蓝宝石在什么的地质下形成的
❶ 蓝宝石控矿地质条件及成矿规律分析
昌乐县是著名的蓝宝石主产地,集中分布于昌乐县北岩、方山、五图、辛旺一带。蓝宝石有原生矿和砂矿两种赋存方式,原生矿赋存于新近纪临朐群尧山组下部橄榄玄武岩层中;砂矿赋存于第四纪更新统—全新统冲积、洪冲积和洪坡积层中。
(一)控矿地质条件
1.蓝宝石原生矿含矿层
蓝宝石原生矿赋存于新近纪临朐群尧山组下部橄榄玄武岩中,矿体似层状。矿层厚0.5~3m,在7~15m厚的灰黑色致密块状橄榄玄武岩中,赋存矿层2~3层。蓝宝石原生矿与上下层位的灰黑色致密橄榄玄武岩有一定的层面界线,但野外不容易观察。矿体均见于古火山口附近及火山颈中。
2.蓝宝石原生矿含矿层岩石特征
蓝宝石原生矿层为灰黑色橄榄拉斑玄武岩。斑状结构,致密块状构造,可见少量气孔。斑晶矿物主要为橄榄石(约占20%),少量的镁铁尖晶石、蓝刚玉等;基质为拉斑玄武结构,由拉长石(30%~35%)、易变辉石(30%)、磁铁矿(10%)、火山玻璃(0~5%)组成。斑晶矿物橄榄石,为绿色、黄绿色粒状自形晶,粒径0.1~0.3mm,多数橄榄石有一个伊丁石化边,少数已伊丁石化。镁铁尖晶石呈他形粒状,亮黑色,半金属光泽,贝壳状断口,裂纹发育,粒径大小不一,1mm×2mm~10mm×l0mm不等。蓝宝石和刚玉呈自形粒状或板柱状晶体,蓝黑色,玻璃光泽,贝壳状断口,晶体大小一般2mm×2mm~5mm×l0mm不等,个别大的晶体在l0mm×l0mm以上。
岩石中含有众多的角砾状或斑块状二辉岩、纯橄榄岩、橄榄岩的包体。包体与玄武岩界线清楚,在显微镜下观察多数包体可见到外层有浅紫色的蚀变圈,宽度0.1~0.2mm左右,含钛普通辉石,可能是包体进入玄武岩浆后,与玄武岩浆中钛元素发生反应而成。
含大量超基性岩包体是含矿岩石的明显宏观标志。
3.蓝宝石砂矿含矿层及其分布特征
蓝宝石砂矿主要赋存于五图盆地各水系或其上游支流冲积层、洪冲积层及洪坡积层中,赋矿地貌形态主要为河床、河漫滩和洪坡积平台等。另外,在低山缓坡的残积和残坡积层中亦含矿。蓝宝石砂矿含矿层在盆地内较普遍地分布,但以五图-辛旺小河流域含矿层最富集蓝宝石,其次为大鄌郚小河。两小河流域第四纪沉积层中均聚集了蓝宝石工业矿体或矿床,也是调查区以及省内蓝宝石砂矿的主要出产地。主要富集矿层为第四纪小埠岭组砂砾石层和大站组中的砂砾石夹层。
(二)成矿地质规律
1.蓝宝石成矿区玄武岩岩石化学及微量元素特征
(1)岩石特征
该段熔岩类型主要是碱性系列的碱性橄榄玄武岩、碧玄岩和霞石岩。而亚碱性系列的石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、拉斑玄武岩和橄榄玄武岩稀少。这些熔岩内含有深源的二辉橄榄岩包体和铝普通辉石、歪长石、石榴子石、钛铁矿、金云母和蓝刚玉等巨晶。
(2)岩石化学特征
据岩石化学分析资料,沂沭断裂带北段的橄榄拉斑玄武岩与里特瑞发表的世界范围的富橄玄武岩相似,只是该段SiO2(44.6%~49.0%)、Al2O3(12.91%~15.91%)和TiO2(1.90%~2.84%)含量略低,而MgO(5.67%~10.18%)含量偏高。碱性橄榄玄武岩-碧玄岩类与里特瑞的碧玄岩、霞石、白榴石玄武岩成分相当。
(3)微量元素的地球化学特征
