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巴林石的矿物学与宝石学研究

作　者: 王小慧
导　师: 蔡克勤；任进
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 宝石学
关键词: 巴林石矿物学宝石学岩石化学矿床成因
分类号: P619.281
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 430次
引　用: 5次
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内容摘要

巴林石是中国四大名石之一，石质细润、质地光洁、色彩绚丽、种类众多，在国内外的知名度越来越高。本文通过现代测试方法对巴林石的矿物学特征、宝石学性质、岩石化学特点、矿床成因等进行了研究，使巴林石的研究进一步系统、科学、完善。主要矿物组成的研究表明：巴林石的主要矿物成分为高岭石族矿物，具体为较有序高岭石、较有序地开石、高岭石—地开石过渡矿物。通过计算X射线衍射分析中的结晶指数和红外吸收光谱中的A／B值，认为从高岭石～高岭石—地开石过渡矿物～地开石，结晶指数由高～低～高（即有序度由高～低～高），A／B值逐渐降低。研究中发现，当地俗称的“刚玉”的主要矿物成分为明矾石和石英，硬度较高不适做雕刻石。鱼子冻、水草冻、鸡血石是巴林石中的珍贵品种，经研究发现鱼子冻中的“鱼子”为硬水铝石，水草冻中的“水草”为赤铁矿和黑辰砂，鸡血石中的“血”为辰砂，巴林石中常见的黑色不透明矿物主要是黄铁矿。测定了巴林石的宝石学基本性质，对巴林石进行了系统的分类与命名，建议以“类别+题材”的方式对巴林石艺术品进行命名。对巴林鸡血石、福黄石、冻石、彩石、图案石分别进行了质量评价，提出了评价要素，并进行等级划分。颜色成因的研究，认为白色系列的巴林石，矿物成分为较纯净的高岭石族矿物，几乎不含致色元素；红色系列的巴林石为矿物颗粒间分布的赤铁矿呈色，若是较淡的粉红色，则是由于Fe和Mn类质同象替代高岭石中的Al而致色；黄色系列的巴林石，由颗粒间浸染的大量褐铁矿呈色，Fe³⁺进入高岭石矿物的晶格中，由于电子跃迁和电荷转移，也可以产生黄色；黑色系列的巴林石是由于含有黄铁矿而致色。运用透光率测试、扫描电镜分析和粒度统计等测试方法对巴林石透明度的影响因素进行了研究，认为无色或浅色巴林石，其颗粒度和主要矿物组成是透明度的重要影响因素，如冻石类平均颗粒度小，矿物组成纯净单一，透明度较高。而彩色巴林石，内部含有的暗色次要矿物对透明度起主要作用，暗色矿物越多，透明度越差。区域岩石化学分析表明，区域火山岩为亚碱性系列的钙碱性岩系，岩石化学特征表明区域岩浆活动经过了分异结晶或同化混染作用。巴林石及围岩的稀土元素特征分析及稀土配分曲线大致相似，表明巴林石的成矿物质来源于流纹岩。测得了巴林石的氢氧同位素组成，认为巴林石矿床为热液蚀变型矿床，估算其成矿温度约在200℃～230℃，成矿热液来源于大气降水。巴林石的成矿与火山期后热液作用密切相关，热液活动具有多期多阶段的特点。强烈的硅化以及明矾石化、高岭石化、黄铁矿化是巴林石的重要找矿标志，辰砂化和黄铁矿化是巴林鸡血石的找矿标志。在巴林石矿区东部的白音沙那地区新发现了一种艳蓝色、蓝紫色的石料，经电子探针，X射线粉晶衍射、红外吸收光谱等分析，确定其主要矿物组成为蓝线石、石英和叶腊石，新发现的蓝线石岩属巴林石的一个新品种。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-22
  1.1 巴林石概述  12-13
  1.2 选题依据及研究意义  13-14
    1.2.1 选题依据  13
    1.2.2 研究意义  13-14
  1.3 研究现状  14-18
    1.3.1 巴林石的研究现状  14-16
    1.3.2 寿山石、青田石、昌化石的研究现状  16-18
  1.4 研究内容与研究方法  18-19
  1.5 主要研究成果  19-21
  1.6 论文的主要工作量  21-22
2 成矿地质特征  22-29
  2.1 矿区自然、地理、交通概况  22-23
  2.2 区域地质背景  23-24
    2.2.1 区域构造位置  23
    2.2.2 区域地层  23-24
    2.2.3 区域岩浆岩  24
  2.3 矿区地质特征  24-26
    2.3.1 矿区地层及岩性特征  24-25
    2.3.2 次火山岩  25
    2.3.3 矿区构造特征  25-26
    2.3.4 围岩蚀变特征  26
  2.4 矿床地质  26-29
    2.4.1 矿脉特征  26-27
    2.4.2 矿石成分、结构构造  27
    2.4.3 矿石物理性质  27
    2.4.4 成矿期次  27-28
