电气石的成因

电气石的地质成因

电气石的地质成因相当复杂，常以副矿物（有时为主要矿物）的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中，它的化学性质稳定，十分耐磨、耐蚀，并且各种电气石的成因各不相同，因此电气石的化学成分和性质被广泛用于成岩、成矿环境的灵敏指示剂而备受关注。电气石的成因分类方法一般有两种：一种是按照原岩不同进行分类；另一种是按照电气石的类质同象来区分。

电气石富含B和H2O，它的成因多与气成作用有关，多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中。一般黑色电气石形成于较高温度，绿色、粉红色者一般形成于较低温度。早期形成的电气石为长柱状，晚期者为短柱状。此外，变质矿床中亦有电气石产出。按照原岩大体可分为四类：岩浆岩型、伟晶岩型、金属矿产型和沉积岩型。

1.1岩浆岩（包括花岗岩化作用形成的岩浆岩）里的电气石

岩浆岩型中电气石是常见的副矿物之一，特别是黑电气石主要产于花岗岩、白岗岩、紫苏花岗岩、细晶岩、石英斑岩、石英二长闪长岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、辉长岩、辉绿岩、橄榄岩、金伯利岩、刚玉钙长黑云岩、各类碱性岩等，以及火山岩中的流纹岩类。电气石的成因与熔体中富含B, F等挥发性组分有关，也与熔体中富含H2O的流体相有关。同时熔体最后阶段的汽相中富含B, Na, Si，而K和Al已基本耗尽。因此，岩浆成因的电气石以黑电气石最为常见。

1.2伟晶岩里的电气石

电气石是各类伟晶岩里比较常见的矿物，花岗岩浆作用后期的伟晶岩有结晶粗大的电气石晶体，主要是黑电气石－锂电气石系列。简单伟晶岩中以黑电气石为主，锂电气石、钙锂电气石产于复杂伟晶岩里(这类伟晶岩往往富碱质)，如钾长伟晶岩的中央带，与绿柱石、锂云母、铯榴石、铌钽类矿物共生。镁电气石－黑电气石系列产于夹有镁质大理岩的富Mg 质沉积变质岩系的伟晶岩体里。我国辽宁变质硼矿床中，电气石产于电气石变粒岩中，主要是黑电气石，与长石、石英、黑云母、石榴子石等共生。由含硼流体交代富镁大理岩形成的镁质矽卡岩，产出富镁的镁电气石，与金云母、透闪石、斜硅镁石、遂安石、板状硼镁石共生，分布在硼矿体的外部，有时构成矿体顶板。这类含电气石的岩石往往结晶粗大，类似伟晶岩脉。【与花岗伟晶岩建造有关的宝玉石矿床】【新疆绿色电气石颜色成因研究】

1.3 金属矿床中的电气石

电气石出现于金属矿体的脉石中，主要与以下两类矿床有关：一类是气成热液矿床，大多产于中－高温的钨锡矿脉边部的云英岩化带里，与白云母、石英、黄玉、锡石等共生，主要是黑电气石，我国江西、湖南一带的钨锡矿脉属此类型；另一类是产于层控型块状硫化物矿床里，为黑电气石－镁电气石系列，与石英共生（形成电英岩），被认为是海底火山喷气活动的标志物。与其他热液型矿床类似，电气石矿的成矿系统也分为成矿热流体体系和控矿环境两部分。矿床形成的过程就是成矿热流体体系与控矿环境之间进行物质、能量交换的过程。硼元素的局部富集不仅取决于体系与环境之间、体系内部各因素之间和外部各控矿条件之间的耦合程度，也与硼元素的大范围、长时间充分补给和小范围局部富集的时空条件有关。李兆鼐先生将这一成矿机理归纳为“内外多元耦合，四维局部富集成矿”。[鲁西柳家电气石矿矿物学特征及成矿机理探讨]

1.4 沉积岩里的电气石

在一些沉积岩里电气石作为自生矿物出现。这种电气石大多是镁电气石。加拿大产于滑石带的富镁电气石，是成岩作用阶段形成的。巴西的金矿床也含有电气石，属于热水沉积成因。【电气石族矿物学研究的新近展】