沂沭断裂带北段新生代火山岩,其过渡金属元素在不同地区、不同时期的各类熔岩中分配型式基本相似。不相容元素、稀土元素的配分型式大致相同,表明它们的同源性——地幔源之特点。临朐—昌乐、沂水—安丘一带的新生代火山岩轻稀土富集程度低,全岩的稀土总量也低。
综上所述,沂沭断裂带北段新生代火山岩的岩石学、岩石化学、微量元素和同位素地球化学特征,反映了源区的地幔源之特点。不同系列、不同种类岩石的出现,暗示了源区的不均一性和岩浆结晶分异作用的因素及少量的壳源物质的混染。
2.蓝宝石成矿区地球化学特征
在1∶20万水系沉积物测量地球化学图上,Fe、Gr、Ni、Ti、Mg、Sr表现出明显的高背景,这是由区内普遍分布的新近纪喷发玄武岩所决定的。由玄武岩的岩石化学和微量元素特征可以看出,本区玄武岩接近超基性岩,Cu、Ni等含量高于其他玄武岩,Ti、Nb等也高于地壳丰度。这与地球化学图显示的异常和高背景相吻合。
3.蓝宝石成矿区重砂异常特征
蓝宝石成矿区有铬尖晶石和刚玉Ⅳ级异常显示,二者是蓝宝石的最紧密伴生矿物,其异常可用于直接寻找蓝宝石。
4.蓝宝石成矿区地球物理特征
1∶20万航空磁测ΔT平面图上,蓝宝石成矿区的航磁异常,呈现急剧跳跃式变化的紊乱正负场,且以正值场为主体,这是新近纪喷溢玄武岩不均匀磁性特征的具体写照。
5.蓝宝石形成机理浅释及成矿规律
蓝宝石原生矿赋存于尧山组下部橄榄拉斑玄武岩中,主要产于火山颈及火山口附近。以斑(巨)晶形式产出,伴生大量的镁铁尖晶石和少量的金云母斑(巨)晶。岩石同时含有众多的深源二辉岩、纯橄榄岩、橄榄岩包体,呈角砾状或斑块状。
蓝宝石结晶粗大,晶体表面蚀像发育,棱角都已浑圆化,说明遭受了玄武岩浆的熔蚀和交代。晶体的表面常具有一层黑色的尖晶石薄膜或皮壳,是玄武岩同源捕虏体中解析出来的晶体。蓝宝石多出现颜色深浅相间的环带构造,是蓝宝石在结晶过程中带色杂质含量有韵律地变化形成的。极少数晶体含针状金红石的包裹体,这也是产生星光效应的主要原因。
橄榄拉斑玄武岩岩浆的熔出程度和温度都高于碱性橄榄玄武岩和碧玄岩岩浆,其Al2O3含量也较高,有利于高温矿物蓝宝石等结晶生成。由于橄榄拉斑玄武岩岩浆的熔出程度高,原先存在于地幔岩中的蓝宝石晶体(如果有的话)也有可能成为捕虏晶存在于熔浆中,或在熔浆中继续结晶生长成为巨晶。
❷ 形成时期及地质条件
刚玉矿床的全球分布情况与地球构造动力学中的板块碰撞、断裂和俯冲密切相关。全球刚玉矿床的形成集中在以下三个主要地质时期。
(一)泛非造山运动(4.亿5~7.5亿年)
东非、印度、马达加斯加、斯里兰卡等地宝石带中的原生红宝石和蓝宝石矿床,与泛非期构造变质活动中冈瓦纳古陆的东西碰撞密切相关。有资料认为在新元古代—早寒武纪时期的麻粒岩相条件下即有刚玉矿化作用发生,但同位素年代测定证实刚玉矿化作用是在泛非造山运动(寒武纪)晚期发生的(图4-17)。
(二)喜马拉雅造山运动(5百万~45百万年)
产于亚洲中部和东部的大理岩型红宝石矿床多与新生代喜马拉雅造山运动相关。矿床形成于受地质构造活动影响大的变质岩中。40Ar和39Ar同位素数据分析及锆石的铀—铅(U-Pb)同位素测年分析结果表明,所有阿富汗—越南红宝石矿床的形成年代与渐新世和上新世构造活动期相一致(图4-18)。
图4-18 喜马拉雅造山运动和红宝石矿床示意图
(三)新生代碱性玄武岩喷出(100万~6500万年)
