本文摘要：摘要：绿泥石是一种中低温热液蚀变矿物。近年来，众多学者通过绿泥石的成分、结构的变化特征推测影响绿泥石形成的物理化学条件，最终对成岩成矿环境进行分析。因此，将绿泥石作为地质温度计来指示地质体形成时的地质环境具有重要意义。 此外，由于绿泥石中含
摘要：绿泥石是一种中低温热液蚀变矿物。近年来，众多学者通过绿泥石的成分、结构的变化特征推测影响绿泥石形成的物理化学条件，最终对成岩成矿环境进行分析。因此，将绿泥石作为地质温度计来指示地质体形成时的地质环境具有重要意义。
此外，由于绿泥石中含有大量SiO2、Al2O3，具有分布较广、价格低廉且硬度较低的特征，常被用于合成分子筛，当其矿石矿物达到一定工业品位时，在塑胶、造纸、医药、阻燃、牙膏上也被广泛应用。通过对绿泥石的矿物学性质、物理化学性质、转化序列和机制以及与成矿关系方面进行研究，能够为绿泥石的合理利用提供理论基础，并且更好地将绿泥石的相关性质运用到地质找矿的指导工作中去。
关键词：绿泥石,热液蚀变矿物,矿物学性质,转化序列,指导找矿
矿物论文投稿刊物：《岩石矿物学杂志》(原名：岩石矿物及测试)，创刊于1982年。自创刊以来始终遵循“百花齐放，百家争鸣”的办刊方针，坚持普及与提高并举的办刊宗旨，开展学术交流和讨论，以广大地学科研、教学人员为主要读者对象，为加速现代化建设服务。
绿泥石分布于多种岩石以及地质环境中，是中—低温蚀变作用、成岩成矿作用以及与Cu-U-Au等矿床的形成关系密切的矿物之一。常见绿泥石有原生绿泥石和由黑云母、角闪石等粘土矿物蚀变形成的绿泥石，绿泥石与黑云母化学成分相似，均属于Mg、Fe矿物，但化学组成差异较大。它也是一种含铝硅酸盐矿物，通常为单斜晶系，颜色为不同深度的绿色，其深浅取决于含铁的多少。
工业生产中将其视为硅铝原料，可用其与Na2CO3煅烧，并用水和碱性溶液浸出绿泥石中的硅和铝，从而制备分子筛。绿泥石在镜下常呈针状、鲕壮、放射状，晶体中富有玻璃光泽。因此，在诸多领域中，对绿泥石的研究都有着至关重要的作用。
1绿泥石国内外发展现状
绿泥石在科学研究与生产实践中存在着不可或缺的作用，诸多学者主要对绿泥石形成温度与绿泥石化学成分、晶体结构之间的关系进行了理论研究，前人研究结果表明：①绿泥石是一种中低温热液蚀变矿物;②主要研究思路：绿泥石的成分、结构的变化特征®绿泥石形成的物理化学条件®成岩成矿环境分析;③关于地热体系和热液体系中绿泥石形成的热力学条件研究，Walshe(1986)提出了用绿泥石六组分固溶体热液模型计算绿泥石形成的物理化学条件。
④影响绿泥石成分的物理化学参数：fO2、溶液的酸碱度、Fe/(Fe+Mg)、温度、围岩的矿物组合;⑤关于温度与绿泥石成分的研究，Cathelineau(1986)总结为：AlIV、Fe、Fe/Mg与温度呈正相关，八面体空穴和AlVI与温度呈负相关;⑥绿泥石的Fe-Si图解法是对绿泥石进行分类的主要方法。近些年来绿泥石在我国的古地温等领域的研究中也得到了广泛的应用，赵明等(2007)通过对济阳坳陷古近系原型盆地中绿泥石分析，得出该盆地中绿泥石的形成温度和古地温梯度。
2绿泥石的矿物学性质
