蓝宝石成因及形成环境探讨
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发布时间：2022-04-20 07:38
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时间：2023-08-20 08:58
天然蓝宝石的生长特征、微量元素特征、包裹体矿物特征及野外产出特征研究表明,蓝宝石的形成和存在主要有两种方式:①巨晶——碱性玄武岩浆早期高压结晶固相;②捕虏晶——形成于较深源区的幔源岩石解体矿物形成的蓝宝石被更深部的玄武岩浆携带至地表。但要使蓝宝石尤其是优质蓝宝石完好保存,必须受多种条件的共同制约,玄武岩浆的物质成分、温度、压力、氧逸度、岩浆上升速度等对蓝宝石的保存起至关重要的作用。邹进福(1991)认为含蓝宝石岩浆上升速度的快慢(也可能岩浆在下地壳长期停留或被“压滤”)可能是决定大部分碱性火山岩含矿、不含矿或含矿很贫的一个重要原因,只有岩浆上升速度快,蓝宝石的保存与火山岩的成分及形成时代没有直接的相关关系。因此,只有当岩浆形成温度高、压力大、氧逸度低,同时岩浆上升速度快时蓝宝石才能得以保存。本区含蓝宝石原始玄武岩浆形成温度为1186℃,压力2.4～3.0GPa,氧逸度691Pa,岩浆上升平均速度1.1km/h,完全有利于蓝宝石的保存。
对于昌乐县境内蓝宝石的成因,目前大多数倾向于捕虏晶,因为含矿橄榄玄武岩存在大量深源包体和巨晶矿物,且在深源包体中可见蓝宝石,同时巨晶蓝宝石多见因发生熔蚀作用而在表面形成一层黑色被膜。
近年来,研究者在方山、牛山、朐山等地多层橄榄玄武岩和碧玄岩中发现的中细粒蓝宝石并无黑色被膜,而且蓝宝石在岩石中的分布及其均匀且小而分散,量较多。不难想象,如此众多且均匀分布的蓝宝石不可能是捕虏的,而合理的解释只能是碱性玄武岩在高压下由相对高Al贫Si的条件下分离结晶形成的。本区含矿玄武岩相对高Al、Ti的化学组成也支持这一成因。
因此,研究者认为昌乐县境内的蓝宝石捕虏晶和玄武岩浆早期高压分离结晶均存在,而且捕虏晶是高价值原生矿的主要成矿形式。这样,由于地幔成分的不均一性,故在地幔深部可能存在富Al贫Si区,在此区的高温高压环境中逐渐形成蓝宝石。后来,由于构造运动和岩浆活动,早先形成的蓝宝石被形成于更深部的碱性岩浆捕获而带至地表,在捕获和上升过程中,因p、t条件和环境的改变而发生熔蚀反应,使得蓝宝石表面有一层黑色被膜,而因蓝宝石熔点较高(2050℃,大于岩浆温度),故熔蚀作用较轻微,蓝宝石晶体得以保存。在岩浆形成和上升过程中,由于构造和成岩环境的变化,在某时局部阶段岩浆相对高Al贫Si时,也会由于结晶分异作用形成蓝宝石,尤其是在岩浆上升速度变慢、遇到高Al围岩(如片麻岩、片岩)等成矿构造地球化学障时,蓝宝石便与岩浆中的橄榄石、辉石、锆石、尖晶石等一起晶出。但由于本区岩浆上升速度较快,故晶出蓝宝石大多数颗粒较小(李洪奎,2009)。
