本文摘要：摘要：綠泥石是一種中低溫?zé)嵋何g變礦物。近年來，眾多學(xué)者通過綠泥石的成分、結(jié)構(gòu)的變化特征推測影響綠泥石形成的物理化學(xué)條件，最終對成巖成礦環(huán)境進(jìn)行分析。因此，將綠泥石作為地質(zhì)溫度計來指示地質(zhì)體形成時的地質(zhì)環(huán)境具有重要意義。 此外，由于綠泥石中含
摘要：綠泥石是一種中低溫?zé)嵋何g變礦物。近年來，眾多學(xué)者通過綠泥石的成分、結(jié)構(gòu)的變化特征推測影響綠泥石形成的物理化學(xué)條件，最終對成巖成礦環(huán)境進(jìn)行分析。因此，將綠泥石作為地質(zhì)溫度計來指示地質(zhì)體形成時的地質(zhì)環(huán)境具有重要意義。
此外，由于綠泥石中含有大量SiO2、Al2O3，具有分布較廣、價格低廉且硬度較低的特征，常被用于合成分子篩，當(dāng)其礦石礦物達(dá)到一定工業(yè)品位時，在塑膠、造紙、醫(yī)藥、阻燃、牙膏上也被廣泛應(yīng)用。通過對綠泥石的礦物學(xué)性質(zhì)、物理化學(xué)性質(zhì)、轉(zhuǎn)化序列和機(jī)制以及與成礦關(guān)系方面進(jìn)行研究，能夠為綠泥石的合理利用提供理論基礎(chǔ)，并且更好地將綠泥石的相關(guān)性質(zhì)運用到地質(zhì)找礦的指導(dǎo)工作中去。
關(guān)鍵詞：綠泥石,熱液蝕變礦物,礦物學(xué)性質(zhì),轉(zhuǎn)化序列,指導(dǎo)找礦
礦物論文投稿刊物：《巖石礦物學(xué)雜志》(原名：巖石礦物及測試)，創(chuàng)刊于1982年。自創(chuàng)刊以來始終遵循“百花齊放，百家爭鳴”的辦刊方針，堅持普及與提高并舉的辦刊宗旨，開展學(xué)術(shù)交流和討論，以廣大地學(xué)科研、教學(xué)人員為主要讀者對象，為加速現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。
綠泥石分布于多種巖石以及地質(zhì)環(huán)境中，是中—低溫蝕變作用、成巖成礦作用以及與Cu-U-Au等礦床的形成關(guān)系密切的礦物之一。常見綠泥石有原生綠泥石和由黑云母、角閃石等粘土礦物蝕變形成的綠泥石，綠泥石與黑云母化學(xué)成分相似，均屬于Mg、Fe礦物，但化學(xué)組成差異較大。它也是一種含鋁硅酸鹽礦物，通常為單斜晶系，顏色為不同深度的綠色，其深淺取決于含鐵的多少。
工業(yè)生產(chǎn)中將其視為硅鋁原料，可用其與Na2CO3煅燒，并用水和堿性溶液浸出綠泥石中的硅和鋁，從而制備分子篩。綠泥石在鏡下常呈針狀、鮞壯、放射狀，晶體中富有玻璃光澤。因此，在諸多領(lǐng)域中，對綠泥石的研究都有著至關(guān)重要的作用。
1綠泥石國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
綠泥石在科學(xué)研究與生產(chǎn)實踐中存在著不可或缺的作用，諸多學(xué)者主要對綠泥石形成溫度與綠泥石化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行了理論研究，前人研究結(jié)果表明：①綠泥石是一種中低溫?zé)嵋何g變礦物;②主要研究思路：綠泥石的成分、結(jié)構(gòu)的變化特征®綠泥石形成的物理化學(xué)條件®成巖成礦環(huán)境分析;③關(guān)于地?zé)狍w系和熱液體系中綠泥石形成的熱力學(xué)條件研究，Walshe(1986)提出了用綠泥石六組分固溶體熱液模型計算綠泥石形成的物理化學(xué)條件。
�、苡绊懢G泥石成分的物理化學(xué)參數(shù)：fO2、溶液的酸堿度、Fe/(Fe+Mg)、溫度、圍巖的礦物組合;⑤關(guān)于溫度與綠泥石成分的研究，Cathelineau(1986)總結(jié)為：AlIV、Fe、Fe/Mg與溫度呈正相關(guān)，八面體空穴和AlVI與溫度呈負(fù)相關(guān);⑥綠泥石的Fe-Si圖解法是對綠泥石進(jìn)行分類的主要方法。近些年來綠泥石在我國的古地溫等領(lǐng)域的研究中也得到了廣泛的應(yīng)用，趙明等(2007)通過對濟(jì)陽坳陷古近系原型盆地中綠泥石分析，得出該盆地中綠泥石的形成溫度和古地溫梯度。
