变质岩型红刚玉的岩石矿物学研究

一、研究现状

达到宝石级的红色刚玉称为红宝石。红宝石和钻石、祖母绿、蓝宝石一起并称为“四大宝石”。以其绚丽的色彩、稀少的产量、良好的耐久性，深受各国人民的喜爱。

太行山地区阜平岩群中的表壳岩，为华北克拉通早前寒武纪沉积型地壳类型岩层的典型代表。阜平变质杂岩核具有巨大的隆升幅度，为呈北北东向展布的纺锤体形。出露面积为9000km。，由不同时代（Ar2-Pt1），不同构造背景下形成的表壳岩、经多期次变形-变质作用固结的中深变质岩系组成，并有不同时代的深成岩体和脉岩穿插其间，显示出多期次构造运动所遗留下的复杂构造变形特征.变质杂岩核的外围均以规模不等的拆离构造与不同时代的盖层呈断层接触。

它主要由浅粒岩类（变质长石砂岩）、黑云变粒岩一黑云片麻岩类（主要为变质粉砂岩类）和包括角闪变粒岩、斜长角闪岩和角闪片麻岩的角闪质岩石类（主要为变质的基性凝灰质碎屑岩、层凝灰岩、凝灰岩或富铁泥灰岩，以及少量的变质基性熔岩）等3种类型岩石组成，部分地区还有大理岩和钙硅酸盐岩石等。其原岩为含火山岩类的沉积岩系。变质作用以高角闪岩相为主，局部（主要在平山以北阜平境内）达麻粒岩相。

阜平地区的刚玉，已有上百年的研磨材料的开发历史，如河北平山县脉道岭曾大规模开采刚玉矿作为清宫加工玉器的磨料。五十年代亦曾较大规模开采，如河北省灵寿县南寺。伍家善等（1989）对阜平地区的刚玉曾进行了初步的矿物学研究，谭应佳等（1993）对阜平地区刚玉矿床也做过简要介绍。王礼胜（1996）发现了阜平刚玉中的一部分已经达到了宝石级，可磨至成低档的宝石戒面。这些都为我们提供了良好的参考资料和研究方向。

二、岩石矿物学特征

本地区刚玉附矿围岩主要是矽线石片麻岩和刚玉黑云二长片麻岩，对照显微镜下两种母岩特征，得出结论如下：

1.矽线石片麻岩的矿物组合较刚玉黑云二长片麻岩简单，矿物的晶体较大。在刚玉黑云二长片麻岩中，云母最大仅达到1.6mm，而矽线石片麻岩中云母大多>2mm。

2.电子探针显示矽线石片麻岩中斜长石为奥长石，奥长石的形成温度相对较高。另外此样品中存在金红石矿物，金红石的形成温度也较高。可见，矽线石片麻岩经过的变质作用温度较高。

3.显微镜下观察，刚玉黑云二长片麻岩中赋存很多显微刚玉，约0.3×1mm，手标本上刚玉晶体大小为3×1.5cm。而矽线石片麻岩切片未见刚玉晶体，手标本上刚玉晶体为4×2cm。前人资料显示区域变质作用形成的刚玉晶体一般<0.5×1.5mm，混合岩化作用形成的刚玉晶体为2×4～2×50mm。在两种母岩手标本观察可发现矽线石片麻岩中刚玉蚀变严重。由此可见，矽线石片麻岩的混合岩化作用更强烈，变质程度更高。

4.在刚玉晶体的裂隙中有高级白干涉色矿物析出，推测为高温高压和富水热液的作用下，刚玉发生化学反应变成硬水铝石。反应式为：Al2O3+H2O→AlOOH。

三、结论

1.阜平隆起属于中新生代变质核杂岩，在平面上呈长浑圆-矩形状的，沿NNE向展布。含刚玉的矿层是混合岩化作用强烈部位的阜平群中的一些富铝质岩石层。矿床经历了区域变质作用和混合岩化作用。

2.采用偏光显微镜对刚玉的母岩黑云二长片麻岩和矽线石片麻岩进行了系统的研究。结果表明黑云二长片麻岩主要矿物组成有长石、刚玉、黑云母、钛铁矿等。其中长石主要为低温的钾长石和微斜长石，与矽线石片麻岩比较，斜长石含量较少；刚玉裂理很发育，表明其遭受了强烈的应力作用。

矽线石片麻岩的矿物组成主要有：矽线石、长石、黑云母、金红石等。长石破碎严重，也表明了此地强烈应力作用；与刚玉黑云二长片麻岩相比，长石种类相对单一，斜长石中含量较多，并且斜长石主要为高温奥长石；长石、云母、刚玉晶体较大，蚀变现象较严重，表明矽线石片麻岩混合岩化作用比刚玉黑云二长片麻岩强烈，变质温度更高。

电子探针分析测试表明，刚玉黑云二长片麻岩中的暗色矿物为钛铁矿，长石主要为钾长石；矽线石片麻岩中的红色矿物为金红石，长石主要为奥长石。

参考文献：

[1] 张西平.河北阜平平阳片麻状花岗岩及其成因.博士论文.万方数据库，2001.

[2] 王礼胜.河北阜平隆起区刚玉宝石矿床的研究.矿床地质.1998，17卷增刊：429-432.

[3] 程裕淇.河北平山小觉地区新太古代阜平岩群中变质岩所显示深熔改造的一些岩相学特征.中国地质.2000，12期：14-16.

[4] 王礼胜.中国刚玉宝石矿床的成因类型及其分布规律.宝石和宝石学杂志.2001，3卷3期：8-12.

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