝榴石、 钙铝榴石、 钙铁榴石、 钙铬榴石、 钙钒榴石、 钙锆榴石晶胞大小分别为 1. 1459、 1. 1526、 1. 1621、 1. 1851、 1. 2048、 1. 2000、 1. 2035、 1. 2460 nm［14 ］， 推 测瓦房店金伯利岩中石榴石有 4 种， 即镁铁铝榴石 4 个 、 锰铁铝榴石 36 个 、 铁锰铝榴石 60 个 和 锰钙铝榴石 12 个 。 表 1瓦房店金伯利岩中石榴石晶胞参数 Table 1The crystal cell parameters of the garnets in the Wafangdian kimberlites 采样地点样品件数 晶胞参数/nm 1．1459 ～1．1526 1．1538 ～1．1574 1．1575 ～1．1621 1．1622 ～1．1851 1 号无矿岩管23 －－1112 42 号中等含矿岩管421 734－ 50 号贫矿岩管20 3143－ 51 号富矿岩管27 －1512－ 合计1124366012 3． 2石榴石化学成分特征及类型划分 瓦房店金伯利岩中石榴石的主要化学成分 见 表 2 显示 MgO 平均含量为 18． 262 ～ 20. 061， SiO2平均含量为 41. 585 ～ 42. 454， FeO 平均含 量为 7. 044 ～ 9. 068， TiO2平均含量为 0. 037 ～0. 208， Al2O3平均含量为 16. 134 ～20. 120， Cr2O3平均含量为 4. 067 ～9. 810， CaO 平均含量 为 4. 781 ～ 7. 120， MnO 平均含量为 0. 011 ～ 0. 027。根据 50 件石榴石化学成分测试结果， 推 测研究区石榴石为镁铁钙 － 铝铬石榴石系列。 3． 3石榴石分子式特征及类型划分 为了详细划分工作区石榴石类型， 根据瓦房店金 伯利岩中50 件石榴石电子探针微区化学成分分析结 果， 计算出石榴石分子式。计算方法见表 3， 石榴石 成分为探针微区分析项目， 氧化物为石榴石中各氧化 物的质量分数， 分子质量为氧化物原子质量之和， 摩 尔数为氧化物的质量分数与分子质量之比， 氧原子数 和阳离子数为氧化物中原子数与摩尔数之积， 再以石 榴石中12 个氧原子数除以各氧化物氧原子数之和 2. 75 得4. 36， 以4. 36 乘氧化物中阳离子数得到分子 中该元素阳离子数; 按二价阳离子首先占据十二面体 空腔， 三价阳离子首选八面体占位的规律计算出石榴 石分子式。 97 第 1 期迟广成， 等 辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定第 32 卷 ChaoXing 表 2石榴石微区分析结果 Table 2The chemical composition of the garnets by microanalysis 采样地点样品件数 wB/ MgO SiO2FeOTiO2Al2O3Cr2O3CaOMnO 总和 1 号岩管12 18. 26241．6657．8120．08516．1349．8106．8850．006100．70 42 号岩管深16 18．71541．5857．8760．08316．6998．3666．8630．014100．36 42 号岩管浅4 18．71741．7797．0440．03716．5788．8607．1200．027100．43 50 号岩管9 19．85642．1059．0680．20820．1204．0675．1750．011100．71 51 号岩管9 20．06142．4548．5940．19219．8994．2214．7810．017100．39 注 石榴石中氧化物含量是瓦房店相同金伯利岩管所测石榴石样品的平均值。 表 3石榴石分子式计算 Table 3Garnet molecular ula calculation sheet 石榴石化学成分MgO SiO2FeOTiO2Al2O3MnOCr2O3CaO 氧化物质量分数 wB/ 19．031141．251110．93260．419620．00840．01133．40994．9361 氧化物分子质量40．3060．0871．8579．87101．9670．94151．9956．08 氧化物摩尔数0．47220．68660．15220．00530．19620．00020．02240．0880 氧化物中氧原子数0．