刚玉类矿床
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• Bankok is also the main centre of distribution for sapphires from Australia, Thailand, Sri Lanka, and Cambodia;
• Hong Kong also remains an important trade centre for ruby and sapphire.
13
The quality ranking
1. Myanmar 2. Vietnam 3. Sri Lanka 4. Kenya, Tanzania 5. Afghanistan 6. Thailand/Cambodia 7. India
1. India(Kashmir) 2. Myanmar 3. Sri Lanka 4. Australia, Cambodia,
China, Nigeria, Thailand, U.S.A.
(Gaston et al., 2007)
14
• Rubies from southeast Asia (Vietnam &Myanmar) are cut and sold in Bangkok (曼谷);
• African and Malagasy rubies are treated and cut in Bankok and sold in Germany;
16
现在
2 亿年前
17
• 马达加斯加南部变质成因的红宝石、蓝宝 石矿床与来自非洲东部、印度南部和斯里 兰卡的红蓝宝石矿床有许多相似的地质学 特征。
• 根据锆石的U-Pb同位素测年，给出的年龄 是750-450 Ma（新元古代-寒武纪）
• 东、西Gondwana古陆碰撞-非洲造山运动
(Gaston et al., 2007)
18
The main periods of corundum formation
• Three main periods are: 1. The Pan-African Orogeny (750-450 Ma) 变质
成因的 2. The Himalayan Orageny (45-5 Ma) 变质成因
42
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
③ 矿床特征：
– 产出状态：产于新生代碱性玄武岩中 – 构造背景：环太平洋构造带的深断裂带附近 – 含矿岩石特征：
• 碱性橄榄玄武岩、碧玄岩等， • 气孔及杏仁状构造、块状构造， • 斑状结构、聚斑结构、联斑结构， • 巨晶发育，岩石富铝、贫硅。
– 矿体特征：在玄武岩熔岩被、岩颈中，呈似层状、透 镜状产出，受火山结构控制；刚玉宝石呈巨晶产出。
的（大理岩） 3. The Cenozoic alkali basalt extrusions (65-1
Ma) 岩浆成因的（玄武岩）
(Gaston et al., 2007)
19
原生矿床 砂矿(次生)
岩浆岩型 变质岩型
20
碱性玄武岩
斑岩铜矿 煌斑岩
正长岩
(Gaston et al., 2007)
36
（二）红宝石矿床
3、产在玄武岩中的红宝石矿床
– 此类型主要产蓝宝石。 – 自从泰国、柬埔寨、越南发现大型玄武岩中红宝石矿
床（砂矿）后，随着缅甸红宝石产量下降，泰国红宝 石产量占世界70%，而使之成为红宝石的主要成因类型。
37
来自百度文库三）蓝宝石矿床
38
（三）蓝宝石矿床
• 岩浆型
原生矿床 • 气成热液型
21
刚玉奥长岩
渗滤变质作用 交代变质作用
混合岩化作用 麻粒岩
堇青石化
22
(Gaston et al., 2007)
(Gaston et al., 2007)
23
• Ruby的化学元素特征
1. Basaltic:富铁，贫V&Ga 2. Metamorphic(marble)：富V，贫Ga&Fe（除阿富汗） 3. Metasomatic：元素富集差异很大
33
（二）红宝石矿床
3) 产在片麻岩、变粒岩、云母片岩
• 主要产地：新疆阿克陶、河北太行山、内蒙古阿拉善、 安徽霍山、美国、印度、坦桑尼亚等；
• 经济意义较小。
34
35