世界范围内,新生代碱性玄武岩中的宝石级刚玉一般是在岩浆上升过程中以捕虏体巨晶赋存于玄武岩中。
刚玉可寄主于不同的岩石类型,主要包括大理岩、片麻岩、玄武岩、正长岩、脱硅伟晶岩、矽卡岩等。虽然刚玉赋存的母岩类型不同,但这些母岩均属于贫硅富铝的岩石。其缘由在于当母岩富硅时,铝常以长石和云母的形式优先形成铝硅酸盐矿物。在刚玉的母岩中,与其共生的矿物有斜长石、黑云母、金云母,角闪石、辉石等。
通常情况下,刚玉的结晶过程需要满足三个基本条件:①地质环境必须提供充足的铝和致色元素铬(形成红宝石)和铁/钛(形成蓝宝石);②母岩中必须贫硅;③适合刚玉晶体生长的温度和压力环境。
❸ 蓝宝石是如何形成的
成因分类及地质特抄征
(一)接触交代(矽卡岩)型
该类型的著名产地为泰国的尖竹汶和斯里兰卡的康迪山蓝宝石矿床。
斯里兰卡的康迪山区的蓝宝石矿床位于辉石正长岩与云白质大理岩的接触带上,与方柱石,金云母,尖晶石等矿物共生。
(二)热液型(蚀变超基性岩型)
该类型矿床以坦桑尼亚是的坦噶城,俄罗斯乌拉尔地区的马卡尔鲁蓝宝石矿床为代表。
该类矿床 蚀变超基性岩体内。成矿作用与花岗岩侵入活动有关。刚玉类宝石(红宝石和蓝宝石)产于有云母和斜长石组成的脉体内。该脉体产在强烈蚀变的蛇纹石化和角闪石化的超基性岩中。
此外还有变质岩型和岩浆型(玄武岩型)。
❹ 蓝宝石原生矿床产出的地质背景
昌乐蓝宝石原生矿目前仅发现在五图街道方山、方山北麓、邱家河、乔山及老官李处,其均发育在新近纪玄武质岩浆喷发中心部位。蓝宝石寄主岩为碱性玄武岩、玻基橄辉岩。新近纪玄武质岩石在郯庐断裂带中段西侧的临朐、昌乐、沂水、安丘一带广泛出露,岩石类型以碱性玄武岩、碧玄岩为主,呈似层状覆盖于古近纪五图群沉积岩系之上,形成大面积熔岩台地及熔岩穹丘,南北长约2km,东西宽约1.1km,海拔250~300m。出露岩石主要为新近纪尧山组碧玄岩和碱性玄武岩,其中有大量蓝色、褐色刚玉呈层状或囊状富集,且与二辉橄榄岩包体及歪长石、普通辉石、尖晶石等深源巨晶矿物紧密伴生。
(一)地层
昌乐蓝宝石原生矿发育在新近纪临朐群中,其自下而上分为3个组。
1.牛山组
上部为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩夹黑色橄榄玄武岩、含橄榄岩包体橄榄玄武岩;中部为蚀变玄武岩、气孔状玄武岩、灰色橄榄玄武岩;下部为蚀变玄武岩夹熔岩角砾岩。时代属中新世。主要分布在临朐牛山、尧山,昌乐北岩、安丘留山等地的熔岩台地(熔岩被)、山体斜坡、山麓等地段。厚95~241m。该组玄武岩含有蓝宝石,但含量极少。
2.山旺组
为一套以夹有灰白、灰绿色页理发育的硅藻土矿层为特征的灰黑、灰绿色页岩、油页岩、黄绿色砂砾岩、砾岩夹玄武岩组合。时代属中新世。尧山组分布零星,该组局部分布在临朐山旺、解家河、大车沟、包家河等地的山体顶部,构成火山锥的锥顶。厚约22~113m。该组中尚未发现含有蓝宝石。
3.尧山组
上部为褐黑色—灰色巨厚层橄榄玄武岩;下部为深灰色橄榄玄武岩夹气孔状玄武岩;底部为灰白色—黄褐色角砾状火山碎屑岩。时代属上新世。尧山组分布零星,多分布在临朐的尧山、牛山,安丘留山、沂水太平顶和昌乐方山等地的山体顶部,构成火山锥的锥顶,厚度约为160~200m。昌乐已发现的蓝宝石原生矿目前只见于昌乐方山、邱家河、二姑山、乔山、豹山等地的尧山组中,而主要见于该组玄武岩火山喷发中心部位。
