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提要在两种相邻矿物边界上生长出第三种矿物的现象称为界生。界生现象在长白山区赤柏松镍矿田诸含镍基性辉长苏长岩岩体中广泛发育。通过研究,作者提出界生现象的多种成因观点,并在矿物学、矿物化学与热力学研究的基础上把界生现象区分为原生与次生两大类。研究不同成因的界生现象可提供大量地质成因信息,用于成岩成矿作用的研究。
主题词界生界生矿物成因信息
1前言
远在1882年,斯塔乌夫(Щтауф)[1]就曾描述过界生现象,且称之为次变边结构。1916年,首先提出“界生矿物”(Synantectic minerals)这一术语[2],后来又提出了“界生建造”(Synantectic formation)[3]问题,均旨在阐明界生现象。时至今日,不同学者基于不同的研究对象与成因观点,先后对界生现象赋予了诸如:Coro-na texture[4],Reaction structure[5],shellstructureandkelyphiticstructure[6]以及Corrosion mantle[5,7],оболочка[7],Cyclopeanborder texture,Corona structure[2]……等结构、构造术语。
显然,界生现象如此繁多,而且名称涵义紊乱,一方面反映了界生现象成因复杂,另一方面也表明研究尚欠深入,它们所能提供的成因信息远未确论,因此,颇有结合实际深入研究、进一步厘定的必要。
2岩体地质
笔者所研究的岩体,位于中朝地台的胶辽台隆的铁岭靖宇隆起与太子河—浑江凹陷褶皱束两个三级构造单元的边缘接触带隆起一侧。形成于元古代(1900~2200Ma),是一个岩浆多次侵入形成的复式岩体。长4800m,宽40~140m,面积约,为一近南北走向的岩墙状岩体。
侵入岩相,按侵入顺序由早到晚为:变质辉长辉绿岩→中色橄榄辉长苏长岩→暗色橄榄辉长苏长岩→细粒辉长苏长岩。除中、暗色橄榄辉长苏长岩岩相间为“隐秘侵入接触”[8]关系外、余者之间均为明显的侵入接触关系。研究表明,在所有上述岩相中几乎都发育有界生现象,然而,它们在形态、分布、矿物成分与成因等方面却均有所差异。
3矿物界生现象
所见矿物界生现象、按矿物组合分为以下4个系列:
(1)Ol-Opx-Mp-Pl系列界生矿物组合
主要发育在橄榄辉长苏长岩岩相中。其特点是在Ol与Pl之间,并围绕Ol发育。通常是以Ol为核心,外缘依次分别围绕着由Opx、Mp组成的两层层壳。
(2)Ol-Opx-Mp-Hb-Pl系列界生矿物组合
与上一系列的区别是Mp与Pl层壳之间又发育了一层角闪石(Hb)层壳。
以上二系列界生矿物(Opx、Mp与Hb)皆呈彼此近平行的纤维状集合体,大致垂直于核心橄榄石界面向外放射状生长,各层界生矿物之间均有一明显界面隔开。核心橄榄石被界生矿物熔蚀,外缘斜长石明显被界生矿物交代。
(3)Opx-Gr-Pl系列界生矿物组合
发育在变质辉长辉绿岩相中。界生矿物(Gr)生长在辉石与斜长石交界处,呈他形—半自形粒状集合体产出,明显交代斜长石与辉石。
(4)(Pyr+Py+Cp)-Phl-(Hb)-Pl系列界生矿物组合
该界生矿物组合的成因与金属硫化物矿浆的关系密切。不论在任何岩相中,只要有金属硫化物存在,其周边大都有金云母(时而有角闪石)交代晕圈发育。金云母围绕着同生珠滴状硫化物颗粒和后生矿浆贯入成因的硫化物集合体生长,并交代硫化物周围的辉石与斜长石。主要见于含矿岩相中。
除上述4种主要界生现象外,岩体中尚见有尖晶石-黑云母-透闪石系列与橄榄石-黑云母+角闪石-斜长石系列的界生矿物组合,因二者位居次要,暂不详述。
4 界生矿物化学
为了深入研究上述界生现象的成因,笔者对界生矿物进行了矿物化学研究。
Ol-Opx-Mp-Pl系列界生矿物化学特征
由X射线能谱分析获得的界生矿物化学成分列入表1。为清晰起见,以原子数绘制了系列的各单元矿物化学成分变异图(图1)。由图1可知,Ol→Opx,组分种类未变,只是TFe(全铁)与Mg降低、Si增加而已。显然,Opx的形成是Ol与残浆反应加入了SiO2的结果。
表 1 Ol-Opx-Mp- ( Hb) -Pl 系列界生矿物的化学成分
续表
Mp的形成,除了TFe与Mg继续减少外,Al与Ca剧增,特别是Ca增加到比Pl中的Ca还要多的程度,而Si较Opx中的Si减少。与Opx比较,Mp形成时岩浆中的化学成分发生了质的变化。一言蔽之,增加了钙契尔马克分子(CaAl2SiO6)。
图 1 Ol-Opx-MPl 系列界生矿物化学成分变异图
综上所述,Ol-Opx-Mp-Pl系列化学成分变化的总趋势(图1)是:①TFe与Mg以几乎相同的斜率从Ol向Pl逐渐降低;②Al呈逐渐增加的趋势;③Ca与Si的总趋势是渐增,但二者的具体变化关系恰相反;④Mp是此系列矿物化学成分的突变点,即Si,Al,Ca的变化转折点,这意味着其成因有与众不同的质的差别。
Ol-Opx-Mp-Hb-Pl系列界生矿物化学特征
该系列界生矿物的化学成分列入表1中。其化学成分变异图(图2)的特点是,当不考虑Hb时与图1基本相同(见图2虚线部分),特殊的是,由Mp到Hb,Mg保持稳定,TFe有所增加,Al剧增,Si与Ca下降;另外,由Hb到Pl,Ca、Mg与TFe降低,Si与Al为等幅度增加。由图2不难看出,Ol-Opx-Mp-Hb-Pl界生系列的常量化学成分在Mp与Hb处具有明显的突变特点,并非连续变化,表明它们有不同的形成条件与成因特征。
图 2 Ol-Opx-Mp-Hb-Pl 系列界生矿物化学成分变异图
