河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的类型和成岩成矿环境研究_侯江龙.pdf

2017 年 9 月 September 2017 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 36，No． 5 529 －537 收稿日期 2017 －04 －13; 修回日期 2017 －07 －31; 接受日期 2017 －08 －14 基金项目 中国地质调查局地质调查项目“川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价 ” 、 “稀有稀土稀散矿产调查” 和 “中国地质调查局中国矿产地质与成矿规律综合集成和服务 矿产地质志 ” 项目 DD20160346 作者简介 侯江龙， 博士研究生， 主要从事矿床学及构造成矿学研究。E- mail houjianglong1988126． com。 通讯作者 王登红， 研究员， 从事矿床学研究。E- mail wangdenghong sina． com。 侯江龙，王登红，王成辉， 等． 河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的类型和成岩成矿环境研究［J］ ． 岩矿测试， 2017， 36 5 529 －537． HOU Jiang- long，WANG Deng- hong，WANG Cheng- hui，et al． Study on the Types，and Metallogenic and Diagenetic Environment of Tourmaline from the Zhongzuo Pegmatite Veins in Quyang County，Hebei Province［J］ ． Rock and Mineral Analysis， 2017， 36 5 529 －537．【DOI 10． 15898/j． cnki． 11 －2131/td． 201704130056】 河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的类型和成岩成矿环境研究 侯江龙，王登红*，王成辉，黄凡，李建康，陈振宇 中国地质科学院矿产资源研究所，国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037 摘要 电气石在成岩、 成矿作用中具有重要的示踪意义， 利用电气石化学组成特征可有效指示其形成的成 岩、 成矿环境， 也是一种有用的找矿标志。我国华南、 西部等地区伟晶岩型稀有金属矿床找矿已取得较大进 展， 但华北地台区伟晶岩型稀有金属矿床尚未取得找矿突破， 亟待开展系统而深入的地质找矿工作。河北曲 阳县中佐伟晶岩脉中分布有大量的灰黑色自形电气石， 适合开展系统的矿物学研究。本文在详细野外地质 调查的基础上， 系统采集研究样品， 结合镜下鉴定， 采用粉晶 X 射线衍射和电子探针相结合的研究方法， 对河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的化学成分进行测试， 以查明电气石的类型及其成岩、 成矿环境。粉晶 X 射线衍射和电子探针分析结果均显示中佐伟晶岩脉中电气石属镁电气石 但接近于铁电气石 ， 而电气石 化学成分 Ca － Fe － Mg 三角图解显示电气石成岩环境为贫 Ca 变质泥质岩、 变质砂屑岩和石英 － 电气石岩。 电气石化学成分常与围岩岩石类型存在明显关联， 认为中佐伟晶岩脉中的镁电气石是在较高温度 700 ～ 600℃， 早期结晶的伟晶岩 条件下， 岩浆熔体与高温流体和围岩发生同化混染的过程中形成的， 围岩中 Mg、 Fe 等物质成分为电气石的形成提供了必要的物质来源。中佐伟晶岩脉中电气石化学成分的系统研究， 为我 国地台区伟晶岩矿床的找矿提供了基础地质资料和找矿方向。 关键词 镜下鉴定; 粉晶 X 射线衍射; 电子探针; 中佐; 伟晶岩脉; 镁电气石 中图分类号 P578． 953; P575． 5; P575． 1文献标识码 A 电气石是电气石族矿物的总称， 它由 29 种同类 结构矿物所组成， 是一种成分和结构都比较复杂的 硼硅酸盐矿物。最常见的电气石有黑电气石、 镁电 气石、 钙镁电气石和锂电气石， 自然界中出现最多的 是端元之间的固溶体系列。