(二)区域重砂特征
据昌乐、临朐、坊子等地区域重砂测量成果统计,该区自然重砂矿物组合为:普通辉石、橄榄石、钛铁矿、钙铝榴石、镁铁尖晶石、透辉石、顽火辉石、磁铁矿、刚玉、赤铁矿、锆石、磷灰石、金红石、榍石、黄铁矿、铬铁矿等。属基性—超基性岩组合。由水系下游至上游,在重砂矿物中,普通辉石、橄榄石、镁铁尖晶石及钛铁矿等反应基性熔岩特征矿物和副矿物的含量有逐渐增大趋势;尤其是镁铁尖晶石,无论是在粗碎屑,还是细碎屑中所占矿物比重最大,其是蓝宝石和刚玉最重要的指示矿物。
❺ 蓝宝石砂矿成矿地质条件分析
(一)蓝宝石寄主岩对砂矿成矿的控制
含蓝宝石的寄主岩是蓝宝石砂矿的矿源,研究区发现的蓝宝石砂矿均分布在蓝宝石寄主岩的周围,虽然有些蓝宝石砂矿产地并未发现具有经济价值的蓝宝石原生矿,但在其周围或上游都发现有含蓝宝石的寄主岩。可见蓝宝石寄主岩的存在直接控制着砂矿的存在。
蓝宝石砂矿多呈放射状、扇状或其他形状分布在含蓝宝石寄主岩的周围。当蓝宝石寄主岩的规模较大时,其下游形成的蓝宝石砂矿床亦较大。有的蓝宝石寄主岩的规模虽然不是很大但却富含蓝宝石时,也能形成较大的蓝宝石砂矿。可见含蓝宝石寄主岩规模的大小和含蓝宝石的贫富,也控制着蓝宝石砂矿的规模。
(二)火山活动对砂矿成矿的控制作用
中心式火山爆发使含有蓝宝石巨晶的玄武岩浆迅速喷出地表并冷却,在火山通道附近形成含蓝宝石巨晶的寄主岩。后期中心式爆发的破坏作用,使得前期火山通道及其附近的寄主岩、蓝宝石巨晶碎屑被抛出大面积散布在周围,这将利于蓝宝石从风化剥蚀的寄主岩中风化剥离出来形成砂矿。显然后期的火山爆发破坏作用,使得蓝宝石寄主岩的分布面积分散扩大,加剧了其风化剥蚀作用,对蓝宝石砂矿的形成有着重要影响。
(三)气候环境对砂矿成矿的控制作用
气候环境是影响蓝宝石砂矿形成的一个重要因素。
干燥、少雨的气候环境,以物理风化为主,风化剥蚀的速度慢,蓝宝石的搬运距离较短。由此可见干燥、少雨的气候环境不利于蓝宝石砂矿的形成。
潮湿、多雨的气候环境,动植物种类繁多,以化学风化剥蚀为主,风化剥蚀的速度快,蓝宝石的搬运距离较远。尤其是丰沛的降雨会使得密度较大的蓝宝石在有利地段富集。可见潮湿、多雨的气候环境有利于蓝宝石砂矿的形成。
搜集研究区大量古地理、古气候资料表明,研究区在新近期时期处于潮湿、多雨的气候环境条件下,以化学风化剥蚀为主,蓝宝石寄主岩中的蓝宝石在相对较短的时期内被大量的剥离出来,并逐渐富集。可见,研究区在新近纪时期的气候环境条件有利于蓝宝石砂矿的形成。
(四)地形地貌、水系条件对砂矿成矿的控制作用
地形地貌及水系的发育程度、水量的大小、水流的作用形式,对蓝宝石砂矿的成因类型影响较大。
流经含蓝宝石寄主岩的水以面状流水为主,一般易形成坡积砂矿。流经含蓝宝石寄主岩的水以线状流水为主,一般易形成冲积砂矿。如果流经含蓝宝石寄主岩的水既有面状也有线状流水,则容易形成洪坡积和洪冲积砂矿。
研究区在基岩面上的负地形部位往往是形成洪坡积砂矿的有利赋存部位;在河流拐弯、水流由急突然变缓等部位往往是形成洪冲积砂矿的有利赋存部位。
研究区蓝宝石砂矿的成因类型多样,即有冲积型、洪冲积型,也有坡积型、残破积型等。主要以冲积型砂矿和洪冲积型砂矿为主。
❻ 蓝宝石是怎样形成的