电气石是一种化学成分复杂的硅酸盐矿物，在自然界里广泛分布着电气石的各种类质同象，黑电气石－锂电气石、黑电气石－镁电气石、镁电气石－钙镁电气石等类质同象系列。电气石的化学成分与其产出的环境有很大的关系，因此电气石的类型不同，其产出的成因也不相同。【电气石】【藏东西藏岩的电气石】

2.1 黑电气石－锂电气石类质同象系列

黑电气石－锂电气石类质同象系列中黑电气石广泛出现于花岗岩、花岗伟晶岩、气化高温热液脉以及石英岩中。黑电气石常以长柱状晶体、特别是呈放射柱状的晶簇状态产出。

黑电气石－锂电气石类质同象系列的矿物主要出现于早期以结晶作用为主、后期以交代作用为主的发育很完整的分异型花岗伟晶岩脉中，而且这种花岗伟晶岩脉均产于与其成分很近似的围岩中，如花岗岩、花岗质结晶片岩等。花岗伟晶岩脉在其形成的过程中，由于物理化学体系的平衡条件（温度、压力和组分浓度等）不断发生变化，经历了从早期以结晶作用为主过渡到后期以交代作用为主的发展过程。花岗伟晶岩脉不同的发展阶段以构成花岗伟晶岩脉的主要矿物之一云母的演化系列（黑石母－白石母－锂石母）作为标志，相应地划分为黑云母型、二云母型、白云母型和锂云母型4种基本类型的伟晶岩脉的不同发展阶段。因为云母的演化顺序主要受伟晶岩成岩过程中元素的分异，特别是受Li和F等含量的增高和温度、压力的降低等因素所控制，从而反映交代作用的程度。对黑电气石－锂电气石系列而言，从黑云母型、二云母型花岗伟晶岩脉中的黑电气石向白云母型、锂云母型花岗伟晶岩脉中的锂电气石方向演化。如，我国内蒙角力格太地区花岗伟晶岩脉从黑云母型、二云母型伟晶岩脉中产出的为黑电气石，发展至白云母型和锂云母型伟晶岩脉中依次出现蓝色、绿色、红色锂电气石，而且还出现双色锂电气石。新疆阿尔泰地区佳木斯、可可托海、库儒尔特等处花岗伟晶岩脉中出现的黑电气石－锂电气石类质同象系列矿物的情况完全类同于内蒙的，特别是红色锂电气石只出现于花岗伟晶岩脉的最后发展阶段－锂云母型伟晶岩脉中。国外最典型的是巴西米纳斯吉拉斯州伊塔季艾亚矿区，在白云母型花岗伟晶岩中产出有大量的蓝色、绿色锂电气石，而在锂云母型花岗伟晶岩脉中富集红色锂电气石。不同色彩电气石在花岗伟晶岩脉中从早到晚产出的顺序为黑色一蓝色一绿色一红色一无色。【巴西的电气石和海蓝宝石矿床】

2.2 黑电气石一镁电气石－钙镁电气石类质同象系列

当花岗伟晶岩熔体侵入到白云岩、白云质灰岩围岩中时，由于两者成分相差悬殊，在其接触带首先发生双交代反应，从伟晶岩熔体中带出SiO2等组分，而从围岩中带出MgO和CaO等组分。一旦双交代作用深入发展，花岗伟晶岩熔体则发生强烈的去硅作用，此时可完全改变花岗伟晶岩脉原有的矿物成分，而变成以斜长石（奥长石，中长石）为主的斜长石岩脉。从脉体的中心至边缘依次出现斜长石带、透闪石带和金云母带，各带之间无明显界线，不过透闪石带和金云母带仅占次要地位。在这种成因产状下，黑电气石就向镁电气石演化，出现黑电气石－镁电气石类质同象系列成员，而在去硅伟晶岩的斜长石带中局部可保留含黑电气石的石英－奥长石花岗伟晶岩的残留体。由于围岩中带出的组分除MgO外，还有CaO 组分参加电气石的组成，则出现镁电气石－钙镁电气石类质同象系列的矿物。在镁电气石和钙镁电气石的成分中常存在微量的Ti（TiO2为0.13%一1.57%），而最常见的棕色和黄棕色镁电气石其呈色机理就是由Ti3＋－Ti4＋之间的电荷转移所致。前苏联西南帕米尔的苏姆德日思、戈思达尔弗、阿弗日等地的镁电气石矿床，就是这种成因的典型例子。该地区产出一镁