镜下识别沸石类矿物

初次接触到沸石类矿物是在1984年，当时刚从陕西省第六地质队调到长庆油田勘探开发研究院，在那里的化验室岩矿组薄片鉴定岗工作。正赶上安塞油田勘探取得重大突破，在延长组长6发现浊沸石溶孔型次生孔隙型储集砂体，我们每天几乎都在和含有浊沸石的延长组砂岩薄片打交道。当时每个初学者都会要专门的老师傅带着的，对浊沸石的识别很快就掌握了。

一次，我们在安塞油田一口井的长6砂岩中发现一种与浊沸石完全不同的新矿物。这种矿物在单偏光下无色透明，与浊沸石类似的是也具负突起，单偏光下无色透明，与浊沸石不同的是：该矿物具发育的菱面体解理，在正交偏光间几乎全消光；在扫描电镜下，其晶体形态也很特殊：呈菱面体的聚形。尽管在砂岩中含量很低，但我们仍然很想搞清楚这是一种什么矿物？后来，我们将样品送去北京中石油研究院做了电子探针分析。不久，电子探针的检测结果出来了，从检测结果看非常象是碳酸盐矿物，开始我们觉得很疑惑，不知该如何解释，就将检测结果暂时放下了。过了一段时间，正好油田和北京大学地质系合作搞课题，北京大学的杨承运老师来到我们岩矿组，正好被安排在我们办公室工作。和杨老师熟悉之后，我从资料柜里翻出那种矿物的电子探针检测报告，又在显微镜下找到那种矿物让王老师帮我们看看，杨承运老师看了检测报告、电镜照片及薄片后非常肯定地说：这是菱沸石。我们立即查阅有关菱沸石的光性特征，令我们感到疑惑的是：菱沸石并非均质体矿物，为何在正交偏光间近乎全消光呢？还有探针检测报告中的组分含量为何与方解石如此相似呢？杨承运老师解释道：每种矿物都有它特有的鉴定标志，而菱沸石的鉴定标志就是它的晶体形态、菱面体解理、高的负突起以及富含钙的化学组分（遗憾的是当年的电镜照片及电子探针的测试资料已经无法找到了）。

通过延长组砂岩中菱沸石的发现过程我们得知：对一种未知矿物的准确鉴定，需要在偏光显微镜的单偏光镜下、正交偏光镜下，有时甚至需要在锥光系统下获取矿物的一系列光性参数后，才能确定其矿物类型。

沸石族矿物为含有沸石水的碱或碱土金属的铝硅酸盐。沸石矿物大部分是斜方或单斜晶系，少数为等轴晶系（方沸石、八面沸石）和三方晶系（菱沸石）。沸石类矿物晶体多呈柱状、板状、纤维状或针状集合体。颜色普遍较浅，在薄片中大部分沸石无色透明，个别沸石因含Fe2O3呈红色（如丝光沸石），片沸石可以具淡黄色（有时甚至可以呈橘红色）。沸石类矿物的折光率多数低于树胶，呈低的负突起；双折射率大部分介于0.003~0.007之间，干涉色一级灰、灰白，近似于长石、石英，只有个别沸石（如杆沸石）双折射率为0.015，有时达0.028，干涉色可达一级顶至二级绿。

沸石主要产于火山岩气孔中，常与方解石构成杏仁石，或由长石和似长石经蚀变、交代而成。在沉积岩中，是常见的硅酸盐矿物之一。由于沸石类矿物对压力和温度较敏感，并具垂直分带现象，因此其矿物组合对成因分析和推断有一定意义。

沸石类矿物变种很多，在偏光显微镜下，可根据①在薄片中的颜色、②解理、③消光类型与消光角、④延性符号等其他光性特征来鉴定它们。有些变种不易用偏光显微镜法区分，需要结合红外、X衍射、电子探针等分析方法加以鉴定。

下面介绍几种在沉积岩中较为常见的沸石的光性及偏光显微镜下特征。

一、浊沸石：

从《透明矿物鉴定手册》中对浊沸石的光性描述中我们得知：

在单偏光下：浊沸石无色，晶体形态呈沿c轴延长的柱状、针状、纤维状或放射状集合体，具两组近直交的完全解理，低的负突起；

在正交偏光镜下：最高干涉色可达一级黄，具斜消光，最大消光角30°，在（100）面上平行消光；具正延性；

浊沸石为二轴晶负光性矿物，光轴角中等。与相似沸石间的区别：与钙沸石与片沸石相比，浊沸石的双折射率略高，即干涉色略高；与辉沸石相比，浊沸石具正延性，而辉沸石具负延性；与中沸石、杆沸石、钠沸石相比，浊沸石的光轴角较小，消光角大，具负光性。