它是氧化铝钛的结晶体,因含铁离子与钛离子而呈蓝色,按其颜色深浅浓艳的程度不同分为很多种,其中以洋蓝色为最好。有的蓝宝石也可以产生美丽的六射星光,这决定于宝石内部按规律排列的反光物质,而且与产地有关,如斯里兰卡所产蓝宝石,其星光效果就特别好。有一种变色蓝宝石,在阳光下蓝色明显,在灯光下红色突出。最大的蓝宝石产于斯里兰卡,重达19公斤。 人们最初是在河床中,山谷冲积或坡积地带发现蓝宝石的。这些作为砂矿的蓝宝石来自原生矿床。地质工作者研究认为原生蓝宝石产自高温和富铝缺硅环境中,并应具有铁、钛元素的地质地球化学条件。蓝室石是在地球深部高温条件下,结晶初期从氧化铝过饱和的基性岩浆熔融体中形成。形成于碱性基性煌斑岩中的蓝宝石,呈斑晶均匀分布于岩石中,围岩为隐晶质方沸碱煌斑岩。与蓝宝石伴生的有尖晶石、透辉石、黑云母、磷灰石、锆石等。碱性玄武岩中的蓝宝石多呈强熔蚀状小晶体,分布很不均匀,含量低,但是它是形成大型蓝宝石冲积砂矿的最主要源岩,这类原生蓝宝石主要赋存在新生代碱性玄武岩中,蓝宝石呈浑园熔蚀状微斑晶或捕虏晶产出,与锆石、石榴石、尖晶石、磁铁矿等矿物伴生。含蓝宝石的碱性玄武岩低SiO2,高TiO2,多构成岩颈、火山口和小岩体。因此有的学者认为碱性玄武岩中的蓝宝石是上地幔中氧化铝过饱和,氧化硅不足的熔融体在岩浆通道中直接结晶的产物。蓝宝石还产在正长岩体与富镁碳酸盐岩内接融变质带中的硅酸盐矽卡岩中,主要是富铝的正长岩体上侵过程中交代富镁碳酸岩时熔离出来的三氧化二铝,并从围岩中带入微量铁和钛元素,从而形成蓝宝石。伴生矿物有中长石、方柱石、金云母和尖晶石。有的蓝宝石还产在侵入到白云质大理岩或结晶灰岩中的伟晶岩中,发现蓝宝石晶体嵌在长石斑晶之中,由此表明蓝宝石是伟晶岩阶段气成热液交代长石的产物。还有超基性云母云英岩蓝宝石矿床,麻粒岩和角闪岩相的变质成因蓝宝石矿床等等。由此可看出,原生蓝宝石的生成是多种成因的。砂矿中的蓝宝石均来自蓝宝石的生成岩或矿床。 世界上出产蓝宝石的地方很多,主要有缅甸、泰国、柬埔寨、斯里兰卡、印度、澳大利亚、美国、肯尼亚、坦桑尼亚和中国等地。 缅甸不仅红宝石世界著名,蓝宝石也闻名于世。缅甸蓝宝石主要产在抹谷地区,这是一个古老结晶岩的分布区,由各种类型的片岩和片麻岩组成,其中穿插了大型的伟晶岩脉。还有分布十分广泛的大理岩,深成岩体的侵入形成镁质矽卡岩带,蓝宝石等刚玉类宝石就产生在这个矽卡岩带中。伴生矿物有尖晶石、镁橄榄石和透辉石。缅甸蓝宝石也称为东方蓝宝石,表示极优质的"浓蓝"微紫的宝石。 优质的蓝宝石价值也是很高的,世界上蓝宝石的产量极大,但是颜色好、质地佳,粒度大的蓝宝石并不多。 地质工作者研究认为原生蓝宝石产自高温和富铝缺硅环境中,并应具有铁、钛元素的地质地球化学条件。蓝室石是在地球深部高温条件下,结晶初期从氧化铝过饱和的基性岩浆熔融体中形成。形成于碱性基性煌斑岩中的蓝宝石,呈斑晶均匀分布于岩石中,围岩为隐晶质方沸碱煌斑岩。与蓝宝石伴生的有尖晶石、透辉石、黑云母、磷灰石、锆石等。碱性玄武岩中的蓝宝石多呈强熔蚀状小晶体,分布很不均匀,含量低,但是它是形成大型蓝宝石冲积砂矿的最主要源岩,这类原生蓝宝石主要赋存在新生代碱性玄武岩中,蓝宝石呈浑园熔蚀状微斑晶或捕虏晶产出,与锆石、石榴石、尖晶石、磁铁矿等矿物伴生。含蓝宝石的碱性玄武岩低SiO2,高TiO2,多构成岩颈、火山口和小岩体。