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认识一组奇特的显微矿物“花” 精选

已有 3457 次阅读 2019-4-7 14:39 |个人分类:地质现象研究|系统分类:科研笔记| 岩石薄片研究

 几年前在鉴定采自盐湖盆地的岩石薄片中,见到一些晶形奇特、在普通沉积岩中很少出现的特殊矿物。有的矿物集合体如同在岩石内盛开的鲜花,有些则好似在夜空绽放的礼花,有一种矿物集合体很像是一颗扎根沃土的胡杨树。令人感到新奇并不是它们独特的造型,而是它们的矿物类型。有些矿物通过偏光显微镜几乎无法获得更多的光性数据,而有些矿物虽与某种已知矿物有几分相似,但有些重要光性却存在差异。因此,需要通过其他分析进一步确定。对于检测岩石中的晶体矿物,较为准确的方法是X衍射分析。为了能够确认这些矿物究竟是什么?我们选送了部分样品做了X衍射分析,检测结果出来之后,有些检测结果与我薄片鉴定的初步结果完全吻合,而有些结果却令我非常吃惊。今天在这里与大家分享这几种充满神奇的矿物“花”。      

           第一个矿物“花”,正是前面提到的那个令我感到非常吃惊的矿物。这种对我们从事岩矿鉴定的人来讲,几乎每天都会接触得到的矿物,呈这种集合体形态出现,还是很少见的。


1、这种生长于显微纹层状含白云石泥岩中,集合体呈花瓣状的矿物经X衍射分析竟然是斜长石!   单偏光


2、与照片1同视域的正交偏光照片,叶片状的斜长石呈放射状集合产出,形成自生斜长石球粒,近核部含呈环形分布的尘状包裹体     正交偏光


3、与照片2同视域,加石膏检测板后的照片,斜长石具负延性(正交偏光+石膏试板)

4、白云石质纹层状泥岩中的自生斜长石球粒,核部为未结晶的火山玻璃,细小的自生叶片状斜长石呈放射状分布,造型好似一朵向日葵!    正交偏光


5、白云石质纹层状泥岩中的自生斜长石球粒,与照片4同视域单偏光照片,靠近核部仍可见由尘状包裹体形成的圆形环带


6、与照片5同视域加石膏试板后照片,白云石质纹层状泥岩中的自生斜长石球粒  正交偏光+石膏试板


7、呈菊花状集合体的自生斜长石集合体,含斜长石麻点显微纹层状泥岩    单偏光


8、与照片7同视域正交偏光照片,叶片状自生斜长石晶体在正交偏光间呈斜消光,具清晰的双晶和解理,具一级灰干涉色     正交偏光


9、与照片8同视域正交偏光+石膏试板后的照片,斜长石具负延性(正交偏光+石膏试板)


10、这种矿物与碳酸钠钙石密切共生,晶体形态呈纤维状,集合体呈菊花状、束状,经X衍射检测后为铁锰钠闪石或镁闪石    单偏光下呈蓝灰色,具多色性     单偏光


11、与照片10同视域的正交偏光照片,正交偏光间具异常蓝干涉色,干涉色鲜艳的背景矿物为碳酸钠钙石


12  与照片11同视域加石膏试板后的照片


13、另一视域中的铁锰钠闪石,晶体呈纤维状、毛发状、束状,集合体呈毛笔状,单偏光下呈蓝灰色,具多色性      单偏光


14、正交偏光间铁锰钠闪石具异常蓝干涉色,与其共生的矿物为碳酸钠钙石,干涉色鲜艳   正交偏光    

    第三种矿物是一种常见碳酸盐矿物,但很少见到这种晶形。


15、这种生长在泥岩中晶体特殊的矿物经X衍射检测后为白云石,晶体内含规则状分布的炭质包裹体 单偏光


16、与照片15同视域的正交偏光照片,正交偏光间白云石具高级白干涉色


17、这种白云石进一步放大后的特征,可见清晰的菱面体状解理   单偏光


18、另一形态的白云石晶体,白云石化泥岩     单偏光

    第四种矿物是我第一次见到,晶形和光性均与石膏或硬石膏有相似之处,具石膏的晶形,硬石膏的干涉色,这是一种什么矿物呢?