2綠泥石的礦物學(xué)性質(zhì)
綠泥石是一個礦物族，由兩個四面體層夾一個八面體層構(gòu)成，其通式為：(Rv2+Ry3+z)VI(Si4-zAlz)IVO10+w(OH)3-w，其中v+y+z=6，z=(y-w-v/2)，w通常很小，R2+表示Mg2+、Mn2+、Ni2+和Fe2+，R3+表示Al3+、Cr3+、Mn3+和Fe3+，表示八面體空穴，可見綠泥石中陽離子存在相互替換現(xiàn)象，這也是綠泥石成分變化范圍較大的主要原因。
2.1綠泥石的結(jié)構(gòu)
綠泥石礦物族具有層狀結(jié)構(gòu)，由滑石層和氫氧鎂石層作為基本結(jié)構(gòu)層交替排列而成，絕大多數(shù)綠泥石為單斜晶系，晶體多以六方片狀和板狀或鱗片集合體形式產(chǎn)出，橫切面呈假六方形，縱切面呈長條形，其中有一組{001}的完全解理。綠泥石因含鐵度不同而具有不同色調(diào)的綠色，富含鎂的綠泥石為無色至淺藍(lán)綠色，隨著鐵含量增加，顏色也加深至深綠色。
綠泥石光性方位的共同之處是光軸面Ⅱ(010)，近平行消光，消光角很小，二軸晶正光性或負(fù)光性，光軸角不大。綠泥石族礦物的多色性、吸收性及延性符號隨著光性符號不同而不同，正光性的綠泥石其多色性為Ng—淡黃，Nm=Np—綠，吸收性：Nm=Np>Ng，長條形切面和解理方向為快光，負(fù)延性;而負(fù)光性的綠泥石則剛好相反，Ng=Nm—綠，Np—淺黃，吸收性：Ng=Nm>Np，長條形切面和解理方向為慢光，正延性。
2.2綠泥石的物理性質(zhì)
綠泥石礦石有淡黃色、灰白色、白色、綠色，褐黃、半透明狀。礦石質(zhì)地致密或條紋條帶狀，有滑感，硬度低，粉末呈白色隨著粒度變細(xì)，滑感增強。鏡下特征：無色或近于無色，晶體以鱗片狀為主。葉片狀次之，纖維狀極少。正低突起，Ng′=1.576，Np′=1.572。最高干涉色一級灰白，斜消光C∧Ng2°~9°，負(fù)延性，二軸晶，正光性，2V近于0。電鏡下綠泥石無色透明，晶體呈片狀，呈六邊形，邊緣被磨損呈參差狀。礦石白度75~93，遼寧地區(qū)綠泥石白度普遍較高，以遼陽吉洞綠泥石白度最高，可達(dá)93%，山東地區(qū)次之，廣西地區(qū)白度較低，平均為76%[5]。
2.3綠泥石的化學(xué)性質(zhì)
綠泥石是一種層狀硅酸鹽礦物，常由角閃石、黑云母等粘土礦物經(jīng)蝕變形成，彭利沖等(2018)通過對遼寧鞍山鋼鐵廠采集的天然綠泥石進(jìn)行測試。綠泥石中SiO2組分含量為46.02%，Al2O3含量21.89%，兩者含量達(dá)到67.91%，F(xiàn)e2O3和MgO組分含量達(dá)到25.34%，其中燒損為3.32%。Na-X型分子篩的n(SiO2)/n(A12O3)為3左右，與綠泥石組成成分相差不大，因此嘗試以綠泥石為原料制備Na-X分子篩[3]。綠泥石中除了SiO2以外，其他元素以復(fù)雜化合物的形態(tài)存在，焙燒溫度過高時造成能源浪費，溫度過低時原料不能充分活化[3]。因此，在綠泥石礦與Na2CO3焙燒時制取硅鋁時的溫度，是通過實驗制作差熱分析圖確定的。
3綠泥石的分類
綠泥石族的分類方法有很多，在科學(xué)研究中，最常用的是HeyMH.(1954)利用Si和Fe/(Fe+Mg)的值將綠泥石礦物分為14種。
4綠泥石的成因
沉積巖石中綠泥石的成因可分為3種類型：①粘土礦物轉(zhuǎn)化：沉積過程中，隨著深度增加，在富鎂、鐵的堿性條件下，蒙脫石可轉(zhuǎn)換為綠泥石;②物質(zhì)的溶蝕結(jié)晶：黑云母水解產(chǎn)生大量Mg2+、Fe2+，當(dāng)砂巖孔隙中含鐵量較高時，堿性孔隙水中便可析出綠泥石;③富含鐵鎂孔隙流體的滲入：相鄰底層之間由于地質(zhì)作用使得富鎂、鐵流體相互滲入，與地層中原有的硅酸鹽礦物發(fā)生置換，將其轉(zhuǎn)換為綠泥石[6]�；鸪蓭r中的綠泥石主要由花崗巖中的角閃石、黑云母經(jīng)蝕變作用形成，以及成巖后期長石受到破壞作用和蝕變熱液的充填致使綠泥石產(chǎn)出。而變質(zhì)巖中綠泥石本為特征變質(zhì)礦物，在變質(zhì)巖中分布最廣[6]。