因此有的学者认为碱性玄武岩中的蓝宝石是上地幔中氧化铝过饱和,氧化硅不足的熔融体在岩浆通道中直接结晶的产物。蓝宝石还产在正长岩体与富镁碳酸盐岩内接融变质带中的硅酸盐矽卡岩中,主要是富铝的正长岩体上侵过程中交代富镁碳酸岩时熔离出来的三氧化二铝,并从围岩中带入微量铁和钛元素,从而形成蓝宝石。伴生矿物有中长石、方柱石、金云母和尖晶石。有的蓝宝石还产在侵入到白云质大理岩或结晶灰岩中的伟晶岩中,发现蓝宝石晶体嵌在长石斑晶之中,由此表明蓝宝石是伟晶岩阶段气成热液交代长石的产物。还有超基性云母云英岩蓝宝石矿床,麻粒岩和角闪岩相的变质成因蓝宝石矿床等等。由此可看出,原生蓝宝石的生成是多种成因的。
❼ 蓝宝石成因简论
蓝宝石的化学成分是Al2O3。铝在地壳中的克拉克值为7.51%,属高含量的亲氧亲石元素,大量集中于地球外层。地壳中Al2O3是仅次于SiO2分布最广的氧化物,但自然界中结晶的Al2O3却为数不多,这是因为A2O3对SiO2的化学亲合力很大,易于形成铝硅酸盐。因此,只有在高温富铝贫硅的特殊条件下才能形成结晶体,或结晶体才能保存。
在碱性玄武岩中,蓝宝石是作为巨晶矿物与普通辉石、锆石等共同产出的。因此,有人就认为其属于同时晶出,可以用辉石的形成条件近似地代表蓝宝石的形成条件,即与玄武岩同源,是岩浆早期高压熔离的矿物相,形成时的温压条件均很高,大致相当于上地幔60~100km深度(池际尚等,1988;王艺芬等,1989)。但是,蓝宝石和辉石是否属共生关系,并无确切的证据,仅由其经常同时产出不能得出形成条件相近这一结论。
昌乐蓝宝石与玄武岩的接触关系截然明显。在蓝宝石晶体外缘常有一层厚约0.01~0.03mm的黑色不透明壳,用放大镜(10×)可初步将壳分为两大类:①熔蚀壳,有明显的熔蚀坑;②熔蚀“微晶”壳,壳上有大量不规则排布的微小似微晶物质。
探针分析表明,熔蚀壳成分为Al2O3,熔蚀“微晶”壳上的“基质”和“斑晶”成分仍为Al2O3(表1-2)。用扫描电镜对熔蚀“微晶”壳进行观察,得知叶片状物质并非细小晶体,其熔蚀现象也十分明显。
表1-2蓝宝石表面壳质成分
测试单位:中国地质大学(武汉)测试中心。
①据韩俊杰,1988。
蓝宝石的产出特征:①薄层碱性玄武岩;②玄武岩中含有大量幔源捕虏体;③与上、下层不含蓝宝石玄武岩岩石学、岩石化学特征等极为相似;④与深大断裂相伴生;⑤山东省局曾观察到幔源捕虏体中产有蓝宝石晶体。可以推断,蓝宝石巨晶并非由玄武岩浆所析离晶出,而是形成于上地幔,由于构造和岩浆活动,被碱性玄武岩浆捕获而带出地表。在捕获及上升运移过程中,温压条件改变使蓝宝石发生熔蚀,但由于新的体系富铝贫硅,因此熔蚀作用较轻微,蓝宝石晶体易于保存。同时,橄榄玄武岩浆中的橄榄石与氧化硅铝发生反应(苏良赫,1990):
山东昌乐蓝宝石矿物学及其改色
形成细小α-Al2O3晶体附着在幔源蓝宝石晶体表面,形成熔蚀“微晶”壳的雏形。上述反应,用热力学数据加以验证,反应自由能为-6.052J/mol,表明在岩浆的温压条件下,反应向右进行。岩浆继续演化和运移,温压条件不断改变,蓝宝石晶体在低压下不稳定,再次发生熔蚀,大部分蓝宝石表面的微晶刚玉全部熔掉,仅部分蓝宝石表面还残留有早期“微晶”壳的某些特征。
