如何去除石英中的流體包裹體

在石英玻璃行業，通常稱水晶中的白色云霧狀雜質為“棉”，而

所謂的“棉”即是個體較小的流體包裹體的集合體，即肉眼能看到的雜

質集合體。對評價天然石英的質量而言，僅有宏觀的察看是遠遠不夠的,

有“棉”的天然石英不能用于透亮石英玻璃的生產，“棉”的多少是判

定塊狀天然石英質量的一個必要條件而非充分條件，況且大天然石英的

產出不是塊狀粗晶，而是顆粒狀或顆粒的集合體，肉眼難以確定石英顆

粒中是否有“棉”或“棉”的多少。

1.石英中流體包裹體分類

流體包裹體系指礦物在生長過程中，因晶體發生缺陷而捕獲的至

今尚在礦物中存在并處于封閉狀態的成礦介質，是成巖成礦流體或熔體

的樣品。

沒有缺陷的理想晶體不僅在自然界中尚未發覺，而且即使在最嚴

格的試驗室條件下也不可能生長出來。因此，包裹體在礦物中的分布是

特別普遍的，幾乎全部的礦物都有包裹體，而且數量很多。估量在乳白

色的石英中，包裹體的數量可達109個/cm3。礦物中的包裹體多數小于

0.1mm,一般介于2m—20m之間，其總體體枳很少大于已知晶體體枳的

0.1%。由于包裹體很小，通常在顯微鏡下放大到250倍以上時才能簡單

找到。

依據室溫下流體包裹體的狀態（固、液、氣）特征，并適當考慮

成分因素可將流體包裹體分為7類。

▼礦物中流體包裹體的狀態和成分分類

流體包裹體能為人們了解自然界中晶體賴以生長的物理化學條件

供給寶貴資料，流體包裹體在探明礦床成因方面有特別的意義，為人們

今日認得礦質運移和沉淀過程做出了有益的貢獻。

然而對用于生產高純石英玻璃的天然石英而言，流體包裹體則嚴

重影響產品質量，將導致石英玻璃中產生大量的氣泡和氣線。

2.石英中流體包裹體特點及檢測方法

石英中的流體包裹體是在顯微鏡下進行察看和討論的，可采納顆

粒載片法或薄片鑒定法。

顆粒載片法是將少量碎屑石英（0.1g）放在玻璃載片上，用數滴

浸油與之相混合，在載玻片上形成一個直徑約20mHi的液滴，然后將一

塊蓋玻片放置到液滴的上部。這樣就可以在顯微鏡下對石英中的包裹體

進行察看了。在對碎屑石英進行顯微鏡察看時所用的浸油是廉價的丁香

油和煤油，丁香油的折射率為n=l.54,煤油的折射率n=1.44,與石英

的折射率n=l.544-1.553接近。

薄片鑒定法是將礦石磨制成兩面拋光的薄片，石英的透亮度很好,

樣品的厚度一般在0.2mm?0.5mm之間。拋光片的制備過程如下：切片

一粗磨一細磨一拋光一粘片，粘片后按上述研磨拋光工序磨制薄片的另

一面。將制好的薄片放在顯微鏡下即可進行察看。

由于多數包裹體的直徑常常小于50m,通常放大250倍后才簡單找

到包裹體，要認真討論包裹體的內部細節，至少要放大到400?500倍。

在變質巖地區，先成的脈石英或偉晶巖石英，在經過動力變質或

動力熱變質作用時，在溫度、壓力等因素的作用下，發生重結晶，形成

變晶結構，這種石英我們稱之為粒化石英，形成粒化石英的過程稱為粒

化過程。這種成因的石英具有儲量大、質量穩定的特點。

石英在因變質作用而重結晶的過程中，結構中原有的雜質被排斥

到石英顆粒之間，流體雜質重要沿石英中的裂隙呈條帶狀分布。例如，

東海變質巖石英中的包裹體大都是富含C02的氣液兩相包裹體，C02相

大于50%,個體從2m—50ni之間變化o

▲東海變質巖石英中的包裹體（100）：含C02包裹體，呈帶狀分

布，包裹體因變質而變形

▲東海變質巖石英中的包裹體（100）：含C02包裹體，呈群帶狀

分布，包裹體因變質而變形

3.石英中流體包裹體存在形式及重要成分

流體雜質是石英在加熱過程中所釋放出的可揮發性雜質，又叫氣

一液雜質。這類雜質在石英中的存在形式重要是流體包裹體，也包括石

英表面所吸附的氣體和以分子或離子狀態溶解在石英結構中的氣體雜質。

▼天然石英中流體雜質的存在形式及重要成分

在全部的流體雜質中H20是最重要的，它是影響天然石英質量的

最緊要的雜質，依據水的存在形式可以將其分為三類。

▼天然石英中水的存在形式

石英中的水，尤其是高溫水的含量會影響石英玻璃的透亮度，水

和其他氣體共同作用會影響石英玻璃的軟化溫度、粘度、擴散系數、機

械性能、分相和析晶性能等。

天然石英中另一類含量較大的流體雜質是含炭化合物，即C02、CO、

CxIIy、CxIIyOH等。C02重要源自富含0）2的包裹體；高溫狀態下，CO的

析出大都是含炭物質與SiO2相互作用而產生的，同時會產生水。反應

方程式如下：

CxHy+Si02=SiC+C0+H20

CxHy+Si02=Si—0H+C0+H20

4.石英中流體包裹體去除方法

石英中的流體雜質通常采納熱處理方法去除。不同形式雜質脫除

溫度和脫除方法如下：

▲天然石英中流體雜質的脫除

石英及硅材料精細加工技術高級研修班

2023年3月23—25日I中國地質大學（北京）

掃碼報名

培訓