1宝石包体的基本知识

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由于变质作用,使晶体中的先成、同生或次生包 裹体发生了改变(变质)所形成的包裹体。 1、同质多相体之相态发生变化者;如柯石英 (先成)→石英;金刚石中的石墨包裹等 2、形态发生变化者; 3、发生化学反应者;如黄铁矿→ 褐铁矿。
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Comments: Coesite inclusion in garnet of eclogite sample (from: Eur. J. Mineral, 13: 567). Location: Ultra high-pressure metamorphic area of the Saidenbach reservoir, Erzgebirge, Germany, where micro-diamond-bearing gneiss occurs. scale Bar 50 µm
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同成包裹体中还包括一种假次生包裹体 假次生包裹体:宝石矿物 假次生包裹体 晶体在生长形成过程中由于受不均匀热或力的作用 产生裂开,晶体周围的流体或熔体进入这些裂隙, 后由于晶体继续生长,这些流体或熔体被封闭,形 成假次生包裹体。假次生包裹体可切割主矿物晶体 的早期生长结构,一般不切割主体宝石的晚期生长 带。这种包裹体捕获作用在主体宝石矿物晶体的形 成过程中可重复发生,与一些后期裂隙充填的后成 包裹体在形态上容易混淆。判断假次生包裹体与后 成包裹体的主要依据是观察这两类包裹体的分布, 假次生包裹体在主体宝石晶体的表面没有开口,而 后成包裹体在主体宝石晶体的表面可观察到开口
在主宝石矿物的生长过程中所捕获的包裹体。 它比宝石形成早,在主宝石形成前就已形成。 在宝石包裹体中主要指固态包裹体。 如:发水晶、日光石、祖母绿中的云母、方解石等。
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主晶(Host crystal):也叫寄主晶体或宿主 主晶 晶体,一般特指可包裹其它物质的主体晶 体; 客晶(Guest crystal):也叫客体,一般特指 客晶 被包裹的矿物晶体。一种矿物既可以是主 晶,也可以是客晶。如磷灰石,在石榴石 中其作为包裹体出现时为客晶,作用宝石 时,其可以包裹其它矿物如锆石,方解石 等,这时它又是主晶。
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思考题:如何判断先成生、同生、 后生包裹体?
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2 按物态分类(固体、流体)
2.1固体包裹体 是指固体包裹体的成分>70%,其形状:纤维状、针状、长 柱状、柱状、板状、片状、球状及规则晶体形状等
2.1.1结晶质包裹体 岩浆、热液、变质反应等形成的早期结晶物被宝石捕获, 这类物质一般为自形晶,晶形完好,也有被熔蚀的。例如:锆 石、磷灰石、榍石等、金红石、角闪石等。 注意:同一结晶包裹体在不同宝石中的表现不同,同种宝石不 同成因、不同产状也可以不同
此现象可解释:祖母绿的三相包体是随着原始流体包体 (一相或两相)在时间和温度推移下,变为三相(析出食盐和 气泡)。
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形态变化
不规则形态的包裹体有一种明显的趋势,就是它们的 形态会随着时间的推移而转化为更规则的负晶形或椭球形。 这种变化通过包裹体腔壁上某些部分的内部溶解作用及这种 溶出的物质随后在其他部位的再沉淀而产生。这一过程是再 平衡过程。 相态与形态的复合变化 如果原始包裹体是大而扁平且不规则的,再平衡过程就 能导致包裹体裂开,形成一系列较小的,更规则的包裹体, 这种现象被称为卡脖子现象。
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2.1.2 熔融结晶包裹体 固体包裹体有多个结晶相,成分与母岩成分相 当。非单一矿物晶体,而是岩石晶体的组合。
2.1.3 熔融玻璃包裹体 固体成分为玻璃相,有气相相伴(收缩气泡, 此气泡不能运动)。
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2.2 流体包裹体 形态:多种多样,部分地受主矿物结晶习性的控制。 负晶形、不规则状、扁平状、解理阶梯状、断面状、 球形、椭球形、管状等。
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石英
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石英
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2.3熔体流体包体
固相成分50%,流体50%。主要与伟晶岩型及岩浆后期 演化有关