47221．37320．15220．01050．58870．00020．06730．0880 氧化物中阳离子数0．47220．68660．15220．00530．39250．00020．04490．0880 分子式中阳离子数2．062．990．660．021．710．000．200．38 注 石榴石中氧化物含量是瓦房店50 号岩管7 号样中单晶石榴石电子探针的测试值。 50 件单晶石榴石分子式结果显示 见表 4 ［ 15 ］ 瓦房店金伯利岩中石榴石主要分为6 种类型14 件为 镁钙铁 －铝铬铁榴石Ⅰ 型 ， 11 件为镁铁钙 － 铝铬铁 榴石Ⅱ 型 ， 15 件为镁钙铁 －铝铬榴石 Ⅲ型 ， 1 件为 镁钙 －铝铬铁镁榴石 Ⅳ型 ， 7 件为镁铁钙 － 铝铬榴 石 Ⅴ型 ， 2 件为镁铁钙 －铝铁铬榴石 Ⅵ型 。 辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石分子式阳离子配 位数据显示， 瓦房店金伯利岩中石榴石族矿物化学 式中的 A 主要由 Mg2 、 Fe2 和 Ca2 离子占位; B 主 要由 Al3 、 Fe3 和 Cr3 离子占位［16 ］， 三价阳离子主 要为 Al3 ， ［AlO6］八面体占位达 61 ～ 92， ［ FeO6］ 和［ CrO6］ 八面体占位小于 8 ～ 40; 二价 阳离子主要为Mg2 ， Mg2 占据十二面体空腔中心位 置达 63 ～ 74， Ca2 、 Fe2 占据十二面体空腔中 心位置小于 26 ～37。Ca2 的离子半径较大， 虽 然难以与其他二价阳离子置换， 但在瓦房店金伯利 岩的石榴石中， 同其他二价阳离子置换普遍， Ca2 占 据十二面体空腔中心位置达 14 ～31， 形成镁钙 铁、 镁铁钙、 镁钙三个系列 6 个种类的石榴石。 表 4瓦房店金伯利岩中石榴石分子式和类型 Table 4The garnets ula and classification of the Wafangdian kimberlites 采样地点石榴石名称样品件数石榴石分子式石榴石类型 1 号岩管 镁钙铁 － 铝铬榴石8 Mg1． 98Ca0． 53Fe0． 47 2． 98 Al1． 45Cr0． 511． 96Si3． 04O12 Ⅲ 镁钙铁 － 铝铬铁榴石3 Mg1． 99Ca0． 54Fe0． 47 3． 00 Al1． 38Cr0． 58Fe0． 021． 98Si3． 02O12 Ⅰ 镁铁钙 － 铝铬榴石1 Mg2． 01Fe0． 49Ca0． 48 2． 98 Al1． 42Cr0． 531． 95Si3． 04O12 Ⅴ 42 号岩管 镁钙铁 － 铝铬铁榴石8 Mg2． 01Ca0． 55Fe0． 44 3． 00 Al1． 37Cr0． 61Fe0． 032． 01Si3． 00O12 Ⅰ 镁铁钙 － 铝铬铁榴石4 Mg2． 11Fe0． 47Ca0． 42 3． 00 Al1． 62Cr0． 34Fe0． 031． 99Si3． 02O12 Ⅱ 镁钙铁 － 铝铬榴石7 Mg1． 90Ca0． 57Fe0． 52 2． 99 Al1． 33Cr0． 621． 95Si3． 04O12 Ⅲ 镁钙 － 铝铬铁镁榴石1 Mg1． 97Ca1． 03 3． 00 Al1． 23Cr0． 32Fe0． 30Mg0． 242． 09Si3． 06O12 Ⅳ 50 号岩管 镁钙铁 － 铝铬铁榴石1 Mg2． 12Ca0． 50Fe0． 38 2． 99 Al1． 49Cr0． 45Fe0． 082． 02Si3． 00O12 Ⅰ 镁铁钙 － 铝铬铁榴石5 Mg2． 22Fe0． 42Ca0． 36 3． 00 Al1． 69Cr0． 24Fe0． 04Ti0． 011． 98Si3． 03O12 Ⅱ 镁铁钙 － 铝铬榴石2 Mg2． 01Fe0． 52Ca0． 47 3． 00 Al1． 65Cr0． 321． 97Si3． 03O12 Ⅴ 镁铁钙 － 铝铁铬榴石1 Mg2． 17Fe0． 51Ca0． 32 3． 00 Al1． 81Fe0． 10Cr0． 08Ti0． 022． 01Si3． 01O12 Ⅵ 51 号岩管 镁铁钙 － 铝铬榴石4 Mg2． 15Fe0． 46Ca0． 39 3． 00 Al1． 55Cr0． 381． 93Si3． 05O12 Ⅴ 镁铁钙 － 铝铬铁榴石2 Mg2． 20Fe0． 48Ca0． 