下面是一组鄂尔多斯盆地延长组砂岩中的浊沸石照片：

1 形成于长石溶蚀孔中的自生浊沸石 单偏光

2 与照片1同视域的正交偏光+云母试板照片

3 充填于砂岩粒间的自生浊沸石，局部发生溶蚀 单偏光（红色为孔隙）

4 与方解石共同生长充填孔隙的自生浊沸石 单偏光

5 砂岩粒间孔内生长的自形粒状浊沸石 正交偏光+云母试板

6 砂岩中浊沸石充填粒间孔及长石溶孔 正交偏光+云母试板

7 安塞油田延长组长6砂岩中浊沸石充填孔隙并溶蚀，形成次生孔隙型储集砂岩 单偏光

8 安塞油田延长组长6 砂岩中的浊沸石溶蚀孔 正交偏光+云母试板

二. 片沸石：

从上述光性特征介绍可知：

在单偏光下：片沸石无色或淡黄色，具明显的负突起；

在正交偏光下：干涉色为一级灰，垂直解理的切面具平行消光，负延性；斜交解理的切面，有时为平行消光，有时为斜消光，消光角小；延性可正可负。

在锥光系统下，在平行解理切面上可见垂直锐角等分线干涉图，并见清楚的交叉色散，r＞v。

与相似沸石之间的区别：与其他沸石不同的是在单偏光下有时候为淡黄色甚至因含氧化铁而呈红色；与钙沸石的区别在于片沸石的折光率小（即负突起更显著）；与浊沸石的区别是片沸石的双折射率小（表现为干涉色偏低），且光轴面⊥（010），而浊沸石的光轴面∥（010）；与柱沸石的区别在于片沸石的双折射率小（即干涉色略低）；与辉沸石的区别是后者为负光性，双折射率偏高，且光轴面∥（010）。

9 沿砂岩孔洞壁生长的自生片沸石，单偏光下因含少量杂质而具淡黄色，孔洞中央为方解石（染色） 单偏光

10 为照片9的同视域正交偏光照片，部分切面具平行消光

11 为照片10的局部放大后特征，片沸石为单斜晶系，晶体呈片状、板状，正交偏光间具一级灰干涉色，与浊沸石相比，双折射率偏低，干涉色较低 正交偏光

12 为照片11的进一步放大，可见片沸石具一组完全解理 正交偏光

13 为火山灰蚀变作用有关的片沸石，因含氧化铁而呈褐红色，沿粒间孔壁垂直生长的自生微粒状片沸石，因含氧化铁而呈橘红色，与绿泥石及硅质共生 单偏光

14 沿粒间孔壁垂直生长的自生微粒状片沸石，因含氧化铁而呈橘红色，与绿泥石及硅质共生 单偏光

三、方沸石：

从上述介绍可知：方沸石为均质体矿物，常作为自生胶结物出现在碳酸盐岩及碎屑岩的孔隙中。为碱性条件下沉积而成。薄片中常呈六边形、八边形，有时也呈放射状集合体，具不完全解理。在单偏光下无色透明，具低的负突起，在正交偏光下全消光。有时具有弱的干涉色，可看到聚片双晶。常与石膏、硬石膏、钠沸石、氯化钠盐类矿物共生。易于火山玻璃、萤石及蛋白石相混淆。与萤石相比方沸石具四角三八面体晶形，而萤石的晶形多呈立方体或八面体，可见完全解理；与玻璃质及蛋白石相比，方沸石具解理，而火山玻璃及蛋白石没有解理，而发育裂理。

