摘要：绿柱石，化学式为Be3Al2（SiO3）6。是铍-铝硅酸盐矿物。其中主要绿柱石品种为祖母绿、海蓝宝石。硬度比石英略高为7.5-8左右。常在底面有不完全解理。绿柱石主要产于花岗岩伟晶岩中，但是也见于砂岩、云母片岩中，经常和锡、钨共生，主要矿产在欧洲的奥地利、德国、爱尔兰；非洲的马达加斯加，亚洲的乌拉尔山。我国的绿柱石矿产主要集中在新疆、云南等地。文章从绿柱石的矿床特点、包裹体和谱学特征，通过对国内这些年来前人对绿柱石的研究进行了一些总结和综述，浅谈一下绿柱石的特征。
关键词：绿柱石；矿床特征；谱学特征；矿物成因
引言：
绿柱石是一种六方环状硅酸盐矿物含稀有金属元素铍，是提炼金属铍的重要矿石矿物，不仅如此，绿柱石也是重要的宝石矿物。绿柱石的晶系属于六方晶系，晶体结构是硅氧四面体，组成六方环晶体多呈六方柱状，常具平行C轴的纵向条纹，不含碱的绿柱石柱面上条纹明显。
1.矿床学特征
绿柱石的硬度和化学稳定性较强，因此，两种绿柱石矿床类型在自然界中十分常见：内生绿柱石矿床和外生绿柱石矿床。本文主要讲内生的绿柱石矿床，内生绿柱石矿床主要有三种不同的成因类型：①伟晶岩型，在新疆阿尔泰伟晶岩中的绿柱石和湖南幕阜山伟晶岩型绿柱石矿；②云英岩型，以四川平武绿柱石矿为典型；③石英脉型，在江西、广东等地多产出此类矿床。
1.1 伟晶岩型
新疆阿尔泰绿柱石矿床以稀有金属伟晶岩矿床含稀有宝石为主，大量绿柱石晶体形成于热液阶段即伟晶岩演化的第三阶段。花岗岩株顶部似伟晶岩顶部厚度大，分带性好，有大气降水的参与，常见规模较大的海蓝宝石—绿柱石似伟晶岩矿床。而燕山期花岗岩岩类在湖南幕阜山广泛出露，根据产出情况可以将绿柱石分为四个世代：①块状微斜长石-石英组合中的巨晶绿柱石；②白云母-微斜长石-石英组合中的块状绿柱石；③内核带中的绿柱石；④晶洞中的与水晶-萤石组合共生的海蓝宝石。而云南哀牢山伟晶岩分带性较差，绿柱石只分布在微斜长石-石英组合、云母-长石-石英组合及晶洞中。
1.2 云英岩型
四川平武以产出板状、板柱状绿柱石而闻名，四川平武的绿柱石属于典型的云英岩型绿柱石矿床。绿柱石宝石矿床产于紫柏杉穹隆背斜核部燕山早期稀有金属花岗岩与围岩接触带附近云英岩化晶洞及石英脉中。呈团块状或者晶簇状产出。绿柱石矿化主要形成于岩浆期后的气成-热液阶段，与岩浆期后云英岩化关系密切，花岗岩富碱富钠，并富含Be、W、Sn等稀有元素。
1.3 石英脉型
江西绿柱石矿主要以石英脉型为主，分布广泛但规模较小，通过对独立绿柱石矿床及其它共生绿柱石矿床的特点分析，从成矿作用和控矿因素可以将江西绿柱石主划分为三类：①与花岗岩，尤其是与燕山中晚期花岗岩有关，成矿物质主要来源于花岗岩浆；②与钠长石化、云英岩化、锂云母化蚀变作用强烈程度密切相关，其强烈地段绿柱石较为富集；③与沉积-浅中变质围岩有关。
2.绿柱石中的包裹体特征
对于包裹体的研究不但可以了解不同形态类型中的绿柱石中包裹体的物质组成，可以分析矿物形成时当时的物理化学条件探讨矿物的成因，并为其种属的鉴别提供依据。为此，人们针对新疆和四川平武绿柱石，从绿柱石中包裹体的分布特征、形态、成分以及形成时的温度和压力等方面开展了大量的工作，使绿柱石中包裹体的研究取得了突破性的进展。通过对绿柱石包裹体的研究可以对绿柱石类宝石和合成绿柱石的研究具有重要的意义。
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国内外对于包裹体的划分有很多种，为了客观的反映其本质特征，我们根据包裹体的物理形态可将绿柱石中所含的包裹体划分为三大类：固体包裹体、流体包裹体及流体-熔融包裹体。