19、这是在一批采自宁夏野外样品中发现的未知矿物,经x衍射分析后矿物名字叫烧石膏,晶间为灰泥基质(单偏光)

    烧石膏:属三方(假六方)晶系。

     结晶习性:常呈显微针状或他形粒状出现,具石膏假像,在板状者内部显示火焰状。有时呈假六方柱出现,具三连晶。

     物理及化学性质:无色或白色,密度2.55~2.76(合成的2.7),溶解度在20℃时达0.88%,在潮湿空气中水的含量增至2.8%,当烧至红热时转变为硬石膏。

     光学性质:无色透明,正突起低,Ne=1.586No=1.558Ne-No=0.028(二级黄绿),平行消光,正延性,一轴晶正光性。有时为二轴晶2V=10°-16°,2E=21°(26°)。

           产状:产于火山的喷发物--白榴石碱性玄武岩洞穴中,亦见于喷发岩气孔中,与三水铝石共生,见于自然界石膏上的白垩状被膜可能是烧石膏。次矿物不稳定,由石膏脱水形成,大部分为人工合成产物。在我国青海盐湖石膏粘土岩中亦有细针状半水石膏产出。在四川农乐三叠纪中与硬石膏、钙芒硝、钾锶矾、菱镁矿等共生。


20、为照片19的同视域正交偏光照片,烧石膏具一级黄干涉色(正交偏光)


21、烧石膏钙质泥岩,烧石膏含量约40%,在单偏光下烧石膏呈纤维交代石膏产出,烧石膏具石膏假晶,呈菱面体或多边形,偶见穿插双晶,低的正突起  单偏光


22、为照片21同视域的正交偏光照片,正交偏光间具一级灰至二级蓝干涉色,正延性(正交偏光)


23、含烧石膏的泥岩,烧石膏呈石膏假晶,晶体呈自形、半自形粒状,部分具清晰的环带结构,环带由铁质含量差异显现出来(单偏光)


24、为照片23的同视域正交偏光照片,烧石膏晶体呈纤维状或针状,呈石膏假晶,具环带结构,在正交偏光间最高干涉色达二级绿

    第五种矿物是第一次遇到,在薄片鉴定过程中感觉与黑云母很象,但其具负突起,显然不是黑云母。在第一次所做的X分析检测报告中曾查到这块样品的检测结果,令人失望的是检测报告中竟然写道“含有未知矿物”!居然X衍射分析结果都是“未知矿物”。对第一次的检测结果存疑,后来又选了一批样品送至另一家检测机构,最终检测出是海泡石!


25、这种“生根于”蚀变凝灰岩中酷似黑云母的未知矿物,经X衍射分析后,证实为海泡石   单偏光

 


26、海泡石的形成与凝灰质关系密切,这里的海泡石似乎“扎根于”凝灰质中,其中晶粒状的矿物为自生白云石    单偏光


27、海泡石是照片中生长于蚀变凝灰岩的纤维状矿物,特别象黑云母,但与黑云母不同的是,海泡石为负突起,晶形不是片状,而是纤维状  单偏光


28、为照片27同视域的正交偏光照片,因为矿物本身具黄褐色,干涉色被本身颜色所掩盖,与黑云母不同的还有干涉色,海泡石的干涉色为一级,而黑云母的干涉色最高可达三级   正交偏光