4. 3 Opx-Gr-Pl 系列界生矿物化学特征
上已述及,此系列界生矿物发育在辉石与斜长石的交界处,往往使辉石变成次闪石集合体,使斜长石牌号降低。不同成分的辉石与斜长石之间形成的石榴子石成分也不一致,如:
傅德彬地质学论文选集
① Di—透辉石; Qz—石英; Aug—普通辉石; Il—钛铁矿; Om—绿辉石; Ru—金红石; Rm—硫化物。下同。
由反应矿物 ( Gr) 与被反应矿物 ( Opx,Pl) 的化学成分 ( 表 2) 数据计算的端员组分百分含量如下:
斜长石:Or=,Ab=,An=;
石榴子石:Alm=,And=,Pyr=,Sp=;
斜方辉石:Wo=,Fs=,En=。
不难知晓,石榴子石晶胞参数偏大(a0=±)的原因,乃Pyr与Sp含量较多之故,因为石榴子石晶胞大小与阳离子半径有关。此外,等离子光谱分析表明,石榴子石晶体内集中了其寄主母岩(变质辉长辉绿岩)中15%以上的稀土元素。
表 2 Opx-Gr-Pl 系列界生矿物的化学成分
Rm-Phl-(Hb)-Pl系列界生矿物化学特征
如上所述,这一系列界生矿物发育在含矿岩相、暗色橄榄辉长苏长岩相与细粒辉长苏长岩相中,它们是金属硫化物矿浆与其围岩相造岩矿物(Opx,Mp,Pl等)间交代反应的结果,主要表现为鳞片状金云母集合体和纤维状次闪石集合体依次围绕硫化物金属矿物呈层壳状生长,明显交代其周围的原生造岩矿物。
笔者在同一个薄片中用电子探针分析了4个矿物(表3)。由表3得知,当Phl是由硫化物矿浆交代斜长石形成时,由斜长石带入了SiO2,Al2O3,CaO,Na2O,由硫化物矿浆带入了FeO,MnO,MgO,CaO,Na2O,K2O及NiO等组分。当Phl是由硫化物矿浆交代Mp形成时,则从Mp中带入了SiO2,MnO,CaO,Na2O,而从矿浆中带入了FeO,MgO,MnO,CaO,Na2O,K2O与NiO等。
表 3 Rm-Phl- ( Hb) -Pl 系列界生矿物的化学成分①
注: Cpx—单斜辉石; Pl—斜长石; Phl—黑云母; Rm—硫化物; ①因系电子探针分析结果,硫没有测出,故合计不足 100,但不影响本项研究。
5界生矿物成因浅析
诚然,矿物的界生现象屡见不鲜,但对其成因的研究与认识尚远非深入。作者仅就赤柏松一号含镍基性岩体中所见上述界生现象与特征,对其成因剖析如下。
据镜下观察到的界生现象特征,可以确认金属硫化物与斜长石或辉石之间的金云母界生现象属交代成因,即富含钾、镁和挥发分的Cu,Ni,Fe硫化物矿浆交代斜长石或辉石类矿物形成的,故堪称交代界生,所形成的构造可称为交代次变边构造,它具有接近矿体的找矿标志作用。
变贡辉长辉绿岩中的斜长石与辉石间的石榴子石界生现象,是在变质作用过程中于二固相矿物边界处形成的接触反应边,可称为“接触反应边构造”(Contactcoronastruc-ture)。研究表明,石榴子石的颜色、晶胞常数、成分、REE与同位素等均与岩体围岩(斜长角闪片麻岩,斜长角闪岩等)中的石榴子石相一致,故可以认为是相同或相近组分的岩石中的同期变质作用产物,所以可作为岩体受变质时期与变质程度的标志。
除上述外,下面着重探讨一下常见的Ol-Opx-Mp-(Hb)-Pl系列界生现象。
镜下见到这一界生系列矿物之间存在着截然的界面,首先表明它们彼此间在晶体结构、生成条件及形成时间诸方面皆非一致;其次,化学分析、电子探针与X射线能谱分析表明,界生系列矿物之间的化学成分,除了Ol与Opx之间是以大致相似的幅度连续变化外,其余界生矿物间皆为突变;再次,据化学分析与探针分析数据,分别应用橄榄石地质温度计[9]、辉石地质温度计[10]与斜长石平衡结晶温度计算法[11],计算了界生系列中各矿物的生成温度:Ol—1412℃,Opx—1211—1291℃,Mp—752℃,Pl—1181℃。结合镜下观察不难得知,px是已结晶的Ol与富SiO2的残余岩浆反应形成的,即:
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可以设想,若fS2高时,此时橄榄石中一定数量的镍()会同时析出并形成镍黄铁矿,故橄榄石的熔化有利于镍的再富集。
饶有兴趣的是,Mp的形成温度远远低于Ol,Opx与Pl。换言之,当Mp形成时,残余岩浆已不复存在了。不言而喻,单斜辉石是在斜方辉石与斜长石二固相矿物边界上,由后期变质作用形成的固体反应矿物。同理,角闪石则是单斜辉石与斜长石之间的接触反应矿物。所形成的层壳构造当称为“接触反应边构造”(Contact corona structure)。
表 4 界生现象成因分类及其构造名称
岩石是地质作用的历史产物,结构、构造则是矿物岩石形成条件的记录。岩石中的界生现象是普遍存在的,其成因复杂、多种多样。深入研究矿物的界生现象,可以提供大量的地质成因信息。综上所述,笔者提出上述界生现象成因分类及其构造名称(表4)。
本文只是对岩石中常见的界生现象略陈管见,试作论述,旨在与同行们共同切磋。然而,由于笔者水平有限,一些问题和解释失之肤浅,诚望读者不吝赐教。
参考文献
[1] Левинсон—Лессинг,Ф. Ю,Струве Э А. Петрографический Словарь,Γосеолтехиздат,с146
[2] Заварипкий,А. . Н. Изверженные Γорные Породы,Изд АН СССР,1955,с69
[3] Niggli B P. Rocks and Mineral Deposits. W. H. Freeman and Company,San Francisco. 1954,257.
