張俊敏,遲廣成
1.遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì),遼寧普蘭店 116200
2.沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,遼寧沈陽(yáng) 110032
遼寧瓦房店金伯利巖的巖石類型比較復(fù)雜,有斑狀金伯利巖,金伯利角礫巖,金伯利凝灰?guī)r,巖球狀金伯利巖,碳酸鹽化金伯利巖[1];按照金云母含量的多少,可以分為金云母型金伯利巖(金云母含量>5%)和貧金云母型金伯利巖(金云母含量<5%),貧金云母型金伯利巖的主要種屬有:斑狀金伯利巖和金伯利角礫巖。而金云母型金伯利巖,由于金云母化作用較強(qiáng),金云母的含量一般較高,為39%~75%,平均59%,屬富金云母金伯利巖。因巖漿期后的熱液蝕變作用,金伯利巖原生礦物已蝕變殆盡。
金伯利巖巖漿后期的熱液蝕變作用,是一個(gè)從高溫到低溫的自變質(zhì)過(guò)程,一定的巖石類型或巖體的一定部位,經(jīng)常是以一種熱液蝕變作用為主,其他蝕變作用居于從屬地位。金伯利巖的形成是多期的頻繁劇烈的構(gòu)造活動(dòng),不斷破壞交代作用過(guò)程,經(jīng)常出現(xiàn)交代作用的間斷和重疊,可以看到幾種熱液蝕變礦物先后交代橄欖石,并在橄欖石假象中呈帶狀分布,金云母化本來(lái)早于蛇紋石化,有時(shí)也看到鱗片狀金云母交代蛇紋石。在巖漿期后的早期階段,熱液蝕變作用明顯地顯示了對(duì)原巖巖石類型的繼承性,金云母化作用主要發(fā)育在云母型金伯利巖中,這反映了巖漿期后熱液繼承了巖漿成分中富K和Al的特征,貧云母型金伯利巖中,一般無(wú)金云母化或金云母化作用很微弱,主要是蛇紋石化,這與貧云母型金伯利巖的成分中MgO和H2O的含量較高是一致的,到了蝕變作用的晚期階段,隨著原巖中主要造巖元素(Mg、Fe、Si等)的大量帶出,蝕變作用對(duì)原巖巖石類型的繼承性就不明顯,不同類型的金伯利巖,在一定的條件下,都可以遭受強(qiáng)烈的碳酸鹽化和硅化作用,而與原巖巖石類型似乎無(wú)關(guān)。每一個(gè)蝕變作用階段,除了形成一定的主要熱液造巖礦物之外,還形成了與其共生的礦物組合,在交代過(guò)程中,一方面熱液與原有礦物作用形成新的礦物,并保持原有礦物的體積和形態(tài)(如蛇紋石化橄欖石假象);另一方面,從原有礦物中游離出來(lái)的成分,與熱液中某種成分結(jié)合,也可形成新的礦物,隨著交代作用的進(jìn)行,新生礦物不斷形成,熱液成分也不斷變化,進(jìn)而發(fā)展到次一階段的蝕變作用,交代作用的每一階段都是繼承前一階段的巖石基礎(chǔ),形成新的共生礦物組合。通過(guò)對(duì)交代作用過(guò)程中的每個(gè)階段的礦物共生組合分析,可以分析出不同元素在礦物中的遷移規(guī)律,鋁、鉀和鈉主要參加金云母形成,如若金云母繼續(xù)被交代,鉀、鈉則被帶出,而鋁參加形成綠泥石被繼續(xù)保存下來(lái),鎂總的來(lái)看被大量帶出流失,盡管有滑石、白云石等鎂或含鎂礦物形成,其數(shù)量有限;鈣主要形成方解石、磷灰石等礦物,在碳酸鹽化金伯利巖中,鈣變?yōu)閹r石的主要成份;硅主要是從原礦物中帶出,參加殘余熱液成分中,到了交代末期,在適宜的條件下,以石英的形式晶出沉淀。
巖漿期后階段,金伯利巖經(jīng)受了極其強(qiáng)烈的熱液蝕變,大量的熱液礦物相繼生成,巖漿階段生成的主要造巖礦物橄欖石等幾乎交代殆盡,其他原生造巖礦物和付礦物所剩無(wú)幾,就連巖漿期后早期階段生成的熱液礦物(金云母、蛇紋石等),到了晚期熱液交代作用階段(如碳酸鹽化和硅化)也同樣被強(qiáng)烈交代,殘留很少。這種強(qiáng)烈的、重疊的和復(fù)雜的熱液蝕變作用,是金伯利巖的一個(gè)重要特征。金伯利巖中的熱液蝕變礦物有25種以上,熱液蝕變種類及其間先后相互關(guān)系十分復(fù)雜,按熱液交代作用演化進(jìn)程中先后更替的起主導(dǎo)作用的熱液礦物可以劃分為金云母化、蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化和硅化等幾個(gè)交代作用階段,至于其它熱液礦物的交代作用:磷灰石化、榍石化、銳鈦礦化、綠泥石花、磁鐵礦化、赤鐵礦化、褐鐵-針鐵礦華、白云石化、重晶石化等都是從屬于上述某一交代作用階段的。