（二）红宝石矿床
2、产在伟晶岩中的红宝石矿床
– 典型产地：坦桑尼亚翁巴塔尔 – 产出状态：含钙长石和蛭石的奥长伟晶岩 – 宝石特征：刚玉色彩丰富
32
（二）红宝石矿床
2) 产在斜长岩杂岩体
• 主要产地：澳大利亚哈茨山 • 产出状态：产在斜长石-普通角闪石片麻岩中（其原岩为斜
长岩） • 宝石特征：红宝石周围有绢云母被膜 • 矿床成因：在深部形成的红宝石巨晶或斑晶，被斜长石岩体
带出，岩体侵入后遭到形变、褶皱、再结晶和至少角闪石相 的变质作用，其中红宝石斑晶再结晶和生长形成红宝石矿床。
43
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
③ 矿床特征：
– 宝石特征及经济意义：
• 晶体呈柱状、塔状、桶状； • 晶棱被融蚀呈浑圆状、次棱角状，表面有黑色被膜； • 深蓝色、蓝黑色、蓝色、棕色、绿色、黄色，少数呈红色，亦有双
色或杂色蓝宝石； • 色带发育； • 半透明为主； • 有较大经济意义。
• 主体钙质碳酸盐岩发生重结晶作用，形成具有典型平衡变晶结构 的钙质大理岩；
• 其中的铝土质或粘土质条带（或透镜体）则发生了部分熔融和结 晶分异作用，形成含红宝石的矿物组合。
• 红宝石的形成不仅要有富铝贫硅的化学成分条件，而且还必须在 成矿体系中有一定的Cr2O3含量；
• 因此，红宝石的共生矿物中常出现富铝贫硅含铬的造岩矿物，如 含铬的镁砂川闪石等。
6
卡门露希娅，23.1 ct 最完美的
Lvgan蓝宝石 422.99 ct 最大的宝石级刻面蓝宝之一
7
缅甸国宝 1990年
利夫之星，138.7 ct 最大星光红宝石
8
德隆之星，100 ct
印度之星，563 ct
9
东方蓝巨人 最大的切割蓝宝 486.52 ct
黑星光蓝宝石 星光蓝宝石 733 ct
10
斯图亚特蓝宝石 104 ct
Bharany 星光红宝石
27.62 ct
11
Histroy
• 1847-1919 natural corundum was mined in North Carolina；
• 1871-1919 mines in Clay and Macon counties（美国 佐治亚州） accounted for all of world production (3720-7000 tons)；
• Mo, La, W, Pt, Pb, and Bi可能是合成红宝中 的微量元素
(Gaston et al., 2007)
24
（二）红宝石矿床
25
（二）红宝石矿床
区域变质型
• 大理岩中 • 片麻岩、
变粒岩、 云母片岩 中 • 斜长杂岩 体中
伟晶岩型
岩浆岩型
•玄武岩中
砂矿型
26
（二）红宝石矿床
的玄武岩浆携带至地表。
41
– 实验表明刚玉及其固体包裹体（锆石、钽铁矿、烧绿 石等）不可能从玄武岩浆中结晶。
– 蓝宝石一定是在一个富含Th、Zr、Nb、Ta、V、碱土金 属元素（Na、K、Fe、Al）和挥发份的环境中长成。
– 蓝宝石晶体外层的蚀面表明它被岩浆部分熔融。
(Gaston et al., 2007)
刚玉类矿床
1
授课内容
概述 红宝石矿床 蓝宝石矿床
2
一、概述
Corundum，刚玉族
化学成分：Al2O3，可含微量的杂质元素Fe、
Ti、Cr、Mn、V等（晶格或者机械混入 物）。 三方晶系R -3 c，晶体常呈桶状、柱状（贫 硅富碱的碱性橄榄玄武岩中），少数呈板 状或叶片状（富硅贫碱的接触变质岩中）， 在{10-11}晶面上，具有平行交棱的花纹。
– 伴生的宝石、矿物：锆石、辉石、尖晶石、橄榄石、石榴石、钛 铁矿、磁铁矿等。
44
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
• 矿床实例-山东昌乐
– 原生矿床赋存在新生代晚第三纪碱性玄武岩中， 受裂谷型沂沐断裂带控制，属裂隙型喷发；
– 寄主玄武岩中富碱质、Al2O3和TiO2较高； – 产出的刚玉类矿物多为蓝黑色、黑蓝色。深蓝色-
• 接触变质型
砂矿
39
（三）蓝宝石矿床
3.1 岩浆型
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
– 是世界上蓝宝石矿床的主要成因类型（几乎是我国蓝 宝石矿床的唯一类型。
