第四章礦物的標(biāo)型性課件

第四章礦物的標(biāo)型性

礦物的標(biāo)型性研究，是20世紀(jì)礦物學(xué)發(fā)展以來的重要成就之一。

這是因?yàn)榈V物標(biāo)型性的研究成果，對(duì)于闡明巖石和礦床等地質(zhì)體的成因，指導(dǎo)找礦與勘探，評(píng)價(jià)工業(yè)礦床，建立礦物地質(zhì)溫度計(jì)和壓力計(jì)，以及研究礦物成因分類等方面，具有重要的理論和實(shí)際意義。

本章將首先在概述礦物標(biāo)型學(xué)說的基礎(chǔ)上，著重論述礦物的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)以及物理性質(zhì)等方面的標(biāo)型特征，并適當(dāng)探討其形成機(jī)理。然后概略說明礦物標(biāo)型的實(shí)際應(yīng)用。第一節(jié)礦物標(biāo)型學(xué)說概述

一、礦物標(biāo)型學(xué)說發(fā)展現(xiàn)狀礦物標(biāo)型學(xué)說是關(guān)于標(biāo)型礦物、標(biāo)型礦物共生組合和礦物標(biāo)型特征三個(gè)主要方面研究?jī)?nèi)容的理論，這三個(gè)方面都是能夠反映礦物或地質(zhì)體的一定成因特征的礦物學(xué)標(biāo)志。

標(biāo)型(typomorph)：貝克(1903)提出。他在研究變質(zhì)巖時(shí)，曾把在一定的物理化學(xué)條件下所形成的變質(zhì)巖石組合，冠以“標(biāo)型巖石”之稱。其涵義是指反映形成條件的標(biāo)志。

標(biāo)型性(typomorphism)：費(fèi)爾斯曼(1936)提出。他在研究偉晶巖發(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)：隨著殘余巖漿溫度的降低，所形成的礦物有趨向低級(jí)晶系的規(guī)律（如等軸晶系→六方晶系→三斜晶系）。他以標(biāo)型性來表示因礦物形成時(shí)的物化條件差異，從而決定了礦物在化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)和物理性質(zhì)等相應(yīng)的特征。后來人們往往把標(biāo)型性作為泛指礦物本身及其種種性質(zhì)所反映的有關(guān)礦物成因的各種信息和標(biāo)志的專門術(shù)語。

礦物標(biāo)型學(xué)說的基本思路在于：①自然界的礦物和礦物共生組合，均為天然物理化學(xué)體系的產(chǎn)物，它們之間必然存在著相互關(guān)聯(lián)與互相依賴的關(guān)系。諸如溫度、壓力、組分濃度、組分化學(xué)位、pH、Eh等影響因素。②天然礦物既不是化學(xué)純物質(zhì)，又不是絕對(duì)理想結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它們的物理、化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、形態(tài)特性自然也就不是絕對(duì)不變的屬性，將會(huì)隨著介質(zhì)和物理化學(xué)條件的變更而起變化。顯然，礦物標(biāo)型學(xué)說是在研究礦物的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)等特性與礦物形成條件的相關(guān)性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它建立的理論基礎(chǔ)主要是礦物晶體化學(xué)、地球化學(xué)和物理化學(xué)。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外礦物標(biāo)型性研究的基本動(dòng)向是：其一，由研究礦物標(biāo)型性的統(tǒng)計(jì)資料積累階段逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻⒌V物標(biāo)型系列和系統(tǒng)的總結(jié)階段；其二，隨著礦物標(biāo)型學(xué)說本身的發(fā)展，產(chǎn)生了一些取決于研究目的和研究方法的獨(dú)立分支；如礦物晶體化學(xué)、地球化學(xué)和物理化學(xué)。

其三，礦物標(biāo)型性的研究成果，已廣泛而有效地應(yīng)用于實(shí)際地質(zhì)研究與找礦工作。二、標(biāo)型礦物費(fèi)爾斯曼于1936年提出。他把在偉晶作用過程中每一個(gè)階段的產(chǎn)物，視為標(biāo)型礦物。并認(rèn)為標(biāo)型礦物可以與地史學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)化石相類比，藉以確定地質(zhì)地球化學(xué)作用的條件和時(shí)間。拉姆多爾(1962)正式提出了標(biāo)型礦物一詞，并賦于它是在一定的溫度、壓力和濃度范圍內(nèi)形成作為特征的定義。同時(shí)，在一些礦物學(xué)及巖石學(xué)文獻(xiàn)里,還出現(xiàn)了“指示礦物”(indexmineral)、“標(biāo)準(zhǔn)礦物”(criticalmineral，只限于在某種變質(zhì)作用條件下穩(wěn)定的礦物)等術(shù)語。盡管名詞不一，究其含義基本一致，可以把它們視為標(biāo)型礦物的同義詞。現(xiàn)代一般把標(biāo)型礦物理解為：只形成和穩(wěn)定于某種特定的地質(zhì)環(huán)境，或者只在某一特定的地質(zhì)作用中形成的礦物。顯然，標(biāo)型礦物的這一概念主要強(qiáng)調(diào)礦物的單成因性。就是說，在自然界有些礦物主要趨向于或者只有一種成因，它們可以表征特定的地質(zhì)作用條件。因此，標(biāo)型礦物本身就是成因上的標(biāo)志。例如，鉻鐵礦主要產(chǎn)于超基性巖中；斯石英專屬于高壓沖擊變質(zhì)成因，產(chǎn)于隕石沖擊坑；辰砂、輝銻礦是低溫?zé)嵋旱V床的標(biāo)志等。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地球化學(xué)系制作，F(xiàn)riday,June9,2023

閃鋅礦的標(biāo)型特征高溫?zé)嵋褐械蜏責(zé)嵋弘s質(zhì)成分Fe、Mn含量高，含In、Se、Sn含F(xiàn)e少，含Ga、Ge、Cd、Tl

a00.545nm（含F(xiàn)e26.2%）0.540nm（純ZnS）顏色棕褐～鐵黑色無色、白色～黃色條痕黃褐～褐色無色、白色～黃白色光澤半金屬光澤金剛光澤，斷面

樹脂光澤透明度半透明～不透明透明～半透明硬度43.5比重黑褐色者4.03（含F(xiàn)e10%）；鐵黑色者3.90無色透明的純ZnS4.10

如果只把形成條件特殊、變化范圍狹窄的礦物作為真正的標(biāo)型礦物，那么真正的標(biāo)型礦物在自然界是非常稀少的，在礦物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)用價(jià)值也是很有限的。例如，隕鈉鎂大隅石僅產(chǎn)于上地幔的榴輝巖中。斜鋯石為堿性-超基性巖建造巖漿巖和鐵磷橄欖巖(巖漿型磷灰石-磁鐵礦礦床)中。銫沸石為稀有金屬偉晶巖中鋰輝石-鈉長(zhǎng)石組合的標(biāo)型礦物。硼鎂鐵礦和遂硼鎂石為鎂矽卡巖的標(biāo)型礦物。輝鎢礦為淺成熱液礦床的標(biāo)型礦物(與白鎢礦、金紅石、自然鉍、輝鉍礦等共生)。輝錸銅礦為含銅砂巖的標(biāo)型礦物。碳鈉鋁石是粘土質(zhì)灰?guī)r和黑色頁巖和沉積鋁礦床的標(biāo)型礦物。黃鉀鐵礦為干燥地區(qū)硫化鐵礦床氧化帶的標(biāo)型礦物。硅鎂鎳礦則為超基性巖風(fēng)化殼的標(biāo)型礦物?？磥?，標(biāo)型礦物定義太窄，能夠利用的標(biāo)型礦物數(shù)量太少。應(yīng)當(dāng)將代表特定形成條件的概念予以廣義,以擴(kuò)大標(biāo)型礦物的數(shù)量和實(shí)用價(jià)值。因此，任何一種標(biāo)型礦物的具體涵義只有相對(duì)意義而并非絕對(duì)不變的。例如，歷來人們普遍認(rèn)為霓石是內(nèi)生成因的堿性巖漿巖的特征造巖礦物。然而，從1959年開始卻在國(guó)內(nèi)外陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了外生成因的霓石。如海綠石，一直認(rèn)為是產(chǎn)于淺海沉積物(如砂巖、碳酸巖等)中，是在特定的海洋環(huán)境中生成的指示礦物。近年來，國(guó)內(nèi)外不斷有陸相海綠石的報(bào)導(dǎo)。這說明海綠石的存在不一定是指示海相沉積環(huán)境，也可以形成于不同鹽度水體的陸相環(huán)境。因此，長(zhǎng)久以來海綠石一直被作為特定的“海相環(huán)境的指相礦物”的觀點(diǎn)，應(yīng)隨著陸相海綠石的發(fā)現(xiàn)而加以修正。此外，有些標(biāo)型礦物具有普遍性，適用于全球范圍。但是，有的卻只具有區(qū)域性。即由于礦物成因受到局部地區(qū)地質(zhì)背景的控制和影響，標(biāo)型礦物僅適用于某一地區(qū)甚至個(gè)別地段。因此，丘赫洛夫(1969)提出了地區(qū)性標(biāo)型礦物的概念，即用于表示在某一地區(qū)內(nèi)某種地質(zhì)條件下才出現(xiàn)的礦物。這對(duì)于研究區(qū)域性的地質(zhì)作用和進(jìn)行找礦勘探是有意義的。三、標(biāo)型礦物共生組合