[4] 张树业 . 火成岩结构构造图册 . 北京: 地质出版社 . 51
[5] Щека. С. А. , Волынец. О. Н. Реакция Оливин + Анортит В Габброидных Включениях Вулкана Кихпиныч( камчатка) . Изд. Наука. Москва,1979
[6] Gardner P M, Robis B. The Olivine-Plagioclase Reaction: Geological Evidence from Seilanda PetrographicProvince. Contr. Mineral. Petrol. 1974,( 44) : 149
[7] Лодочиников. В. Н. Γлавнейшие Породооразуюшие Минералы. 4Е-Издание. ΓОСУ НТ Изд,с132
[8] 傅德彬 . 侵入体间的隐秘侵入接触及其研究方法 . 地质论评,1986
[9] 夏林圻 . 橄榄石地质温度计 . 中国地质科学院西安地矿所分刊,1981,3 ( 1)
[10] 武汉地质学院岩石教研室编 . 岩浆岩岩石学 . 北京: 地质出版社 . 1980,287 ~ 292
[11] 王润民. 新疆哈密土墩—黄山一带铜镍硫化矿床成矿控制条件及找矿方向的研究. 矿物岩石,1987,7 ( 1) : 78 ~79
A Preliminary Study on the Synantectic Pheno-mena of Minerals in a Nickel-bearing BasicRock Body in the Changbai Mountains
Abstract
Synantectic phenomenon refers to the growth of a new mineral along the boundary of twoneighboring minerals through their reaction.
Synantectic reaction is well developed in a Ni-bearing basic rock body in the Changbai moun-tain area.
The author holds synantectic minerals to be of multiple geneses. Based upon the study of min-eralogy,mineralogical chemistry and thermodynamics,he has classified the synantectic zone intotwo types—primary and secondary. The primary synantectic mineral was formed as a result of mag-matic reaction and is called corona structure whereas the secondary ones were formed through re-gional metamorphic process of thermal metamorphism,hydrothermal metasomatism and contamina-tion,respectively named contact corona texture,metasomatic kelyphitic structure and contamina-tion reaction rim texture.
The research of synantectic minerals will yield a lot of information for the study of diagenesisand metallogenesis.
Key words Synantectic; synantectic minerals; genesis information
提要本文从成因矿物学角度对所述岩体中主要造岩矿物橄榄石、辉石与斜长石的颜色、形态、晶胞参数、化学成分、微量元素,稀土及氧、硫、锶稳定同位素等方面进行了研究,从而揭示了岩体的成岩成矿物质来源、形成温度、压力,fo2,Eh、pH值等物理-化学条件与成岩成矿作用特征。同时,概括出岩体的成矿特点与找矿准则。关键词基性侵入体成因矿物学预测准则
1地质概况