32 3． 00 Al1． 81Cr0． 12Fe0． 011． 94Si3． 04O12 Ⅱ 镁钙铁 － 铝铬铁榴石2 Mg2． 15Ca0． 45Fe0． 40 3． 00 Al1． 40Cr0． 49Fe0． 04Ti0． 011． 94Si3． 05O12 Ⅰ 镁铁钙 － 铝铁铬榴石1 Mg1． 87Fe0． 76Ca0． 37 3． 00 Al1． 78Fe0． 07Ti0． 04Cr0． 011． 90Si3． 08O12 Ⅵ 08 第 1 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 3． 4石榴石红外谱学特征及类型划分 根据 Tarrte 提出的石榴石鉴定程序 ［ 17 ］， 铁铝榴石 B、 C、 D 谱带在 960、 897、 877 cm －1附近; 锰铝榴石 B、 C、 D 谱带在 950、 885、 865 cm －1附近; 钙铝榴石 B、 C、 D 谱带在 915、 860、 840 cm －1附近; 钙铬榴石 B、 C、 D 谱带在 900、 840、 830 cm －1 附近; 镁铝榴石 C 和 D谱带的频率差为 26 ～27 cm －1; 铁铝榴石和锰 铝榴石 C 和 D 谱带的频率差为 19 ～21 cm －1。当镁 铝榴石结构中有较多的 Cr3 取代 Al3 时， C 和 D 谱 带的频率差可以从 27 cm －1降到 4 cm－1， 导致不能 鉴别镁铝榴石 ［18 －20 ］。 辽宁瓦房店 1 号、 42 号、 50 号和 51 号金伯利岩 岩管中 40 件镁铝榴石红外图谱特征 见表 5 ， 镁铝 榴石红外光谱吸收峰在指纹区有 7 个 ［21 ］， 红外图谱 A 谱带在 984． 3 ～ 1086． 5 cm －1 之间，B 谱带在 958． 0 ～ 968． 5 cm －1 之间， 平均值为 965． 5 cm －1; C 谱带在 874． 0 ～899. 7 cm －1之间， 平均值为 893. 0 cm －1; D 谱带在 861. 7 ～874. 3 cm－1之间， 平均值为 870. 4 cm －1; E 谱带在 567. 8 ～ 575. 9 cm－1 之间， 平 均值为 573. 2 cm －1; F 谱带在467. 5 ～482. 3 cm－1之 间， 平均值为 478. 5 cm －1; G 谱带在 446. 9 ～ 459. 6 cm －1之间， 平均值为 455. 9 cm－1。图 1 为 51 号金 伯利岩岩管中 51 －21 号淡枚瑰色石榴石红外图谱。 瓦房店金伯利岩中石榴石红外图谱 C 和 D 谱 带的频率差为 11 ～ 30 cm －1， 大于 27 cm－1有 2 个， 26 ～27 cm －1 之间有 7 个 属于镁铝榴石 ， 21 ～ 26 cm －1之间有 13 个 属于铁铝 － 镁铝榴石过渡系 列 ， 19 ～21 cm －1之间有 8 个 属于铁铝榴石 ， 小 于 19 cm －1有 10 个 向镁铬铝榴石过渡系列 。由 此可见， 瓦房店金刚石矿区金伯利岩中石榴石端元 成分复杂， 不只是镁铝榴石一个种类。 3． 5石榴石四种分类方法结果对比 晶胞参数分类法推测瓦房店金伯利岩中石榴石 有4 种 镁铁铝榴石、 锰铁铝榴石、 铁锰铝榴石和锰钙 铝榴石。化学成分分类法推测瓦房店金伯利岩中石 榴石属镁铁钙 － 铝铬石榴石系列。化学分子式分类 法推测瓦房店金伯利岩中石榴石有 6 种类型 镁钙铁 －铝铬铁榴石Ⅰ 型 、 镁铁钙 － 铝铬铁榴石Ⅱ 型 、 镁 钙铁 － 铝铬榴石 Ⅲ型 、 镁钙 － 铝铬铁镁榴石 Ⅳ型 、 镁铁钙 － 铝铬榴石 Ⅴ型 、 镁铁钙 － 铝铁铬 榴石 Ⅵ型 。红外图谱分类法推测瓦房店金伯利岩 中石榴石有4 种系列 镁铝榴石、 铁铝榴石、 铁铝 － 镁 铝榴石过渡系列、 向镁铬铝榴石过渡系列。 表 5瓦房店金伯利岩中石榴石红外光谱特征 Table 5The infrared spectrum features of the garnets in the Wafangdian kimberlites 样品编号样品颜色 σ/cm －1 C 峰 D 峰 C 峰 － D 峰 1 －2玫瑰紫882．2863．119．1 1 －12玫瑰紫879．6861．717．9 1 －13玫瑰紫884．7861．723．0 1 －15玫瑰紫883．0865．117．9 1 －17玫瑰紫878．1867．