绿泥石是一个矿物族，由两个四面体层夹一个八面体层构成，其通式为：(Rv2+Ry3+z)VI(Si4-zAlz)IVO10+w(OH)3-w，其中v+y+z=6，z=(y-w-v/2)，w通常很小，R2+表示Mg2+、Mn2+、Ni2+和Fe2+，R3+表示Al3+、Cr3+、Mn3+和Fe3+，表示八面体空穴，可见绿泥石中阳离子存在相互替换现象，这也是绿泥石成分变化范围较大的主要原因。
2.1绿泥石的结构
绿泥石矿物族具有层状结构，由滑石层和氢氧镁石层作为基本结构层交替排列而成，绝大多数绿泥石为单斜晶系，晶体多以六方片状和板状或鳞片集合体形式产出，横切面呈假六方形，纵切面呈长条形，其中有一组{001}的完全解理。绿泥石因含铁度不同而具有不同色调的绿色，富含镁的绿泥石为无色至浅蓝绿色，随着铁含量增加，颜色也加深至深绿色。
绿泥石光性方位的共同之处是光轴面Ⅱ(010)，近平行消光，消光角很小，二轴晶正光性或负光性，光轴角不大。绿泥石族矿物的多色性、吸收性及延性符号随着光性符号不同而不同，正光性的绿泥石其多色性为Ng—淡黄，Nm=Np—绿，吸收性：Nm=Np>Ng，长条形切面和解理方向为快光，负延性;而负光性的绿泥石则刚好相反，Ng=Nm—绿，Np—浅黄，吸收性：Ng=Nm>Np，长条形切面和解理方向为慢光，正延性。
2.2绿泥石的物理性质
绿泥石矿石有淡黄色、灰白色、白色、绿色，褐黄、半透明状。矿石质地致密或条纹条带状，有滑感，硬度低，粉末呈白色随着粒度变细，滑感增强。镜下特征：无色或近于无色，晶体以鳞片状为主。叶片状次之，纤维状极少。正低突起，Ng′=1.576，Np′=1.572。最高干涉色一级灰白，斜消光C∧Ng2°~9°，负延性，二轴晶，正光性，2V近于0。电镜下绿泥石无色透明，晶体呈片状，呈六边形，边缘被磨损呈参差状。矿石白度75~93，辽宁地区绿泥石白度普遍较高，以辽阳吉洞绿泥石白度最高，可达93%，山东地区次之，广西地区白度较低，平均为76%[5]。
2.3绿泥石的化学性质
绿泥石是一种层状硅酸盐矿物，常由角闪石、黑云母等粘土矿物经蚀变形成，彭利冲等(2018)通过对辽宁鞍山钢铁厂采集的天然绿泥石进行测试。绿泥石中SiO2组分含量为46.02%，Al2O3含量21.89%，两者含量达到67.91%，Fe2O3和MgO组分含量达到25.34%，其中烧损为3.32%。Na-X型分子筛的n(SiO2)/n(A12O3)为3左右，与绿泥石组成成分相差不大，因此尝试以绿泥石为原料制备Na-X分子筛[3]。绿泥石中除了SiO2以外，其他元素以复杂化合物的形态存在，焙烧温度过高时造成能源浪费，温度过低时原料不能充分活化[3]。因此，在绿泥石矿与Na2CO3焙烧时制取硅铝时的温度，是通过实验制作差热分析图确定的。
3绿泥石的分类
绿泥石族的分类方法有很多，在科学研究中，最常用的是HeyMH.(1954)利用Si和Fe/(Fe+Mg)的值将绿泥石矿物分为14种。
4绿泥石的成因
沉积岩石中绿泥石的成因可分为3种类型：①粘土矿物转化：沉积过程中，随着深度增加，在富镁、铁的碱性条件下，蒙脱石可转换为绿泥石;②物质的溶蚀结晶：黑云母水解产生大量Mg2+、Fe2+，当砂岩孔隙中含铁量较高时，碱性孔隙水中便可析出绿泥石;③富含铁镁孔隙流体的渗入：相邻底层之间由于地质作用使得富镁、铁流体相互渗入，与地层中原有的硅酸盐矿物发生置换，将其转换为绿泥石[6]。火成岩中的绿泥石主要由花岗岩中的角闪石、黑云母经蚀变作用形成，以及成岩后期长石受到破坏作用和蚀变热液的充填致使绿泥石产出。而变质岩中绿泥石本为特征变质矿物，在变质岩中分布最广[6]。