所述岩体为阜平期侵入的橄榄苏长岩类复式杂岩体。产于华北地台北缘东段,围岩是太古宙灰色片麻岩,其Pb-Pb法等时线年龄为±百万年,岩体走向5°~10°,倾向与倾角于南、北两段不一,北段倾向南东东,倾角55°~86°;南段倾向北西西,倾角63°~85°。岩体北端翘起,以45°角向南东东侧伏。岩体长4800m,宽40~140m,面积约。由变质辉长辉绿岩、中色与暗色橄榄辉长苏长岩、细粒辉长苏长岩及辉长玢岩等侵入相构成。赋存有大型硫化铜镍矿床。矿体主要含在暗色橄榄辉长苏长岩、细粒辉长苏长岩侵入相中。岩体的铷锶法同位素年龄为~百万年,同世界上著名的萨得贝里、布什维尔德、贝辰加等含镍基性-超基性体一样,同属林波波(Limpopo)期热事件产物。
2成因矿物学研究
橄榄石
出现在中、暗色橄榄辉长苏长岩相中,是岩体中结晶最早的造岩矿物。按Каневский的橄榄石化学分类(图1)[1]属于镁橄榄石与镁铁橄榄石亚种。
计算表明,含矿岩相中橄榄石Fo=70%~85%,非含矿岩相中者,Fo=61%~73%,故橄榄石的Fo可作为成矿预测的矿物学准则之一。这一结论与苏联柯拉半岛、阿拉列琴等一些含镍基性-超基性岩体是一致的。
按夏林圻提出的公式[2]:
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算得岩体中橄榄石的结晶温度为1412℃。
图 1 赤柏松矿田侵入岩体橄榄石化学成分分类
根据橄榄石成分(Fa)、温度(℃)与lgfo2的函数关系(Никольский,1977),把暗色橄榄辉长苏长岩中的3个结晶温度分别为1216,1227,1412℃,端元组分Fa分别为,,的橄榄石投图,得出其相应的fo2分别为10-,10-,10-×101325Pa。较辉石结晶时的氧逸度偏低(见下文),说明含矿岩相是在相对还原条件下形成的。这一结论与此岩相的Fs,αs较高一致。
斜长石
它是岩体各岩相中普遍存在的矿物。
颜色
在含矿岩相中斜长石呈浅灰—灰色,非含矿岩相中呈白色。镜下,前者为褐色,后者无色。化学分析揭示含矿岩相中斜长石含一定数量的FeO,MgO等。
晶胞参数
见表1。值得强调的是从中色到暗色橄榄辉长苏长岩中的斜长石晶胞参数有a,b,c,α变大,β与γ变小的趋势。此变化是由于Al进入晶格,有序形式AlSi3向Al2O3变化以及Na与Ca互相代替,引起了晶格轴角的畸变之故。诚然,Or的百分比对晶胞参数也有一定影响,但主要的是由化学成分及Si/Al有序状况决定的[3]。
化学成分
斜长石的化学成分与化学式及端元组分分别列入表2,表3中。
表 1 不同侵入相中斜长石的晶胞参数
注: 1,2—辉长辉绿岩; 3,4—中色橄榄辉长苏长岩; 5,6—暗色橄榄辉长苏长岩; 7—混熔岩; 8—细粒辉长苏长岩。
表 2,表 3 主要表明: ①斜长石的 An 偏低,其中含矿岩相中者较非含矿岩相的更偏低; ②含矿岩相中斜长石含 FeO,MgO 偏高。
表 2 不同侵入相中斜长石的化学成分与化学式
注: 岩石名称同表 1,其中序号为 5,6,8 者系含矿岩相。
表 3 斜长石端元组分
2. 2. 4 微量元素
斜长石中微量元素及其含量列于表 4 中。由表 4 得知,随岩相生成由早到晚 ( 辉长辉绿岩→中色橄榄辉长苏长岩→暗色橄榄辉长苏长岩→混熔岩) ,B,V,Ag,Sr 递减,而Pb,Mn,Ni,Co 则递增。后者递增规律与岩浆演化到晚期铜镍富集成矿的规律是一致的。
表 4 不同侵入相中斜长石的微量元素含量
注: 用 ICP、AAS 等法分析,As,P,Sb,Hf,Ge,Pt,Au,Ta,U,Th,W,In,Bi,Ce,Li,La,Cd 均为零。
稀土元素
图2表明,中、暗色橄榄辉长苏长岩中的斜长石在REE分配模式、δEu与δCe异常等方面均相一致,说明它们的物质来源与成岩作用、REE分馏作用等是相同的。
氧同位素
各岩相中斜长石的δ18O含量变化在‰~‰之间,平均为‰。介于正常玄武岩的δ18O(‰~‰)之间[4],即接近于球粒陨石的δ18O值。故成岩物质来源于上地幔,其原始熔浆属玄武岩浆体系。此外,随岩相生成由早到晚,其δ18O值具渐次增加趋势(图3),该规律与氧同位素(δ18O)在岩浆分异过程中逐渐增加的规律相一致。
图 2 赤柏松 1 号岩体斜长石稀土球粒陨石标准化分配模式图
图3不同侵入岩相斜长石中δ18O图
辉石
矿物化学
把用化学、探针等不同方法分析的辉石化学成分的计算结果展示在图4上。由图4得知:①中色橄榄辉长苏长岩中的单斜辉石主要是透辉石与次透辉石,而暗色橄榄辉长苏长岩中的单斜辉石则主要是斜顽透辉石与普通辉石。②暗色橄榄辉长苏长岩中的辉石较中色中者富镁。③在同一岩相中存在两个系列的辉石,即含有CaSiO330%~40%的斜顽辉石-普通辉石系列的辉石与含有CaSiO340%~50%左右的普通辉石-次透辉石系列的辉石。二者在成分上具不连续性,各有不同的结晶温度。结合其他方面的研究得知它们分别是两次岩浆相混合的产物。④中色与暗色橄榄辉长苏长岩中的斜方辉石En值分别为65%~80%及55%~92%,且前者相对稳定,后者变化较大,这一差别也与岩体的岩浆混合作用有关。