40
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
① 主要产地：
– 中国：山东昌乐、海南蓬莱、福建明溪、辽宁宽甸、江苏六合、 黑龙江穆棱；
的结晶基底的中间隆起 岩为主。大理 与花岗岩体分布关 辉石、方柱
上。由片麻岩、石榴石 岩中夹片麻岩 系密切。红宝石呈 石、榍石、
片麻岩、硅线石石英岩、 及透辉石。岩 浸染状或巢状产出， 镁橄榄石、
大理岩等组成，局部地 石富钙、低镁， 晶粒大小不一，一 尖晶石、斜
段遭角闪岩相退化变质
富铝、贫硅。
般1-10 mm，有时达 5 cm，短柱状，质
3
4
一、概述
颜色：他色矿物，红色致色元素为Cr，蓝色 是由Fe、Ti的联合作用引起的。
玻璃至亚金刚光泽，透明至不透明 折射率1.762-1.770，双折率0.008-0.010. 具二色性 发光性（紫外荧光、X射线荧光） 查尔斯滤色镜
5
一、概述
解理：不发育，发育{10-11}、{0001}裂理 硬度：9 密度：4.00 (+0.10, -0.05) g/cm3，4.17 g/cm3 内部显微特征
(Gaston et al., 2007)
15
The main periods of corundum formation
• The global distribution of corundum deposits is closely linked to collision, rift, and subduction geodynamics.
好。
硅镁石。
28
（二）红宝石矿床
产在大理岩中的红宝石矿床是区域变质作 用形成的，因为：
• 大理岩中红宝石产在走向稳定、与大理岩呈整合关系的很薄 的层位中，且红宝石及伴生矿物的大小与大理岩粒度间呈明 显正相关，粒度不均一时，红宝石常产在粗粒大理岩中。说 明红宝石的成矿物质来源于原始灰岩中；
• 岩体周围接触变质晕很微弱，只在少数情况下出现石榴石辉石矽卡岩带，但它们与红宝石矿化无任何关系。
1、区域变质型 1）产在大理岩中的红宝石矿床
是优质饰用红宝石的主要来源。
• 产地：缅甸抹谷（最大、最好，Mong Hsu ）、阿富 汗哲格达列克、帕米尔、巴基斯坦罕萨（最富）、 云南元江等。
27
（二）红宝石矿床-缅甸抹谷
形成环境
含矿大理岩 特征
矿体特征
伴生矿物
位于印支中生代褶皱系 粗粒钙质大理 层状产在大理岩中， 金云母、透
– 国外：澳大利亚东部、越南南部、柬埔寨、泰国的Phrae、卢旺 达西南部的Cyangugu、刚果的Kivu、肯尼亚北部的Turkana以及欧 洲法国的Espaly、德国的Eifel等等。
② 蓝宝石成因：
– 巨晶-碱性玄武岩浆早期高压结晶形成 – 捕虏晶-较深源区的幔源岩石矿物解体形成的蓝宝石，被更深部
• Early twentieth century, South Africa was also a major producer；
• Northeast Transvaal(德兰士瓦), 1919: 3876 tons→1979： 74 tons，closed now.
12
中亚、东南亚
(Gaston et al., 2007)
• Three main periods are: 1. The Pan-African
Orogeny (750-450 Ma) 2. The Himalayan
Orageny (45-5 Ma) 3. The Cenozoic alkali
basalt extrusions (651 Ma)
(Gaston et al., 2007)
• 大理岩中的红宝石矿化仅出现在纯钙质大理岩中。
29
Nangimali Top deposit (Azad-Kashmir ruby deposits) 一系列大理岩 (a, c, e)和含石榴石-、含矽线石 –片岩 (b, d)，
红宝石仅在c层产出
30
31
（二）红宝石矿床
形成机理：
• 在深成造山变质带中，一些含有铝土质或粘土质条带（或透镜体） 的钙质碳酸盐，在强烈的区域热动力变质作用条件下；
• Hong Kong also remains an important trade centre for ruby and sapphire.