5绿泥石的转化序列和机制
在岩石和矿床的形成过程中，多种外界因素可致使绿泥石化的形成，如：温度、压力、水岩比、阳离子类型、pH值等物理化学因素，前人研究结果表明，绿泥石的转化序列主要分为：蒙脱石—绿泥石、磁绿泥石—绿泥石、高岭石—绿泥石。蒙脱石—绿泥石转化过程中，阳离子主要为富镁阳离子，开始温度为100℃，转换机制主要有两种：溶解重结晶和固态转化，其中溶解重结晶化学不均一性较为适中，固态转化化学不均一性较强;磁绿泥石—绿泥石转化过程中，阳离子主要为富铁阳离子，开始温度为40℃~60℃，转换机制为固态转化，化学不均一性较强;高岭石—绿泥石转化过程中，阳离子主要为富铝、镁阳离子，开始温度小于200℃，转换机制为溶解重结晶，化学不均一性较弱。
6绿泥石与矿床形成的关系
经前人研究结果总结，绿泥石与矿床的形成关系可概括如下：(1)绿泥石化使得成矿岩体的物理化学性质发生改变，质地坚硬的岩石发生绿泥石化后可变为质地松软的并且易碎的岩石，使得岩石的孔隙度和渗透性增加，这一系列的变化使得成矿流体与围岩岩体更容易发生反应，并且疏松的岩体可为成矿物质的沉淀提供良好的环境。(2)矿床中各种产状的绿泥石形成的物理化学环境相似，从而大体指示了矿床的形成环境。
(3)黑云母通过蚀变作用形成的绿泥石，会吸附许多黑云母绿泥石化过程中释放出来的成矿物质，从而改变矿物的赋存状态(4)成矿流体的迁移过程中，绿泥石会破坏流体的物理化学平衡，促使成矿物质发生沉淀，使得成矿物质富集。
7绿泥石作为地质温度计存在的问题及建议
(1)不同的地质环境中，绿泥石的化学成分会有所不同，Fe2+与Fe3+存在相互转换，且常处于动态不平衡状态，温度是影响绿泥石化学成分的重要因素，因此，以绿泥石为地质温度计衡量古地质环境下的温度会有大量误差。(2)前人提出的温度与绿泥石成分关系，存在温度范围限制，如：Cathelineau(1988)提出的随温度上升，AlIV、Fe、Fe/Mg增加，八面体空穴和AlVI降低仅适用于温度为100℃~350℃范围内。
因此，在地质科研工作中，应多方面研究相结合，避免局限性问题造成的误差，作为地质温度计的使用，在今后的科研中应当将绿泥石地质温度计与流体包裹体、同位素地质温度计等相互结合、相互验证，从而提高计算结果的准确性。
参考文献：
[1]郑作平,陈繁荣,于学元.八卦庙金矿床的绿泥石特征及成岩成矿意义[J].矿物学报,1997(1):100-106.
[2]吴德海,潘家永,夏菲,等.赣南上窖铀矿床绿泥石特征与形成环境[J].矿物学报,2018(4):393-405.
[3]彭利冲,李素芹.绿泥石矿制备Na-X分子筛[J].化学通报,2018，81(8):44-50.
[4]杜佳宗,蔡进功,谢忠怀,等.泥岩埋藏成岩过程中绿泥石的演化途径及意义[J].高校地质学报,2018,24(3).
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