微量元素
由表5微量元素含量可知,同一岩相中斜方辉石内Cu,Ni含量比单斜辉石中高,不同岩相中偏基性者内辉石的Cu,Ni含量较偏酸性者高,从而得出一个结论,同一个基性岩体,Cu,Ni在较基性岩相中相对富集,早结晶的富铁镁的斜方辉石较晚结晶的单斜辉石相对富含铜镍。
图4不同侵入相中辉石类在CaSiO3-FeSiO3-MgSiO3系统中的分布图
表 5 不同侵入相中辉石类微量元素含量
穆斯堡尔效应
辉石的穆斯堡尔参数表明[5],只有CMP2-1a是由4个Fe2+双峰和一个Fe3+双峰组成,余者均系由两个Fe2+双峰与一个Fe3+双峰组成,它们的穆谱特征与斜方辉石类似。Q·S=~的内双峰是由M2晶位上的Fe2+贡献的,Q·S=~的外双峰是由M1晶位上的Fe2+贡献的。I·S=~的双峰是由M1和M2晶位上的Fe3+形成的。
此外,Fe2+M1/Fe2+M2比值在中色与暗色橄榄辉长苏长岩的辉石中分别为~与,这意味着在含矿的暗色橄榄辉长苏长岩中的辉石内有较多比例的Fe2+进入了M2晶位。
氧同位素
不同岩相中辉石的氧同位素(δ18O)均变化在‰~‰之间(表6),说明其来自地幔。
表 6 不同侵入相中辉石氧同位素分析结果
氧逸度以文献[6]提供的方法,据fs与T(℃)测算的中色与暗色橄榄辉长苏长岩形成时fo2分别为10-~10-与10-~10-×101325Pa,表明岩浆演化到后期具氧逸度降低的趋势,因此,对增加硫容(Cs)、富集硫化物成矿有利。
3矿物的成因信息
成岩成矿物质来源
不同岩相中斜长石的δ18O=‰~‰,斜长石与辉石中的87Sr/86Sr=~,矿石中δ34S=-‰~+‰,32S/34S=~,这些数据均证明成岩成矿物质来源于上地幔。
岩体形成温度
前已述及,岩体中结晶最早的造岩矿物橄榄石是在1412℃左右结晶的;用辉石地质温度、压力计算得的不同岩相中27个辉石的结晶温度主要是在~℃之间,压力为×105~10×105kPa,用王润民[7]限定后的Kudo与Weill(1977)的实验方法计算的斜长石结晶温度为~℃,可见所述岩体的主要结晶温度区间是1412~1110℃之间。
岩体形成深度
根据岩体中有结晶温度<1000℃的辉石存在,结合岩石的共结结构推断岩石中必有形成温度<1000℃的斜长石存在。按Bowen与Yoler(1957)的斜长石相图,结晶温度在890~1110℃之间的斜长石其形成压力为5×105kPa,从而导出岩体的形成深度在14km左右。
成岩氧逸度
利用橄榄石,单斜辉石的结晶温度与端元组分(Fa,Fs)测算的岩体形成时fo2介于10-~10-×101325Pa之间。
成岩的Eh-pH条件
铁的硫化物与氧化物生成顺序的交替(即磁铁矿→磁黄铁矿→磁铁矿→黄铁矿),表明成岩过程中Eh,pH值是交替变化的。由铁的氧化物与硫化物的Eh-pH图解[8]得知,各成岩阶段的pH=4~7,Eh=-~-,即岩体是在酸性介质、还原条件下形成的。
4成矿特点及找矿准则
(1)含矿岩相或多或少都含有斜长石,其明显特征之一首先是An偏低,与所在岩相的基性度不相协调;呈浅灰或灰色,镜下呈红褐色。再次,晶胞参数a,b,c与α相对偏大,β与γ角相对偏小。再次,是Cu,Ni,Co与δ18O在较晚形成的岩相中的斜长石内相对富集,其中δ18O变化在‰~‰之间,平均为‰。
(2)含矿性佳的暗色橄榄辉长苏长岩中的橄榄石fo偏高(~),属Каневский[1]的镁橄榄石变种。不含矿或仅具矿化的中色橄榄辉长苏长岩中的橄榄石,除个别者外均属镁铁橄榄石,fo=~。
(3)含矿暗色橄榄辉长苏长岩中的单斜辉石主要是斜顽透辉石与普通辉石,以相对富镁为特征。不含矿或仅具矿化的中色橄榄辉长苏长岩中的单斜辉石则主要是透辉石与次透辉石,以相对富钙为特征。
(4)含矿岩相的斜方辉石中En=65%~80%,单斜辉石中W0=36%~44%,En≈50%,Fs<10%;斜方辉石含,单斜辉石含,橄榄石与斜长石含Ni分别为与。
(5)在同一含矿岩相中存在着两个成分系列拥有两种生成温度的单斜辉石,与两次岩浆混合有关,有利于成矿。
(6)含矿岩相内辉石中的Ni,Cu,Co含量比非含矿岩相中者高出一倍。同一含矿岩相中的斜方辉石内Ni,Cu,S含量比单斜辉石内的高1~3倍。
(7)含矿岩相单斜辉石中的Fe2+M1/Fe2+M2=,非含矿岩相中者Fe2+M1/Fe2+M2=,是前者的3倍。
参考文献
[1] Каневский. А. Я. Совеmская Геолощя,вып. 7,1982. стр. 82 ~ 90.