29、海泡石的细部特征,晶体呈纤维状,单偏光下呈黄褐色,具低的负突起    单偏光


30、与照片29同视域正交偏光照片,正交偏光下干涉色可达一级顶部  正交偏光

    第六种矿物是我在偏光显微镜下初步确定的,非常希望我的鉴定结果能得到X衍射分析的证实。最初的资料一直被认为是石盐,因为是均质体矿物,正交偏光间全消光,只能凭借在单偏光下有限的光性去鉴定。怀疑它不是石盐的证据是:晶形和突起。石盐也是均质体矿物,但石盐的晶形是立方体的,突起也更低一些,为高的负突起,而这种矿物的晶形不是立方体,负突起也没有石盐那样显著。在我鉴定的那一批薄片中分布较广,含量也不低,一定得搞清楚它的真实矿物名字。为了能确定这究竟是一种什么矿物?我将盐类矿物中常见的均质体矿物的光性全部整理出来,逐一进行排查,最终觉得与氯碳钠镁石非常像!随后就在耐心的等耐X衍射的检测结果。几个月后,盼望已久的检测报告终于出来了,这种均质体矿物的确是氯碳钠镁石!

  氯碳钠镁石:

  化学组成:Na3MgCO32 CIMgCO3·NaCI·Na2O 37.38%MgO 16.21% CO2 35.38%CI 14.25%。或Na2O 24.9%MgO 16.22%CO2 35.43%NaCI 23.45%

     晶胞参数:等轴晶系,六八面体组。

     结晶习性:晶体呈八面体、偏二十四面体。常见单行:{111}{011}。常具双晶,未见解理。集合体多为粒状、球状。

  物理及化学性质:无色、白色、灰、浅黄、绿及棕褐色、玻璃光泽。性脆,贝壳状断口。硬度3.5~4,密度2.882.4计)。熔度1~1.5,烧时染火焰为黄色(钠)。遇酸极易溶解而产生CO2气泡,于硝酸溶液内加少许硝酸银有白色氯化根析出。微溶于水,与水作用Na2CO3NaCI溶解,而MgCO3呈固体残留下来。

     光性特征:无色透明。切面为菱形、正方形、六边形,有时具环带构造。负突起低,N<树胶,N=1.5144,正交偏光下为均质体,有时有异常的双折射率。具双晶,晶体中有时包含对称排列的粘土包裹体。常含蛋白石、方沸石包裹体,与碳酸钙石有时成交代而成显微文象结构。个别包有尖晶石矿物。

  鉴定特征:其形状及微化试验等可与其他碳酸盐矿物区别,氯碳钠镁石加热时发哔剥声,熔融,在紫外光下发荧光。在热水中分解。

     产状:产于现代盐湖内之粘土沉积中,尤以硼砂湖为多。在盐层底部淤泥中广泛分布。呈自形八面体,组成层状、细脉状或细粒分散于淤泥中。与硫碳镁钙石、钙水碱共生。亦产于白云质油页岩中,呈分散状或大的球体,与碳钠钙石、针碳钠钙石、钙水碱、磷碳镁钠石共生。如我国河南即产在泥岩或天然碱层中。

      由晶体中所含液相和气体包裹物测定的数据看来,氯碳钠镁石在20~40℃条件下在淤泥卤水中生成,主要是在含镁高的卤水或白云石与石盐、碳酸钠相互作用生成。


31、生长于凝灰岩中的氯碳钠镁石,集合体形态很不规则 ,具低的负突起,单偏光


32、与照片31的同视域正交偏光照片,为均质体矿物,在正交偏光间全消光,岩石定名为:氯碳钠镁石质含晶屑岩屑沉凝灰岩,其中含少量硬石膏(干涉色鲜艳),正交偏光


33、含晶屑岩屑沉凝灰岩中的氯碳钠镁石,在单偏光下氯碳钠镁石中生长大量针状次闪石,集合体呈不规则条带状  单偏光


34、与照片33同视域的正交偏光照片,正交偏光下氯碳钠镁石全消光,所以在薄片观察时一定要格外注意   正交偏光


35、为照片33的局部放大,岩石定名为氯碳钠镁石质含晶屑岩屑沉凝灰岩,氯碳钠镁石中生长大量针状、纤维状次闪石,集合体外形各异,其造型好像一只展翅的鸟,次闪石好似翅膀上的羽毛!     单偏光


