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陜西省洛南縣熊耳群細(xì)碧巖中杏仁體特征及其成因探討

2022-04-13 09:38康琴琴張文碩劉新會
四川地質(zhì)學(xué)報 2022年1期
關(guān)鍵詞:鈉長石粒狀綠泥石

康琴琴,張文碩,劉新會

陜西省洛南縣熊耳群細(xì)碧巖中杏仁體特征及其成因探討

康琴琴1,張文碩1,劉新會1,2

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查實(shí)驗(yàn)中心,西安 710054;2.原武警黃金第五支隊(duì),西安 710054)

華北板塊南緣陜西境內(nèi)熊耳群火山巖為細(xì)碧巖,巖石中杏仁體發(fā)育。通過野外地質(zhì)調(diào)研、室內(nèi)顯微鏡觀測,研究得出細(xì)碧巖主要由斜長石和輝石的交代蝕變礦物組成。杏仁體由石英、鈉長石、綠泥石、綠簾石、方解石、陽起石、黑云母、綠鱗石、鈣沸石等充填氣孔形成,有6種礦物組合:Qzt+Cal;Qzt+Chl;Qzt+Bit;Ep+Act;Qzt+ Ep;Qzt+Ab,與細(xì)碧巖中的交代蝕變礦物組合基本一致。杏仁體具有環(huán)帶結(jié)構(gòu),研究認(rèn)為其形成先后次序?yàn)锽t/Act(平行氣孔壁切面方向生長)→Qtz1/Chl1/Ep1(垂直氣孔壁生)→Qtz2/Ep2/Act/Chl2(靜態(tài)重結(jié)晶形成)→Qtz3/Chl3(動態(tài)重結(jié)晶形成)→Cal。即由氣孔壁向內(nèi)依次為鉀化→鈉化→硅化(2期)→青磐巖化(綠泥石-綠簾石-陽起石)→碳酸鹽化。杏仁體一般呈橢圓狀、圓狀等,部分壓扁拉長,分布比較均勻,具假流動構(gòu)造。研究認(rèn)為杏仁體為交代蝕變流體充填形成。為區(qū)域巖石學(xué)研究及鐵礦勘查提供依據(jù)。

熊耳群;細(xì)碧巖;杏仁體;交代蝕變;形成機(jī)制

熊耳群火山巖廣泛分布于華北地臺南緣(孫樞等,1985),其巖石類型及巖石成因存在明顯分歧(趙太平等,1994)。上世紀(jì)50年代,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查認(rèn)為熊耳群為安山巖建造,主體巖石為安山玢巖、流紋巖。70年代,西北大學(xué)學(xué)者認(rèn)為陜西壩塬-洛塬熊耳群為細(xì)碧巖-細(xì)碧角斑巖系。有關(guān)熊耳群研究成果有以下幾種:一是豫西、晉南熊耳群為正常中酸性火山熔巖(唐洪敏等,2014);二是豫西熊耳群火山巖由鉀細(xì)碧巖、細(xì)碧巖-鉀角斑巖、角斑巖-鉀石英角斑巖組成(夏林圻等,1991);三是晉南垣曲熊耳群火山巖不屬于細(xì)碧角斑巖系(張德全等,1988);四是部分熊耳群火山巖為變拉斑玄武巖等,為變質(zhì)成因的(揚(yáng)憶,1990);五是在低級埋藏變質(zhì)條件下熱液蝕變形成的(趙太平等,1994)。