13
The quality ranking
1. Myanmar 2. Vietnam 3. Sri Lanka 4. Kenya, Tanzania 5. Afghanistan 6. Thailand/Cambodia 7. India
1. India(Kashmir) 2. Myanmar 3. Sri Lanka 4. Australia, Cambodia,
China, Nigeria, Thailand, U.S.A.
(Gaston et al., 2007)
14
• Rubies from southeast Asia (Vietnam &Myanmar) are cut and sold in Bangkok (曼谷);
• African and Malagasy rubies are treated and cut in Bankok and sold in Germany;
16
现在
2 亿年前
17
• 马达加斯加南部变质成因的红宝石、蓝宝 石矿床与来自非洲东部、印度南部和斯里 兰卡的红蓝宝石矿床有许多相似的地质学 特征。
• 根据锆石的U-Pb同位素测年，给出的年龄 是750-450 Ma（新元古代-寒武纪）
• 东、西Gondwana古陆碰撞-非洲造山运动
(Gaston et al., 2007)
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The main periods of corundum formation
• Three main periods are: 1. The Pan-African Orogeny (750-450 Ma) 变质
成因的 2. The Himalayan Orageny (45-5 Ma) 变质成因
42
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
③ 矿床特征：
– 产出状态：产于新生代碱性玄武岩中 – 构造背景：环太平洋构造带的深断裂带附近 – 含矿岩石特征：
• 碱性橄榄玄武岩、碧玄岩等， • 气孔及杏仁状构造、块状构造， • 斑状结构、聚斑结构、联斑结构， • 巨晶发育，岩石富铝、贫硅。
– 矿体特征：在玄武岩熔岩被、岩颈中，呈似层状、透 镜状产出，受火山结构控制；刚玉宝石呈巨晶产出。
的（大理岩） 3. The Cenozoic alkali basalt extrusions (65-1
Ma) 岩浆成因的（玄武岩）
(Gaston et al., 2007)
19
原生矿床 砂矿(次生)
岩浆岩型 变质岩型
20
碱性玄武岩
斑岩铜矿 煌斑岩
正长岩
(Gaston et al., 2007)
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（二）红宝石矿床
3、产在玄武岩中的红宝石矿床
– 此类型主要产蓝宝石。 – 自从泰国、柬埔寨、越南发现大型玄武岩中红宝石矿
床（砂矿）后，随着缅甸红宝石产量下降，泰国红宝 石产量占世界70%，而使之成为红宝石的主要成因类型。
37
来自百度文库三）蓝宝石矿床
38
（三）蓝宝石矿床
• 岩浆型
原生矿床 • 气成热液型
21
刚玉奥长岩
渗滤变质作用 交代变质作用
混合岩化作用 麻粒岩
堇青石化
22
(Gaston et al., 2007)
(Gaston et al., 2007)
23
• Ruby的化学元素特征
1. Basaltic:富铁，贫V&Ga 2. Metamorphic(marble)：富V，贫Ga&Fe（除阿富汗） 3. Metasomatic：元素富集差异很大
33
（二）红宝石矿床
3) 产在片麻岩、变粒岩、云母片岩
• 主要产地：新疆阿克陶、河北太行山、内蒙古阿拉善、 安徽霍山、美国、印度、坦桑尼亚等；
• 经济意义较小。
34
35
（二）红宝石矿床
2、产在伟晶岩中的红宝石矿床
– 典型产地：坦桑尼亚翁巴塔尔 – 产出状态：含钙长石和蛭石的奥长伟晶岩 – 宝石特征：刚玉色彩丰富
32
（二）红宝石矿床
2) 产在斜长岩杂岩体