固相包括:结晶相和玻璃熔体相。
流体相包括:液相H2O、CO2等; 气相挥发组分:CO2,H2O、H2S等。
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3、根据包裹体本身的特征分类 3.1物质型包裹体 晶体、流体、熔体包裹体。
3.2结构型包裹体 由晶体缺陷及后期应力作用形成的内部结构缺陷,如空晶、 双晶面、解理纹、裂纹等。
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幻晶一词源于ghost crystals的译文,与ghost 幻晶 crystals词义相同的名词还有另外几个,即: phantom crystals, spectre crystals或者 shadow crystals。该词主要应用于描述一种形式的水晶, 即水晶的结晶时有时中断,在其连续生长的透 明层上出现偶尔不透明层,绝大多数为薄到如 白色物质的喷涂层。有时可以观察到15-20层连 续的一层叠一层的这样生长屋。自然状态下, 这种晶体从侧面到底部显得非常美丽(图XX)。 幻晶是物质型包裹体与非物质型包裹体类的生 长纹共同体现的结果。
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三、研究宝石包裹体的意义
(一)包裹体的地质意义
1、流体包体对研究热液成矿流体的性质、起源和演化,矿床 的成因具有重要意义; 2、地质温度计和压力计; 3、沉积岩中成岩矿物中碳氢化合物或富气包体的丰度和分布 情况确定石油的迁移途径; 4、月岩和陨石中的结晶质及玻璃质熔融包体帮助研究地球及 太阳系的物质组成与演化过程。
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C 后生包裹体(次生类,epigenetical inclusions)
是指主宝石矿物结晶以后发生微裂隙,宝石周围的 物质沿裂隙贯入到宝石中形成的包裹体。为裂隙充填的 包裹体。 根据裂隙的愈合程度分为未愈合、半愈合和愈合次 生包裹体。 与主晶介质无关,而代表后期的某一次应力作用的 介质。
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d 变生包裹体(后生类)
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正晶 (real crystal):是指宝石晶体内包裹的具有完整 晶体形态的固体矿物晶体包裹体,如碧玺中的自形 电气石包裹体,祖母绿中的自形钠长石包裹体等。 正晶包裹体是固相,可以是先成包裹体,也可以是 同生包裹体。 负晶 (negative crystal):是指包裹体的外部形态与主 体宝石的晶体形态相似的空穴,一般为流体包裹体 所充填,如绿柱石中的六方柱状流体包裹体,水晶 中的六方双锥状流体包裹体等。负晶包裹体一般属 于同生包裹体类。
3.3颜色型包裹体 由于放射性蜕变、晶体成分变化或晶体缺陷所导致的与主 体宝石颜色有明显差异的色带、色团或色晕等。
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4、包裹体的大小及可见程度分类 4.1宏观包裹体 指在肉眼和10倍放大镜下可观察到的包裹体。 这类包裹体是宝石评价的主要部分,质量级别的参考依据。
4.2显微包裹体 大于10倍放大镜或宝石显微镜下才能观察到的包裹体。如 气液态流体包裹体。 4.3超显微包裹体 在常规宝石显微镜下无法准确观察到,需在电子显微镜等 才能确定的极微小的包裹体。这类包裹体对宝石鉴定意义不大, 对宝石形成机理研究有一定意义。
气液比(n):n=[V气/(V气+V液)]×100% n>50% n=30-50% n<30% n=0 气体包裹体 气液包裹体 液体包裹体 纯液体包裹体
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流体包裹体的变化
1、P-T变化引起相态变化
当流体包裹体从它的原始捕获温度冷却时出现气相、子 矿物和不混溶流体,并且被密封愈合后还能够发生大小、形状 和分布方面的变化,这些变化没有使包裹体减少或增加物质。
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(二)宝石包裹体的意义
1 指示宝石的晶系所属
许多包裹体的形成与宝石的结晶结构缺陷有关,如:晶面 条纹,负晶形包裹体。
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2 指示宝石的种属
宝石中的特征包体可以指示同类宝石中的各个种属。如: 月光石中蜈蚣状包裹体;日光石中具砂金效应的片状金属矿物 包裹体;碧玺中毛晶(发雏晶);托帕石中三相不混溶流体包裹 体;橄榄石中睡莲状包裹体;红柱石中的十字暗色条带;海蓝 宝石中雨丝状包裹体;尖晶石中串珠状的八面体负晶,星云状 包裹体群;翠榴石中马尾丝状包裹体;钙铝榴石中的含有糖浆 状结晶质包裹体群等等。
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其它分类