對陜西洛塬-文公嶺熊耳群進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查時,研究了細(xì)碧巖的巖石學(xué)特征,交代蝕變礦物特征。發(fā)現(xiàn)杏仁體礦物組成比較復(fù)雜,組合種類較多。杏仁體的粒度變化也比較大,在剖面上有規(guī)律變化。一直以來,眾多學(xué)者(邱家驤,2001)認(rèn)為杏仁體是次生礦物充填熔巖冷凝后留下的氣孔所形成的。近年來我國專家(劉萬珠等,2010)研究認(rèn)為,杏仁體的礦物成分是在局部熱力學(xué)平衡的封閉體系下,物化條件不斷變化下,原生火山玻璃固態(tài)下水合與蝕變作用形成的。部分專家學(xué)者(韓以貴等,2006)研究熊耳群火山巖時認(rèn)為,熔巖冷凝后留下的氣孔被火山期后熱液充填形成復(fù)雜的杏仁體,且杏仁體與熱液型銅、鉛、鋅、金、銀多金屬礦床相關(guān)。為此,系統(tǒng)研究陜西境內(nèi)熊耳群細(xì)碧巖杏仁體的特征,并探討其成因,為該區(qū)的地質(zhì)礦產(chǎn)評價奠定理論基礎(chǔ)。

1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)出露中元古長城系熊耳群洛源組(Chl),與下伏的鐵銅溝組呈不整合接觸,為淺變質(zhì)的火山巖系,該層下部巖石組合主要有淺灰綠色細(xì)碧巖與杏仁狀細(xì)碧巖、灰綠色細(xì)碧玢巖與杏仁狀細(xì)碧玢巖。上部巖石組合為灰白色凝灰質(zhì)板巖、灰綠色綠泥絹云千枚巖等。是區(qū)域主要的金、鉬、鉛、銀等礦產(chǎn)賦礦層位。

細(xì)碧巖主要礦物成分為鈉長石-更長石、中長石、綠泥石、綠簾石、陽起石、殘留狀透輝石、石英等,不透明礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦等。副礦物主要為磷灰石、鋯石、電氣石、金紅石等。斜長石主要成分為鈉長石-更長石,部分為中長石、拉長石。斜長石部分呈斑晶,半自形板狀、寬板狀,晶體表面比較渾濁,鈉黝簾石化較強(qiáng),其次是泥化、絹云母化,部分綠泥石化、綠簾石化,邊緣常被交代呈鋸齒狀,雜亂分布?;|(zhì)中斜長石呈細(xì)板條狀,具聚片雙晶、骸晶結(jié)構(gòu),消光角較小,一般<18°,斜長石排號一般低于An10,為鈉長石-更長石,常見鈉長石搭成三角形格架。綠泥石呈鱗片狀、片狀,集合體呈團(tuán)塊狀,充填在斜長石格架。綠簾石、黝簾石呈半自形柱狀、它形粒狀,比較破碎,集合體呈團(tuán)塊狀,充填在斜長石格架中。陽起石呈柱狀、針柱狀,沿解理方向破裂、分散、折離、拉斷,在后期應(yīng)力作用下,常發(fā)育扭折,定向、斷續(xù)分布。綠泥石、綠簾石、部分陽起石等集合體充填在斜長石格架中。石英呈它形粒狀,集合體呈團(tuán)塊,為交代蝕變形成的。偶見透輝石斑晶或其交代殘留體,呈半自形柱狀、邊緣被交代呈鋸齒狀、港灣狀,偶見綠泥石、綠簾石、不透明礦物集合體呈輝石假像結(jié)構(gòu)。部分細(xì)碧巖具杏仁構(gòu)造,其內(nèi)主要充填石英、綠泥石、方解石,其次是綠簾石、鈉長石、陽起石、綠鱗石、沸石等。杏仁體一般呈橢圓體,長徑一般介于0.40~11.20mm之間,雜亂分布。巖石交代蝕變較強(qiáng),主要為鈉長石化、絹云母化、黑云母化、綠泥石化、綠簾石化、陽起石化、黝簾石化、硅化等,部分強(qiáng)蝕變形成黃綠色綠簾石巖等。局地區(qū)域變質(zhì)作用比較強(qiáng),形成灰綠色綠泥絹云千枚巖、灰綠色綠泥綠簾石片巖。

圖1 洛南熊耳群細(xì)碧巖杏仁體形態(tài)及其組構(gòu)