由于电气石具有极低的 主量、 微量元素扩散速率和耐磨、 耐蚀的物理特性， 因而可有效地保留原岩的信息 ［1 ］， 在成岩、 成矿作 用中具有重要的示踪意义 ［2 －5 ］， 可以作为研究成岩 成矿作用的一个灵敏示踪剂。利用电气石化学组成 特征不仅可以有效指示其形成的物理化学环境， 还 可作为一种有用的找矿标志， 指示矿化的存在， 并可 用于区分矿化类型和矿体规模 ［3 ］。电气石是花岗 岩、 花岗伟晶岩中重要的副矿物， 在国内外同类地质 体中几乎均可见 ［6 ］， 而且相比于热液型矿床、 变质 矿床和表生矿床中的电气石， 伟晶岩脉中的电气石 往往颗粒粗大、 易于获得， 是系统开展电气石矿物学 研究的理想对象之一。 花岗伟晶岩中电气石种类主要是黑电气石、 锂 电气石、 镁电气石及其固溶体系列 ［7 ］。国内外对电 气石的研究主要集中在化学成分和同位素研究两个 方面， 其中化学成分研究主要是利用电气石主量、 微 量成分及结构上的差异， 区分不同的生成环境 ［5 ］。 925 ChaoXing 伟晶岩型稀有金属矿床的研究与找矿是当下矿床学 研究的热点， 花岗伟晶岩型电气石成矿与 Be、 Nb、 Ta、 Cs、 Rb 等稀有金属矿化和 U 矿化花岗伟晶岩脉 密切相关 ［5 ］。我国花岗伟晶岩型电气石矿床集中 分布在黑龙江东部、 新疆阿勒泰山至内蒙乌拉山、 东 秦岭、 滇西三江流域、 藏南喜马拉雅山及雅鲁藏布江 流域以及华南零星伟晶岩分布区 ［5 ］， 华北地区鲜有 分布。自 2011 年以来我国在华南、 西部等地部署了 地质调查工作， 取得了一系列研究成果 ［8 －9 ］， 但华北 地台区的研究程度很低， 一直未取得找矿突破。 河北曲阳县中佐伟晶岩型白云母矿是华北地台 区为数不多的伟晶岩型矿床之一， 矿区伟晶岩脉中 分布有大量灰黑色自形电气石， 非常适合开展系统 的矿物学研究工作。本文通过详细的野外地质调查 工作， 系统采集了矿区电气石样品， 结合镜下鉴定， 采用粉晶 X 射线衍射和电子探针分析相结合的研 究方法， 对伟晶岩脉中电气石开展了深入的矿物学 研究， 对其成因类型、 物质来源及成岩成矿环境进行 系统剖析， 这不仅对于探讨中佐伟晶岩脉的形成环 境有重要意义， 而且对于寻找伟晶岩型稀有金属矿 床也能够发挥积极的指示作用。 1实验部分 1． 1样品采集与分析方法 本文针对中佐矿区三条近平行展布的伟晶岩脉 自 SW 向 NE 分别采样， 共采集含电气石样品10 件。 采用传统鉴定方法与现代先进实验设备相结合的方 法， 对中佐电气石的类型及成岩、 成矿环境开展研 究。首先采用偏光显微镜对样品进行鉴定， 对其岩 石结构、 构造和镜下特征进行分析， 进而采用粉晶 X 射线衍射对矿物类型进行初步分析， 最后采用电 子探针 EMPA 测定矿物化学成分， 研究元素地球 化学特征。 1． 2测试方法 中佐伟晶岩脉中电气石的各项实验均在中国地 质科学院矿产资源研究所完成， 具体测试方法如下。 偏光显微镜鉴定 将岩石按照规范要求制作成 35 mm 25 mm， 厚 0． 03 mm 的薄片， 用蔡司 Scope． A1 偏光显微镜对岩石薄片进行单偏光及正交偏光 下观察， 结合晶体光学、 岩石学内容， 确定岩石的矿 物组成、 结构构造等相关特征 ［10 ］。 粉晶 X 射线衍射分析 选取典型电气石样品在 无污染状态下粉碎， 经重力、 磁力分选后， 在双目镜 下挑选电气石单矿物 3 g 并粉碎至 300 目送实验室 测试。测试所用衍射仪型号为 Bruker D8 Advance Diffractometer， 测试条件为 X 光源为铜靶， 电压 40 kV， 电流 40 mA， 探测器为锂漂移硅固体探测器， 狭缝 DS SS 1 mm， RS 0． 1 mm， 扫描方式为连续 扫描， 扫描速度为 3/min， 采样间隔为 0． 02。 电子探针 EMPA 分析 将岩石按照规范制作 成 35 mm 25 mm， 厚 0． 04 mm 的探针片， 经抛光后 在显微镜下用红笔标记选好分析部位和区域， 以便 分析时可以准确、 快速地找到需要分析的位置。用 JEOL JEE － 420 镀碳仪将探针片镀碳， 使探针片具 有导电性。采用日本电子 JOEL 公司生产的 JXA － 8230 电子探针显微分析仪对样品进行微区分析， 测 试条件为 加速电压 20 kV， 电流 20 nA， 温度 24℃， 束斑直径 5 μm。