• 主要产地：澳大利亚哈茨山 • 产出状态：产在斜长石-普通角闪石片麻岩中（其原岩为斜
长岩） • 宝石特征：红宝石周围有绢云母被膜 • 矿床成因：在深部形成的红宝石巨晶或斑晶，被斜长石岩体
带出，岩体侵入后遭到形变、褶皱、再结晶和至少角闪石相 的变质作用，其中红宝石斑晶再结晶和生长形成红宝石矿床。
43
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
③ 矿床特征：
– 宝石特征及经济意义：
• 晶体呈柱状、塔状、桶状； • 晶棱被融蚀呈浑圆状、次棱角状，表面有黑色被膜； • 深蓝色、蓝黑色、蓝色、棕色、绿色、黄色，少数呈红色，亦有双
色或杂色蓝宝石； • 色带发育； • 半透明为主； • 有较大经济意义。
• 主体钙质碳酸盐岩发生重结晶作用，形成具有典型平衡变晶结构 的钙质大理岩；
• 其中的铝土质或粘土质条带（或透镜体）则发生了部分熔融和结 晶分异作用，形成含红宝石的矿物组合。
• 红宝石的形成不仅要有富铝贫硅的化学成分条件，而且还必须在 成矿体系中有一定的Cr2O3含量；
• 因此，红宝石的共生矿物中常出现富铝贫硅含铬的造岩矿物，如 含铬的镁砂川闪石等。
6
卡门露希娅，23.1 ct 最完美的
Lvgan蓝宝石 422.99 ct 最大的宝石级刻面蓝宝之一
7
缅甸国宝 1990年
利夫之星，138.7 ct 最大星光红宝石
8
德隆之星，100 ct
印度之星，563 ct
9
东方蓝巨人 最大的切割蓝宝 486.52 ct
黑星光蓝宝石 星光蓝宝石 733 ct
10
斯图亚特蓝宝石 104 ct
Bharany 星光红宝石
27.62 ct
11
Histroy
• 1847-1919 natural corundum was mined in North Carolina；
• 1871-1919 mines in Clay and Macon counties（美国 佐治亚州） accounted for all of world production (3720-7000 tons)；
• Mo, La, W, Pt, Pb, and Bi可能是合成红宝中 的微量元素
(Gaston et al., 2007)
24
（二）红宝石矿床
25
（二）红宝石矿床
区域变质型
• 大理岩中 • 片麻岩、
变粒岩、 云母片岩 中 • 斜长杂岩 体中
伟晶岩型
岩浆岩型
•玄武岩中
砂矿型
26
（二）红宝石矿床
的玄武岩浆携带至地表。
41
– 实验表明刚玉及其固体包裹体（锆石、钽铁矿、烧绿 石等）不可能从玄武岩浆中结晶。
– 蓝宝石一定是在一个富含Th、Zr、Nb、Ta、V、碱土金 属元素（Na、K、Fe、Al）和挥发份的环境中长成。
– 蓝宝石晶体外层的蚀面表明它被岩浆部分熔融。
(Gaston et al., 2007)
刚玉类矿床
1
授课内容
概述 红宝石矿床 蓝宝石矿床
2
一、概述
Corundum，刚玉族
化学成分：Al2O3，可含微量的杂质元素Fe、
Ti、Cr、Mn、V等（晶格或者机械混入 物）。 三方晶系R -3 c，晶体常呈桶状、柱状（贫 硅富碱的碱性橄榄玄武岩中），少数呈板 状或叶片状（富硅贫碱的接触变质岩中）， 在{10-11}晶面上，具有平行交棱的花纹。
– 伴生的宝石、矿物：锆石、辉石、尖晶石、橄榄石、石榴石、钛 铁矿、磁铁矿等。
44
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
• 矿床实例-山东昌乐
– 原生矿床赋存在新生代晚第三纪碱性玄武岩中， 受裂谷型沂沐断裂带控制，属裂隙型喷发；
– 寄主玄武岩中富碱质、Al2O3和TiO2较高； – 产出的刚玉类矿物多为蓝黑色、黑蓝色。深蓝色-
• 接触变质型
砂矿
39
（三）蓝宝石矿床
3.1 岩浆型
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
– 是世界上蓝宝石矿床的主要成因类型（几乎是我国蓝 宝石矿床的唯一类型。
40
3.1.1 产在（碱性）玄武岩中的蓝宝石矿床
① 主要产地：
– 中国：山东昌乐、海南蓬莱、福建明溪、辽宁宽甸、江苏六合、 黑龙江穆棱；