[2] 夏林圻 . 中国地质科学院西安地质矿产研究所所刊 . 1981,2 ( 1) : 73 ~ 81
[3] Smith,J. V. Feldspar minerals,1,Crystal structure and phsical properties,Springervarlag,New York,1974,80 ~ 88
[4] Faure,G. Principles of isotope Geology,John wiley and sons,1977: 286 ~ 289
[5] 傅德彬 . 地质实验室,1990,6 ( 2) : 118 ~ 124
[6] 周珣若 . 地质与勘探,1981,11: 38 ~ 46
[7] 王润民 . 矿物岩石,1987,1: 78 ~ 79
[8] 武汉地质学院 . 地球化学 . 北京: 地质出版社: 173
Genesis-Mineralogical Study ofNi-Bearing Basic Intrusives in TheChibaisong Orefield
Abstract
Genesis-mineralogical study has shown that δ18O = 6. 1‰ ~ 7. 73‰ for plagioclase,87Sr/86Sr= 0. 70321 ~ 0. 70888 for plagioclase and pyroxene,and δ34S=-‰~+‰,32S/34S=22. 218‰ ~ 22. 236‰ for the ores. Evidence shows that the rock-and ore-forming materials werederived from the upper mantle. The crystallization sequece of major rock-forming minerals in therocks is OL→Py→Pl. The crystallization temperature of the former was estimated at 1412℃ andthat of the latter at 1155. 81 ~ 1206. 26℃ . The pressure and depth of formation of the intrusivebodies were estimated at 1 ~ 5 kb and 3 ~ 14 km respectively,belonging to the moderately deepfacies intrusions. fo2=10-~10-. 1atm,pH = 4 ~ 7 and Eh = - 0. 1 ~ 0. 16 at which the intru-sive bodies were formed,indicate that they were formed from acidic mediums under reducing con-ditions. In the ore-bearing intrusive Fo = 77. 38% ~ 82. 90% for olivine,En = 65% ~ 86% for or-thopyroxenes with Ni accounting for 0. 124% ; Wo = 36% ~ 44% ,En = 50% ,and Fs = 10% forclinopyroxenes with Ni coming up to 0. 53% ; olivine and plagioclase contain as much as 0. 22%and 0. 06% ,respectively. The contents of Ni,Cu and Co of the ore-bearing intrusive are twotimes those in the barren intrusive,and the contents of Cu,Ni and S of the orthopyroxene in thesame ore-bearing petrographic facies are 2 ~ 4 times those of clinopyroxenes.
Key words basic intrusive; genetic mineralogy; predictive criteria
Miyashiro A(1973),周云生译.1979.变质作用与变质带.北京:地质出版社.
Passchier C W,Myers J S,Kroner A(1990),朱志澄,张家声,游振东译.1992.高级片麻岩区野外地质工作方法.北京:地质出版社.
Vernon R H(1976),游振东,王仁民等译,1988.变质反应与显微构造。北京:地质出版社.
Winkler H G F(1976),张旗,周云生译.1980.变质岩成因.北京:科学出版社.
毕先梅,莫宣学.2004.成岩-极低级变质-低级变质作用及有关矿产.地学前缘,11(1):287-293.
陈曼云,金巍,郑常青.2009.变质岩鉴定手册.北京:地质出版社.
陈鸣.2007.岫岩陨石坑:撞击起源的证据.科学通报,52(23):2777-2780.
陈鸣,肖万生,谢先德等.2009.岫岩陨石撞击坑的证实.科学通报,54(22):3507-3511.
程裕淇,沈其韩,刘国惠,李泽九.1963.变质岩的一些基本问题和工作方法.北京:中国工业出版社.
邓晋福.1987.岩石相平衡与岩石成因.武汉:武汉地质学院出版社.
董申保等.1986.中国变质作用及其与地壳演化的关系.北京:地质出版社.
韩郁菁.1993,变质作用P-T-t轨迹.武汉:中国地质大学出版社.
简平,程裕淇,刘敦一.2001.变质锆石成因的岩相学研究——高级变质岩U-Pb年龄解释的基本依据.地学前缘,8(03):183-191.
梁祥济.2000.中国矽卡岩和矽卡岩矿床形成机理的实验研究.北京:学苑出版社.
刘守偈,李江海,Santosh .内蒙古土贵乌拉孔兹岩带超高温变质作用:变质反应结构及P-T指示.岩石学报,24(6):85-92.
刘援朝,倪志耀,蔡学林.2010.塔里木盆地北缘幔源岩石包体特征及岩石圈上地幔流变规律.矿物岩石,30(2):82-86.
路凤香,桑隆康.2002.岩石学.北京:地质出版社.
钱祥麟,王仁民.1994.华北北部麻粒岩带地质演化.北京:地震出版社.
桑隆康.1992.变质岩岩石学的定量分类与原岩恢复.矿物学岩石学论丛,(8):65-74.
桑隆康,游振东.1992.玲珑花岗岩的成因演化及其与鲁东金矿的关系.地球科学,17(5):521-529.
桑隆康,王人镜,张泽明等.2000.九资河-天堂寨地区燕山晚期花岗岩与大别造山带核部隆升.地质学报,74(3):234-246.
索书田,毕先梅,赵文霞等.1998.右江盆地三叠纪岩层极低级变质作用及地球动力学意义.地质科学,33(4):395 405.
索书田,桑隆康,韩郁菁等.1993.大别山前寒武纪变质地体岩石学与构造学.武汉:中国地质大学出版社.
覃功炯,欧强,常旭.2001.国内外对天体撞击地球的撞击构造研究的新进展.地学前缘,8(2):345-352.
汤艳,桑隆康,刘嵘等.2007.矿物共生分析在很低级变质作用研究中的应用——以松潘-阿坝地区红参1井为例.现代地质,21(3):457-461.
王仁民,陈珍珍.1980.河南桐柏变质海相火山岩系的钠化和钙化及其在解决细碧岩与有关矿产成因问题上的意义.矿物学与岩石学论丛,(1):90-106.
王仁民,游振东,富公勤.1989.变质岩石学.北京:地质出版社.
魏春景,周喜文.2008.变质相平衡的研究进展.地学前缘,10(4):341-351.