以上的分类基本归纳和总结了包裹体的特征。此 外,根据工作的需要,还可以有一些其它分类。 例如按包裹体的组成是否为有机物可将包裹体 分为有机包裹体 无机包裹体 有机包裹体和无机包裹体 有机包裹体 无机包裹体;按包裹体源区 的不同可将包裹体分为地内包裹体 地外包裹 地内包裹体和地外包裹 地内包裹体 体 (图XX);按包裹体的形成方式可将包裹体分 为天然包裹体 合成包裹体 天然包裹体与合成包裹体 天然包裹体 合成包裹体;按包裹体是否具 有指示宝石种属意义可将包裹体分为一般包裹 一般包裹 特征包裹体等等。 体和特征包裹体 特征包裹体
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B 同期包裹体(或同生、假次生, syngenetical inclusions )
在主宝石矿物结晶过程中与主宝石同时生长形成的包裹体。
它们的存在是因为宝石生成时的环境的变化使宝石内部形成 晶体缺陷,熔体或流体在缺陷中被捕获,其后随着宝石的结晶 和冷却,它们也结晶和冷凝成各种相态。 主要指流体和熔体包体以及宝石中的生长结构和现象,也可 以是固相(如:红—蓝宝石中定向排列的金红石)以及出溶体 ( ? )。 流体和熔体包体可以基本上代表主晶宝石的生长介质,并受 主晶宝石结晶习性的影响。
第一章 宝石包裹体的基本知识
概念 包裹体的分类 研究宝石包裹体的意义 包裹体的是是非非 补充材料:人工合成宝石法
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一、概念
1、矿物包裹体 是指矿物在生长过程中由封闭系统组成的单相或多相体系的 是指矿物在生长过程中由封闭系统组成的单相或多相体系的 封闭系统组成的单相或多相 包裹物。 包裹物。
2、宝石包裹体 在宝石内部与主体宝石在成分、结构、 物性上存 在宝石内部与主体宝石在成分、结构、晶轴方位或物性上存 成分 在差异的内含物质及生长现象 还包括与内部结构有关的表面 内含物质及生长现象, 在差异的内含物质及生长现象,还包括与内部结构有关的表面 特征等 宝石包裹体影响了宝石整体的均匀性。 特征等。宝石包裹体影响了宝石整体的均匀性。
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6 根据宝石中包裹体特点对宝石进行合理加工及处理的可能性 与方法
宝石中具有一定光学效应者往往是因为适当的琢磨才能得 以显现其光学效应,而未经过琢磨时其特殊的光学效应通常并 不能得以表现。由于有特殊光学效应的宝石琢磨时的方向、形 状、大小与效果有重要关系,因此包裹体的特征分析显得尤其 重要,因为宝石中特殊的光学效应的起因主要是其所含有规律 的包裹体或包裹体群。另外,对于包裹体的合理利用或者舍弃 剔出是对宝石进行合理加工时需要优先考虑的因素。当有些包 裹体难以利用或舍弃剔出时,为增加美观以达到较好的观赏效 果(或增值求更多利润),依据包裹体的特点探索处理的可能性 及相应处理方法是加工过程中常常要考虑的。
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5推断宝石的产地
不同产地的同种宝石,其包裹体一般有一定的差异,通过 特征的包裹体来推断宝石的产地。 宝石的产地推断具有重要的商业及历史文化意义,某种宝 石的著名产地对于宝石本身而言有如名牌商标一般易于被认 同甚至感性推崇。又如一些出土或珍藏的历史著名宝石,其 产地的识别不仅能够满足人们的好奇心,还有重要的文物或 者其它方面的意义。宝石产地识别,包裹体的特征能够提供 重要的信息。
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3确定宝石是否是合成品,如系合包裹体”通常有弧 形生长纹、未熔化的粉末及气泡;助熔剂法合成的红宝石中常 包裹有助熔剂和铂金片;水热法合成的红宝石内有时可见到有 种晶片及水波纹等“合成包裹体”。
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4 确定宝石是否经过改善处理
优化处理过的天然宝石,其天然包裹体的特征往往会 有明显的变化,并可能新衍生一些带有优化处理特色的包裹 体。如经过加热的红、蓝宝石内出现部分熔融的矿物包体是 天然矿物包裹体受热熔融改造所致,而其内的热致应力晕则 是新衍生的包裹体。另外还有一些典型的能够反映优化处理 的包裹体,如扩散处理的蓝宝石会出现蛛网状图案、裂隙颜 色加深;钻石的激光熔蚀孔及充填物;翡翠的酸碱溶蚀及充 填,等等。
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3、矿物包裹体和宝石包裹体的研究差别
矿物包裹体
宝石包裹体
a、 可以是有损研究
无损
b、超显微(X千 - 万倍)
光学显微(10 - 40X)
c、研究成因,指导找矿
质量评价、成因、种类、
鉴定宝石真假
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二、包裹体的分类
1、按形成的先后顺序分类(先成、同期、后 生)
a先成包裹体(protogenetic inclusions)
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