礦物形成的地質(zhì)條件是非常復(fù)雜的，受著包括溫度、壓力、介質(zhì)組分、酸堿度、氧化還原電位、相態(tài)等可變因素以及構(gòu)造變動(dòng)條件等。因此，任何一個(gè)標(biāo)型礦物不可能全面的表征它形成和穩(wěn)定的所有條件，往往會(huì)隨著時(shí)間、空間上的變化，出現(xiàn)標(biāo)型礦物的過渡或疊加現(xiàn)象。于是，拉姆多爾(1962)提出標(biāo)型礦物共生組合的概念。所謂標(biāo)型礦物共生組合是指在特定的地質(zhì)環(huán)境中形成的專屬性礦物組合。它和通常所謂的表征某一地質(zhì)作用，或者標(biāo)志某一地質(zhì)體成因特征的典型礦物共生組合沒有本質(zhì)上的區(qū)別，只是強(qiáng)調(diào)了這一共生組合必須是特定的成巖成礦作用條件下形成的特征性礦物組合。劃分標(biāo)型礦物共生組合，對(duì)于巖石、礦石建造分析，對(duì)于表達(dá)各種巖相的巖石恃征，確定礦床的建造屬性，以及估價(jià)礦體的可能規(guī)模和空間分布特點(diǎn)等，都能起重要作用。例如：

堿性-超基性巖建造碳酸鹽巖的標(biāo)型礦物共生組合為鋯礦物-稀土礦物-鈮鉭礦物組合。鐵蒙脫石、鈣交沸石、斜發(fā)沸石、方石英(球狀析晶)礦物組合為大洋沉積物的標(biāo)型礦物共生組合。上地幔榴輝巖的標(biāo)型礦物共生組合為隕鈉鎂大隅石-石榴石-綠輝石-含鉀硫化物組合；隕鈉鎂大隅石含Cr2O30.06-1.26％，石榴石含Na2O0.02-0.24％，綠輝石含Na2O0.48-6.55％，硫化物含K0.11-10.15％。四、礦物的標(biāo)型特征

礦物的標(biāo)型特征（typomorphismofmineral），通常亦簡(jiǎn)稱為礦物標(biāo)型。費(fèi)爾斯曼（1936）最初用以表示由形成條件（即地質(zhì)相）所決定的礦物在顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)上所表現(xiàn)的種種特征性質(zhì)，以便把標(biāo)型礦物和礦物的標(biāo)型特征加以區(qū)別。礦物標(biāo)型特征，是指在不同地質(zhì)時(shí)期和不同地質(zhì)作用條件下，形成在不同地質(zhì)體中的同一種礦物，在其各種性質(zhì)上所表現(xiàn)的差異。即是同一種礦物的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和物理性質(zhì)等因形成條件的不同而所存在的差異，若此種差異可作為成因標(biāo)志，即謂之礦物的標(biāo)型特征。第二節(jié)礦物化學(xué)成分標(biāo)型

礦物的化學(xué)成分是礦物屬性最本質(zhì)的因素之一。它對(duì)礦物形成條件的微小變化反映非常敏感，信息量最大，具有極為重要的標(biāo)型意義。

礦物化學(xué)成分標(biāo)型特征可以提供成巖、成礦地質(zhì)條件(如大地構(gòu)造性質(zhì)、物質(zhì)來源、建造與形成作用類型、形成時(shí)代及地區(qū)條件等)和形成物理-化學(xué)條件(如溫度、壓力、介質(zhì)濃度、酸堿度、氧化-還原電位等)的比較準(zhǔn)確而可靠的信息；可以應(yīng)用于地質(zhì)、找礦評(píng)價(jià)以至選冶工業(yè)。因此，礦物的化學(xué)成分標(biāo)型特征研究受到人們的特殊重視和生產(chǎn)部門的廣泛應(yīng)用。一、礦物成分變化與溫壓條件的關(guān)系

由于每一種礦物或者礦物共生組合都是在一定的溫度和壓力條件下形成的，因此人們常依其化學(xué)成分的變化特點(diǎn)作為探討礦物形成時(shí)溫壓指標(biāo)的依據(jù)之一。例如、礦物地質(zhì)溫度計(jì)和壓力計(jì)即是以此作為理論基礎(chǔ)而建立的。特別是變質(zhì)礦物的研究，十分注意溫度、壓力因素對(duì)礦物成分的影響作用。石榴石在變質(zhì)巖中普遍分布，它的成分變化與變質(zhì)程度之間的關(guān)系。例如，石榴石的不同種屬在其生成過程中所需要的壓力條件是大不相同的，如表3-1所示。

表中可見，當(dāng)配位數(shù)都是8的時(shí)候，其離子半徑Ca2+(1.12?)、Mn2+(0.96?)、Fe2+(0.92?)、Mg2+(0.89?)遞減。它們進(jìn)入晶格時(shí)就需要不同的壓力。Ca2+呈8次配位所需壓力不大，鈣鋁榴石形成于接觸變質(zhì)條件；Mn2+呈8次配位需壓力稍大，錳鋁榴石形成于低級(jí)區(qū)域變質(zhì)條件;Fe2+呈8次配位需較大壓力，鐵鋁榴石在中級(jí)區(qū)域變質(zhì)條件下才能形成；Mg2+則必須在極大的壓力(15-20×102MPa)下才能呈穩(wěn)定的8次配位，鎂鋁榴石出現(xiàn)在深成的榴輝巖和金伯利巖中。角閃石是一個(gè)成分非常復(fù)雜的礦物族，類質(zhì)同象極為發(fā)育，礦物種屬甚多，具有顯著的化學(xué)成分標(biāo)型。區(qū)域變質(zhì)巖中的角閃石主要是透閃石-陽起石系列和普通角閃石系列。它們的共同特點(diǎn)是富Ca，故稱為鈣質(zhì)角閃石?？刂扑鼈兂煞肿兓闹饕蛩?，除了受原巖成分的制約以外，溫度和壓力是一個(gè)很重要的條件。大量的資料已經(jīng)證明，角閃石中的Ti含量是其形成溫度的函數(shù)。如圖3-1所示。圖中可見，隨著變質(zhì)程度的增強(qiáng)，不同變質(zhì)相中角閃石的TiO2含量呈階梯狀分布，為線性關(guān)系。這說明角閃石中Ti含量隨變質(zhì)溫度的升高而遞增。此外，角閃石中Al的配位問題，現(xiàn)在越來越引起人們的注意。海德曼（1972）曾統(tǒng)計(jì)了不同變質(zhì)相中角閃石的AlⅣ含量變化范圍，指出：在角閃巖相中為1.50-1.65，麻粒巖相中為1.64-2.05。這說明角閃石中4次配位鋁含量越多，反映形成溫度越高。里克（1971）指出，鈣質(zhì)角閃石中的AlⅥ與壓力為正相關(guān)關(guān)系，即6次配位鋁含量越高，表示壓力越大。薩克路特金（1968）還根據(jù)鈣質(zhì)角閃石中的A1Ⅳ/AlⅥ比值，確定角閃石的寄主巖石所屬的變質(zhì)相，并作出了相應(yīng)的圖解（圖3-2）。AlⅣAlⅥ在研究單個(gè)礦物成分變化特點(diǎn)與溫壓條件之間關(guān)系的同時(shí)，還注意到共生礦物對(duì)中元素分配系數(shù)KD°與溫度、壓力之間的函數(shù)關(guān)系。這是因?yàn)樽匀唤缰?，往往是由兩種或兩種以上組分所構(gòu)成的固溶體，當(dāng)巖石中的某些組分在平衡共生的礦物中分配時(shí)，主要受熱力學(xué)定律的支配。因此，可以根據(jù)能斯特分配定律通過共生礦物對(duì)中某些元素的分配系數(shù)KD°來確定其溫壓指標(biāo)。例如，彼爾丘克(1969)根據(jù)石榴石-黑云母共生礦物對(duì)中的Mg/(Mg+Fe+Mn)分配系數(shù)與變質(zhì)溫度的關(guān)系，作出如圖3-3的圖解。KD°：在一定溫度、壓力下，某元素在平衡的礦物相中，其mol比值為一常數(shù)，不受濃度影響，只與溫度、壓力有關(guān)。圖中可見，當(dāng)它們?cè)谝欢ǖ臏囟群蛪毫ο逻_(dá)到平衡時(shí)，則二者之間的Fe、Mg組分的KD°將隨溫度的增高而遞減。二、主要組分標(biāo)型自然界的絕大多數(shù)礦物具有多成因的特性，同一種礦物可以產(chǎn)出在不同成因類型的巖石中。一般來說，礦物成分越復(fù)雜，所含的常見元素越多，它的多成因性就越顯著。由于成因和產(chǎn)狀的不同，必然導(dǎo)致礦物在主要組分的種類及含量上表現(xiàn)出不同的標(biāo)型特征。

輝石族是很重要的造巖礦物之一。它的多成因性非常突出，除了巖漿的、接觸交代的、區(qū)域變質(zhì)的、熱液的等成因類型外，尚有宇宙成因的。它們的產(chǎn)狀多達(dá)20余種，如表3-2所列（薛君治，1982）。對(duì)于斜方輝石而言，貝泰查賴雅(1971)曾根據(jù)225個(gè)樣品化學(xué)分析資料的統(tǒng)計(jì)，得出了一個(gè)區(qū)分巖漿成因和變質(zhì)成因斜方輝石的經(jīng)驗(yàn)公式：MgO+FeO+Fe2O3+0.775Al2O3=44.304(式中氧化物均以wB％計(jì))。它的意義是，凡(MgO+FeO+Fe2O3)＞44.3者，屬于變質(zhì)成因的；＜44.3者，則需再結(jié)合Al2O3的含量來判別具體屬于何種成因。其方法是根據(jù)貝泰查賴雅編制的(MgO+FeO+Fe2O3)-Al2O3變異圖解(圖3-4)來進(jìn)行投影。透輝石-鈣鐵輝石系列中間成員的次透輝石，在不同成因類型巖石中，它的成分變化具有一定的特點(diǎn)。如表3-3所示，次透輝石具有5種成因類型。屬于超基性-基性巖漿成因的次透輝石最富Mg、Ca，較富Ti、AlⅣ，但貧Si、Na。中性一酸性巖漿成因者富Si、Fe2+，而貧Ti、AlⅣ。堿性巖漿成因者最富Na、Ti、AlⅣ，較富Fe2+，卻最貧Si。區(qū)域變質(zhì)成因的特點(diǎn)是含F(xiàn)e2+很高，但Ti、Na都很低，特別是區(qū)域副變質(zhì)成因的要比區(qū)域正變質(zhì)成因者表現(xiàn)得更為突出。接觸交代成因者含Si、Ca很高，含Mg較高，但含Ti卻很低。與斜方輝石共生的單斜輝石，其Ca、Mg、Fe的比值可以指示巖漿成因和變質(zhì)成因，還可以反映麻粒巖相和角閃巖相的變質(zhì)程度，如圖3-5所示。圖上的巖漿成因單斜輝石成分趨勢(shì)線，主要指緩慢冷卻條件下晶出的單斜輝石。對(duì)于一些急驟冷卻條件下結(jié)晶的火山巖單斜輝石，則不在此趨勢(shì)線范圍內(nèi)。

