峨眉山玄武岩晶洞中葡萄石晶体聚集体的成因及其对热液结晶过程的指示意义

A different aggregate patterns of prehnite and some rare mode of mineral assemblages, such as the scallop-shaped, botryoidal, bundle prehnite crystal aggregates, as well as prehnite and black asphaltenes wrapped spherulitic copper minerals, prehnite and babingtonite, etc.was discovered in Emeishan basaltic vugs. On the basis of geological research, as a key subject investigated, the prehnite crystal aggregates will be researched by electron microprobe, electron backscattered diffraction, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, SEM, ICP-MS, Raman spectroscopy and other modern instruments and test method. Crystallographic law of different aggregate patterns of prehnite, and the relationship between aggregation morphologies and the symmetry of prehnite crystal structure will be revealed by determination the crystal structure of prehnite and crystallographic orientation in the prehnite aggregates. The relationship between formation mechanism and environmental conditions of prehnite crystal aggregates growth will be exposed by characteristics of single crystal surface micro-morphology, type and source of hydrogen and oxygen isotopes, REE distribution, and fluid inclusions in prehnite and quartz. In this study, indicative of the hydrothermal crystallization process of prehnite aggregates in Emeishan basaltic vugs will be explored. The results of this study will enrich the theory of mineral crystal morphology and genetic mineralogy, has important practical significance of research on the prehnite aggregate formation mechanism and evolution of late basalt.

峨眉山玄武岩晶洞中发现了扇贝状、葡萄状、束状等不同形态的葡萄石晶体聚集体及葡萄石与硅铁灰石、葡萄石与含黑色沥青质铜矿物球粒等少见的矿物组合形式。本课题在地质调研的基础上，以葡萄石晶体聚集体作为重点研究对象，拟采用EPMA、XRD、EBSD、SEM、ICP-MS、激光拉曼光谱仪等现代仪器和测试方法，测定葡萄石单晶体的结构及聚集体中各单晶体的结晶学方向，研究探索葡萄石晶体聚集体的结晶学规律。根据葡萄石聚集体中各单体晶面的微形貌，氢、氧同位素类型与来源、稀土元素分布特征以及葡萄石和水晶中流体包裹体的特征，探讨葡萄石晶体及聚集体的生长行为、演变规律与生长环境热动力条件的关系；进一步探讨葡萄石聚集体形态的变化对热液结晶过程的指示作用。该研究是对矿物晶体形貌学理论及成因矿物学内容的丰富，对葡萄石聚集体的形成机理及玄武岩晚期演化的研究具有重要的现实意义。

峨眉山玄武岩中的葡萄石及其晶体聚集体主要分布在由玄武岩气孔或玄武岩层间滑动构造裂隙形成的晶洞中。晶洞围岩普遍绿帘石化；晶洞中的矿物组成明显不同，在玄武岩气孔形成的小晶洞中，矿物组成比较简单，主要有绿帘石、淡紫色水晶、玛瑙及葡萄石等；由玄武岩层间滑动构造裂隙形成的较大晶洞中，矿物组成比较复杂，常见葡萄石、水晶、赤铁矿、硅铁灰石甚至孔雀石、铁绿纤石等，且同种矿物有不同的世代。.葡萄石主要呈板状、板柱状，晶体常沿y轴方向延伸，但不同产地、不同世代葡萄石中斜方柱m{110}、平行双面a{100}和c{001}单形晶面的发育程度不同；葡萄石晶体聚集体主要为扇贝状、灯笼状。灯笼状葡萄石聚集体中大多数晶粒的[010]方向垂直于灯笼状聚集体的横截面，[100]和[001]方向均平行于灯笼状葡萄石聚集体横截面且按一定的角度呈发散状。.水晶晶体中流体包裹体测试研究表明，晶洞中矿物的生长环境相对稳定，葡萄石形成于低温(151.5～169.1℃)、低盐度(10.11%～11.81% )、含有少量甲烷等有机成分的热液环境中。甲烷等有机成分对灯笼状葡萄石聚集体的形成起到重要的作用。.葡萄石中的铁主要为三价铁，只有少量的二价铁，川南的葡萄石含有一定量的氧化铬，葡萄石的颜色随着TFeO和Cr2O3总量的增加呈现出由浅黄绿色到微蓝的黄绿色的变化；滇北葡萄石中铁的含量普遍比川南的高，且随铁含量的增大，葡萄石的颜色呈现出鲜黄绿→浅黄绿→蓝绿色的变化。随着晶洞中矿物结晶过程的演化，与葡萄石共生的绿帘石，铁的含量逐步增大，而锶的含量逐渐减少。.随着Fe2+、Fe3+、Cr3+等致色离子含量的变化，阳离子之间类质同像代替的程度不同，导致葡萄石颜色的变化，且晶体颜色随铁（或铁和铬）含量的增加而加深，含铬量的增大有降低葡萄石晶体的透明度的趋势。.早期形成的绿帘石中含有1.42%～2.09%左右的SrO，玄武岩晶洞中后期结晶的绿帘石及葡萄石中锶的含量明显减少。说明研究区玄武岩晶洞中的锶并非来自于玄武岩基岩，应与其下的下二叠统(P2)富含锶的碳酸岩层密切相关。.水热条件下合成了不同形态的Cu2O晶体和枝晶、CuCl枝晶、束状碳酸锶晶体聚集体以及溶液法制备NaCl枝晶、枝蔓晶和球粒晶，对各种形貌的测试研究表明，生长条件是促使晶体形成各种不同形貌特征的重要因素。.研究成果丰富了矿物晶体形貌学理论和成因矿物学的内容。