湖南砂礦礦物包裹體特征及其產(chǎn)地標識意義

王 琦

（黃埔海關(guān)技術(shù)中心，廣東 東莞，523000）

湖南是本次研究物重要的產(chǎn)區(qū)，前人的研究多注重在地質(zhì)地球物理、重砂礦物學、指示礦物等方面，取得了大量的找礦信息，但是尋找其原生礦的問題一直沒有獲得突破，針對包裹體標型特征的研究較為薄弱。

本文通過顯微形貌觀察技術(shù)和成分測試手段，對近年來湖南沅水流域新收集到的包裹體進行了詳細的形貌分析和成分研究。以期獲取湖南砂礦礦物包裹體的成因來源信息及產(chǎn)地標識特征[1]。

1 樣品概況

本文研究的樣品為近年采自湖南沅水流域的包裹體毛坯，數(shù)量共計22。樣品的粒度普遍較小，顏色以黃色、褐色為主，色調(diào)深淺不一，部分晶面可見綠色或褐色斑點，有綠斑和褐斑共存的現(xiàn)象。多數(shù)晶體出現(xiàn)棱角和晶面圓化的現(xiàn)象，具有銳利晶棱和平整晶面的理想晶體很少見，絕對意義上的單形罕見，主要以聚形為主。

晶形以圓化的菱形十二面體為主，其次為圓化的八面體，晶形較好，少量不規(guī)則狀（圓化、三角板、具極大變形率的板塊狀扁平形）、雙晶形和連晶。晶面形貌復雜多樣，有凹坑狀、線狀生長紋和形態(tài)多樣的蝕像等。

樣品是先在顯微鏡下觀察，挑選出含有特征包裹體的毛坯，在切割工廠進行了切磨加工，以盡可能使礦物包裹體裸露或靠近表面，部分樣品經(jīng)過多次的拋磨，最終獲得厚度約1mm～1.5mm左右的近平行的雙面拋光薄片。薄片經(jīng)濃硫酸沸煮、蒸餾水清洗、乙醇浸泡和超聲波清洗機清洗的過程，以清除切磨時殘留在其表面的磨料及黏膠等難溶物質(zhì)，以利于后續(xù)測試。

2 儀器測試

使用實體顯微鏡、微分干涉相差顯微鏡和和Diamond ViewTM對鉆石包裹體的形貌特征進行全面觀察和記錄；采用激光拉曼光譜儀和傅里葉變換紅外光譜-紅外顯微鏡聯(lián)用儀對包裹體進行光譜采集，所用激光拉曼光譜儀包括英國RENISHAW（雷尼紹）公司的RENISHAW inVia、RENISHAW RM2000，法國Jobin Yvon公司的LABHR-VIS LabRAM HR800，激光波長分別為514.5nm和633nm，掃描范圍100cm-1～4000cm-1，傅里葉變換紅外光譜-紅外顯微鏡聯(lián)用儀的型號為德國EQUNOX 55，樣品掃描次數(shù)128次，背景掃描次數(shù)128次，測定時儀器的分辨率4cm-1，光圈處于“open”狀態(tài)，控制光斑直徑為0.5mm，掃描范圍600cm-1～ 4000cm-1。

對于部分已經(jīng)出露表面的包裹體配合采用電子探針及能譜技術(shù)進行元素含量測定，以確切判斷其種類及成分特征，使用的儀器為JXA-8800R電子探針/INCAX射線能譜聯(lián)用儀[2]。

3 包裹體的特征分析

樣品中的包裹體以黑色石墨和晶體包裹體為主，一般為50μm～100μm，礦物包裹體形態(tài)各異，以礦物的自形及其熔蝕體、碎片為特征，同時還出現(xiàn)少見的針管狀、啞鈴狀和釘頭狀晶體，幾乎所有晶體都有不同程度的渾圓化，同時包裹體在礦物中的呈現(xiàn)出較明顯的趨向性分布，說明本文研究的包裹體是在結(jié)晶、生長過程中捕虜?shù)?，屬于同生或原生包裹體，可以直接反映寄主礦物形成的物理化學環(huán)境[3]。

本文研究結(jié)果統(tǒng)計顯示，湖南鉆石中P型和E型包裹體的比例為21：16，P+E型包裹體可共存，顯示出湖南礦物來源的復雜性。

P型包裹體類型以橄欖石出現(xiàn)頻率最高，晶形以粒狀、短柱狀為主，還有啞鈴狀，橄欖石周圍常環(huán)繞黑色石墨包裹體和微裂隙，橄欖石晶面上多見黑色斑點狀，以分散或密集地在晶面和晶棱上存在，斑點個體大多數(shù)呈拉長橢圓形，拉長方向大致與包裹體晶體的延長、變形方向或晶體受熔蝕方向一致。

成分分析表明均屬于鎂橄欖石，Mg/（Mg+FeT）比值(陽離子數(shù))為0.91～ 0.94（平均值為0.93），其成分以貧Fe（FeO為6.14%～8.52%）、高NiO（NiO＞0.3%）為特征。

在研究樣品中還發(fā)現(xiàn)柯石英和藍晶石包裹體。柯石英包裹體為無色板狀和渾圓狀晶體，晶體顯示較平直的邊棱，應為原生包裹體，而渾圓狀晶體具有多個曲面，并在部分晶面上有黑色定向密集石墨斑點，判斷該包裹體被鉆石捕獲后經(jīng)歷了熔蝕過程，并伴有溫壓的變化。利用柯石英包裹體的拉曼強峰521cm-1的漂移估算出其寄主鉆石的形成壓力為2.90GPa。

湖南鉆石中柯石英包裹體的出現(xiàn)，可作為所賦存的巖石曾處于很高壓力條件下的可靠標志。藍晶石包裹體呈灰白色透明階梯狀熔蝕形態(tài)，晶體周圍沒有裂隙分布，附近還有熔蝕殘體形態(tài)及渾圓狀晶體包裹體。

偏光顯微鏡和Diamond ViewTM圖像表明藍晶石位于鉆石生長環(huán)帶的中心，表明藍晶石是在形成初期被捕獲的原生包裹體；寄主礦物具有多階段的環(huán)帶，環(huán)帶邊界顯示起伏狀，表明該礦物在形成經(jīng)歷了重復生長和熔蝕過程。

4 結(jié)論及認識

對砂礦礦物中包裹體的類型及其比例、包裹體溫壓計的研究，可提取出礦物的成因類型信息：不同成因類型產(chǎn)出的包裹體之間具有一定的可區(qū)分特征；包裹體溫壓計可估算礦物形成的溫壓范圍；湖南砂礦包裹體具有一定的產(chǎn)地找礦標識意義。

（1）湖南鉆石中P型和E型包裹體的比例接近，P型和E型組合的相對豐度可用來代表鉆石形成的來源物質(zhì)中每種巖石類型的相對重要性，說明湖南砂礦礦物形成時巖石圈地幔中榴輝巖具有重要地位，與山東、遼寧兩地的形成環(huán)境有差異。

（2）本研究區(qū)域發(fā)育的包裹體呈密集定向分布，說明該區(qū)域形成礦物的穩(wěn)定區(qū)邊界范圍內(nèi)的熱力學條件下并伴有溫壓變化。

（3）砂礦中包裹體特征包含了礦物提取物的產(chǎn)地來源差異的信息，特征內(nèi)容包括包裹體組合及其成分差異、部分特殊的包裹體及其出現(xiàn)的可能性等。包裹體特征結(jié)合其形貌、色系、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、同位素等方面特征進行判讀識別，可進一步提高產(chǎn)地來源的識別性和準確性。