分析测试中 Si、 Na、 Al 元素含量用 硬玉标准样品测试， Mg 元素含量用镁橄榄石标准样 品测试， K 元素含量用钾长石标准样品测试， Ca 元 素含量用硅灰石标准样品测试， Fe 元素含量用赤铁 矿标准样品测试， Ti 元素含量用金红石标准样品测 试， P 元素含量用磷灰石标准样品测试， Mn 元素含 量用氧化锰标准样品测试， Cr 元素含量用氧化铬标 准样品测试。 2电气石分析测试结果 2． 1偏光显微镜下鉴定结果 伟晶岩脉中电气石颗粒粗大， 在伟晶岩中的含量 大于5。单偏光下， 电气石呈紫褐色、 微蓝绿色， 具 多色性和吸收性， 纵切面呈自形柱状， 粒度一般在 0．5 mm左 右 图 1b， c ， 长 者 可 达 0． 8 ～ 1 mm 图1a ， 柱面常现裂纹， 较细密， 多被石英、 白云母等 填充， 与野外观察一致， 表明电气石的形成早于脉体; 横切面多呈六边形或球面三角形 图 1c ， 个别薄片 中可见电气石的环带结构 图 1d ， 核部 内带 颜色 为淡蓝色， 边部 外带 颜色较核部深， 为蓝绿色。 2． 2粉晶 X 射线衍射分析结果 电气石的物相鉴定利用粉晶 X 射线衍射法进 行。在无污染状态下将适量粉末填入垫有玻璃板的 载物片上， 用另一平整干净的玻璃板将其压紧， 刮去 多余粉末， 重新压平， 插入 X 射线衍射仪中。设置 起始角为 5， 终止角为 70， 步长 0． 02， 点击开始测 量。测量结果 图 2 显示其化学式为 Na Mg， V 3 Al6 BO3 3Si6O18 OH4， 属镁电气石。 2． 3电子探针分析结果 电子探针测试共取点23 个 图1 中白色圆圈部 位 ， 其中 16BZZ － 11 － 1 ～ 16BZZ － 11 － 3 为未见 035 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2017 年 ChaoXing a紫褐色呈板柱状的电气石; b浅褐 － 紫褐色呈板柱状的电气石; c微蓝绿色呈球面三角形的电气石; d电气石环带。 Tur电气石; Qtz石英; Ms白云母。 图 1中佐伟晶岩脉中电气石显微镜下照片 单偏光下 Fig． 1The micrographs of tourmalines from Zhongzuo pegmatite veins 图 2电气石粉晶 X 射线衍射谱图 Fig． 2X- ray powder diffraction spectrum of tourmaline 环带的电气石横切面， 16BZZ － 12 － 1 ～ 16BZZ － 12 －3 为电气石环带核部 内带 ， 16BZZ － 12 － 4 ～ 16BZZ －12 －8 为电气石环带边部 外带 ， 16BZZ － 13 －1 － 1 ～ 16BZZ － 13 － 1 － 5 自底部至顶部 和 16BZZ －13 －2 －1 ～16BZZ －13 －2 －3 自顶部至底 部 分别位于不同电气石的长轴纵切面。电子探针 成分分析结果见表 1。 3中佐伟晶岩脉中电气石类型及其地质意义 3． 1中佐伟晶岩脉中电气石的类型 电气石三元分类图解 ［12 ］ 图 3a 、 二元分类图 解 ［13 ］ 图 3b 表明 中佐伟晶岩脉中电气石属镁电 气石 － 铁电气石固溶体系列， 具体为含碱组 ALG 镁电气石 但接近铁电气石 ， 与粉晶 X 射线衍射测 试结果一致。将中佐伟晶岩脉中电气石与福建南平 花岗伟晶岩 ［14 ］中电气石对比， 中佐伟晶岩脉中电气 石 MgO 含量与南平第Ⅳ类花岗岩伟晶岩 石英 － 钠 长石 － 腐锂辉石组合 中 MgO 含量相当， 而南平第 Ⅳ类花岗岩伟晶岩是具有重要经济意义的铌、 钽等 稀有元素矿化体， 中佐伟晶岩脉仅产出中型规模的 白云母矿， 这可能与中佐伟晶岩脉缺乏良好的分带 性有关。因为在某种程度上， 良好的分带性是岩浆 充分结晶分异的表现， 而稀有金属往往在结晶分异 作用的后期得到充分富集。因此， 围绕华北地台区 开展伟晶岩型稀有金属矿床找矿工作， 应重点在分 带性较好的伟晶岩脉或浅地表开展。 