頑火輝石透輝石鐵輝石鈣鐵輝石不同類型巖漿中的黑云母，它的Mg、Fe含量變化具有顯著的特點(diǎn)。例如，產(chǎn)于超基性巖中者最富Mg而貧Fe，基性巖中者則次之，中性巖中者M(jìn)g、Fe含量相近。但產(chǎn)于酸性巖中者卻富Fe貧Mg，尤其是花崗偉晶巖中者以最富Fe貧Mg為突出特征。如圖3-6所示，橄欖巖中的黑云母約含F(xiàn)eO5%(ωB％)，F(xiàn)e2O36%，MgO30%，TiO2通常很少；輝長(zhǎng)巖中的含MgO15-20%，F(xiàn)eO10％，F(xiàn)e2O38%，其(FeO+MnO/Fe2O3+TiO2)的比值接近于1；閃長(zhǎng)巖中的所含F(xiàn)eO及(Fe2O3+TiO2)通常略高，但MgO含量卻較上述諸巖石中者為低；花崗巖中的含F(xiàn)eOl2-25%，(Fe2O3+TiO2)＜10%，MgO12%；花崗偉晶巖中的含F(xiàn)eO高達(dá)30%，而MgO及(Fe2O3＋TiO2)卻均小于10%。

黑云母的成分標(biāo)型特征，還可以為花崗巖類巖石的成因類型劃分提供重要依據(jù)。我國(guó)青藏高原東部的橫斷山區(qū)花崗巖類出露廣泛，且呈帶分布。謝應(yīng)雯(1987)根據(jù)花崗巖類巖石中黑云母的鎂鐵指標(biāo)有明顯差異分種不同成因類型：殼型花崗巖(相當(dāng)于S型花崗巖)，形成于板塊碰撞階段，其中黑云母的鎂鐵比值MF＝05-1.0，為富鐵黑云母；殼幔型花崗巖，多伴隨消減帶產(chǎn)出，其中黑云母的MF=1-1.3，為鎂黑云母；富堿型-富堿侵入巖(相當(dāng)于A型花崗巖)，常受裂谷構(gòu)造控制，其中黑云母的MF=1.3-1.5，為富鎂黑云母。

MF=2Mg/(Mg+Fe2++Mn)克彼任斯卡斯（1965）根據(jù)綠泥石的成因和產(chǎn)狀，把綠泥石分歸為11個(gè)“共生類型”（圖3-7）：（1）蛇紋巖及滑石菱鎂巖的綠泥石；（2）不同程度蝕變的超基性巖的綠泥石；（3）鎳風(fēng)化殼的綠泥石；（4）超基性巖中高鋁去硅巖石及淺變質(zhì)片巖的綠泥石；（5）接觸交代巖石的綠泥石；（6）綠泥石片巖石英脈和花崗巖的綠泥石；（7）基性巖漿巖的綠泥石：（8）沉積鐵礦石及鐵質(zhì)砂巖的綠泥石；（9）多金屬礦床的綠泥石；（10）銅礦床的綠泥石；（11）硫化物錫石礦床的綠泥石。

依據(jù)綠泥石的含鐵系數(shù)f=Fe2+/(Fe2++Mn2++Mg)可將上述11種類型的綠泥石分為三組：鎂綠泥石：包括(1)-(5)和(9)類型；鐵-鎂綠泥石：包括(6)、(7)和(10)類型；

鐵綠泥石：包括(8)和(11)類型。

利用磁鐵礦的化學(xué)成分作為標(biāo)型特征，大量見于中外文獻(xiàn)中。切爾內(nèi)舍娃（1976）曾研究了蘇聯(lián)烏拉爾等地超基性、基性、堿性巖漿成因和接觸交代成因磁鐵礦的成分標(biāo)型，所統(tǒng)計(jì)歸納之資料列于表3-4中。從該表中我們可以看出如下幾點(diǎn)：超基性-基性巖漿成因磁鐵礦，總的特點(diǎn)是以含Ti、Mg、Al、V、Cr、Ni為典型，其中Ti含量高，Mg、Al、V、Cr、Ni含量較高，Ni/Co比值≥1。當(dāng)V、Cr、Ni的含量在相差不大的情況下，基性輝長(zhǎng)巖中的磁鐵礦與超基性巖中磁鐵礦的區(qū)別，在于前者的Ti含量極高,而Mg、Al含量偏低。

堿性巖漿成因磁鐵礦，以Ti、V含量高為特征，Mg、Al、Cr含量明顯偏低，且MgO/Al2O3和Ni/Co比值也不高。

巖漿碳酸鹽巖中的磁鐵礦，分為鐵礦主要成礦前階段(Ⅰ)、磷灰石-磁鐵礦成礦階段(Ⅱ)和主要成礦后階段(Ⅲ)，它們成分總的特點(diǎn)是Ti含量較低，Cr、Ni含量更低，但MgO/Al2O3比值高，Ni/Co比值常小于1。鎂矽卡巖磁鐵礦，Mg、Al含量中等，Ti、Cr、Ni含量低，Ni/Co比值也低。鈣矽卡巖磁鐵礦，Ti、Mg、Al、V、Cr含量均低，MgO/Al2O3比值近于1，Ni/Co比值小于1。

由上述可見，利用磁鐵礦中Ti、Mg、Al、Mn、Cr、Ni、Co等元素的含量數(shù)據(jù)，以及Ni/Co的比值，可以確定礦床成因類型和礦石建造，有時(shí)甚至可以確定礦床形成的階段。

三、微量元素標(biāo)型對(duì)礦物中微量元素研究較多的有：Li、Rb、Cs、Ba、Re、Cr、Co、Ni、Zr、Hf、U、Nb、Ta、Ga、Ge，In、TR以及揮發(fā)性元素F等。由于微量元素特殊的地球化學(xué)特性，對(duì)地質(zhì)環(huán)境反應(yīng)非常敏感，所以具有重要的標(biāo)型意義。諾夫戈羅多娃(1980)等根據(jù)俄羅斯各地168個(gè)單礦物樣品的分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)(表3-5)。表中可見，含金黃鐵礦和毒砂中微量元素作如下的規(guī)律性變化：

As、Sb、Bi、As存在于所有的黃鐵礦中，且由淺部至深部其平均含量有所降低。Sb在含金黃鐵礦中的出現(xiàn)頻數(shù)，在深部很低僅為5％，但在中部和淺部可高達(dá)50-75％。毒砂平均含Sb量大于黃鐵礦，Bi在深部的含量低于淺部的含量。

Pb、Zn、Cu：所有的黃鐵礦和毒砂都含Pb、Zn、Cu，唯以中部形成者的Pb、Zn含量最高。Cu在這兩個(gè)礦物中，由深部至淺部含量由少到多。

表中礦物名稱后的括號(hào)內(nèi)數(shù)字為樣品分析數(shù)目。每種元素含量欄內(nèi)，橫線之上表示平均含量（以n.10-3％計(jì)），括號(hào)數(shù)字為該元素出現(xiàn)的頻數(shù)（%）；橫線之下表示含量變化范圍，相對(duì)誤差在15％±。

Ti、V、Cr、Mn：中部細(xì)脈浸染型黃鐵礦和毒砂中Ti、V、Mn的含量明顯高于深部和淺部者。Cr由深部至淺部含量上升。

Co、Ni：中部石英脈型黃鐵礦中Co，Ni含量最高，Co/Ni比值隨深度變淺而增大。而淺部黃鐵礦的Ni含量明顯降低，其Co/Ni≥1。

Mo、Sn：淺部的黃鐵礦Mo含量最高，中部細(xì)脈浸梁型黃鐵礦Mo含量次之，Sn的出現(xiàn)頻數(shù)不如Mo。Au、Ag：黃鐵礦和毒砂中的Au均多于Ag。總的趨勢(shì)是，由深至淺，Au、Ag含量增多。一般深部者Au/Ag比值的變化范圍小，為5-3。只是中部石英脈型的毒砂，Au/Ag比值特別高，達(dá)39.9。淺部黃鐵礦的Au/Ag比值近于1。

Ga：在所有黃鐵礦和毒砂中，Ga含量穩(wěn)定，其含量略大于地殼Ga的克拉克值。

表3-5中的數(shù)據(jù)，按95％置信度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后，可得出下列多元線性回歸分析方程式：

