云南麻栗坡祖母绿的矿物包裹体特征研究

姜 雪，余晓艳，郭碧君，徐 錞

(1.中国地质大学(北京)珠宝学院， 北京 100083； 2. 国标(北京)检验认证有限公司， 北京 101407)

祖母绿是含铬和(或)钒的浅至深绿色、蓝绿色、黄绿色的绿柱石。祖母绿不仅是四大高档宝石之一，在地质学上也具有重要的研究价值。祖母绿中包裹体对确定祖母绿的成矿地质条件、成因、类型具有重要意义。祖母绿包裹体研究可为鉴别祖母绿的产地和宝石鉴定提供依据。

云南省麻栗坡祖母绿宝石矿位于麻栗坡县城以南约25 km处，是国内首例具有一定经济意义的祖母绿矿床(冯明刚等， 2000)。近年，国内外学者对云南祖母绿及其包裹体的研究表明，云南祖母绿是典型的高钒型祖母绿(郑育宇， 2017)，其中出现的颜色环带多样(姜雪， 2015)。祖母绿中所含的黑云母、黑色电气石、斜长石、毒砂等矿物包裹体组合具有重要的标型意义(李强， 2001)。其中的多相流体包裹体、细小片状黑云母、显微针状黑色电气石、微晶状不透明金属矿物包裹体及微裂隙群是导致祖母绿透明度低的主要缘由(李强， 2001)。云南祖母绿中含锐钛矿型的TiO2包裹体(祖恩东等，1999)。

按构造的空间展布方式，云南麻栗坡祖母绿赋矿构造可分为两类：一类为NNE向和NE向张剪裂隙构造，已发现的伟晶岩脉体共30余条，是主要的含矿构造；另一类是顺面理发育的次级韧性剪切滑脱带内发育的矿脉(胡荣荣， 2008)(下文简称为：顺层剪切带矿脉)。前人对云南祖母绿包裹体的研究较为抽象，未区分产状。本文在野外工作的基础上，对伟晶岩矿脉和顺层剪切带矿脉两种产出状态的云南麻栗坡祖母绿分别进行了系统的包裹体特征研究。不同产状的祖母绿中不同的包裹体组合、包裹体成分分析等研究不仅可为祖母绿的产地鉴定提供依据，具有宝石学意义，也对揭示云南麻栗坡祖母绿的成因类型具有重要意义。

1 样品及测试方法

本文选用包裹体特征明显的样品15块：伟晶岩矿脉样品JD7、JD8、JD11、JD12、FZ13、FZ15、FZ17、HD5；顺层剪切带矿脉样品JD14、FZ1、FZ3、FZ4、FZ5、FZ8、FZ14。典型样品图片如图1所示。样品特征如表1所示。

将样品切磨成薄片，置于偏光显微镜下观察，所用仪器为中国地质大学(北京)珠宝学院宝石研究实验室OLYMPUS-BX51偏光显微镜。

云南祖母绿中裂隙、色带发育，影响了其透明度，大多数包裹体在显微镜下不容易观察和识别。因此，本文采用偏光显微镜、电子探针及背散射图像、阴极发光等对其包裹体进行系统研究。

阴极发光仪器为中国地质大学(北京)珠宝学院RELION Ⅲ CL型阴极发光仪，仪器生产厂家为美国RELION，测试条件为电压5～6 kV，电流0.3～0.6 mA， 曝光时间10～30 s。

图 1 图1 JD7、FZ17、FZ4、FZ5号样品图片[图中标注的矿物名称缩写除祖母绿为Eme外，其余参见沈其韩(2009)，下同]Fig.1 Photos of sample JD7, FZ17, FZ4 and FZ5[the mineral abbreviations in photo are according to Shen Qihan(2009), except Eme for emerald, the same blow]

表 1 云南麻栗坡祖母绿样品特征Table 1 Characteristics of emerald samples from Malipo, Yunnan Province, China

电子探针测试在中国地质科学院矿产资源研究所矿物学与微束分析实验室完成， 采用JXA-8230型电子探针能谱仪。 测试条件为： 定量加速电压15 kV； 束斑直径5 μm，工作电流20 mA，标准样品为天然矿物或合成氧化物的国家标准。