135 第 5 期侯江龙， 等 河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的类型和成岩成矿环境研究第 36 卷 ChaoXing 表 1中佐伟晶岩脉中电气石电子探针成分分析及相关计算数据 Table 1Electron microprobe analyses of composition and relevant calculating data of tourmaline in Zhongzuo pegmatite veins 测量 项目 16BZZ- 11- 1 16BZZ- 11- 2 16BZZ- 11- 3 16BZZ- 12- 1 16BZZ- 12- 1a16BZZ- 12- 1b 16BZZ- 12- 2 16BZZ- 12- 3 16BZZ- 12- 4 16BZZ- 12- 5 16BZZ- 12- 5a16BZZ- 12- 5b SiO235．83235．80835．39235．87536．47136．16535．52635．31235．79735．50135．98036．154 TiO20．4620．3350．3230．2030．2540．2640．3740．4140．4150．3640．3930．192 Al2O331．58731．16930．99231．91032．18932．25631．31831．33331．65731．49731．76432．077 FeO8．4179．0209．1287．6507．4676．4167．9758．3818．1568．2769．0007．749 MnO0．0170．1040．0830．0460．0280．0040．0250．0390．0040．0460．0320．039 MgO6．7496．4656．6277．1997．1907．2567．2487．0117．0766．9446．7807．123 CaO0．4450．5240．6000．5110．4730．3930．7070．5740．7520．6310．6100．488 Na2O2．2142．2922．2332．2532．3062．0942．3722．3172．2512．4322．4512．322 K2O0．0760．0790．0740．0510．0740．0550．0610．0710．0830．0620．0760．071 B2O310．56010．51710．45910．59610．71010．59810．53610．49810．60910．53910．67010．657 总和96．35996．31395．91196．29497．16295．50196．14295．95096．80096．29297．75696．872 B3．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．000 Si5．9365．9585．9225．9255．9595．9725．9005．8875．9055．8955．9015．937 Aly0．0640．0420．0780．0750．0410．0280．1000．1130．0950．1050．0990．063 Alz6．0006．0006．0006．0006．0006．0006．0006．0006．0006．0006．0006．000 Aly0．0920．0590．0230．1260．1470．2390．0190．0330．0480．0480．0300．134 Ti0．0570．0420．0410．0250．0310．0330．0470．0520．0510．0450．0480．024 Fe1．1621．2511．2731．0531．0170．8831．1041．1641．1211．1451．2301．060 Mn0．0020．0150．0120．0060．0040．0010．0040．0050．0010．0060．0040．005 Mg1．6771．6141．6631．7841．7621．7971．8061．7531．7511．7301．6681．755 Y 位和2．991 2．9803．0112．9942．9612．9522．9793．0082．9722．9752．9812．978 Ca0．0790．0930．1080．0900．0830．0700．1260．1030．1330．1120．1070．086 Na0．7100．7380．7230．7200．7290．6690．7620．7480．7190．7820．7780．738 K0．0160．0170．0160．0110．0150．0120．0130．0150．0170．0130．0160．015 X 位和0．805 0．8480．8460．8210．8280．7500．9010．8650．8690．9070．9010．