(a).樣品PM4-73-由綠泥石窄邊,中部充填靜態(tài)重結(jié)晶形成的石英、方解石集合體;(b).樣品PM4-37-由外向內(nèi)依次充填石英-綠泥石-方解石;(c).樣品PM4-8-黑云母窄的環(huán)帶,石英充填中部;(d).樣品PM4-84-黑云母與綠泥石組成窄環(huán)帶,它形粒狀石英充填中部;(e).樣品PM4-357-綠簾石垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀,鱗片狀綠鱗石集合體充填中部;(f).樣品PM4-357-有3期綠簾石,第1期垂直氣孔壁生長,第2期它形粒狀緊密鑲嵌,第3期長條狀充填中部;(g).樣品PM4-206-邊緣有陽起石雜亂分布,鈉長石垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀,它形粒狀石英與綠泥石集合體充填氣孔中部;(h).樣品PM4-37-它形粒狀石英緊密鑲嵌,針柱狀陽起石呈放射狀充填在氣孔中部。

Qtz-石英,Cal-方解石,Chl-綠泥石,Ep-綠簾石,Act-陽起石,Bt-黑云母,Ab-鈉長石,Cel-綠鱗石

受杏仁體的影響,其周圍巖石發(fā)生變化。如常見鈉長石、綠泥石、黑云母在杏仁體最邊緣平行氣孔切面方向生長,形成窄的環(huán)帶。杏仁體外圍一定范圍內(nèi),巖石基質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,礦物結(jié)晶程度相對較低,間粒結(jié)構(gòu)不發(fā)育。斜長石晶形不完全,邊緣圓化,表面泥化較強(qiáng)。鈉長石、綠泥石、綠簾石等礦物碎裂化比較明顯。可見由靜態(tài)重結(jié)晶形成細(xì)粒近等粒狀石英與黑云母、陽起石等集合體組成的外部不封閉環(huán)帶(圖1g),圍繞杏仁體,形成一個“變質(zhì)暈圈”。以綠泥石為主充填的杏仁體周圍基質(zhì)間粒結(jié)構(gòu)明顯不發(fā)育,顏色明顯變淺,綠泥石、綠簾石等綠色礦物含量變少,形成一定范圍內(nèi)的淺色暈圈。有的在杏仁體邊緣形成壓力影(圖1d),由靜態(tài)重結(jié)晶形成的細(xì)粒石英、針柱狀陽起石集合體組成不規(guī)則團(tuán)塊狀,分布在杏仁體兩端。

2 杏仁體特征

研究區(qū)熊耳群細(xì)碧巖中杏仁體形態(tài)比較復(fù)雜,充填礦物種類、組合較多,分布具有一定分層性。

2.1 礦物成分

杏仁體由石英、鈉長石、綠泥石、綠簾石、方解石、陽起石、黑云母、綠鱗石、鈣沸石等組成。

石英:有3種狀態(tài),一是石英呈細(xì)粒狀、它形粒狀、半自形柱狀,部分垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀,形成最早(圖1d);二是石英呈中細(xì)粒狀,近等粒狀,顆粒之間呈直線接觸,緊密鑲嵌,集合體充填在氣孔中部,形成相對較晚(圖1d);三是石英呈中粗粒狀,近透鏡狀、橢圓狀、近等粒狀,顆粒之間呈縫合線接觸,集合體充填在氣孔中部,形成較晚(圖1h)。與石英有關(guān)的杏仁體有多種礦物組合,多期次形成特征。可以由近等粒狀石英單獨(dú)充填在氣孔中形成1期石英杏仁體;也可以由細(xì)粒石英垂直氣孔壁生長形成石英環(huán)帶,中部由它形粒狀石英集合體充填,形成2期石英杏仁體;也可以由石英環(huán)帶及其它礦物如綠泥石、綠簾石等充填中部,形成多成分多期次杏仁體(圖2a、圖2d、圖2g);一般氣孔外緣石英粒度相對較細(xì)小,中部粒度相對較粗大。在同一個杏仁體中可以出現(xiàn)靜態(tài)重結(jié)晶形成的石英,也可心出現(xiàn)動態(tài)重結(jié)晶形成的石英 (樣品號F-PM4-73-16)。