2 测试结果与讨论

2.1 长石

钾长石是本区主要的伟晶岩矿脉组成矿物。祖母绿中的钾长石包裹体常见环带，阴极发光下钾长石环带呈中等橙红或橙黄-蓝紫色发光，环带内核Ba含量高处为蓝紫色，边部为橙黄色(图2)。斜长石成分是钠长石，是伟晶岩矿脉组成矿物(图3d)。长石成分分析见表2。

FZ17号祖母绿中包裹板状钾长石(点FZ-17b-2-2)，发育格子双晶(图3a、3b)。FZ15号祖母绿中含钾长石(点FZ-15a-3-2)、斜长石(点FZ-15a-3-3)。钾长石边缘破碎，受后期强烈地质作用影响，有的呈脉状分布于祖母绿中(图3c)。斜长石呈脉状(图3d)。

图 2 样品FZ14祖母绿中的包裹体阴极发光照片Fig. 2 CL photo of emerald inclusions in sample FZ14

JD8号祖母绿中含钾长石(点JD-8-3-2～5)、钠长石(点JD-8-3-7)。钾长石包裹体可见3层环带(图3e)。FZ13号祖母绿中包裹钾长石(3层环带)(点FZ-13-2-2～4)(图3f)。对钾长石环带成分进行投点(图4)，对应背散射图像，环带核部呈白色，幔部呈灰白色，边部呈灰黑色，个别钾长石边缘出现少量的亮白色区域，但不形成环带。从核部到边部，Ba含量减少，Al减少，Si升高，K升高。环带的出现与其结晶时岩浆组成及其所处条件(如温度、压力、氧逸度和水逸度)有关(张峰等， 2009； 刘春花等， 2013)，并且揭示了云南祖母绿多期多阶段的生长环境变化。

表 2 长石的电子探针结果 wB/%Table 2 Electron microprobe result of feldspar

图 3 样品FZ17、FZ15、JD8祖母绿中的包裹体照片Fig. 3 Emerald inclusions in sample FZ17 FZ15 and JD8a—FZ17单偏光下照片； b—FZ17正交偏光下照片； c, d—FZ15的背散射(BSE)图像; e—JD8钾长石环带背散射(BSE)图像； f—FZ13钾长石环带背散射(BSE)图像a—sample FZ17 under plainlight; b—sample FZ17 under crossed nicols; c—BSE photo of sample FZ15; d—BSE photo of sample FZ15; e—BSE photo of potassium feldspar zone in sample JD8; f—BSE photo of potassium feldspar zone in sample FZ13

图 4 钾长石成分环带分析折线图(横坐标为核部-幔部-边部点号为1、2、3)Fig. 4 Line chart of potassium feldspar zone analysis(X-axis is core-mantle-edge; Dot mark is 1, 2 and 3)

2.2 电气石

偏光镜下，顺层剪切带样品FZ14号祖母绿中的电气石包裹体呈红棕色-褐色，多色性强，柱状，横截面为球面三角形，有的横截面可见颜色环带环绕球面三角形断面分布(图5a、5b)。阴极发光下不发光(图2)。

电气石包裹体的成分见表3，结果表明，云南祖母绿中的电气石包裹体为碱性电气石中的镁电气石(dravite)，且其成分中钒和铬含量偏高。

2.3 云母

祖母绿中的云母包裹体在偏光显微镜下观察为褐色，多色性明显，片状，一组极完全解理，阴极发光下不发光。黑云母受热液作用可蚀变为绿泥石、白云母等。顺层剪切带矿脉中黑云母粒度较小，与绿色白云母混杂生长。

顺层剪切带样品FZ1号祖母绿中包含片状黑云母(图6)，来自围岩云母片岩。

对黑云母进行成分分析见表4。计算出阳离子数为： Si 2.915 9, AlⅣ1.084 1, AlⅥ0.324 7, Ti 0.035 2, Fe3+0.314 7, Fe2+0.558 2, Mn 0.035 5, Mg 1.374 3, Ca 0.001 0, Na 0.152 5, K 0.889 1, 合计7.685 3。在三角图中进行投点，结果表明，云南祖母绿中所含黑云母包裹体为镁质黑云母(图7)。黑云母来源是壳幔混源(图8)(周作侠， 1986； 东前等， 2011)。