黃鐵礦：Au＝23.95+0.84Ag-7.25Zn+6.45Co-2.2Ni+0.63SbAg=-32.582+0.61lAu+4.073Zn+6.93Mo

毒砂：Au=91.036-35.723Mo+0.613Ti-3.714Zn+0.361SbAu＝1.489+0.105Pb+1.556Mn-1.371Mo

Sb=-45.105+2.08Ni+16.536Mn+15.03Mo-1.996Co螢石中的微量元素Mn2+具有重要的標(biāo)型意義。它的含量高低與成礦作用類型和成礦深度有一定的關(guān)系。例如，花崗巖稀有金屬礦化作用形成的螢石中，Mn2+含量很高，可達(dá)73.9相對(duì)單位*。據(jù)瓦西里科娃(1980)等的研究，形成螢石的巖漿期后成礦作用的一般順序是：早期堿性階段(矽卡巖作用→微斜長(zhǎng)石化作用→鈉長(zhǎng)石化作用)→酸性階段(云英巖化作用)→晚期堿性階段(石英螢石脈及碳酸鹽螢石脈的形成作用)。相對(duì)單位：是用順磁共振譜測(cè)定礦物中Mn2+相對(duì)含量的計(jì)量單位早期堿性階段形成的螢石含Mn2+量低。例如，矽卡巖礦床中的螢石一般沒有Mn2+。黑鎢礦礦床中早世代螢石(專屬于微斜長(zhǎng)石化帶)含Mn2+僅0.1相對(duì)單位。雖然到晚世代鈉長(zhǎng)石化帶形成的螢石，Mn2+含量有時(shí)可增大到30個(gè)相對(duì)單位，但比起其它階段來一般還是低的。酸性階段形成的螢石含Mn2+量相對(duì)最高。如石英-黃玉-云英巖鎢鈹?shù)V床早世代螢石，最高可含150相對(duì)單位的Mn2+；長(zhǎng)石-黑云母型云英巖礦床中的螢石，含Mn2+可達(dá)72相對(duì)單位；只是螢石-白云母型云英巖礦床中的螢石含Mn2+低，一般小于18相對(duì)單位。晚期堿性階段形成的螢石卻不含Mn2+。

顯然，上述現(xiàn)象主要是由巖漿期后溶液中酸堿度的演化原因?qū)е碌摹４送?，花崗巖的不同侵入期和形成的不同深度，對(duì)螢石中Mn2+含量亦有一定的影響,從而呈現(xiàn)出垂直分帶性。如表3-6所示，隨著花崗巖侵入期次的不同和深度的由深到淺，螢石中Mn2+的含量依次遞增。四、元素對(duì)比值標(biāo)型

礦物成分中某些成對(duì)元素含量的比值變化，往往受形成條件的制約?？勺鳛橥茢嗟V物形成過程中物理化學(xué)條件的依據(jù)；研究巖石和礦床的成因類型、成礦深度，以及解釋地質(zhì)環(huán)境等問題，具有重要的標(biāo)型意義。統(tǒng)計(jì)資料表明，天河石中的Rb/K、斜長(zhǎng)石中的Ca/Al、閃鋅礦中的Fe/Zn，黃鐵礦中的Co/Ni、輝鉬礦中的Re/Mo等等，可用于確定礦物形成溫度的大致范圍。一般情況下，它們的比值增大，反映礦物形成溫度高，特別是天河石中Rb/K比值的大小還用于探討酸性巖漿巖的成因、演化階段以及礦化特征。一般的規(guī)律是，隨著花崗巖漿分異作用的進(jìn)行，該比值增大。如果該比值急劇增大(大于100時(shí))，則花崗巖類巖石中往往發(fā)生Nb/Ta等稀有金屬的礦化作用。有些礦物中的Zr/Hf、Th/U、Nb/Ta、∑Y/∑Ce等比值，可用來確定成礦介質(zhì)的酸堿度變化情況?？偟内厔?shì)是，當(dāng)它們的比值減小時(shí)，趨向于酸性；比值增大時(shí)，趨向于堿性和基性。例如，原蘇聯(lián)哈薩克斯但北部花崗巖體中，不同類型巖石中鋯石的Zr/Hf比值出現(xiàn)有規(guī)律的變化：花崗閃長(zhǎng)巖中者為55-60;花崗巖中者為45-50;白崗巖中者則為35-40。

眾所熟悉的礦物中一些變價(jià)元素的比值，如Fe3+/Fe2+、Mn3+/Mn2+、Ti4+/Ti2+等，可用于確定成巖成礦作用的氧化-還原環(huán)境。它們的比值增大時(shí)，指示氧化環(huán)境；反之，則示還原環(huán)境。

明礬石中K2O/Na2O比值可以用來反映火山巖原巖特征。如安山巖中該比值為0.7，英安巖中者為2.5，流紋巖中高達(dá)8.0。某些巖石原巖化學(xué)成分中一些元素氧化物組分對(duì)比值，也可影響到礦物的形成作用。例如，變質(zhì)礦物十字石的形成，除了要求合適的溫度和壓力條件外，原巖化學(xué)成分中的Fe2O3/Al2O3比值起著重要的控制作用。當(dāng)Fe2O3/Al2O3＜0.40時(shí)，有利于十字石的形成；當(dāng)該比值大于0.40時(shí)，即使溫度和壓力有利，仍然不能形成十字石。

近年來，我國(guó)在金礦黃鐵礦中元素對(duì)比值的標(biāo)型意義研究積累豐富資料，這是因?yàn)榻^大多數(shù)的金都或多或少的與黃鐵礦共生產(chǎn)出，甚至直接賦存于黃鐵礦中。因此，研究黃鐵礦中的元素對(duì)比值特別是微量元素對(duì)的比值，不僅可以確定金礦床成因類型，提供有關(guān)成礦物質(zhì)來源的重要信息，而且可以作為尋找金礦與評(píng)價(jià)的標(biāo)志。

Fe/S比值：不同成因的黃鐵礦中Fe/S比值有所差異。如銅鎳硫化物礦床中者為0.878；巖漿熱液礦床中者為0.887：斑巖型礦床中者為0.91：火山一沉積塊狀硫化物礦床中者為0.96：其它許多金礦床中黃鐵礦的Fe/S比值均高于其理論比值0.871，多為虧硫型。

Co/Ni比值：鈷、鎳是黃鐵礦中重要的微量元素，歷來人們都非常重視黃鐵礦中Co/Ni比值的研究，并據(jù)此來判定礦床成因類型與形成環(huán)境。王奎仁(1989)通過我國(guó)65個(gè)點(diǎn)共115件黃鐵礦樣品的Co/Ni比值。同生沉積的Co/Ni均顯著小于1(0.011-0.37)；沉積-改造礦床的Co/Ni的變化，原生沉積成巖基礎(chǔ)上受輕微改造作用，Co/Ni基本上保持沉積成因的特點(diǎn)(0.16-0.8)

；若受到強(qiáng)烈改造，Co/Ni逐漸接近于1。沉積-變質(zhì)礦床Co/Ni，隨變質(zhì)程度的加深，Co/Ni比值遠(yuǎn)離沉積黃鐵礦的特征，變化范圍為1.47-5.75。這是因變質(zhì)程度的加深，磁黃鐵礦含量逐漸增多，在由黃鐵礦向磁黃鐵礦轉(zhuǎn)化的過程中，Ni趨向于在磁黃鐵礦中富集，而Co在黃鐵礦和磁黃鐵礦之間的分配系數(shù)接近于1。

隨著磁黃鐵礦的增多，黃鐵礦中Ni含量降低，導(dǎo)致Co/Ni比值增大。可用黃鐵礦中Co/Ni變化來了解礦床的變質(zhì)和改造程度。層控礦床的黃鐵礦Co/Ni比值。沉積-輕微改造的層控礦床中，Co/Ni比值小于1；沉積-強(qiáng)變質(zhì)-混合巖化作用或沉積-熱液迭加的層控礦床中,Co/Ni比值接近于熱液成因特點(diǎn)。與火山作用有關(guān)的黃鐵礦Co/Ni比值變化范圍在1.93-89.35之間，火山巖、火山噴發(fā)物中的黃鐵礦Co/Ni比值通常很大；火山噴氣成因礦床中者多為12-22；火山熱液礦床中者一般為5-10：火山沉積成因礦床中者小于1。熱液成因的黃鐵礦Co/Ni比值范圍基本上介于典型的同生沉積與火山成因者之間，一般為1-5。巖漿礦床由于其成礦物質(zhì)來自深部，黃鐵礦中Co、Ni含量一般都很高。這是深部Co和Ni值較高的反映，巖漿貫入式鈦磁鐵礦床中黃鐵礦的Ni含量顯著高于Co，其Co/Ni比值小于1(為0.09)；而巖漿融離型銅鎳礦床中黃鐵礦的Co含量高于Ni，其Co/Ni比值顯著大于1(為1200)。形成后一種現(xiàn)象的主要原因是由于銅鎳硫化礦床中存在大量磁黃鐵礦，Ni趨于在磁黃鐵礦中富集，使得黃鐵礦中Ni含量較低，從而導(dǎo)致其Co/Ni比值顯著增大。S/Se比值：王奎仁(1989)指出：同生沉積成因黃鐵礦的S/Se＞3×104；沉積-改造礦床中的S/Se=0.19-0.8×104；層控礦床中S/Se=17.6-33.4×104之間；與火山作用有關(guān)的黃鐵礦中S/Se＜1×104；熱液成因黃鐵礦的S/Se比值=1-2.8×104，這是巖漿熱液成因黃鐵礦的標(biāo)型特征。總體而言，從高溫氣成-高中溫?zé)嵋?中溫?zé)嵋?低溫?zé)嵋海S著形成溫度的降低，黃鐵礦中Se含量降低，S/Se比值有增大的趨勢(shì)。巖漿礦床中黃鐵礦的S/Se比值據(jù)其統(tǒng)計(jì)為0.40-2.14×104。

除此之外，黃鐵礦的Se/Te比值、Cu/Zn比值、Ag/Zn比值、Pb/Zn比值等，都具有用作研究巖石和礦床成因類型和判定礦物形成條件以及找礦、評(píng)價(jià)的標(biāo)型意義。

五、穩(wěn)定同位素標(biāo)型

由于在不同地質(zhì)體的礦物中，組成物質(zhì)同位素的分餾和富集具有不同的特征，因此，使礦物的同位素組成特點(diǎn)具有標(biāo)型意義。現(xiàn)在已積累了同一種礦物在不同形成條件下穩(wěn)定同位素組成特點(diǎn)有差異的大量資料，礦物穩(wěn)定同位素標(biāo)型的研究成果，可以提供成巖、成礦溫度，物質(zhì)來源（殼源、幔源或混合源），形成物理-化學(xué)條件以及演化歷史的資料。