金云母化是云母型金伯利巖的特征性蝕變作用,斑狀富金云母金伯利巖及含巖球斑狀富金云母金伯利巖中,金云母化作用比較強(qiáng)烈,其他類型金伯利巖中,金云母化作用很微弱。金云母的交代作用有以下幾種形式:金云母呈纖維鱗片狀交代斑晶或基質(zhì)中的橄欖石,多是簇?fù)韲@橄欖石斑晶,沿著斑晶的邊緣進(jìn)行交代,也有的呈鱗片狀或片狀交代到橄欖石晶體的內(nèi)部,金云母呈較大的片狀包裹第二、三世代橄欖石,呈嵌晶結(jié)構(gòu)。金云母化作用系高溫堿性交代作用,是偏堿性超基性的金伯利巖巖漿轉(zhuǎn)入巖漿期后階段,在巖漿階段未能完全晶出的金云母成分(鉀、鋁等),又以交代作用的方式繼續(xù)生成,金云母化作用繼承了金伯利巖巖漿的偏堿性性質(zhì),它的強(qiáng)弱與巖石的堿性程度是一致的。在金云母化作用階段,伴隨有熱液鉻鐵礦和磷灰石生成。
蛇紋石化是金伯利巖的最主要熱液蝕變,斑狀金伯利巖和金伯利角礫巖均發(fā)育十分強(qiáng)烈的蛇紋石化作用。蛇紋石首先是從交代巖石基質(zhì)和基質(zhì)中的粒狀橄欖石(第三世代)開始的,進(jìn)而交代橄欖石斑晶(第一、第二世代),巖石基質(zhì)和第三世代的小橄欖石顆粒均被膠蛇紋石徹底交代,第一世代橄欖石大斑晶,邊部常被膠蛇紋石交代,中部被葉蛇紋石或方解石交代,葉蛇紋石是膠蛇紋石的再結(jié)晶的產(chǎn)物,二者之間常常是過(guò)渡的,巖石中偶見纖維蛇紋石細(xì)脈。蛇紋石化作用是在富含H2O和CO2等揮發(fā)份的熱液作用下發(fā)生的,其反應(yīng)式為:5Mg2SiO4+H2O→2H4Mg3Si2O9+Mg O+SiO2蛇紋石化作用階段,伴隨有磁鐵礦、綠泥石、榍石和銳鈦礦的晶出。
滑石化作用發(fā)育不普遍[2],主要見于斑狀富金云母金伯利巖和金伯利巖角礫巖中,在斑狀金伯利巖中滑石化作用很微弱?;饕墙淮鷰r石基質(zhì)、橄欖石斑晶和金云母,金云母常被鱗片狀滑石交代呈殘晶,在蛇紋石化斑狀金伯利巖中,鱗片狀滑石常沿蛇紋石化橄欖石假象邊緣進(jìn)行交代,有的直接交代假象內(nèi)部的蛇紋石,在巖石基質(zhì)中,滑石呈鱗片狀集合體不均勻分布,滑石化作用階段伴隨綠泥石、方解石、銳鈦礦和赤鐵-針鐵礦生成。
輕微的碳酸鹽化作用和熱液方解石細(xì)脈在巖體中普遍存在,強(qiáng)烈碳酸鹽化金伯利巖,均具有明顯的壓碎結(jié)構(gòu),反映了強(qiáng)烈碳酸鹽化作用同構(gòu)造弱化帶之間的密切關(guān)系。碳酸鹽化作用的方式,一種是它形粒狀方解石均勻地交代巖石基質(zhì)和斑晶,屬于飽和CO2的熱液滲透交代,另一種是密集的網(wǎng)脈狀方解石沿裂隙充填交代。強(qiáng)烈的碳酸鹽化作用,不僅在巖石外貌上,而且在礦物成分和化學(xué)成分上,使金伯利巖徹底變化,實(shí)際上變成了碳酸鹽類巖石,這表明在高濃度CO2的熱液作用下,硅酸鹽礦物是不穩(wěn)定的,會(huì)發(fā)生徹底的分解,而為碳酸鹽所代替。碳酸鹽化作用階段生成的礦物有方解石、綠泥石、白云石、重晶石、石英、赤鐵礦、針鐵-褐鐵礦和白鈦礦。
硅化不是金伯利巖蝕變特征,一般少見硅化,但局部地段卻有強(qiáng)烈硅化斑狀金伯利巖,巖石中除殘留有少量的綠泥石、鉻鐵礦、銳鈦礦、磷灰石和磁鐵礦之外,幾乎全為它形粒狀的石英,在巖石結(jié)構(gòu)上常清楚地保留橄欖石斑晶假象,橄欖石斑晶假象中石英顆粒較大(0.5mm~1mm),而基質(zhì)中的石英顆粒較?。ㄐ∮?.3mm)。硅化作用是由于碳酸鹽化作用過(guò)程中,硅酸鹽礦物分解,硅大量加入殘余熱液,在適當(dāng)條件下生成石英所形成的。在硅化作用階段生成的礦物有石英、綠泥石、重晶石、白云石、方解石、黃鐵礦和黃銅礦等硫化物。
遼寧瓦房店金伯利巖蝕變作用復(fù)雜、種類繁多是其明顯特征。巖漿上行過(guò)程中早期形成的橄欖石、石榴石、鉻鐵礦、金云母等大的晶體,因巖漿中流體熔蝕作用所形成的圓斑結(jié)構(gòu),是金伯利巖獨(dú)有的標(biāo)志性特征,具有圓斑結(jié)構(gòu)的火山巖一般可以作為判斷金伯利巖的依據(jù)。
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