另外，FZ13号伟晶岩脉中的祖母绿含有白云母包裹体(图3f)，呈浅-深绿色，细小的鳞片状。石英脉中祖母绿中包裹的绿色白云母含V相对较高(表5)。

偏光显微镜下观察结合电子探针测试、阴极发光观察确定的包裹体除了钾长石、钠长石、镁电气石、黑云母、白云母之外，还有方解石、萤石、石英、祖母绿、磷灰石(图2、3f)、榍石(图6)、锆石(图3e)、绿帘石、白钨矿、黄铁矿(图3d)、毒砂、闪锌矿(图3d)、方铅矿(图3d)、透辉石、绿泥石(图6)。伟晶岩脉和顺层剪切带中的祖母绿均含有钾长石、钠长石、电气石、萤石、祖母绿(绿柱石)、黑云母、榍石、磷灰石、黄铁矿、绿泥石、绿帘石包裹体。白云母、方解石、石英、锆石、毒砂、闪锌矿、方铅矿、透辉石仅出现在伟晶岩脉中的祖母绿包裹体中；而白钨矿仅出现在顺层剪切带中的祖母绿包裹体中。将云南祖母绿中所含矿物包裹体按祖母绿产状总结如表6。

图 5 样品FZ14祖母绿中的包裹体的单偏光(a)、正交偏光(b)照片Fig. 5 Photos under plainliaht(a) and crossed nicols(b) of emerald inclusions in sample FZ14

表 3 电气石的电子探针结果 wB/%Table 3 Electron microprobe result of tourmaline

图 6 样品FZ1的背散射(BSE)图像Fig. 6 BSE photo of sample FZ1

3 结论

(1) 云南麻栗坡祖母绿中常见的矿物包裹体有钾长石、钠长石、方解石、萤石、电气石、石英、祖母绿(绿柱石)、黑云母、白云母、白钨矿；围岩和矿脉中的副矿物磷灰石、榍石、锆石也会包裹在祖母绿中；有时含有金属矿物包裹体黄铁矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿；透辉石包裹体仅出现在伟晶岩脉祖母绿样品中；偶见绿泥石包裹体，均为其他矿物包裹体绿泥石化产生。

表 4 黑云母的电子探针分析 wB/%Table 4 Electron microprobe analysis of biotite

图 7 黑云母分类投点图(底图据 Foster, 1960)Fig. 7 Biotite classification scatter diagram (the base map is according to Foster, 1960 )

图 8 黑云母来源投点图(底图据周作侠，1986)Fig. 8 Source of biotite scatter diagram (the base map is according to Zhou Zuoxia, 1986)

表 5 白云母的电子探针结果 wB/%Table 5 Electron microprobe result of muscovite

表 6 伟晶岩脉和顺层剪切带中祖母绿中的包裹体Table 6 Emerald inclusions in pegmatite veins and shear zone veins

(2) 云南麻栗坡祖母绿具有产地特征的包裹体有黑色镁电气石、含钒的白云母、具有环带的钾长石、毒砂、镁质黑云母、白钨矿。

(3) 伟晶岩脉和顺层剪切带中的祖母绿均含有钾长石、钠长石、电气石、萤石、祖母绿(绿柱石)、黑云母、榍石、磷灰石、黄铁矿、绿泥石、绿帘石包裹体。白云母、方解石、石英、锆石、毒砂、闪锌矿、方铅矿、透辉石仅出现在伟晶岩脉中的祖母绿包裹体中； 而白钨矿仅出现在顺层剪切带中的祖母绿包裹体中。

(4) 祖母绿中钾长石包裹体环带从核部到边部，Ba含量减少，Al减少，Si升高，K升高。环带的出现与其结晶时岩浆组成及其所处条件(如温度、压力、氧逸度和水逸度)有关。并且揭示了云南祖母绿多期多阶段的生长环境变化。

(5) 黑云母是各产地祖母绿中最常见的包裹体之一。云南麻栗坡祖母绿中的黑云母包裹体为镁质黑云母，其来源是壳幔混源。