839 测量 项目 16BZZ- 12- 616BZZ- 12- 716BZZ- 12- 8 16BZZ- 13- 1- 1 16BZZ- 13- 1- 2 16BZZ- 13- 1- 3 16BZZ- 13- 1- 4 16BZZ- 13- 1- 5 16BZZ- 13- 2- 1 16BZZ- 13- 2- 2 16BZZ- 13- 2- 3 SiO235．71035．84235．62836．49236．25736．80236．42137．07935．94736．20435．722 TiO20．2830．3640．3330．3830．4640．3030．3630．3730．2010．3120．494 Al2O331．99731．38331．23331．57731．47731．82631．70331．02831．83331．71531．400 FeO7．1237．8468．4768．5647．8968．6158．5678．6318．8778．4778．385 MnO0．0040．0070．0880．0670．0600．0000．0250．0390．0280．1160．056 MgO7．1397．0157．0627．0617．4717．0637．0557．0026．7646．6766．876 CaO0．4400．6040．5830．6250．7710．6630．5320．7340．5030．5720．581 Na2O2．2002．4162．3792．3122．2992．4062．4022．2782．3222．3452．421 K2O0．0730．0800．0500．0860．0680．0940．0680．0960．0860．0730．076 B2O310．54310．55110．54010．71610．69210．79210．71510．73210．62710．63910．569 总和95．51296．10896．37297．88397．45598．56497．85197．99297．18897．12996．580 B3．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．0003．000 Si5．9275．9455．9155．9595．9345．9675．9486．0465．9195．9555．915 Aly0．0730．0550．0850．0410．0610．0330．0520．0000．0810．0450．085 Alz6．0006．0006．0006．0006．0006．0006．0005．9536．0006．0006．000 Aly0．1750．0690．0160．0250．0000．0390．0390．0000．0860．0920．032 Ti0．0350．0450．0410．0470．0570．0370．0440．0460．0250．0380．061 Fe0．9851．0841．1731．1651．0771．1641．1661．1731．2181．1621．157 Mn0．0010．0010．0120．0090．0080．0000．0030．0050．0040．0160．008 Mg1．7771．7451．7591．7301．8341．7181．7281．7131．6711．6471．708 Y 位和2．973 2．9453．0012．9762．9762．9582．9812．9373．0042．9562．966 Ca0．0780．1070．1040．1090．1350．1150．0930．1280．0890．1010．103 Na0．7070．7760．7650．7310．7280．7550．7590．7190．7400．7470．776 K0．0150．0170．0110．0180．0140．0190．0140．0200．0180．0150．016 X 位和0．800 0．9000．8790．8580．8780．8900．8670．8670．8470．8630．895 注 电气石电子探针数据处理及参数计算方法参考 Henry 等［11 ］。 235 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2017 年 ChaoXing a电气石三元分类图解; b电气石二元分类图解。CAG含钙组; ALG含碱组; XVG － X空位组。 图 3中佐伟晶岩脉中电气石主量元素分类投影图 Fig． 3Major element classification plots for tourmalines in Zhongzuo pegmatite veins 3． 