011．1 1 －19玫瑰紫882．2865．616．6 42 －2紫红884．7861．723．0 42 －11紫红888．1865．822．3 42 －12紫红885．1861．723．4 42 －15紫红878．1864．713．4 42 －21紫红881．6861．719．9 42 －22紫红886．3865．520．8 42 －25紫红878．1863．514．6 42 －26紫红884．7865．818．9 42 －29紫红874．0863．011．0 42 －31紫红888．7865．822．9 42 －32紫红887．3861．725．6 42 －35紫红886．8861．725．1 42 －44紫红879．1861．717．4 42 －54紫红884．9865．819．1 样品编号样品颜色 σ/cm －1 C 峰 D 峰 C 峰 － D 峰 42 －57紫红884．2865．818．4 42 －58紫红886．8865．821．0 42 －60紫红887．8865．822．0 50 －1紫青886．3867．019．3 50 －2深紫红887．6861．725．9 50 －3浅紫红889．7865．724．0 50 －7水红896．9868．828．1 50 －9浅橙红895．4869．126．3 51 －3淡玫瑰897．5871．326．2 51 －7淡玫瑰895．0869．925．1 51 －10玫瑰紫884．7865．818．9 51 －12玫瑰紫888．7865．822．9 51 －14褐红色897．1872．324．8 51 －15褐红色896．5874．322．2 51 －17褐红色897．1871．026．1 51 －19淡玫瑰898．9872．726．2 51 －21淡玫瑰896．8873．922．9 51 －22玫瑰紫888．1869．918．2 51 －25褐红色895．3865．829．5 51 －26淡玫瑰899．7872．727．0 18 第 1 期迟广成， 等 辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定第 32 卷 ChaoXing 图 1瓦房店金伯利岩中石榴石典型红外图谱 Fig．1The garnets in the Wafangdian kimberlites in typical infrared pattern 本次研究发现4 种分类准确度存在差异， 化学分 子式分类法、 化学成分分类法、 红外图谱分类法和晶 胞参数分类法的准确度依次下降。微区化学分析发 现瓦房店金伯利岩中石榴石锰离子含量极少， 表明石 榴石晶胞参数分类中推测的锰铁铝榴石、 铁锰铝榴 石、 锰钙铝榴石 3 个种类根本不存在， 由于石榴石分 子式中二价阳离子和三价阳离子成分复杂， 不同的阳 离子半径大小不一， 引起石榴石晶胞参数变化较大， 晶胞参数分类法不宜采用; 红外图谱分类法能大致区 分瓦房店金伯利岩中石榴石类型， 但准确度不高， 因 其测试手段快速， 可作为石榴石分类参考方法; 化学 成分分类法把瓦房店金伯利岩中石榴石归为一个系 列， 不能根据 A、 B 离子占位变化对矿区石榴石进行 细分， 达不到精确划分石榴石种类的目的; 化学分子 式分类法能够详细划分出瓦房店金伯利岩中的石榴 石种类， 真实反映石榴石中 A、 B 离子种类及占位特 征， 是4 种分类方法中最为科学的一种。 4结语 石榴石族矿物种理论上可用晶胞参数、 红外图 谱、 化学成分和化学分子式 4 种方法进行分类。通 过对瓦房店金伯利岩中石榴石研究发现， 4 种分类 准确度存在差异。晶胞参数分类法误差大， 容易得 出错误结论; 红外图谱分类法准确度不高， 只能作为 参考方法; 化学成分分类法太过笼统， 达不到详细划 分石榴石种类的目的; 化学分子式分类法把矿区的 石榴石详细划分出 6 种类型 镁钙铁 － 铝铬铁榴石 Ⅰ型 、 镁铁钙 － 铝铬铁榴石 Ⅱ型 、 镁钙铁 － 铝 铬榴石 Ⅲ型 、 镁钙 － 铝铬铁镁榴石 Ⅳ型 、 镁铁 钙 － 铝铬榴石 Ⅴ型 、 镁铁钙 － 铝铁铬榴石 Ⅵ 型 ， 每种类型都充分反映了石榴石 A、 B 离子种类 及占位特征， 是 4 种分类方法中最为科学的一种。 本次研究结果显示， 瓦房店金刚石矿区金伯利 岩中石榴石 A 端元成分以 Mg2 占位为主， B 端元成 分以 Al3 占位为主; 由于类质同象替代普遍， A、 B 端元成分复杂， 瓦房店金伯利岩中不存在单纯意义 上的镁铝榴石。 