    2.4.5 矿床成因  28-29
3 矿物学研究  29-49
  3.1 主要矿物组成  30-42
    3.1.1 高岭石族矿物  30-39
    3.1.2 明矾石  39-42
  3.2 次要矿物成分  42-48
    3.2.1 鱼子冻中的“鱼子”  43-44
    3.2.2 水草冻中的“水草”  44
    3.2.3 鸡血石中的“血”  44-46
    3.2.4 黑辰砂与辰砂  46-47
    3.2.5 巴林石中的黑色不透明矿物  47-48
  3.3 小结  48-49
4 宝石学研究  49-71
  4.1 宝石学基本性质  49-51
    4.1.1 颜色  49
    4.1.2 透明度  49-50
    4.1.3 光泽  50
    4.1.4 折射率  50
    4.1.5 硬度  50
    4.1.6 密度  50-51
  4.2 巴林石分类与命名  51-53
    4.2.1 巴林鸡血石  51-52
    4.2.2 巴林福黄石  52
    4.2.3 巴林冻石  52
    4.2.4 巴林彩石  52
    4.2.5 巴林图案石  52
    4.2.6 建议  52-53
  4.3 质量评价及鉴定特征  53-60
    4.3.1 巴林鸡血石  53-57
    4.3.2 巴林福黄石  57-58
    4.3.3 巴林冻石  58-59
    4.3.4 巴林彩石  59
    4.3.5 巴林图案石  59-60
  4.4 颜色成因探讨  60-64
    4.4.1 镜下观察  61-62
    4.4.2 化学分析  62-64
    4.4.3 巴林石颜色成因机理  64
  4.5 巴林石透明度的影响因素  64-69
    4.5.1 结构对透明度的影响  65-67
    4.5.2 矿物组成对透明度的影响  67-69
    4.5.3 巴林石透明度的影响因素  69
  4.6 小结  69-71
5 岩石化学特征  71-82
  5.1 区域火山岩的岩石化学特征  71-73
    5.1.1 区域火山岩岩系  72-73
    5.1.2 构造环境分析  73
    5.1.3 岩石化学成分特征  73
  5.2 蚀变围岩及巴林石的岩石化学特征  73-76
    5.2.1 蚀变围岩的岩石化学特征  74-76
    5.2.2 矿石的岩石化学特征  76
  5.3 稀土元素地球化学  76-79
    5.3.1 稀土元素特征  76-78
    5.3.2 稀土元素球粒陨石标准化配分曲线  78-79
  5.4 微量元素  79-80
    5.4.1 微量元素特征  79
    5.4.2 微量元素原始地慢标准化曲线  79-80
  5.5 小结  80-82
6 氢氧稳定同位素  82-88
  6.1 高岭石的氢氧稳定同位素特征  82-83
  6.2 巴林石的氢氧同位素组成  83-84
  6.3 高岭石─水的氢氧同位素分馏  84-85
  6.4 成矿温度  85-86
  6.5 巴林石成矿热液的来源  86-87
  6.6 小结  87-88
7 矿床成因机制  88-96
  7.1 成矿条件  88-90
    7.1.1 成矿构造背景  88
    7.1.2 控矿构造  88-89
    7.1.3 岩性条件  89
    7.1.4 热液活动及其性质  89-90
    7.1.5 成矿物质来源  90
  7.2 成矿机理  90-94
    7.2.1 矿床成因类型  90-91
    7.2.2 巴林石成矿的多期次性  91-92
    7.2.3 成矿机制  92-94
  7.3 成矿预测  94
  7.4 小结  94-96
8 蓝线石的发现与研究  96-103
  8.1 蓝线石岩的产状特征  96
  8.2 蓝线石的矿物学研究  96-102
    8.2.1 蓝线石的结晶学与光性特征  96-97
    8.2.2 X射线粉晶衍射分析  97-99
    8.2.3 蓝线石的化学组成  99-100
    8.2.4 红外吸收光谱分析  100-102
  8.3 蓝线石岩的工艺性能探讨  102
  8.4 小结  102-103
9 主要结论和建议  103-105
建议:  105-106
致谢  106-107
参考文献  107-113
图版  113-118
  图版Ⅰ  113-114
  图版Ⅱ  114-115
  图版Ⅲ  115-116
  图版Ⅳ  116-117
  图版Ⅴ  117-118
个人简历  118

巴林石的矿物学与宝石学研究

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