（一）氧同位素從定性角度而言，同種礦物的δ18O值隨著結(jié)晶溫度的升高而減小。以鉀鈉長(zhǎng)石為例，較高溫度結(jié)晶的花崗巖和偉晶巖中的鉀鈉長(zhǎng)石，δ18O（SMOW）主要為6-12‰，溫度中等的變質(zhì)成因鉀鈉長(zhǎng)石，主要為12-16‰，溫度最低的外生沉積成因的自生鉀鈉長(zhǎng)石，則為18-28‰（M.Kastner等，1979），如圖3-8所示。

（二）硫同位素在硫呈不同氧化態(tài)的S2-

-S-SO2-SO2-3

-SO2-4

系列中，硫穩(wěn)定同位素的δ34S依次增加。在巖漿巖硫化物礦物中，δ34S的含量隨著結(jié)晶演化作用的進(jìn)行而逐漸增高。例如，基性巖中者δ34S為2.3‰，花崗巖中者為3.6‰。（三）碳同位素

自然界的碳由12C和13C兩個(gè)穩(wěn)定向位素組成，一般來說，沉積的碳酸鹽類礦物δ13C接近于0.0‰(PDB)，巖漿成因礦物的δ13C在-5.3‰～-7.o‰之間，有機(jī)質(zhì)堆積物的δ13C變化于-24‰～-29‰的范圍。以石墨為例，現(xiàn)在普遍認(rèn)為δ13C為-25‰的石墨多是生物成因碳源所形成的。如瑞典北部前寒武紀(jì)到下古生代沉積變質(zhì)巖石中108個(gè)石墨樣品測(cè)定結(jié)果，δ13C的平均值為-24.39‰，因而認(rèn)為是生物成因的。已發(fā)現(xiàn)含有基性巖、超基性巖組合礦物包裹體的金剛石δ13C數(shù)值范圍很窄，從-0.2～-0.9‰；含有榴輝巖組合礦物包裹體的金剛石δ13C數(shù)值范圍則較寬，從-0.5～-3.44‰；金伯利巖中金剛石δ13C數(shù)值從0.5～-3.23‰；隕石中金剛石則從-0.58～-0.63‰；沖擊巖中金剛石為-1.32～-1.87‰。分布于不同地質(zhì)時(shí)代和不同類型礦床或巖石中的方鉛礦，Pb同位素組成有所不同。如產(chǎn)于印度的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系中的方鉛礦：

（1）產(chǎn)于早前寒武紀(jì)綠巖帶中硫化物銅礦床中的方鉛礦，其206Pb/204Pb＝13.506-13.528，207Pb/204Pb=14.605-14.647，208Pb/204Pb=33.365-33.470。生成時(shí)代相當(dāng)于2.4-3.5Ga，是印度地盾中時(shí)代最老的一個(gè)礦床。（2）產(chǎn)于早前寒武紀(jì)綠巖帶金礦床中的方鉛礦，206Pb/204Pb＝14.795-14.826,207Pb/204Pb=15.342-15.399，208Pb/204Pb=34.216-34.393。生成時(shí)代相當(dāng)于0.18-0.23Ga。（3）產(chǎn)于普通角閃石麻粒狀片麻巖石英重晶石脈中的方鉛礦，206Pb/204Pb=16.851-16.874,207Pb/204Pb=15.490-15.492，208Pb/204Pb=37.249-37.262。生成時(shí)代相當(dāng)于0.08-0.11Ga。

（4）產(chǎn)于前寒武紀(jì)藍(lán)晶石-石墨-云母片巖、白云質(zhì)大理巖和隧石巖中Pb-Zn-Cu礦床中的方鉛礦206Pb/204pb＝16.053-16.072，207pb/204pb＝15.510-15.533，208pb/204pb＝35.835-35.891。生成時(shí)代相當(dāng)于0.14-0.16Ga。

六、礦物包裹體成分標(biāo)型

礦物包裹體所包含的原始成巖、成礦介質(zhì)成分對(duì)于探討礦物形成的物質(zhì)來源和物理-化學(xué)條件等具有一定的標(biāo)型意義。按金剛石中包裹體氣相成分氮(N)的含量，將金剛石劃分為“含氮金剛石”(N＞0.001％)和“無氮金剛石”(N＜0.001％)兩大類。產(chǎn)于金伯利巖中的金剛石絕大多數(shù)為“含氮金剛石”，含N量可達(dá)0.23％-0.25％；宇宙成因的金剛石為“無氮金剛石”。有地幔物質(zhì)參加的大型硼礦床，其中硼礦物包裹體氣相成分以CO2很少而富含N、CO、CH4為特征。產(chǎn)于幔源磷酸巖中方解石的包裹體氣相成分富含CO、H2和CH4，而貧CO2；產(chǎn)于汞-銻礦床中辰砂的包裹體氣相成分則富含CO2，較少H2S。

梁楓(1988)對(duì)陜西小秦嶺金礦中石英氣液包裹體成分的研究結(jié)果表明，其中以H2O為主，含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、

SO42-、F-、Br-、NO3-

等離子和H2、CO2、CH4等氣體。指出的CO2含量/碳?xì)浠衔锖?YB)+H2含量之比值可作為指示礦體上、下部位的標(biāo)志?？偟囊?guī)律是，該比值隨礦化標(biāo)高的增高而有規(guī)律地增加。3條含金石英脈不同部位的CO2/YB+H2比值為例：Q24號(hào)脈的礦體上部為3068.44，下部為316.00；Q08號(hào)脈的礦體上部為1327.50，下部為281.96，Q01號(hào)脈的礦體上部為143.00，下部為88.65．Ca2+、HCO3-、SO42-、Br-

在高溫階段含量較高，低溫階段含量較低；CO2在低溫階段含量較高，高溫階段含量較低。成礦溶液中，Na+＞K+，Ca2+＞Mg2+。在高溫階段，HCO3-＞Cl-；在低溫階段，HCO3-與Cl-含量大致相當(dāng)。由此推斷小秦嶺金礦床的成礦溶液，在高溫階段為Na-Ca-HCO3型水溶液，低溫階段為Na-Ca-Cl（HCO3）型水溶液。

次火山巖、閃長(zhǎng)斑巖及爆發(fā)角礫巖中礦物包裹體微量氣體的分析表明：礦物包裹體中酸性氣體(HCl、HF、H2S、NH3)含量大于活潑氣體(CO2、H2+稀有氣體、O2、H2等)，隨著溫度下降，酸性氣體含量減少，CO2亦下降，而H2+稀有氣體則增加。在花崗閃長(zhǎng)巖和斑巖中從早期巖漿作用到晚期熱液作用，礦物包裹體中微量氣體按如下規(guī)律演化：即N2-CO2-

(HCl，HF)。我國(guó)華南不同類型鎢礦床中黑鎢礦包裹體微量氣體成分有CO2、N2、CH4、CO、H2、H2O等，其中有H2O、CO2、N2的含量大于CH4、CO；或CO2＞N2＞H2＞CO＞CH4的變化規(guī)律。并且隨著鎢礦床中鎢品位的增高，礦物包裹體中CO2含量亦升高，如西華山、黃沙等鎢礦(李兆麟；1981)。

據(jù)曾慶豐對(duì)礦物氣液包裹體的研究認(rèn)為：巖漿熱液形成的氣液包裹體具有高溫(500～200℃)、高壓、低鹽度、富含揮發(fā)分等特點(diǎn)；地下水熱液形成的氣液包裹體具有溫度低（多在100℃上下，最高不超過200℃）、鹽度高，成分以Na、K、Ca、Cl為主，且K+＞Na+Ca2+＞Mg2+

的特點(diǎn)。金茲堡等（1981）指出，礦物氣液包裹體中的CO2含量隨深度加大而降低，可以用于估計(jì)礦體剝蝕深度和評(píng)價(jià)礦體深部遠(yuǎn)景。

需要指出的是，礦物化學(xué)成分的變化是很重要的標(biāo)型特征之一，積累的資料也十分豐富。但是，需要說明的是，有些研究成果還存在著不夠完備之處，有些是帶有區(qū)域性，有些可能還是經(jīng)驗(yàn)性資料，不一定就是帶有普遍意義的規(guī)律。加之，地質(zhì)作用過程非常復(fù)雜，迄今人們對(duì)有些標(biāo)型特征形成的機(jī)理探索得尚不夠明了。因此，我們?cè)谶\(yùn)用礦物成分標(biāo)型進(jìn)行普查找礦、探討巖石和礦床的成因、以及解決其它地質(zhì)問題時(shí)，必須要與其它的方法相配合，與其它地質(zhì)標(biāo)志密切結(jié)合起來。第三節(jié)礦物晶體結(jié)構(gòu)標(biāo)型

把礦物晶體結(jié)構(gòu)的變化與礦物形成的條件聯(lián)系起來，便構(gòu)成了礦物的晶體結(jié)構(gòu)標(biāo)型。礦物晶體結(jié)構(gòu)標(biāo)型可以提供比較準(zhǔn)確的成因信息，以消除礦物形態(tài)、成分標(biāo)型上有時(shí)出現(xiàn)的某些困惑現(xiàn)象。本節(jié)主要從礦物的晶胞參數(shù)、離子占位、有序-無序、多型等方面的標(biāo)型特征進(jìn)行論述。