5参考文献 ［ 1］董振信， 丛安东， 韩柱国． 金伯利岩含金刚石性的矿物 学标志［ J］ ． 矿床地质， 1993， 12 1 47 －54． ［ 2］钟瑞元． 金伯利岩微量元素地球化学特征与含金刚石 程度的判别［ J］ ． 地质论评， 1981， 27 2 96 －106． ［ 3］董振信． 中国金伯利岩［M］ ． 北京 科学出版社， 1994 22 －276． ［ 4］董振信． 我国金伯利岩型金刚石矿床的若干地质特征 及其找矿标志［J］ ． 矿床地质， 1991， 10 3 255 － 264． ［ 5］廖立兵， 李国武． X 射线衍射方法与应用［M］ ． 北京 地质出版社， 2007 63 －81． ［ 6］刘粤惠， 刘平安． X 射线衍射分析原理与应用［M］ ． 北京 化学工业出版社， 2003 72 －77． ［ 7］李树堂． X 射线衍射实验方法［ M］ ． 北京 冶金工业 出版社， 1993 50 －128． ［ 8］南京大学地质系矿物岩石学教研室． 粉晶 X 射线物相 分析［ M］ ． 北京 地质出版社， 1980 132 －198． ［ 9］迟广成， 宋丽华， 王娜， 崔德松， 周国兴． X 射线粉晶衍 射仪在山东蒙阴金伯利岩蚀变矿物鉴定中的应用 ［ J］ ． 岩矿测试， 2010， 29 4 475 －477． ［ 10］ 叶大年． X 射线粉末法及其在岩石学中的应用［M］ ． 北京 科学出版社， 1984 76 －128． ［ 11］ 中国科学院贵阳地球化学研究所 矿物 X 射线粉晶 鉴定手册 编著组． 矿物 X 射线粉晶鉴定手册［M］ ． 北京 科学出版社， 1978 85 －320． ［ 12］ Jenkins R． Advances in X- ray Analysis［ M］ ． New York Plenum Press， 1980 279． ［ 13］翁诗甫． 傅里叶变换红外光谱仪［M］ ． 北京 化学 工业出版社， 2005 239 －287． ［ 14］李胜荣， 许虹， 申峻峰， 李国武． 结晶学与矿物学 ［ M］ ． 北京 地质出版社， 2008 211 －213． ［ 15］ 潘兆鲁． 结晶学及矿物学［M］ ． 北京 地质出版社， 1985 257 －258． ［ 16］王璞， 潘兆鲁， 翁玲宝． 系统矿物学 上册 ［M］ ． 北京 地质出版社， 1982 160 －188． ［ 17］ 吴瑾光． 近代傅里叶变换红外光谱技术及应用［ M］ ． 北京 科学技术文献出版社， 1994 239 －287． 28 第 1 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing ［ 18］ 郭立鹤， 张维睿． 中国地质科学院 “七五” 对外科技合 作成果选编［M］ ． 北京 地质出版社， 1993 166 － 178． ［ 19］ 郭立鹤． 现代矿物学地球化学实验技术方法与地学 应用［ M］ ． 北京 地质出版社， 1986 1 －19． ［ 20］ 林淼， 吴平平， 周文敏． 实用傅立叶变换红外光谱学 ［ M］ ． 北京 中国环境科学出版社， 1991 117． ［ 21］ 张安棣， 谢锡林， 郭立鹤． 金刚石找矿指示矿物研究 及数据库［M］ ． 北京 北京科学技术出版社， 1991 66 －89． The Characteristics and Species Identification of Garnets Hosted in the Kimberlites from Wafangdian，Liaoning Province CHI Guang- cheng1，LI Guo- wu2，XIAO Gang2，CHEN Ying- li1，WU Yue1， WANG Yin- fu1，HU Jian- fei1 1． Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，Shenyang110032，China; 2． China University of Geosciences Beijing ，Beijing100083，China Abstract The garnets in the kimberlites of the Wafangdian diamond mining area from Liaoning province have previously been identified as pyrope． In order to define the types of the complicated color garnets in Wafangdian，a systematic sampling and analysis of the garnets in the mining area was taken，including the definition of 112 single mineral crystal cell parameters，the analysis of 50 micro area chemical composition and 40 infrared spectra． The garnets were classified through the following scrystal cell parameters，infrared spectrum，chemical composition and chemical ula． The results show that the deviations of the crystal cell parameter classification were large，which may incorrect classification． The results of the infrared spectrum classification were inaccurate， but were only used as a reference ． The chemical composition classification provided general results，which could not classify the garnets in detail． The chemical ula classification classified the garnets into six mineral types magnesium calcium iron- aluminum chromium iron garnet，magnesium iron calcium- aluminum chromium iron garnet， magnesiumcalciumiron- aluminumchromegarnet， magnesiumcalcium- aluminumchromiumiron magnesium garnet，magnesium iron calcium- aluminum chromium garnet，magnesium iron calcium- aluminum iron chromium garnet． Each type of garnet reflected A and B ion species and occupation characteristics，which was the most scientific classification ． The results of this research indicate that the A end member ingredient was Mg2 ion primarily and B was Al3 ion for the garnets in the kimberlites of the Wafangdian diamond mining area． Due to the common cationic replacement and complex compositions of A and B end members，it was concluded that there is no pyrope in the Wafangdian kimberlites． Key wordskimberlites;garnets;crystal cell parameters;chemical composition;infrared pattern;garnet classification 38 第 1 期迟广成， 等 辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定第 32 卷 ChaoXing