固体包裹体主要形态是结晶质固体矿物或以粉末状、不规则状物质包含于绿柱石中，这些物质在形成时间上或与主矿物同时形成，或者是可先于主矿物生成，。绿柱石中常见的固体包裹体有片状的云母、粒状的磷灰石、棱柱状的方解石及立方体或不规则分布的萤石、电气石、石榴石、尖晶石等。
流体包裹体的成分比较复杂，根据其物理状态可细分为含子晶的流体包裹体和不含子晶的流体包裹体。流体包裹体对于探讨绿柱石的矿床学成因、成矿理论及指导普查勘探等十分重要。
流体-熔融包裹体是介于固体包裹体和流体包裹体之间的一种包裹体形态。不同矿床类型不同产地的绿柱石中的包裹体类型不同，只存在某一种，或存在一种以上类型的包裹体，不同类型包裹体的形成温度、压力也是不同的，通常情况下，固体包裹体的形成温度较高，流体包裹体的形成温度较低。不同包裹体类型的存在反映出绿柱石成岩成矿的复杂性和多阶段性。
3.绿柱石的谱学研究
矿物的谱学特征可以提供矿物成分和结构方面的大量信息，对了解矿物中不同元素在晶体结构中的赋存状态以及对晶体性能的影响，推测矿物的成因及可能的致色原因，为矿物的优化处理和人工合成奠定基础，同时也可根据矿物谱学特征的差异来区别不同的矿物种属。
绿柱石常见的颜色主要有蓝色、绿色和无色等（含Cr者为绿色，含Fe、Sc者为蓝色，含Cs者为粉红色，含Mn 呈红色等），通常认为绿柱石的颜色是由Fe3+，Cr3+等致色元素离子引起，且它们往往占据八面体中Al3+的位置。研究发现，不同颜色绿柱石中致色元素离子的种类及占位情况是不同的，绿色绿柱石中含有Cr3+ 和Fe3+，且Fe3+ 位于结构通道中；无色绿柱石含Mn2+ 和Fe3+，占据Al3+ 位置，但其含量很低，不足以致色。碱金属的存在也有两种形式：一种是位于替代Be2+ 或Al3+ 的位置，如绿色绿柱石中的碱金属；另一种是位于结构通道中，如蓝色绿柱石和无色绿柱石中的碱金属。
通过在谱学研究的基础上对绿柱石开展了一系列的优化处理实验，以及在对其优化处理的基础上结合谱学特征研究来进一步了解绿柱石的呈色机理。辐照与热处理是对绿柱石改色与赋色研究应用得比较成功的方法。自然界中无色和近无色的绿柱石的量是比较大的，通过对它们进行改色与赋色研究，无疑可以提高这类绿柱石的利用价值。
从上面的研究可以看出，导致绿柱石的颜色的主要原因是致色元素离子和色心的存在，通过辐照导致致色元素离子价态的改变或产生不同的色心，都将使绿柱石的颜色发生改变。但无论使用何种辐照源对绿柱石进行辐照处理，都需要进行辐照后的退火处理过程，这样才能产生比较稳定的颜色，否则，所产生的颜色会随着温度的变化而发生改变，从而达不到想要的改色与赋色效果。
4.结论
近年来，虽然从绿柱石的包裹体及谱学特征方面进行了比较深入的研究，为确定矿床的成因类型提供了直接的证据，同时也为绿柱石的颜色改善和人工合成研究奠定了基础。但是对绿柱石的成岩成矿条件的复杂性研究，今后应在现有研究基础上，着重加强借助于现代先进的测试技术手段，从宏观和微观两方面加强对绿柱石中包裹体的研究，获取更丰富、更有实际意义的数据，对现有的各绿柱石矿中包裹体数据进行对比分析，从大量数据中得出绿柱石矿的包裹体，特别是流体包裹体特征。了解不同产地绿柱石中的包裹体特征，深入开展不同产地不同类型绿柱石的成岩成矿条件研究，为绿柱石的找矿勘探服务。
参考文献：
[1] 刘琰，何明跃，张大林，等.四川平武绿柱石宝石学特征研究[J].宝石和宝石学杂志，2001，3（3）：31-34.
论文作者:郑义,梁晓姝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：柱石论文; 包裹论文; 矿床论文; 矿物论文; 特征论文; 流体论文; 花岗岩论文; 《基层建设》2019年第27期论文;