15~16 方沸石为四角三八面体及立方体聚形 SEM ×1000 塔里木盆地第三系照片来自《中国油气储层研究图册（卷五）》

下面为一组拍照鄂尔多斯盆地白垩系砂岩中的这是方沸石照片：

17 生长于粒间孔内的自形晶粒状方沸石 单偏光

18 生长于砂岩粒间孔内的自生方沸石 单偏光

19 生长于砂岩粒间孔内的自生方沸石，局部发生溶蚀 单偏光

20 生长于粒间孔内的自形晶粒状方沸石 单偏光

四、斜发沸石：

有些沸石仅依靠偏光显微镜是难以确定的，比如斜发沸石。斜发沸石属火山玻璃的蚀变产物，常产于中生代、新生代中酸性火山岩、火山凝灰岩、火山碎屑岩中，常与蒙皂石和丝光沸石共生，结晶好的斜发沸石呈板状。单偏光下无色透明，含铁时具浅黄褐色，具中-低负突起，正交偏光间具一级暗灰-灰干涉色，一般为斜消光，消光角c∧Ng≤15°，有时近平行消光，正延性。二轴晶负光性。与片沸石的区别主要是延性，片沸石延性可正可负，而斜发沸石则具正延性。很多情况下，岩石中的斜发沸石都是通过X衍射分析后才被确认的，如下面一组沸石。

21 斜发沸石，单偏光下因含氧化铁而呈褐黄色，晶体细小在偏光显微镜下不易测定，需要借助X衍射分析 单偏光

22 斜发沸石，单偏光下因含氧化铁而呈褐黄色，晶体细小在偏光显微镜下不易测定 单偏光

23 斜发沸石，单偏光下因含氧化铁而呈褐黄色，晶体细小在偏光显微镜下不易测定，与片沸石之间的区别只要是延性，或借助化学分析、X衍射等

24 为照片23的同视域正交偏光照片，正交偏光间斜发沸石具一级暗灰-灰干涉色，一般为斜消光 正交偏光

五、菱沸石

菱沸石属单斜（假三方）晶系，薄片中无色，砂岩中的菱沸石具高负突起，最高干涉色一级灰，而大部分切面的干涉色则较低，具对称消光，常见穿插双晶，一轴晶，光性有正有负，具菱面体解理。产于火山岩，特别是玄武岩、安山岩。等的气孔裂隙中，有时在中酸性岩蚀变带也可见到，也见于结晶灰岩和片岩的裂隙中，由热液分解钙硅酸盐而成。在一些新生代沉积岩。凝灰岩中有时可大量产出。在某些温泉口也可见到，属富钙类沸石。

延长组长6砂岩中的菱沸石照片：

25 形成于长石、石英加大之后的自生菱沸石，在单偏光下具显著的负突起 单偏光

26 充填于微裂缝内的菱沸石，具发育的菱面体解理 单偏光

27 形成于长石、石英加大之后的自生菱沸石，其典型特征是在单偏光下负突起很明显 单偏光

沸石类矿物比较多，在偏光显微镜下对沸石矿物的鉴定大致与前面介绍的几种实例相同，可分别在单偏光、正交偏光镜下仔细观察，准确获取矿物的光性参数，对照鉴定表便能大致确定其类型。

28 在野外，岩石中这种红色的浸染现象有可能是含有沸石类矿物所导致

29 在岩石薄片中，岩石中的红色侵染物在单偏光下呈黑色，半透明 单偏光

30 经进一步放大后可见细小矿物形态，因含铁而透光性较差，这种产状的沸石类矿物在偏光显微镜下很难识别，需要通过X衍射或其他分析加以确定

单偏光

31 这是这种具红色浸染现象砂岩的全岩X衍射资料，其中含有丝光沸石及斜发沸石，在偏光显微镜下还发现少了片沸石

32 延川县延长组长7的蚀变玻屑凝灰岩，经X衍射分析发现其中含有丝光沸石，这里的丝光沸石由火山玻璃脱玻化所形成，在单偏光下丝光沸石因含有氧化铁而呈褐红色 单偏光

从丝光沸石光性描述中可以看出：其晶体呈针状或纤维状，有时也呈细小的长柱状。长以束状、扇状、放射状、丝状、发状、纤维状、致密状、球粒状等集合体形式产出。在偏光显微镜下几乎无法鉴定，但它的颜色比较特殊，在薄片中无色透明，含氧化铁时呈红色！所以，当发现岩石中含有细小的红色不明矿物时，则很有可能是沸石类矿物！

来源：地质静（ID:dizhijing），作者：地质静。

编辑：矿语君，责编：谢涛。

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