韩俊杰对江苏六合蓝宝石壳进行了分析,发现有的壳化学式为3MgAl2O3·2FeAl2O3(镁铁尖晶石),是岩浆喷溢过程中,蓝宝石晶体与周边富Fe、Mg离子的岩浆发生化学反应的反应边。由于采集和测试样品有限,在昌乐蓝宝石中暂未发现这种反应边,但可以推测,这种反应边可能是存在的。
蓝宝石是幔源成因的观点,可以很好地解释昌乐蓝宝石的各种产状特征,同时也使人们认识到,岩石学特征及岩石化学特征不能成为蓝宝石母岩的判别依据,蓝宝石的形成既有必然性,也有偶然性,避免了找矿的盲目性。
❽ 蓝宝石原生矿成矿地质条件分析
(一)断裂构造及火山活动对成矿的控制作用
蓝宝石原生矿产于泰沂隆断东北昌乐凹陷中,区内断裂构造发育,主要有SW—NE向的沂沭断裂带之鄌郚-葛沟断裂,SE—NW向的郑母-北展断裂、五图断裂等。区内的火山活动与沂沭断裂带巨大的平移运动密切相关,特别是与上述断裂在古、新近纪时期的进一步活动,沿SE—NW向断裂本身及其与沂沭断裂带的交会处发生碱性玄武岩喷溢活动,形成昌乐—临朐火山群,区内含矿的牛山期、尧山期玄武岩分布明显受该区古、新近纪强烈的玄武岩质火山活动控制。
本区蓝宝石原生矿赋存于火山机构中心部位及火山通道附近是其显著特点。中心式爆发使得蓝宝石及其寄主岩迅速上升并在地表爆发、快速冷却,蓝宝石巨晶来不及熔融而被保存下来。如方山蓝宝石原生矿呈喇叭状分布于火山喷发的中心部位;方山北麓、邱家河、店子及乔山蓝宝石原生矿分布于火山通道附近。
(二)蓝宝石寄主岩石对成矿的控制作用
从目前所搜集到的资料可知,蓝宝石原生矿主要发育在尧山期、牛山期玄武岩中,蓝宝石的寄主岩石岩性为碱性橄榄玄武岩和碧玄岩,其中含有大量的深源包体及歪长石、辉石、尖晶石等深源巨晶矿物。野外观察牛山期、尧山期玄武岩有多期活动,在层状玄武岩间有氧化顶(烘烤面),沉积夹层等现象。如在毛家村一带的玄武岩中,夹有一层厚约1m的红色砂砾岩。玄武岩的构造有气孔构造、杏仁构造、斑杂构造,斑状结构,基质可见间粒结构,辉绿结构等。岩石中的矿物成分有:橄榄石(多伊丁石化)、含钛普通辉石、斜长石、磁铁矿、磷灰石、沸石等。
蓝宝石寄主岩石的化学特征:就本区域内比较这两期的含蓝宝石和不含蓝宝石玄武岩的化学成分基本相似,但Al2O3、TiO2含量含矿玄武岩比不含矿玄武岩偏高;与中国东部的玄武岩比较,本区玄武岩表现为低SiO2、MgO,高Al2O3、TiO2,含矿玄武岩Al2O3、TiO2含量高。
蓝宝石主要赋存在高Al2O3、TiO2,贫SiO2、MgO的富含幔源包体及歪长石、辉石、尖晶石等深源巨晶的碱性橄榄玄武岩和碧玄岩中。
(三)温、压条件及岩浆升速对蓝宝石成矿的控制作用
前人对研究区天然蓝宝石的生长特征、微量元素特征、包体矿物特征及野外产出特征的研究认为:蓝宝石的形成环境主要有两种:①巨晶——形成于碱性玄武岩浆早期高压结晶固相;②捕虏晶——在较深源区的幔源岩石解体矿物形成的蓝宝石被更深部的玄武岩浆带至地表。但要使蓝宝石完好保存,必须受到玄武岩浆的物质成分、温度、压力、氧逸度、岩浆上升速度等多种条件的共同制约,这些条件对蓝宝石的保存起至关重要的作用。邹进福(1991)认为:含蓝宝石岩浆上升速度的快慢,可能是决定大部分碱性玄武岩是否含矿及含矿贫富的一个重要原因,只要岩浆上升速度够快,蓝宝石的保存与玄武岩的成分及形成时代没有直接相关关系。因此,只有当岩浆形成温度高、压力大、氧逸度低,同时岩浆上升速度快时蓝宝石才能得以保存。
❾ 蓝宝石是怎么形成的急急急!求大神快回答啊!