一、晶胞參數(shù)標(biāo)型

晶胞參數(shù)（cellparameter）。用以描述晶胞的大小和形狀。它有6個(gè)數(shù)：a，b，c，α，β，γ，前三個(gè)表示晶胞的3條邊的長(zhǎng)度；后三個(gè)表示晶胞3條邊之間的夾角。對(duì)不同晶系的晶體，晶胞類型不同，晶胞參數(shù)亦不同。例如，立方晶系a=b=c，α=β=γ=90°，所以立方晶系的晶體，晶胞參數(shù)可用一個(gè)數(shù)a表示。氯化鈉的立方晶胞a=564?，表示它的晶胞是一個(gè)邊長(zhǎng)為564?的立方體。實(shí)測(cè)的資料表明，礦物形成時(shí)的物理-化學(xué)條件對(duì)礦物晶胞參數(shù)變化的影響是很明顯的。而且有一定的規(guī)律性。ZyX美國(guó)佐治亞州北部不同變質(zhì)帶變質(zhì)硬砂巖中的18顆石英晶胞參數(shù)測(cè)定?？傋兓厔?shì)，屬低級(jí)變質(zhì)的石英具有較大的晶胞體積。如綠泥石帶的60號(hào)樣品，晶胞體積為113.050（?3）；黑云母帶24號(hào)樣品為113.029。相反，高級(jí)變質(zhì)帶的石英晶胞體積則較小。如十字石帶54號(hào)樣品和56號(hào)樣品，它們的晶胞體積分別為112.993和112.984。實(shí)驗(yàn)表明，透輝石和鈣鐵輝石隨著平衡溫度的升高，它們晶體結(jié)構(gòu)中Si-O原子間距的增大雖然是不穩(wěn)定的，但是，具6次配位和8次配位的陽離子(M)和硅氧四面體中氧原子的間距(M-O)則是有規(guī)律地增大。反映在晶胞參數(shù)上，相應(yīng)地發(fā)生有規(guī)律的變化?？偟奶攸c(diǎn)是，它們的a0、b0、c0(?)值隨著溫度的升高而相應(yīng)地依次遞增。如表3-9所示。

利維(1981)通過對(duì)透輝石結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓力作用的實(shí)驗(yàn)研究，系統(tǒng)測(cè)定了當(dāng)壓力增大時(shí)，透輝石結(jié)構(gòu)中T、M1、M2三個(gè)不同配位多面體的壓縮程度。結(jié)果表明，隨著壓力的增大，這三種配位多面體都在不同程度的變小。從而反映在透輝石的晶胞參數(shù)a0、b0、c0(?)上，也在相應(yīng)地變小。具體數(shù)據(jù)如表3-10所列。這說明壓力對(duì)透輝石晶胞參數(shù)變化的作用恰恰與溫度對(duì)它的影響相反。

白云母在變質(zhì)巖中分布廣泛，其許多特征與變質(zhì)作用密切相關(guān)。如晶胞參數(shù)。薩西(1974)通過對(duì)變質(zhì)巖中白云母進(jìn)行X衍射分析發(fā)現(xiàn)，白云母的b0值隨變質(zhì)壓力的增加而增大。這一特征被視為靈敏的地質(zhì)壓力計(jì)。現(xiàn)在認(rèn)為壓力的增加,有利于多硅白云母的形成，使b0值增大，所以多硅白云母成為低溫高壓變質(zhì)帶的標(biāo)型礦物。表3-11為X衍射分析資料得出了變質(zhì)泥質(zhì)片巖處于不同變質(zhì)壓力時(shí)，多硅白云母b0值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

我國(guó)一些地區(qū)變質(zhì)巖系中白云母b0值的變化地區(qū)測(cè)試部位b0值(?)資料來源北祁連西段震旦系低壓變質(zhì)帶8.988葉惠文,1983下元古界中壓變質(zhì)帶9.012寒武-奧陶系中壓變質(zhì)帶9.023祁連山東段皋蘭群中壓變質(zhì)帶9.025祁連山藍(lán)片巖高壓帶9.053大別山中高壓變質(zhì)帶多硅白云母(Ⅱ)9.032蔡素暉,1983高壓變質(zhì)帶(Ⅰ)9.049桐柏-大悟高壓變質(zhì)帶多硅白云母9.050張兆忠等,1982說明白云母的b0值隨著變質(zhì)壓力的增加而增大,具有重要的標(biāo)型意義。二、離子占位標(biāo)型利用X衍射分析、穆斯鮑爾譜、紅外光譜等方法，可測(cè)定和研究結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦物中離子占位情況，確定它們的變化與礦物形成時(shí)的物化條件的關(guān)系。輝石族礦物的晶體結(jié)構(gòu)有6種類型：Pbca型，Pbcn型，

P21/c型，P21/c，C2/c型，P2/n型。從定性角度來說，斜頑輝石的低溫結(jié)構(gòu)是P21/c型，而高溫結(jié)構(gòu)則為C2/c型。例如，人工合成鈣鐵輝石的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在M1位置上Fe2+被Ca類質(zhì)同象置換的數(shù)量不同，則所得出的結(jié)構(gòu)類型即有變化。實(shí)測(cè)的資料表明，當(dāng)在M1位置上Ca與Fe2+的數(shù)量比為15:85時(shí)，呈P21/c型結(jié)構(gòu)；若二者的數(shù)量比為20:80，25:75以及35:65時(shí)，則為C2/c型結(jié)構(gòu)。又如，一般的綠輝石是C2/c型結(jié)構(gòu)，但是富Fe2+及富Ti的綠輝石則為P2/n型結(jié)構(gòu)。由此可見，控制輝石結(jié)構(gòu)類型變化的因素，有溫度和化學(xué)成分兩個(gè)方面。

在自然界中,角閃石具有四種結(jié)構(gòu)類型,即Pnma型的斜方角閃石,和P21/m型,C2/m型,P2/a型的單斜角閃石。此外,尚有一種屬人工合成的Pnma型的斜方角閃石,叫做鎂鉀角閃石(原角閃石,protoamphibole)。它們的結(jié)構(gòu)類型所包括的角閃石種屬和各個(gè)配位位置上所占據(jù)的主要陽離子等(表3-12)。

里特文（1973）指出:在鈣質(zhì)角閃石和堿性角閃石中，溫度和壓力的變化，將引起其結(jié)構(gòu)中八面體位置上Fe2+、Mg2+、Al3+的占位情況發(fā)生變化。總的趨勢(shì)是：隨著溫度的升高，F(xiàn)e2+由M1位置和M3位置轉(zhuǎn)移到M2位置上；Mg2+和Al3+

則由M2向M1和M3位置轉(zhuǎn)移。壓力的效應(yīng)正好與上述情況相反。如圖3-9所示。三、有序-無序標(biāo)型

有序—無序(order-disorder)指晶體結(jié)構(gòu)中，在可以被兩種或兩種以上的不同質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)的某種位置上，若這些不同的質(zhì)點(diǎn)各自有選擇地分別占有其中的不同位置，相互間成有規(guī)則的分布時(shí)，這樣的結(jié)構(gòu)狀態(tài)稱為有序態(tài)；反之，若這些不同的質(zhì)點(diǎn)在其中全都隨機(jī)分布，便稱為無序態(tài)。

研究礦物有序-無序有助于確定礦物的形成溫度。在結(jié)晶過程中，質(zhì)點(diǎn)總是傾向于按照能量低的結(jié)合方式，進(jìn)入某種特定的位置，形成有序結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)溫度升高時(shí)，可促使晶體結(jié)構(gòu)從有序向無序轉(zhuǎn)變，而溫度緩慢降低時(shí)，則有利于無序結(jié)構(gòu)的有序化。例如，長(zhǎng)石族礦物中Al和Si在硅氧四面體中的構(gòu)造位置即受溫度的控制。其高溫變體是Al-Si無序置換狀態(tài)，低溫變體則是Al-Si有序置換伏態(tài)。由此可見，長(zhǎng)石晶體結(jié)構(gòu)中的Al-Si有序性的變化是溫度的函數(shù)。

在蘇聯(lián)沃淪地區(qū)，含云母?jìng)ゾr中鉀長(zhǎng)石的三斜度，隨溫度的下降而逐漸變大?；◢弾r的鉀長(zhǎng)石三斜度（△）：0.0-0.3

文象帶的鉀長(zhǎng)石0.4一0.5

變文象帶的鉀長(zhǎng)石0.6一0.8

石英交代帶的鉀長(zhǎng)石0.8一1.0

從上面的例子中可以看出，堿性長(zhǎng)石的有序度不僅可以確定礦物的形成溫度和產(chǎn)狀，而且還可作為花崗巖體巖相劃分的一種標(biāo)志。

斜長(zhǎng)石，它的晶體結(jié)構(gòu)隨著斜長(zhǎng)石成分和溫度的變化亦發(fā)生著改變。同時(shí)，它的有序化情況還與地質(zhì)時(shí)代的新老關(guān)系呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。其總的趨勢(shì)是，古老的斜長(zhǎng)石有序度高，較新時(shí)代的斜長(zhǎng)石有序度低。這是因?yàn)闊o序狀態(tài)的長(zhǎng)石由于晶體內(nèi)能大，呈準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)。但隨著時(shí)間的推移，將會(huì)進(jìn)行調(diào)整，由無序轉(zhuǎn)變成不同程度的有序。

金哲佑和舟橋三男（1972）曾對(duì)日本不同時(shí)代的花崗巖和片麻巖中的斜長(zhǎng)石進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。他們統(tǒng)計(jì)了低溫有序長(zhǎng)石（O）、高溫?zé)o序長(zhǎng)石（D）及過渡類型長(zhǎng)石（T）與花崗巖時(shí)代的關(guān)系，得出結(jié)論：花崗巖時(shí)代越老，其中有序長(zhǎng)石的百分比越高，無序長(zhǎng)石的百分比降低，如表3一13所示。

低溫有序長(zhǎng)石(O)、高溫?zé)o序長(zhǎng)石(D)及過渡類型長(zhǎng)石(T)橄欖石的有序-無序。為了探討橄欖石有序度與礦物生成條件的關(guān)系，徐培蒼等（1981）對(duì)甘肅金川超基性巖、黑龍江五大蓮池堿性玄武巖、青海祁連玉石溝深成超基性巖等巖體中的橄欖石和福建龍海縣火山巖捕虜體中的橄欖石，進(jìn)行了Q有序度*測(cè)定。此外，為了探索與鉻鐵礦成因有關(guān)的橄欖石有序度標(biāo)型，他們還測(cè)定了陜西商南松樹溝、青海玉石溝、甘肅大道爾吉、新疆薩爾托海等主要含鉻超基性巖體和甘肅金川銅鎳礦超基性巖體中不同成礦部位的橄欖石有序度，從其分布來看，近礦橄欖石有序度略大于遠(yuǎn)礦橄欖石有序度，這可以作為找礦標(biāo)志之一。

