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认识杂卤石

已有 1317 次阅读 2019-5-12 18:34 |个人分类:学习笔记|系统分类:科研笔记

       最近接触到一批绿豆岩的薄片。第一次接触绿豆岩,对其镜下特征几乎一无所知,就在网上下载了相关资料学习。       

       在一篇文章中先找到一张川东地区三叠系含盐层系地层柱状剖面图。在剖面图中得知,川东地区三叠系嘉陵江组上部及雷口坡组下部普遍含杂卤石层。

图片1 川东地区钻孔三叠系含盐系地层柱状图及成岩旋回划分.jpg
图片1    川东地区钻孔三叠系含盐系地层柱状图 

(据"川东北黄金口背斜三叠系深部杂卤石特征及成因探讨")


       之前从未在岩石薄片中看到过杂卤石,随后在《盐类矿物鉴定工作方法及手册》中找到杂卤石的光性资料了解杂卤石的光性特征。在书中得知:杂卤石(Polyhalite)属于硫酸盐类矿物,三斜晶系。       

       其化学组成  K2Ca2MgSO44·2H2OK2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2OK2O 15.62%K 12.9%),CaO 18.6%MgO 6.9%SO3 53.11%H2O 5.98%混入物有Fe2O3和硬石膏。

1    杂卤石1.jpg

10.jpg



 图9-100a  杂卤石呈他形——半自形粒状集合体   正交偏光  放大80倍


 图9-100b   纤维状杂卤石呈束状排列   单偏光   放大18倍

图9-100c  细板状和粒状杂卤石不规则排列组成毛毡状结构   正交偏光   放大80倍

 图9-100d  石盐(H)中的杂卤石(Po)成放射状排列  正交偏光  放大180倍

 图9-100e  纤维状杂卤石成放射状排列组成菊花状构造  正交偏光  放大15倍

图9-100f  纤维状杂卤石组成绒球状结构  正交偏光  放大15倍

 图9-100g  杂卤石的聚片双晶  正交偏光  放大25倍         

       了解杂卤石的光性特征之后,便开始在岩石薄片内寻找杂卤石。这批薄片中普遍含有硬石膏,是否含有杂卤石呢?随后,在一块薄片中看到一粒岩屑,由细小鳞片状或板条状具一级灰至二级蓝干涉色的矿物交织组成,将矿物进一步放大后,在正交偏光间看到该矿物具发育的聚片双晶及格子双晶,具斜消光,消光角约30°,在单偏光下具低的正突起,无色。与书中描述的杂卤石光性完全一致,看来,这就是剖面中介绍的杂卤石。          杂卤石在岩石中与硬石膏、石膏共生,此时,要在正交偏光间仔细观察:硬石膏的折射率及双折射率均高于杂卤石,在单偏光下:硬石膏也是无色的,但突起比杂卤石高,硬石膏具两组近直交的完全解理;在正交偏光间,硬石膏的最高干涉色可达三级绿,而杂卤石不超过二级蓝;硬石膏具平行消光,而杂卤石则具斜消光;杂卤石常见聚片双晶和格子双晶,而硬石膏可发育简单双晶和聚片双晶,很少出现格子双晶。部分杂卤石的切面干涉色与石膏接近,此时,在单偏光下进行观察:石膏在单偏光下具很低的负突起,而杂卤石具低的正突起。


  1    在井壁的岩屑样中看到一块由大量细小板条状干涉色鲜艳的矿物为主组成的岩石碎屑(正交偏光)

2    岩屑中常见这种含硬石膏砂屑云岩,其中的硬石膏呈自形粒状,具鲜艳的二级干涉色(正交偏光)

3    将照片1中的岩石进一步放大后可见该矿物较清晰的聚片双晶,并偶见格子双晶,在正交偏光间具斜消光,与杂卤石的光性基本吻合    (正交偏光)

4     杂卤石的双折射率为0.020,在正交偏光间最高干涉色可达二级蓝色(标准厚度下),常见聚片双晶,可出现格子双晶,具斜消光(正交偏光)

5   杂卤石常呈自形-半自形粒状或纤维状、放射状结构,有时为叶片状,正交偏光间最高干涉色为鲜艳的二级蓝色,聚片双晶常见,并可见格子双晶,具斜消光(正交偏光)

6   为照片5的同视域单偏光照片,杂卤石在单偏光下无色(含铁时可具淡红色),低的正突起,解理平行(100)清晰(单偏光)

7    在正交偏光间,杂卤石具斜消光,据此可与硬石膏加以区别(正交偏光)

8    硬石膏具平行消光,具完好的两组垂直解理,正交偏光间最高干涉色可达三级绿(正交偏光)

9      硬石膏在单偏光下无色,具中度正突起,具两组近直交的较完全解理(单偏光)

10   杂卤石常与石膏共生,石膏在在单偏光下具负突起,在正交偏光间干涉色与石英相同,最高干涉色为一级白色或稻草黄色,在干涉色偏高的切面上看不到解理,平行解理的切面上具斜消光;在解理特清晰的切面上具平行消光(正交偏光)


11    石膏在单偏光下无色,具低的负突起,晶形为他形或半自形柱状或不规则粒状集合体,有时为纤维状

(单偏光)      

         对不常见的透明矿物的鉴定,需要在偏光显微镜下对其光性进行逐条对比分析。每种晶体都具有一定的内部结构,矿物的突起是由其折射率大小决定的,矿物的干涉色则是由其双折射率的大小所决定的。对未知矿物,我们可以通过在单偏光下观察矿物的晶形、突起(贝克线)、糙面、解理、颜色,有颜色是可以观察矿物的多色性及吸收性等;在正交偏光下可以观察矿物的干涉色、消光类型及消光角、延性符号、双晶等进行确定。在正交偏光间最先引起注意的是矿物的干涉色,在标准厚度(厚0.03mm,此厚度下石英的干涉色为一级灰白)的岩石薄片中矿物的干涉色是由矿物的双折射率大小决定的。以杂卤石为例,杂卤石的双折射率中等,Ng-Np=0.020,最高干涉色为二级蓝。因岩石薄片中的矿物多为任意切面,所以,在标准厚度下其干涉色不会高于二级蓝的。在中国知网上,关于杂卤石的文献并不多,在查阅文献过程中,在两篇附有杂卤石偏光显微镜下照片的文献中惊奇的发现,其中展示的杂卤石的干涉色竟然高达四级甚至高级白!也就是说:文章中展示矿物并非杂卤石!这显然是作者对杂卤石的干涉色并不十分了解所造成的常识性错误。


12   这是其中一篇文章中所附的杂卤石偏光显微镜下照片,若岩石薄片为标准厚度,通过矿物的楔状边可知,该矿物的干涉色高达四级绿,显然不是杂卤石(正交偏光)


13    这是另外一篇文章中关于杂卤石的附图,图中明确指出具高级白干涉色的矿物为杂卤石,而杂卤石的双折射率为0.020,最高干涉色为二级蓝,图中具高级白干涉色的矿物不可能是杂卤石

        在常丽华等编著的《透明矿物鉴定手册》的前言中有这样一句话:尽管先进的化学分析方法和元素测试新技术不断涌现,但偏光显微镜下透明矿物的薄片鉴定和组构分析,依然是矿物学、岩石学、矿床学、地球化学、构造地质、某些材料科学和环境科学的研究不可取代的基本方法。其实不仅仅在上述领域,在地学研究工作中,掌握一些在偏光显微镜下鉴定透明矿物的基本技术,至少可以避免在研究工作中犯一些常识性的错误。



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2 陈楷翰 苏德辰

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