吴元保,郑永飞.2004.锆石成因矿物学及其对U-Pb年龄解释的制约.科学通报,49(16):1589-1603.
徐树桐,刘贻灿,江来利等.1994.大别山的构造格局和演化.北京:科学出版社.
许志琴,杨经绥,张泽明等.2005.中国大陆科学钻探终孔及研究进展.中国地质,12(2):177-182.
燕守勋.2003.广西右江盆地利周河口剖面极低级变质带的伊利石结晶度与粘土矿物光谱标志对比研究.中国科学,33(5):459-468.
游振东,钟增球,索书田.2007.论超高压变质的矿物学标志.现代地质,21(2):195-202.
游振东.2007a.超高压变质带的全球分布及其大地构造意义.高校地质学报,13(3):1-9.
游振东.2007b.超高压变质作用:地球科学的新热点.自然杂志,29(5):255-264.
游振东,刘嵘.2008.陨石撞击构造作用的研究现状与前景.地质力学学报,14(1):22-36.
游振东,韩郁菁,杨巍然等.1988.东秦岭大别高压超高压变质带.武汉:中国地质大学出版社.
游振东,王方正.1991.变质岩岩石学教程.武汉:中国地质大学出版社.
游振东.索书田等.1991.造山带核部杂岩变质过程与构造解析——以东秦岭为例.武汉:中国地质大学出版社.
游振东,陈能松,张泽明.1996.中国桐柏大别构造带变质演化的岩石学证迹.地球学报,17(增刊):16-22.
游振东,钟增球,张泽明.1999.桐柏-大别山区高压变质相的构造配置.地学前缘,6(4):237-245.
张立飞.2007.极端条件下的变质作用——变质地质学研究的前沿.地学前缘,14(1):33-42.
张立飞,王启明,任磊夫.1992.陕北鄂尔多斯盆地三叠系泥岩中粘土矿物在埋藏变质过程中的转化.中国科学(B辑),(7):759-767.
张泽明.1992.大别山榴辉岩带的岩石学研究.见:岩石学论文集.武汉:中国地质大学出版社,197-205.
张泽明,沈昆,刘勇胜等.2007.南苏鲁造山带毛北超高压变质岩体的成因与成矿作用.岩石学报,23(12):3095-3115.
赵一鸣,林文蔚,毕承思等.1990.中国夕卡岩矿床.北京:地质出版社.
钟增球,郭宝罗.1991.构造岩与显微构造.武汉:中国地质大学出版社.
周高志,,刘源骏等.1996.湖北北部高压、超高压变质带.武汉:中国地质大学出版社.
朱志澄.1999.构造地质学.武汉:中国地质大学出版社.
Best M and metamorphic petrology(2nd Edition).Malden,USA:Blackwell Science Ltd.
Blatt H,Tracy R J,Owens B ,Petrology:Igneous,sedimentary,and metamorphic(3rd Edition).NewYork: and Company.
Brown ,plate tectonics and the supercontinent Science Frontiers,14(1):1-15.
Carmichael D the mechanisms of prograde metamorphic reactions in quartz-bearing pelitic .,20:244-267.
Carswell D facies York:Blackie &Son Ltd.
Carter N L,Tsenn N properties of continental ,136:27-63.
Chen M,Xiao W,Xie and quartz characteristic of crystallization from shock-produced silica melt inthe Xiuyan and Planetary Science Letters,297(1-2):306-314.
Chopin -phengite:A widespread assemblage in high-grade pelitic blueschists of the Western .,22:628-650.
Chopin and pure pyrope in high-grade blueschists of the Western Alps:A first record and .,86:107-118.
Coleman R G,Lee D E,Beatty L B et and eclogites:their differences and Bull.,76:483-508.
Earth Impact Database,2010-7-://.
England P C,Richardson S influence of erosion upon the mineral facies of rocks from differentmetamorphic ,134:201-213.
England P C,Thompson A -temperature-time paths of regional metamorphism transferduring the evolution of regions of thickened continental of Petrology,25(4):894-928.
Ernst WG,Liou J pressure metamorphism and geodynamics in collision type orogenic Publishing Geological Society of America,20-74;216-229.
French B of catastrophe:A handbook of shock metamorphic effect in terrestrial meteorite impactstructures,10-07,.
Harker :Methuen .
Harley S the occurrence and characterization of ultrahigh-temperature crustal :Treloar P J & O'Brien P J(eds.),What drives metamorphism and metamorphic reactions? Geological Society,London,Special Publication,138,81-107.
Harley S origins of granulites:A metamorphic .,126:215-247.
Hirsch kinds of reactions,integrating research and education,Western Washington University,_education/equilibria/.
Hokada thermometry in ultrahigh-temperature metamorphic rocks:Evidence of crustalmetamorphism attaining~1100℃ in the Archaean Napier Complex,East Mineralogist,86:932-938.
Horsfield B,Rullketter ,catagenesis,and metagenesis of organic :Magoon L B,DowD G(eds.),The Petroleum System—From Source to Association of Petroleum Geologist Memoir,60:189-199.
Jiao S,Guo of the two-feldspar geothermometer to ultrahigh-temperature(UHT)rocks in theKhondalite belt,North China craton and its Mineralogist,96:250-260.
Johannes the origin of layered :Atherton M P,Gribble C D(eds.),Magmatites,melting and Publishing Ltd.
Korprobst rocks and their geodynamic York:Kluwer Academic Publishers.
