绿柱石是一种重要的铍（Be）硅酸盐矿物，主要赋存于花岗伟晶岩和高度分异花岗岩中，偶见于镁铁质变质岩中.颗粒大、颜色艳丽、透明度高的绿柱石可以作为高档的宝石原料，有重要的经济价值；同时，稀有金属铍广泛应用于航空、航天和核反应堆等领域，是重要的战略资源，被誉为“空间金属”，绿柱石作为铍的矿石原料，有重要的工业价值.据美国地质勘探局（United States Geological Survey,USGS）2011?2015 年的数据统计，我国铍的对外依存度高达85%.因此，铍赋存矿物的研究具有重大战略意义［1?3］.
绿柱石属于六方晶系，其理想化学式为Be3Al2［Si6O18］，位于八面体配位中心的Al3+，四面体配位中心的Be2+［4］，经常发生广泛的元素置换，同时［SiO4］四面体组成的环形结构为离子的赋存提供了位置.因此，绿柱石化学组成可以反映其形成的物理化学条件.
我国重要的Be 成矿区域，主要包括新疆阿尔泰及邻区铍成矿带、川西铍成矿带、南岭铍成矿带等［5］，而喜马拉雅造山带是我国近年来发现的又一重要的Be 成矿潜力基地［6］，尤其以错那洞地区为代表的Be 成矿作用受到了高度的关注［7?8］，并取得了勘探进展，包括与伟晶岩-细晶岩有关的岩浆型铍成矿以及岩体边部接触带中的（类）矽卡岩型铍成矿［8］.而珠峰地区是喜马拉雅重要的Li 成矿区，北侧的普士拉岩体发现大量锂辉石和透锂长石［9?10］，前进沟也发现了锂云母，在这些地区的伟晶岩中均有绿柱石的大量产出.本文在总结绿柱石相关的特征和研究成果的基础上，以错那和珠峰地区绿柱石为例，对比它们的矿物学特征，讨论其对该地区成岩作用的指示意义，以期对这一重要花岗岩带的稀有金属成矿作用研究提供参考.
1 绿柱石的矿物学基本特征
从晶体形态上来看，绿柱石多为长柱状，常见的单形有六方柱或与六方双锥组成聚形，而当绿柱石富碱金属（Na，Cs，Li 等）时，c轴方向较短，形态则多趋向于短柱状［11］，甚至出现平板状［12］.
绿柱石有多种颜色，无色至白色者称为透绿柱石，翠绿色者称为祖母绿，透明、淡蓝色至绿蓝色者称为海蓝宝石，还有呈现出粉色和淡红色者，这些颜色多与绿柱石中金属元素的置换有关，通常含Cr 呈绿色，含Fe 呈蓝绿色或黄绿色，含Sc 呈蓝色，含Li，Cs，Mn 呈淡红色和粉红色［2］.绿柱石的颜色还可以通过热处理或辐照改变，从而提升商业价值［13］.
绿柱石矿物的通式为CH（Na，Cs，Rb，K，H2O，He，Ar）T（2）（Be，Li）3O（Al，Sc，Cr，V，Fe2+，Mg，Mn，Fe3+）2T（1）［Si6O18］［14］），该通式 清晰地表示了绿柱石各元素之间的复杂置换（图1［15?16］）.从结构上来看，绿柱石的［SiO4］四面体T（1）组 成［Si6O18］六元环，平行于（0001）面，环与环之间通过［BeO4］四面体和扭曲的［AlO6］八面体在三维空间有序排列，构成环状硅酸盐［4］，同时形成平行于c轴的大结构通道［15］，环中心即为CH 位置，可以容纳大的碱金属离子和其他大分子，一类为H2O 和较大的碱金属离子（Cs+，Rb+，K+），另一类为相对较小的Na+离子等；Be 占据了第二类四面体位置T（2），Li+也是进入到该位置进行置换［17］，当发生该类置换时，需要其他单价碱金属离子（Cs+，Rb+等）进入CH 位置进行电荷补偿［18］；八面体位置的Al3+与其他三价和二价的阳离子发生置换，当二价离子（Fe2+，Mn2+，Mg2+等）置换了Al3+时，同样需要碱金属进入CH 位置进行电荷补偿［15］，但也有结构通道中存在Fe3+的例子［19］.
当离子发生替代时，晶胞参数也有所变化，基于c/a比值的差异，绿柱石被分为三个系列［17］：把未发生置换的理想纯绿柱石定义为n-绿柱石（正常绿柱石，c/a=0.997～0.998）；当八面体中心位置上的Al3+被部分取代时，称为o-绿柱石（八面体绿柱石，c/a=0.991～0.996）；当四面体位置上的Be2+被部分取代时，叫作t-绿柱石（四面体绿柱石，c/a=0.999～1.003）.
根据CH 位置碱金属元素（K，Na，Li，Cs）的含量，绿柱石又可分为［20］：（1）无碱绿柱石：总体碱含量小于0.1 wt.%；（2）含碱（钾、钠）绿柱石：0.5 wt.%～1.0 wt.% K；（3）钠绿柱 石：0.5 wt.%～1.0 wt.% Na；（4）钠锂（Na-Li）绿柱石：0.0 wt.%～2.0 wt.% Na，Li 可以高 达0.6 wt.%，Cs 含量低；（5）锂-铯（Li-Cs）绿柱石：高Na和Li，且含大于0.5 wt.%的Cs.
图1 绿柱石在(0001)平面上投影的结构示意图[15-16]Fig.1 A schematic representation of the structure of beryl projected onto the basal (0001)plane[15-16]
在t-绿柱石中，大量的金属离子可能进入结构通道内平衡电价，这些绿柱石中的Li，Cs，Rb 与Be 含量呈负相关性［21］，美国亚利桑那州的伟晶岩中绿柱石含有约×10?6的Cs［22］，我国阿斯喀尔特地区伟晶岩中的深蓝色绿柱石的Rb 含量达1050×10?6［23］.而绿柱石的物理性质有时亦会发生改变，当Cs，Rb 这类重元素含量增高时，绿柱石的密度和折射率都会相应提高［24］.川西雪宝顶发现板状晶形的Na-Li 绿柱石，Na2O 含量在1.29 wt.%～1.66 wt.%，Li2O 最高达3.1 wt.%，Cs2O 最高达0.92 wt.%，这种富碱的绿柱石是热液成因的［25］.马达加斯加中部的Sakavalana 伟晶岩中发现的草莓红绿柱石（Pezzottaite）是绿柱石的富Cs 类似物，Cs2O 含量高达15.2 wt.%，已由六方晶系变为三方晶系［26］. 上一篇：迁西县汉儿庄铌钽稀有金属矿床地质特征 下一篇：没有了