2中佐伟晶岩脉中电气石的成分及颜色特征 据电子探针测量数据 表 1 ， 电气石不同部位 的成分变化不大， SiO2、 TiO2、 MnO、 CaO、 Na2O、 K2O、 Al2O3等含量均变化不大， 而 MgO 含量变化于 6． 465 ～7． 471， 平均含量为 6． 994， 变化幅度 为 1． 006; FeO 含量变化于 6． 416 ～9． 128， 平 均含量为 8． 221， 变化幅度为 2． 712。MgO 和 FeO 在电气石的不同部位并不相同， 呈现负相关性 自电气石的核部向边部， MgO 含量逐渐降低， FeO 含 量逐渐升高; 自电气石纵轴底部向顶部， 两元素含量 大致呈现相同的变化规律。 由于电气石的化学组成极其复杂， 导致自然界 中电气石的颜色千变万化。与花岗伟晶岩相关的电 气石主要是黑电气石 － 锂电气石系列 ［7 ］， 一般在结 晶分异阶段形成黑电气石， 在交代作用阶段形成彩 色或串色电气石， 不同成分的电气石常分布于不同 类型伟晶岩及同一伟晶岩分异演化的不同阶段。邹 天人等 ［15 ］通过对中国伟晶岩中 38 个各色电气石的 成分研究， 提出了各色电气石的致色原理， 认为电气 石富 Fe 者多呈黑色， 富 Li、 Mn、 Cs 者多呈玫瑰色或 淡蓝色， 富 Mg 者常呈褐色或黄色， 富 Cr 者呈深 绿色。 中佐伟晶岩脉中电气石呈灰黑色， 符合镁电气 石 － 铁电气石系列特征。偏光显微镜下， 中佐环带 电气石核部 内带 呈淡蓝色， 边部 外带 颜色较 深， 为蓝绿色， 结合 3． 1 节提及的电气石成分变化规 律及致色原理， 有理由认为电气石环带颜色不同与 物质成分变化存在对应关系， 即 MgO 和 FeO 含量上 的负相关性可能是电气石具有多色性的原因之一。 3． 3中佐伟晶岩脉中电气石的物质来源及成岩 成矿环境 电气石同轴生长环带可以提供多种地质信 息 ［16 －18 ］， 而电气石在化学组成上的差异可以反映其 物源、 物理化学条件上的差异， 也可以反映流体及寄 主岩石的化学成分的差异 ［12， 19 ］。中佐伟晶岩脉中 电气石 Ca － Fe － Mg 图解 图 4 显示电气石的成岩 环境为贫 Ca 变质泥质岩、 变质砂屑岩和石英 － 电 气石岩区， 即 Ca 含量较少， Fe、 Mg 含量对电气石的 形成影响较大。 据 Henry 等 ［20 ］的研究， 当电气石内 Mg 值 ＞ 0． 02 apfu apfu 单位化学式中原子数 时， 电气石 1富 Li 结晶花岗岩和细晶花岗岩; 2贫 Li 结晶花岗岩和细晶花 岗岩; 3富 Ca 变质泥质岩、 变质砂屑岩和基性 － 中 － 基性火山岩; 4贫 Ca 变质泥质岩、 变质砂屑岩和石英 － 电气石岩; 5变质碳酸 盐岩; 6变质辉石岩［11 ］。 图 4曲阳县中佐电气石化学成分 Ca －Fe －Mg 三角投影图 Fig． 4Triangular Ca- Fe- Mg plots for tourmalines in Zhongzuo pegmatite veins 335 第 5 期侯江龙， 等 河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的类型和成岩成矿环境研究第 36 卷 ChaoXing 常含一定量的 Li。假设 Y － 位置剩余空位全为 Li， 将计算数据投图 图 5 ， 结果显示 中佐电气石数据 全部落在二云母 － 微斜长石型及白云母 － 微斜长石 型伟晶岩的钙镁电气石 － 铁电气石系列区， 成矿温 度介于 600 ～700℃。 Ⅰ产于二云母 － 微斜长石型及白云母 － 微斜长石型伟晶岩的钙 镁电气石 － 铁电气石系列; Ⅱ产于白云母 － 微斜长石 － 钠长石型 伟晶岩的钙镁电气石 － 铁电气石系列; Ⅲ产于白云母 － 钠长石 － 锂辉石型及白云母 － 钠长石型伟晶岩的锂铁电气石; Ⅳ产于锂云 母钠长石型伟晶岩的锂电气石。 图 5电气石类型与伟晶岩类型的演化关系 Fig． 5Relationship between tourmaline type and pegmatite type 鉴于中佐伟晶岩脉与围岩的界线是截然的， 属 熔体 － 流体充填成因。前人进行的一系列 试 验 ［1， 21 －22 ］证实了电气石能够在高温阶段稳定存在。 电气石的成因类型主要包括伟晶岩成因、 变质热液 交代成因和气成热液充填成因 ［23 ］。