36、为照片35的同视域正交偏光照片,正交偏光间氯碳钠镁石全消光    正交偏光


37、 氯碳钠镁石放大后特征,晶体形态与之前认为的“石盐”不同,不具立方体晶体外形  单偏光


38、这是拍子砂岩裂缝内充填的自生石盐晶体的照片,石盐在单偏光下具高的负突起,具漏斗状骸晶      单偏光   放大400倍


39、这是石盐集合体,与氯碳钠镁石碎屑同为均质体矿物,但晶体形态完全不同(单偏光)放大400倍

    第七种矿物“花”也是一种碳酸盐矿物,最初一直以为是苏打石,后来发现与苏打石有一些差别,可能是另一种碳酸盐类矿物。尽管在偏光显微镜下可以通过单偏光、正交偏光,甚至锥光系统下对透明矿物做初步的鉴定,但对于未曾接触过的矿物,即便是能大致确定矿物类型,还是应该通过其他检测方法进一步验证比较稳妥。经过X衍射检测后,在该岩样中并未检测出苏打石,除了长石和石英以外另含有方沸石和碳钠铝石,方沸石是均质体矿物,在碎屑岩中常可作为填隙物出现,而该岩样中的碳酸盐矿物就一定是碳钠铝石。

    碳钠铝石的结晶习性:柱状晶体,沿c轴伸长,常呈纤维状、针状或刀片状、长条状、细粒状。一般单晶体少见,常为玻璃状块体,有时出现放射状、花束状、皮壳状等集合体。解理{110}完全。

    物理性质:无色、白色,条痕白色。透明至半透明,玻璃光泽或丝绢光泽。性脆,硬度3.密度2.44.熔度4.5~5。烧之膨胀火焰呈深黄色。溶于酸且发泡,于稀盐酸溶液内加氨水则产生氢氧化铝的蓝色沉淀。加热300~320℃时失去(OH)。

    光学性质:无色透明,为细粒状沿c轴延伸呈针状、长板状、柱状。解理发育,{110}完全。闪突起明显,Ng=1.596Nm=1.542Np=1.466,Ng-Np=0.130,干涉色高级白。光性方位:Np=aNm=cNg=b。二轴晶负光性,2V=76°46',2E=146°27',rv不明显。

    差热分析:吸热300℃小,640℃中大。

    鉴定特征:以其颜色,比重及其化学试验有氢氧化铝的反应等特征与其他碳酸盐矿物相区别。

     产状:系由含钠、铝之硅酸盐分解而成的次生矿物。在盐湖沉积中与天然碱、碳钠钙石共生,呈显微晶体分散于油页岩及泥质砂岩中,较少的情况下成为微细薄层和作为裂隙和孔洞充填物。与石英、重晶石及方解石共生。也发现于石盐的苏打石层中。

    另外也可能由铝的硅酸盐类分解而形成的低温热液矿物,产在切穿石灰岩的长石质岩脉的节理面上呈覆盖物。与方解石、白云石、黄铁矿等共生。

    碳钠铝石与石英、钠长石共生,与粘土矿物的消失是被认为在成岩过程中矿物与卤水相互作用的结果,其反应式如下:



40、这种生长于熔结凝灰岩中象梅花瓣一样的矿物与其他碳酸盐矿物不同,经X衍射检测后是碳钠铝石     正交偏光


41、生长于熔结凝灰岩中呈花瓣状的碳钠铝石,单偏光下无色透明,具显著地闪突起   单偏光


42、与照片41同视域正交偏光照片,正交偏光间凝灰质光性弱,碳钠铝石呈花瓣状,最高干涉色可达高级白  正交偏光


43、碳钠铝石集合体放大后特征,呈礼花状,凝灰质在正交偏光间光性很弱  正交偏光


44、碳钠铝石放大后特征,晶体呈叶片状,集合体呈束状、礼花状,最高干涉色为高级白,叶片薄的地方干涉色鲜艳,  正交偏光


45、单偏光下碳钠铝石无色,其生长不受凝灰质基质纹层的限制   单偏光


46、与照片45同视域正交偏光照片,正交偏光间碳钠铝石集合体呈礼花状,包裹大量围岩中的杂质   

 正交偏光



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