Leake B chemical distinction between ortho-and para-.,5:238-254.
Maruyama S,Masago H,Katayama I et perspective on metamorphism and metamorphic Research,18:106-137.
Maruyama Geological Society of Japan,100(1):24-29.
Mason R,Sang :China University of Geosciences Press.
Mason of metamorphic rocks(2nd Edition).London:Uniwin Hyman ltd.
Mason :China University of Gosciences Press.
Massonne H J,Schreyer field of the high-pressure assemblage talc-phengite and two new .,1:391-410.
Matton G,J6brak M,Lee J K the Richat enigma:Doming and hydrothermal karstification abovean alkaline ,33(8):665-668.
Mehnert K and the origin of granitic :Elsevier.
Merriman R J,Frey of very low-grade metamorphism in metapelitic :Frey M,RobinsonD(eds.),Low-grade :Blackwell Science,61-107.
Merriman R J,Peacor D low-grade metapelites:mineralogy,microtextures and measuring :Frey M,Robinson D(eds.),Low-grade :Blackwell Science,10-60.
Miyashiro :UCL Press.
Niggli ,Leipzig.
Press F,Siever (4th Edition).New York: and Company.
Pupin and granite .,73,207-220.
Raymond L :The study of igneous,sedimentary,metamorphic York:WCBPublishers.
Raymond L :The study of igneous,sedimentary,metamorphic rocks(2nd Editin).New York:McGraw-Hill.
Reimold W U,Koeberl C,Gibson R L et mineral deposits in impact structures:A :Koeberl C,Henkel H(eds.),Impact York:Springer,479-552.
Sajeev K,Osanai finding of osumilite from Highland Complex,Sri Lanka:A case of melt restiteinteraction resulted isobaric cooling after UHT Hutton Symposium Abstracts,127.
Sang petrochemistry of the Lower Proterozoic metamorphic rocks from the Dabieshan-Lianyungang area,the southeastern margin of the North China Magazine,55(379):263-276.
Sang assemblages and forming age of Dabie-Tongbai University of Geosciences,8(2):106-113.
Santosh K,Li J crustal metamorphism during Columbia supercontinent assembly:Evidence from North China Research,10:256-266.
Schaltegger U,Fanning C M,Gunther D et ,annealing and recrystallization of zircon andpreservation of monazite in high-grade metamorphism:Conventional and in-situ U-Pb isotope,cathodoluminescenceand microchemical Petrol.,134,186-201.
Schreyer of continental crust to mantle depths:Petrological ,11(1):97-104.
Shaw D M,Kudo A test of the discriminant function in the amphibolite Mag.,34:423-435.
Shaw D origin of Apsley gneiss Sci.,9:18-35.
Sibson R rocks and fault ,133:191-213.
Simonen and sedimentation of the Svecofennidic Early Archean supracrustal rocks in South-western ,(160):64.
Sobolev N V,Shatsky V inclusions in garnets form metamorphic rocks:A new environment fordiamond ,343:742-746.
Spear F S,Cheney J petrogenetic grid for pelitic schists in the system SiO2-Al2O3-FeO-MgO-K2O-.,101:149-164.
Spear F S,Selverstone J,Hickmott -T paths form garnet zoning:A new technique for deciphering tectonicprocesses in crystalline ,12:87-90.
Spry :Pergamon Press.
Suo S T,Zhong Z Q,Zhou H W et evolution of the Dabie-Sulu UHP and HP metamorphic belts,east central China:structural record in UHP Geology Review,17(11):1207-1221.
Thompson A B,England P -temperature-time paths of regional metamorphism Ⅱ.Their inferenceand interpretation using mineral assemblages in metamorphic Petrology,25(4):929-955.
Treloar P J,O'Brien R drives metamorphism and metamorphic reactions? Geological Society,London.
Turner F petrology(2nd Edition).Mc Graw-Hill Book Company.
Vielzeuf D,Holloway J determination of the fluid-absent melting relations in the for crustal .,98,257-276.
Walker K B,Joplin G A,Lovering J F et and metasomatism convergence of basic igneousrocks and lime magnesia sediments of the Precambrian of northwestern ,6:149-178.
Wang H,Rahn M,Tao X et and metamorphism of Triassic Flysch along profile Zoige-Lushan,Northwest Sichuan, Geologica Sinica,82(4):917-926.
Wang F,Chen and thermodynamic metamorphism of the Western Hills,:Geological Publishing House.
Wang X,Liu J G,Mao H -bearing eclogite from Dabie Mountains in central ,17:1085-1088.
Wei C J,Powell R,Clarke G phase equilibria for low- and medium-pressure metapelites in theKFMASH and KMnFMASH Geol.,22:495-508.
Williams H,Gilbert G M,Turner F (2nd Edition).W H Freeman & Company.
Yardley B W introduction to metamorphic York:Wiley.
Емельяненко ПФ,Яковлева Е Б.1985.Петрлогия магматических и метаморфических пород.Изд.МГУ,Москва.
Коржинский Д С.1973.Теоретические основыаналцза петроге-незисов минералов.Изд.“Наука”,Москва.
Кориковский С П.1979.Фации метаморфизма метапелитов.Изд.Наука,Москва,8-23.
Маракушев А А,и Бобров А В.2005.Метаморфическая петрология.Изд.МГУ,Изд.Наука,Москва,206-227
Маракушев А А.1986.Петрография.Изд.МГУ,Москва.
Маракушев А А.1993.Петрография.Изд.МГУ,Москва,267-319.
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