橄欖石的有序度是礦物所處的地質(zhì)體的溫度、壓力、結(jié)晶速度、冷卻歷史、熵和自由能等熱力學(xué)參數(shù)的復(fù)合函數(shù)，特別是礦物的結(jié)晶速度和冷卻速度與有序度的關(guān)系更為密切，結(jié)晶和冷卻速度越快，橄欖石越趨向于無序。四、多型標(biāo)型（polytypism）一種單質(zhì)或化合物，以兩種或兩種以上不同層狀晶體結(jié)構(gòu)存在的現(xiàn)象；但組成這些層狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元層基本相同，只是層的疊置方式不同。多型性是層狀結(jié)構(gòu)晶體的一種固有的特征,普遍存在于如云母、石墨、輝鉬礦、綠泥石、高嶺石、纖鋅礦、碳硅石等具層狀結(jié)構(gòu)的礦物中。它對(duì)于探討礦物乃至地質(zhì)體的成因和尋找有用元素具有一定的標(biāo)型意義?，F(xiàn)在已知云母族礦物具有19種多型。它們?cè)谧匀唤绲姆植继攸c(diǎn)，大體上具有如下的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性：

白云母產(chǎn)出在花崗巖中者為1M多型，偉晶巖中者為2M1多型，噴出巖中者為1M多型，熱液礦床中者為1Md、1M和2M1型（絹云母），沉積巖中青為1Md和1M多型，變質(zhì)巖中者為1M、3T和2M1多型。

黑云母以1M、2M1和3T多型為最多。產(chǎn)出在巖漿侵入巖中為2M1和1M多型，噴出巖中者以1M多型為主，沉積巖中者主要為1M和1Md多型，接觸變質(zhì)成因者主要為2M1多型，區(qū)域變質(zhì)成因者主要為1M和3T多型，交代成因者為2M1和1M多型，偉晶巖中者各種多型幾乎都有。魯西諾娃（1976）等在研究日本內(nèi)之岱和松嶺硫化物礦床時(shí)，發(fā)現(xiàn)2M2多型白云母以及與之組合的2M1多型和1M多型白云母，在礦床中的產(chǎn)出部位有一定的規(guī)律性。即隨著流紋巖熱液蝕變強(qiáng)度的減弱，或者說，由塊伏硫化物礦體及蝕變的中心部位向邊緣過渡，白云母的多型分布依次為（如圖3-10所示）：

（1）塊狀硫化物礦體中為2M1十2M2；（2）細(xì)脈浸染礦化的強(qiáng)蝕變帶中為2M2＋2M1＋1M；（3）中間蝕變帶中為2M1＋1M；（4）弱蝕變帶中為1M。輝鉬礦在自然界有兩種多型，即2H多型和3R多型。它們的形成與溫度有一定的關(guān)系。胡爾舒江總結(jié)了人工合成輝鉬礦的資料后指出：3R多型輝鉬礦形成溫度為350～900℃，2H多型輝鉬礦形成于600-1300℃?？偟囊?guī)律是，2H多型的形成和穩(wěn)定溫度均較3R多型為高。

3R多型輝鉬礦的形成，一方面溫度是個(gè)重要因素，另一方面還與所含雜質(zhì)元素（如Re、Sn、Ti、Bi、W等的含量有一定的關(guān)系。當(dāng)雜質(zhì)元素含量增高時(shí)，將容易產(chǎn)生原始應(yīng)變，從而促使晶體按螺旋生長(zhǎng)。從自然界產(chǎn)出輝鉬礦來看，Re主要賦存于3R多型中，含量可達(dá)1.88ωB％。因此，3R多型輝鉬礦是Re礦的找礦與評(píng)價(jià)標(biāo)志。輝鉬礦多型在自然界是很不均衡的。據(jù)有些研究者對(duì)采自全球80多個(gè)不同產(chǎn)地的100多個(gè)輝鉬礦樣品測(cè)定，發(fā)現(xiàn)大約80％左右是2H多型，僅有3％是純粹的3R多型，其余均為2H+3R混合型的。我國(guó)的鉬礦床中目前尚未發(fā)現(xiàn)純粹的3R多型輝鉬礦，同樣也以2H多型為主，次為2H+3R的混合型。以秦嶺金堆城鉬礦為例，該礦床中輝鉬礦多型只有2H型和2H+3R混合型。且以2H型為主。2H型輝鉬礦形成溫度為519℃，產(chǎn)于燕山期花崗斑巖頂部和接觸帶礦體中心部位的氣化高溫-中溫?zé)嵋弘A段，含Re1.2g/t；2H+3R混合型輝輝鉬礦成溫度為260℃，產(chǎn)于礦體邊緣帶的中偏低溫?zé)嵋弘A段，含Re365g/t（周國(guó)華，1984）。第四節(jié)礦物晶體形態(tài)標(biāo)型

首先研究了石英和錫石晶體形態(tài)的成因意義之后，接著相繼對(duì)許多常見礦物如方解石，螢石、石鹽、閃鋅礦、石榴石、剛玉，長(zhǎng)石、金綠寶石、橄欖石、綠柱石、黝銅礦、辰砂、自然硫、方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦…等等的晶體形態(tài)標(biāo)型進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。而且研究的廣度在不斷擴(kuò)展，深度日趨提高（由礦物單個(gè)晶體習(xí)性標(biāo)型的研究，一直發(fā)展到研究晶面微形貌、雙晶以及礦物集合體等方面的標(biāo)型特征)。一、結(jié)晶習(xí)性標(biāo)型

礦物的結(jié)晶習(xí)性與其形成的物理-化學(xué)條件有密切的關(guān)系，往往是同一種礦物在不同的成因條件下可以形成多種多樣的幾何多面體習(xí)性。

晶體習(xí)性可用于判別巖石變質(zhì)程度;判別礦床成因類型;判斷礦體的剝蝕深度等。磁鐵礦：由綠片巖相→角閃巖相→麻粒巖相，磁鐵礦由八面體→立方八面體→八面體與菱形十二面體的聚形或立方體與菱形十二面體的聚形。

錫石：偉晶巖型礦床錫石晶體的長(zhǎng)寬比值為1.05，近等軸伏，四方雙錐{111}為主，{101}次之；石英-錫石型礦床錫石晶體的長(zhǎng)寬比值為1.60,為短柱狀，四方雙錐{111}及四方柱{110}為主；錫石-硫化物型礦床錫石晶體的長(zhǎng)寬比值為2.18，為長(zhǎng)柱狀或柱狀，四方柱{110}為主?？偟囊?guī)律是：礦床形成溫度高，錫石晶習(xí)趨向于等軸伏或短柱狀，溫度低則趨向于長(zhǎng)柱狀或針狀。錫石：如我國(guó)四川會(huì)理錫礦床中不同成因類型錫石晶體的長(zhǎng)寬比值即由高溫到低溫依次增大：云英巖型者為1.5～2.0；接觸交代型者，在矽卡巖期為2.3～3.0，石英-硫化物期為2.5～4.0；到地表型的石英-褐鐵礦期則為4.0～6.0。鋯石:歸納研究和利用鋯石形態(tài)標(biāo)型廣泛探索巖石的原始成因等向題，主要有如下幾個(gè)方面：（1）利用鋯石晶體的主要組成單形和不同單形的組合特點(diǎn)作為標(biāo)志。在堿性巖、偏堿性花崗巖(富K、Na、貧Si的巖石)中、鋯石晶體的錐面{111}很發(fā)育，柱面{110}或{100}不發(fā)育，晶體呈四方雙錐，或四方柱(不發(fā)育)與四方雙錐的聚形，整個(gè)外貌呈錐狀。在酸性花崗巖（Si與K、Na含量為高的巖石)中，鋯石晶體的錐面和柱面都較為發(fā)育，晶體外藐呈柱狀。在基性巖、中性巖或偏基性花崗巖(富Na，而貧K、Si的巖石)中，鋯石晶體的柱面較發(fā)育，錐面不發(fā)育，有時(shí)甚至沒有，有時(shí)出現(xiàn){311}的四方雙錐，晶體外貌呈柱狀。

（2）利用鋯石晶體的延長(zhǎng)系數(shù)(即長(zhǎng)軸l/短軸b的比值。亦稱為延長(zhǎng)度或長(zhǎng)寬比)作為標(biāo)型參數(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，沉積巖中鋯石延長(zhǎng)系數(shù)大部分≤2；巖漿巖中者情況不一?；詭r漿巖中的鋯石延長(zhǎng)系數(shù)較大，一般為4-5，堿性巖漿巖中的鋯石延長(zhǎng)系數(shù)則小，一般為2左右或＜2?；◢弾r中鋯石延長(zhǎng)系數(shù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：深成花崗巖中者一般都＜2.0；堿性交代花崗巖中者則更小，通常呈四方雙錐狀，此外，從老到新的花崗巖中，鋯石的延長(zhǎng)系數(shù)有連續(xù)降低的趨勢(shì)。例如，蘇聯(lián)北高加索的老花崗巖中鋯石的{110}較發(fā)育，而年青花崗巖中的鋯石，{110}卻很不發(fā)育。（3）利用鋯石晶體的磨圓系數(shù)(即巖石中滾圓鋯石的百分含量)和表面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，作為研究蓋世形成后的經(jīng)歷根據(jù)之一。巖漿成因的巖石中鋯石磨圓系數(shù)低，沉積成因巖石中鋯石磨圓系數(shù)高。例如，蘇聯(lián)北高加索的片麻巖中，鋯石的磨圓系數(shù)達(dá)90％，說明它是副片麻巖(B.B.利亞霍維奇)。大凡經(jīng)過搬運(yùn)沉積的鋯石晶體表面往往具有磨蝕痕跡—毛玻璃狀麻面。