的结晶基底的中间隆起 岩为主。大理 与花岗岩体分布关 辉石、方柱
上。由片麻岩、石榴石 岩中夹片麻岩 系密切。红宝石呈 石、榍石、
片麻岩、硅线石石英岩、 及透辉石。岩 浸染状或巢状产出， 镁橄榄石、
大理岩等组成，局部地 石富钙、低镁， 晶粒大小不一，一 尖晶石、斜
段遭角闪岩相退化变质
富铝、贫硅。
般1-10 mm，有时达 5 cm，短柱状，质
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一、概述
颜色：他色矿物，红色致色元素为Cr，蓝色 是由Fe、Ti的联合作用引起的。
玻璃至亚金刚光泽，透明至不透明 折射率1.762-1.770，双折率0.008-0.010. 具二色性 发光性（紫外荧光、X射线荧光） 查尔斯滤色镜
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一、概述
解理：不发育，发育{10-11}、{0001}裂理 硬度：9 密度：4.00 (+0.10, -0.05) g/cm3，4.17 g/cm3 内部显微特征
(Gaston et al., 2007)
15
The main periods of corundum formation
• The global distribution of corundum deposits is closely linked to collision, rift, and subduction geodynamics.
好。
硅镁石。
28
（二）红宝石矿床
产在大理岩中的红宝石矿床是区域变质作 用形成的，因为：
• 大理岩中红宝石产在走向稳定、与大理岩呈整合关系的很薄 的层位中，且红宝石及伴生矿物的大小与大理岩粒度间呈明 显正相关，粒度不均一时，红宝石常产在粗粒大理岩中。说 明红宝石的成矿物质来源于原始灰岩中；
• 岩体周围接触变质晕很微弱，只在少数情况下出现石榴石辉石矽卡岩带，但它们与红宝石矿化无任何关系。
1、区域变质型 1）产在大理岩中的红宝石矿床
是优质饰用红宝石的主要来源。
• 产地：缅甸抹谷（最大、最好，Mong Hsu ）、阿富 汗哲格达列克、帕米尔、巴基斯坦罕萨（最富）、 云南元江等。
27
（二）红宝石矿床-缅甸抹谷
形成环境
含矿大理岩 特征
矿体特征
伴生矿物
位于印支中生代褶皱系 粗粒钙质大理 层状产在大理岩中， 金云母、透
– 国外：澳大利亚东部、越南南部、柬埔寨、泰国的Phrae、卢旺 达西南部的Cyangugu、刚果的Kivu、肯尼亚北部的Turkana以及欧 洲法国的Espaly、德国的Eifel等等。
② 蓝宝石成因：
– 巨晶-碱性玄武岩浆早期高压结晶形成 – 捕虏晶-较深源区的幔源岩石矿物解体形成的蓝宝石，被更深部
• Early twentieth century, South Africa was also a major producer；
• Northeast Transvaal(德兰士瓦), 1919: 3876 tons→1979： 74 tons，closed now.
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中亚、东南亚
(Gaston et al., 2007)
• Three main periods are: 1. The Pan-African
Orogeny (750-450 Ma) 2. The Himalayan
Orageny (45-5 Ma) 3. The Cenozoic alkali
basalt extrusions (651 Ma)
(Gaston et al., 2007)
• 大理岩中的红宝石矿化仅出现在纯钙质大理岩中。
29
Nangimali Top deposit (Azad-Kashmir ruby deposits) 一系列大理岩 (a, c, e)和含石榴石-、含矽线石 –片岩 (b, d)，
红宝石仅在c层产出
30
31
（二）红宝石矿床
形成机理：
• 在深成造山变质带中，一些含有铝土质或粘土质条带（或透镜体） 的钙质碳酸盐，在强烈的区域热动力变质作用条件下；