摘要:風(fēng)棱石是大自然用風(fēng)沙精雕細(xì)琢而成的觀賞石上品,它造型精美奇特,光潔潤(rùn)澤,石質(zhì)堅(jiān)硬如玉,擊之樂聲貫耳,耐久易存,五彩紛呈,是石中的佼佼者。我國(guó)內(nèi)蒙,寧夏,甘肅等廣大沙漠地區(qū)都盛產(chǎn)風(fēng)棱石。本文主要研究風(fēng)凌石的顏色成因分析。
關(guān)鍵字:風(fēng)棱石;硅質(zhì)巖;致色元素;電子探針
風(fēng)棱石很多人都沒聽過,他是自然界造化的產(chǎn)物,分布很廣,在我國(guó)內(nèi)蒙、寧夏、甘肅等沙漠地區(qū)均有產(chǎn)出。其石質(zhì)堅(jiān)硬如玉,擊之樂聲貫耳,耐久易存,五彩紛呈,是石中的佼佼者。
1 風(fēng)棱石簡(jiǎn)介
風(fēng)棱石是大自然用風(fēng)沙精雕細(xì)琢而成的觀賞石,它是由于風(fēng)對(duì)其裸露出地面的原巖物質(zhì)的吹蝕和磨蝕作用形成,是大自然的杰作。風(fēng)蝕的作用把地面松散的物中的石塊磨成具光滑面和明顯棱角的礫石,大小不等,小者如綠豆、黃豆、蠶豆,大者直徑可達(dá)10—20cm甚至更大,一般似鵝蛋、拳頭大小。顏色五彩繽紛,有的乳白,有的粉紅,有的淡黃,有的漆黑……質(zhì)地可以是瑪瑙、玉髓、蛋白石、碧玉、石英、水晶等礦物。[1]早在白堊紀(jì)時(shí)代,有夏威夷型基性火山巖噴發(fā),巖漿橫溢,廣為分布,單層厚度僅幾米厚多達(dá)十幾層。當(dāng)玄武巖風(fēng)化以后,巖石裸露。被禁錮在其氣孔中的瑪瑙,碧玉,石英,水晶晶簇之類的硅質(zhì)巖石離開母體,不斷被狂風(fēng)摔打,粗沙研磨,細(xì)沙拋光,最后成為大自然雕琢成的大量的天然藝術(shù)珍品。 [2]
2 風(fēng)棱石礦物成分
風(fēng)棱石的主要礦物成分為蛋白石、玉髓和石英。蛋白石(SiO2·nH2O)非晶質(zhì)二氧化硅,相對(duì)密度為2.1,易溶于KOH,折光率為1.06-1.460,隨含水量和熱力條件而變化,易脫水重結(jié)晶而成隱晶狀玉髓,僅見于中,新生代的硅質(zhì)巖中。玉髓是一種隱-微晶狀(<0.1mm)石英,是蛋白石-玉髓-適應(yīng)系列的終端成員。硅巖的化學(xué)成分以SiO2為主,又是高達(dá)99%;常見的混入物有Al2O3,F(xiàn)e2O3 ,CaO和MgO,在一些綠色碧玉巖中Fe2O3可達(dá)10%;富含水云母,蒙脫石,高嶺土等粘土礦物的硅巖,其Al2O3最高可達(dá)8%。
3 風(fēng)棱石的顏色成因
風(fēng)棱石的主要成分為SiO2,其含量可達(dá)80%-90%。為了確定所選樣本黃色、紅色、黑色的成因,并驗(yàn)證筆者認(rèn)為風(fēng)棱石主要成分SiO2的觀點(diǎn),筆者對(duì)樣本所磨制的三張薄片通過電子探針分析其所含微量元素,從而進(jìn)一步分析其化學(xué)成分及顏色成因。所用儀器:電子探針儀器的型號(hào)為EPMA-1600EIectron Probe X-Ray,試驗(yàn)條件為加速電壓15kv、電流7nA、束斑1um。
從表1中可以看出Si元素含量為46.33%,SiO2含量為99.11%,由此可以看出本樣品的主要成分為, SiO2含量占99%以上。從其他各種元素及其氧化物的百分含量來看,F(xiàn)e元素占0.06%,其氧化物占0.07%,有可能以磁鐵礦等高價(jià)鐵礦物引起黑色;而Ca不能致色排除;Ti的含量相對(duì)較高,但是不會(huì)引起黑色。從已有的文獻(xiàn)資料看來,黑色部分可能還應(yīng)含有Mn但是探針數(shù)據(jù)中卻沒有出現(xiàn),分析其原因可能是由于黑色在標(biāo)本上呈線狀分布,在切片的過程中黑色部分出現(xiàn)較少,以至于探針沒有打準(zhǔn),所以沒有出現(xiàn)Mn。
同樣,表2中的元素百分含量以Si為主;其它相對(duì)含量較高的是Fe與Ti,其元素和氧化物含量分別為0.16%,0.21%和0.21%,0.34%.這說明樣本中的黃色是由Fe和Ti共同作用形成的,其中Fe可能是黃鐵礦,褐鐵礦等高價(jià)鐵礦物。
在表3中除了Si外,占主要含量的是Fe,其含量多達(dá)0.75%和0.96%這充分說明紅色是由Fe引起的,結(jié)合薄片可以分析出來,這些含鐵礦物主要是赤鐵礦。
4 結(jié)論
風(fēng)棱石中的黑色、黃色和紅色的顏色致色成因結(jié)論如下,黑色主要是以磁鐵礦等高價(jià)鐵礦物引起;黃色是由Fe和Ti共同作用形成的,其中Fe可能是黃鐵礦,褐鐵礦等高價(jià)鐵礦物。紅色是由Fe引起的,結(jié)合薄片可以分析出來,這些含鐵礦物主要是赤鐵礦。
參考文獻(xiàn)
[1]路鳳香 桑隆康編.巖石學(xué),地質(zhì)出版社:2002.4,141-142.
[2]張蓓莉.系統(tǒng)寶石學(xué).北京:地質(zhì)出版:2002,275-276.
[3]鄧為先.觀賞石簡(jiǎn)史:http://www.zgbsxs.cn.
[4]姜在興主編.沉積學(xué), 地質(zhì)出版社:1986,178-179.
[5]趙澄林.沉積巖石學(xué),石油工業(yè)出版社:1992,159-162.
作者簡(jiǎn)介
趙慶華(1983-),男,山東省東平縣人,學(xué)歷:本科,職稱:助教,研究方向?yàn)椴牧峡茖W(xué)。