5綠泥石的轉(zhuǎn)化序列和機(jī)制
在巖石和礦床的形成過程中，多種外界因素可致使綠泥石化的形成，如：溫度、壓力、水巖比、陽離子類型、pH值等物理化學(xué)因素，前人研究結(jié)果表明，綠泥石的轉(zhuǎn)化序列主要分為：蒙脫石—綠泥石、磁綠泥石—綠泥石、高嶺石—綠泥石。蒙脫石—綠泥石轉(zhuǎn)化過程中，陽離子主要為富鎂陽離子，開始溫度為100℃，轉(zhuǎn)換機(jī)制主要有兩種：溶解重結(jié)晶和固態(tài)轉(zhuǎn)化，其中溶解重結(jié)晶化學(xué)不均一性較為適中，固態(tài)轉(zhuǎn)化化學(xué)不均一性較強;磁綠泥石—綠泥石轉(zhuǎn)化過程中，陽離子主要為富鐵陽離子，開始溫度為40℃~60℃，轉(zhuǎn)換機(jī)制為固態(tài)轉(zhuǎn)化，化學(xué)不均一性較強;高嶺石—綠泥石轉(zhuǎn)化過程中，陽離子主要為富鋁、鎂陽離子，開始溫度小于200℃，轉(zhuǎn)換機(jī)制為溶解重結(jié)晶，化學(xué)不均一性較弱。
6綠泥石與礦床形成的關(guān)系
經(jīng)前人研究結(jié)果總結(jié)，綠泥石與礦床的形成關(guān)系可概括如下：(1)綠泥石化使得成礦巖體的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，質(zhì)地堅硬的巖石發(fā)生綠泥石化后可變?yōu)橘|(zhì)地松軟的并且易碎的巖石，使得巖石的孔隙度和滲透性增加，這一系列的變化使得成礦流體與圍巖巖體更容易發(fā)生反應(yīng)，并且疏松的巖體可為成礦物質(zhì)的沉淀提供良好的環(huán)境。(2)礦床中各種產(chǎn)狀的綠泥石形成的物理化學(xué)環(huán)境相似，從而大體指示了礦床的形成環(huán)境。
(3)黑云母通過蝕變作用形成的綠泥石，會吸附許多黑云母綠泥石化過程中釋放出來的成礦物質(zhì)，從而改變礦物的賦存狀態(tài)(4)成礦流體的遷移過程中，綠泥石會破壞流體的物理化學(xué)平衡，促使成礦物質(zhì)發(fā)生沉淀，使得成礦物質(zhì)富集。
7綠泥石作為地質(zhì)溫度計存在的問題及建議
(1)不同的地質(zhì)環(huán)境中，綠泥石的化學(xué)成分會有所不同，F(xiàn)e2+與Fe3+存在相互轉(zhuǎn)換，且常處于動態(tài)不平衡狀態(tài)，溫度是影響綠泥石化學(xué)成分的重要因素，因此，以綠泥石為地質(zhì)溫度計衡量古地質(zhì)環(huán)境下的溫度會有大量誤差。(2)前人提出的溫度與綠泥石成分關(guān)系，存在溫度范圍限制，如：Cathelineau(1988)提出的隨溫度上升，AlIV、Fe、Fe/Mg增加，八面體空穴和AlVI降低僅適用于溫度為100℃~350℃范圍內(nèi)。
因此，在地質(zhì)科研工作中，應(yīng)多方面研究相結(jié)合，避免局限性問題造成的誤差，作為地質(zhì)溫度計的使用，在今后的科研中應(yīng)當(dāng)將綠泥石地質(zhì)溫度計與流體包裹體、同位素地質(zhì)溫度計等相互結(jié)合、相互驗證，從而提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄭作平,陳繁榮,于學(xué)元.八卦廟金礦床的綠泥石特征及成巖成礦意義[J].礦物學(xué)報,1997(1):100-106.
[2]吳德海,潘家永,夏菲,等.贛南上窖鈾礦床綠泥石特征與形成環(huán)境[J].礦物學(xué)報,2018(4):393-405.
[3]彭利沖,李素芹.綠泥石礦制備Na-X分子篩[J].化學(xué)通報,2018，81(8):44-50.
[4]杜佳宗,蔡進(jìn)功,謝忠懷,等.泥巖埋藏成巖過程中綠泥石的演化途徑及意義[J].高校地質(zhì)學(xué)報,2018,24(3).
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