（4）利用鋯石晶體的至軸線斜率α值，研究巖漿巖的侵入期次。其具體做法是：統(tǒng)計(jì)巖體中鋯石晶體的寬度和長(zhǎng)度，求出寬度的標(biāo)準(zhǔn)差σb和長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)差σ1，然后σb被σ1相除，得出三角函數(shù)tgα值，即σb/σ1=tgα，求出其相應(yīng)的α角度。該α角即稱為鋯石晶體的至軸線斜率。最后再根據(jù)不同樣品的α值進(jìn)行對(duì)比。一般在一個(gè)復(fù)合巖體中，α值大者為早期巖漿產(chǎn)物，α值小者為晚期巖漿產(chǎn)物。以云南東川下田壩一個(gè)黑云母二長(zhǎng)花崗巖體為例（錢天宏等，1980），肉紅色中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖中的鋯石，α為23°3′56″；而灰白色中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖中的鋯石，α為20°26′0″。由此推測(cè)前者可能比后者形成要早些。經(jīng)過黑云母K-Ar法年齡測(cè)定，前者年齡為487Ma,后者為450Ma，證實(shí)了這個(gè)推測(cè)是正確的。辰砂：晶體形態(tài)隨著其形成深度的不同，發(fā)生相應(yīng)的變化。例如，烏克蘭外喀爾巴阡礦化帶3個(gè)礦床的辰砂晶形，在近地表淺部低溫低壓條件下，以軸面板狀和菱面體狀晶形為特征，組成的主要單形為｛1013｝及｛1014｝；形成深度中等時(shí)，就變?yōu)橐缘容S狀的菱面體及柱狀晶形為主，組成的主要單形有｛1014｝、｛2025｝、｛1013｝、｛1012｝、｛1015｝和｛1010｝；再深部位的則以柱狀、柱-菱面體狀、菱面體伏晶形為特點(diǎn)，組成的主要單形是｛2025｝、｛1012｝、｛1013｝、｛1010｝、｛1020｝及｛1230｝。它們的具體形態(tài)如圖3-11所示。

上下中近地表低溫低壓條件下，以板狀和菱面體狀晶形為特征，組成的主要單形為｛1013｝及｛1014｝。深度中等時(shí)，以等軸狀的菱面體及柱狀晶形為主，主要單形有｛1014｝、｛2025｝、｛1013｝、｛1012｝、｛1015｝和｛1010｝；

深部以柱狀、柱-菱面體狀、菱面體為特點(diǎn)，主要單形是｛2025｝、｛1012｝、｛1013｝、｛1010｝、｛1020｝及｛1230｝。

金礦床中黃鐵礦晶體的自形程度越低，碎裂發(fā)育程度越高，則金的品位越高。黃鐵礦的晶體形態(tài)越趨于復(fù)雜，金的含量有所增加，{210}晶形的含金性相對(duì)高于{100}。例如，新疆托里金礦田齊依求Ⅱ號(hào)礦體中立方體黃鐵礦含金為70g/t、155g/t；而五角十二面體黃鐵礦含金高達(dá)385g/t、585g/t。由于黃鐵礦晶體體形態(tài)在金礦床的水平及垂向上分布有一定的規(guī)律性，據(jù)此可以估計(jì)礦體剝蝕深度并評(píng)價(jià)礦床深部遠(yuǎn)景，所以其形態(tài)標(biāo)型特別重要。在蘇聯(lián)阿爾泰庫茲涅茨金礦田內(nèi)的中、低溫?zé)嵋盒妥匀唤?多金屬硫化物建造金礦床中，早世代黃鐵礦為立方體晶習(xí)，最晚世代黃鐵礦為五角十二面-菱形十二面體晶習(xí)。二、晶面微形貌標(biāo)型

應(yīng)用礦物晶體表面微形貌（surfacemicrotopography）特征來探討礦物形成的環(huán)境，是上世紀(jì)50年代才興起的。這一方面因?yàn)榛诰w表面微形貌代表著礦物形成的終態(tài)，可以為人們研究礦物形成的介質(zhì)條件提供重要的信息；另一方面由于高分辨率掃描電子顯微鏡和相襯顯微鏡、干涉顯微鏡的發(fā)展，為研究晶面微形貌特征提供了強(qiáng)有力的工具。

晶面微形貌結(jié)構(gòu)隨著礦物形成條件的不同而發(fā)生變化，可以從不同介質(zhì)相中所形成的礦物晶體表面螺旋生長(zhǎng)層的形態(tài)反映出來。例如，在天然高溫氣相中形成的晶體，如產(chǎn)于熔巖晶洞中的云母，產(chǎn)于氣化高溫?zé)嵋旱V床中的綠柱石、黃王等，往往表現(xiàn)為單分子生長(zhǎng)螺旋，即為單個(gè)分子的或單位晶胞高度的螺旋生長(zhǎng)層(一個(gè)生長(zhǎng)層的厚度，即螺旋階梯的高度)。如金云母(001)面上的螺旋紋，生長(zhǎng)層的厚度為10?

。圖3-12，熱液中形成的晶體則呈現(xiàn)出復(fù)合螺紋，即由聚集在狹窄范圍內(nèi)的螺旋位錯(cuò)所形成的螺旋紋。圖3-13為天然赤鐵礦(0001)面上的復(fù)合螺紋。在這種面上往往具有許多生長(zhǎng)中心，它們各自都呈獨(dú)立的復(fù)合螺紋，在向外生長(zhǎng)中扭合在一起，形成厚的生長(zhǎng)層，覆蓋著整個(gè)晶面。

厚2.3?

的螺旋層為階梯間隔很密的正三角形，厚4.6?

的螺旋層由兩個(gè)相鄰而方位相反的單分子層所構(gòu)成的截三角形；厚7?的螺旋層呈現(xiàn)出兩個(gè)旋向相同或相反的三角形螺紋；厚21?

的螺旋層則呈斜紋狀。這種不同階梯高度的螺紋形態(tài)，實(shí)際上是反映了晶體精細(xì)結(jié)構(gòu)的特征。

*一個(gè)生長(zhǎng)層的厚度，即螺旋階梯的高度。一般等于一個(gè)晶胞或幾倍或幾分之一晶胞的高度。

晶體表面上螺旋紋的形態(tài)有呈圓形的，也有呈多邊形的。這主要與礦物形成時(shí)的溫度和溶液的過飽和度有一定的關(guān)系。一般的趨勢(shì)是：結(jié)晶溫度越高，螺紋趨向于圓形；反之，溫度越低，螺紋趨向于多邊形。溶液的過飽和度越高，螺紋間距越窄，往往形成圓形螺紋；過飽和度越低，螺紋間距越寬，則形成的多為多邊形螺紋。

自然界石英晶體上常見的單形有：六方柱m1{1010}、m2{1100}，菱面體γ{1011}、{1101}，三方雙錐s{1121}和三方偏方面體x{5161}。通常在m1柱面上可觀察到細(xì)致的水平生長(zhǎng)紋，且在水平層紋之間有生長(zhǎng)錐的出現(xiàn)。而在m2柱面上則為粗糙的且很深的水平生長(zhǎng)紋，并在水平層紋之間尚有細(xì)的細(xì)紋。

據(jù)對(duì)石英晶體表面微形貌特征研究結(jié)果（仲維卓等，1980）表明，凡具有m1和m2晶面微形貌特征的石英晶體，其成礦溶液的SiO飽和度通常較低。它往往產(chǎn)于中一低溫?zé)嵋旱V床中，如果石英晶體上出現(xiàn)一些高指數(shù)的單形時(shí)，例如發(fā)育有π1{1012}、ω1{1013}、d1{2025}、C1{13.0.13.10}、π2{1102}、ω2{1103}、d2{2205}和c2{13.13.0.10}等，那么，則促使m六方柱面偏斜生長(zhǎng)，而且是自下而上的逐漸向中心偏斜，結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)晶體成為下寬上窄的尖錐狀體。晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)表明，把尖錐狀石英晶體置于360℃、180MPa和濃度為1.2mol/L的溶液條件中時(shí)，那些高指數(shù)單形即行消失，從而石英晶體長(zhǎng)成六方柱狀。說明當(dāng)石英晶體上出現(xiàn)高指數(shù)單形時(shí)，則指示成礦作用是在溫度和壓力均較低，成礦溶液SiO2飽和度也較低的條件下進(jìn)行的。

三、雙晶標(biāo)型雙晶是晶體中一種較為普遍的現(xiàn)象，對(duì)某些礦物來說也是一種很重要的特性，它對(duì)于指示礦物成因具有一定的標(biāo)型意義。斜長(zhǎng)石的雙晶通常是很發(fā)育的。牛來正夫（1951）將斜長(zhǎng)石雙晶分為三類：

A雙晶：包括鈉長(zhǎng)石雙晶、肖鈉長(zhǎng)石雙晶和阿庫林（翻底）雙晶等。這類雙晶屬于巖漿成因和變質(zhì)成因的，常出現(xiàn)于巖漿巖和變質(zhì)巖的斜長(zhǎng)石中。

C雙晶：包括卡斯巴雙晶，鈉長(zhǎng)石-卡斯巴雙晶、曼尼巴雙晶、巴溫諾雙晶(左、右)、可拉A雙晶、阿拉B雙晶、鈉長(zhǎng)石-阿拉B雙晶、曼尼巴-阿庫林雙晶等，這類雙晶主要屬巖漿成因，很少是變質(zhì)成因的。

U雙晶：實(shí)際上是指無雙晶的斜長(zhǎng)石單晶。

根據(jù)薄片中所統(tǒng)計(jì)的斜長(zhǎng)石A、C、U三類雙晶各占的百分?jǐn)?shù)，作出A-C-U雙晶三角圖解，從而便可得出