结合国内外电 气石相关矿床的 F－ Na 化学成分数据， 取中佐电 气石核部、 边部及长轴的平均数据投图 图 6 ， 表明 中佐电气石靠近美国 Black 山伟晶岩， 显示为伟晶 岩成因。中佐伟晶岩脉中电气石的 Fe值普遍高于 以沉积岩为容矿岩石的电气石， 但低于以花岗岩为 寄主的电气石 表 2 ， 这与王进军等 ［4 ］通过比较世 界各地不同岩石中电气石的 Fe值得出的结论是相 同的。由此可见， 中佐电气石为伟晶岩成因， 围岩中 Fe、 Mg 成分为电气石形成提供了必要的物质来源。 4结论 本文对中佐伟晶岩脉中电气石进行偏光显微镜 下鉴定、 粉晶 X 射线衍射和电子探针 EMPA 分析 研究表明， 将传统显微鉴定与现代先进实验设备相 结合的分析方法， 提高了矿物学研究的准确性 偏光 显微镜鉴定的优势在于可直观观察岩石的矿物组成 图 6中佐伟晶岩脉中电气石 Fe － Na 图解 Fig． 6Fe- Na diagram of tourmalines in Zhongzuo pegmatite veins 表 2不同产地电气石的 Fe参数对比 Table 2The w FeO /w FeO MgO values of tourmaline in various regions 顺序号寄主岩类型和产地Fe 1美国西南部贫 Li 花岗岩0．91 2葡萄牙北部贫 Li 花岗岩0．86 3哥伦比亚元古代石英岩和泥质岩0．45 ～0．67 4乌克兰沉积变质片岩和片麻岩0．42 ～0．50 5美国缅因地区变泥质岩0．41 ～0．55 6块状硫化物矿床0．21 7铜矿峪花岗闪长岩0．79 8柿沟条纹状电气石岩0．73 9北峪花岗闪长岩和花岗斑岩0．55 10地层中电气石石英岩脉0．42 11篦子沟富矿黑云片岩和大理岩0．45 12胡加峪赋矿金云母石英白云石大理岩0．20 13河北省曲阳县中佐伟晶岩脉0．54 注 中佐数据为本文成果， 其余据文献［ 4］ 。Fe w FeO w FeO MgO 。 及结构、 构造等特征， 但无法进行化学成分定量分 析; 粉晶 X 射线衍射的优点在于能够半定量地快速 得出矿物的化学式， 但无法进行准确测定， 且样品前 期处理较为繁琐; 电子探针 EMPA 的优点在于能 够对微小矿物进行准确的定量鉴定， 从而确定矿物 类型。 综合研究表明， 河北曲阳中佐伟晶岩脉中的电 气石属镁电气石， 但接近于铁电气石， 是在较高温度 700 ～600℃， 早期结晶的伟晶岩 条件下， 岩浆熔 435 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2017 年 ChaoXing 体与高温流体和围岩发生同化混染的过程中形成 的， 属熔浆 － 热液贯入结晶成因， 围岩中 Mg、 Fe 等 物质成分为电气石的形成提供了必要的物质来源。 华北地台区伟晶岩矿床的研究非常薄弱， 中佐 伟晶岩脉中电气石化学成分的系统研究不仅为华北 地台区伟晶岩矿床的地质找矿工作提供了方向， 而 且为我国地台区伟晶岩型矿床的地质找矿工作提供 了基础资料和积极指示， 具有极为重要的现实意义。 致谢 感谢中国地质科学院矿产资源研究所韩景仪 老师给予的实验测试支持和帮助。 5参考文献 ［ 1］Van Hinsberg V J， Henry D J， Dutrow B L． Tourmaline as a petrologic forensic mineral A unique recorder of its geologic past［ J］ ． Elements， 2011， 7 5 327 －332． ［ 2］毛景文， 王平安， 王登红， 等． 电气石对成岩成矿环境 的示踪性及应用条件［J］ ． 地质论评， 1993， 39 6 498 －507． Mao J W， Wang P A， Wang D H， et al． The tracer of tourmalineforrock- ingandmetallogenic environments and its applied conditions［J］ ． Geological Review， 1993， 39 6 498 －507． ［ 3］蒋少涌， 于际民， 倪培， 等． 电气石 成岩成矿作用 的灵敏示踪剂［ J］ ． 地质论评， 2000， 16 6 595 －604． Jiang S Y， Yu 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