什么是标型矿物:矿物的标型特征

标型矿物

标型矿物 (typomorphic mineral)是指只在某种特定的地质作用中形成的矿物。成为标型矿物的都是单成因的,其本身就是成因标志。例如只产于碱性火山岩和次火山岩中的白榴石,标示碱性岩浆的高温、浅成的结晶条件;只产于变质岩中的十字石,标示中级变质作用环境;只产于花岗伟晶岩中的铯沸石,标示伟晶过程的后期交代作用阶段;只产于沉积岩中的海绿石,标示着滨浅海的沉积环境。

矿物的标型特征

自然界中多数矿物不是单成因的,可以在不同的成因类型中形成。即使成因类型相同,不同时期形成的某种矿物,由于形成时的物理化学条件不可能相同,不同的形成条件往往会在矿物上留下可识别的特征,这种能说明其成因的特征,称为矿物的 标型特征 (typomorphic feature)。标型特征通常主要表现于以下几个方面:

(1)成分标型特征 :包括矿物化学成分中主要元素的量比、微量元素和稳定同位素含量及元素量比等方面。例如黄铜矿CuFeS 的主要元素量比与形成温度有关。当形成温度高于200℃时,硫的含量就不足,即(Cu+Fe)∶S>1,形成温度越高,硫的含量越不足;而形成温度低于200℃时,黄铜矿的成分与理想化学式一致,即(Cu+Fe)∶S=1。微量元素含量及其量比的标型性上如锡石SnO 在不同成因类型中,其成分中微量元素Nb、Ta、Sc、In等含量,尤其是Nb/In比值的差异是重要的成分标型特征。产于伟晶岩中的锡石,形成温度约为600℃,Nb/In比值大于10000;产于高温热液石英脉中的锡石,形成温度约为500~350℃之间,Nb/In比值平均为300;产于锡石-硫化物矿床中的锡石,形成温度约在350~125℃之间,Nb/In比值平均为5。

(2)结构标型特征 :主要反映在晶胞参数、离子配布、多型、有序度、键长等方面。如产于金伯利岩中与金刚石共生的镁铝榴石,由于成分中富含Cr,其晶胞参数 远比产于“非金伯利岩”中的镁铝榴石要大。又如普通角闪石(Ca,Na) 2~3 (Mg,Fe,Al) [(Si,Al) 11 ] (OH) 结构中四次配位Al Ⅳ 和六次配位Al Ⅵ 分配可以反映温压条件。在压力近似的条件下,Al Ⅵ 含量随结晶温度增高而增大;在温度近似的条件下,Al Ⅵ 随压力的增高而增大。多型性如3 型多硅白云母是低温高压变质作用的特征矿物。有序度是温度和冷却速度的函数。高温晶出或迅速结晶的有序度低,低温晶出或缓慢结晶的有序度高。如堇青石,其有序度高的属区域变质成因,而有序度低的属接触变质成因。

(3)形态标型特征 :晶体形态主要取决于晶体结构特征,也受形成条件的影响。如方解石的晶形随形成温度由高至低,从板状经短柱状至长柱状;辰砂的晶形变化与其形成时的深度有关,随深度的增加,其晶形由板状经三向等长的菱面体状变为柱状;产于相对贫Si岩石如正长岩、斜长岩中的刚玉,呈长柱状和近三向等长的晶形,而产于Si较高的岩石如花岗质片麻岩中的刚玉,则呈板状。

(4)物理性质标型特征 :包括矿物的颜色、硬度、密度、磁性、电性、发光性等方面。其中有一些必须应用专门近代设备测试才能加以区分。其中最直观的标型特征是颜色。如变质岩中的普通角闪石,其 轴方向的颜色随其结晶温度的增高,由蓝绿色变为绿色,最后为褐色;变质岩中的黑云母,颜色也随着变质程度增加,有从绿色变为棕褐色的趋势。

上述各种矿物标型特征,多数是定性的,有的也可以半定量或定量估测形成时的温度压力等物理化学条件。所谓的 地质温度计 (geothermometer)和 地质压力计 (geobarometer),也就是利用矿物或矿物组合的标型特征(主要是成分标型)来计算温度或压力条件。

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