天然形成的,蓝宝石的成分为氧化铝,因含微量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色。是宝石的一种,
宝石可分三类:火成岩(岩浆)、变质岩与沉积岩。火成岩或岩浆岩由熔融的岩浆、熔岩或者气体结晶而成。沉积岩由地表或接近地表的水溶液结晶而成,而变质岩由受压极大、温度较高的现有物质再结晶而成。
宝石形成大致分为四个过程:
1)熔岩和相关液体
2)环境变化
3)地表水与
4)地幔的形成
但是应指出,有一点令人困惑,许多宝石的形成所经历的过程不止一种。
人们最初是在河床中,山谷冲积或坡积地带发现蓝宝石的。这些作为砂矿的蓝宝石来自原生矿床。地质工作者研究认为原生蓝宝石产自高温和富铝缺硅环境中,并应具有铁、钛元素的地质地球化学条件。蓝室石是在地球深部高温条件下,结晶初期从氧化铝过饱和的基性岩浆熔融体中形成。形成于碱性基性煌斑岩中的蓝宝石,呈斑晶均匀分布于岩石中,围岩为隐晶质方沸碱煌斑岩。与蓝宝石伴生的有尖晶石、透辉石、黑云母、磷灰石、锆石等。碱性玄武岩中的蓝宝石多呈强熔蚀状小晶体,分布很不均匀,含量低,但是它是形成大型蓝宝石冲积砂矿的最主要源岩,这类原生蓝宝石主要赋存在新生代碱性玄武岩中,蓝宝石呈浑园熔蚀状微斑晶或捕虏晶产出,与锆石、石榴石、尖晶石、磁铁矿等矿物伴生。含蓝宝石的碱性玄武岩低SiO2,高TiO2,多构成岩颈、火山口和小岩体。因此有的学者认为碱性玄武岩中的蓝宝石是上地幔中氧化铝过饱和,氧化硅不足的熔融体在岩浆通道中直接结晶的产物。蓝宝石还产在正长岩体与富镁碳酸盐岩内接融变质带中的硅酸盐矽卡岩中,主要是富铝的正长岩体上侵过程中交代富镁碳酸岩时熔离出来的三氧化二铝,并从围岩中带入微量铁和钛元素,从而形成蓝宝石。伴生矿物有中长石、方柱石、金云母和尖晶石。有的蓝宝石还产在侵入到白云质大理岩或结晶灰岩中的伟晶岩中,发现蓝宝石晶体嵌在长石斑晶之中,由此表明蓝宝石是伟晶岩阶段气成热液交代长石的产物。还有超基性云母云英岩蓝宝石矿床,麻粒岩和角闪岩相的变质成因蓝宝石矿床等等。由此可看出,原生蓝宝石的生成是多种成因的。砂矿中的蓝宝石均来自蓝宝石的生成岩或矿床。
世界上出产蓝宝石的地方很多,主要有缅甸、泰国、柬埔寨、斯里兰卡、印度、澳大利亚、美国、肯尼亚、坦桑尼亚和中国等地。