圖2 洛南熊耳群細(xì)碧巖杏仁體形態(tài)及其組構(gòu)

(a)-樣品PM4-37-由外向內(nèi)依次為石英環(huán)帶-綠泥石環(huán)帶-方解石;(b)-樣品PM4-247-2期綠泥石,邊緣窄環(huán)帶,內(nèi)部呈束狀集合體,杏仁體壓扁拉長,外圍有陽起石;(c)-樣品PM4-73-由外向內(nèi)依次為綠泥石環(huán)帶-方解石環(huán)帶-石英充填中部;(d)-樣品PM4-73-鈉長石平行氣孔壁切面方向生長形成環(huán)帶,其次是石英環(huán)帶,中部充填綠泥石;(e)-樣品PM4-196-板狀、粒狀、放射狀鈉長石集合體充填氣孔形成杏仁,邊緣鈉長石沸石化;(f)-樣品PM4-206-鈉長石垂直氣孔壁生長呈櫛殼,中部充填它形粒狀石英集合體;(g)-樣品PM4-73-鈉長石垂直氣孔壁生長呈櫛殼,它形粒狀石英形成環(huán)帶,中部充填綠泥石團(tuán)塊;(h)-樣品PM4-196-葉鈉長石呈放射狀充填氣孔形成杏仁體。

注:1、礦物排序由杏仁體外環(huán)向內(nèi)核依次排列;2、礦物符號下標(biāo)1代表柱狀垂直氣孔壁生長的,或平行氣孔壁切面方向生長的礦物,一般分布在杏仁體最邊緣;2代表它形粒狀礦物,一般呈緊密鑲嵌,靜態(tài)重結(jié)晶形成的,常以集合體出現(xiàn);3代表不規(guī)則粒狀、長條狀、透鏡狀,動態(tài)重結(jié)晶形成的礦物,類似于石英脈型中礦物。

Qtz-石英,Cal-方解石,Chl-綠泥石,Ep-綠簾石,Act-陽起石,Bt-黑云母,Ab-鈉長石,Cel-綠鱗石

鈉長石:無色,具聚片雙晶、簡單雙晶,消光角較小,一般<15°,排號介于1~10之間。在氣孔中有幾種充填方式,一是垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀、放射狀(圖1g、圖2g),部分沸石化,內(nèi)部充填石英、方解石(樣品號F-PM4-196-03,圖2h);二是分布在氣孔最外緣,平行氣孔壁切面方向生長,形成窄的環(huán)帶或不完全封閉環(huán)帶,氣孔內(nèi)部充填石英、綠泥石(樣品號F-PM4-73-03,圖2d、圖2g);三是垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀外環(huán),內(nèi)部緊密結(jié)合形成沸石化鈉長石內(nèi)核或鈉長石與石英集合體組成的內(nèi)核(樣品號F-PM4-196-04,圖2e),該杏仁體外緣常見黑云母環(huán)帶;四是由板狀、糖粒狀鈉長石集合體形成外環(huán),中部充填它形粒狀石英集合體(樣品號F-PM4-206-04,圖2f)。

綠泥石:綠色,黃綠色,具靛藍(lán)、銹褐、丁香紫異常干涉色,在氣孔中有幾期生長,一是粒度一般較粗大,垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀(圖2c);二是充填在氣孔中部,沿一定方向集合體呈條帶狀,具假流動構(gòu)造;三是呈纖維狀,沿石英裂隙呈放射狀分布(樣品號F-PM4-73-03);四是綠泥石分布在最外緣,形成比較窄的環(huán)帶,其內(nèi)為石英、方解石(樣品號F-PM4-73-14,圖2c);五是由綠泥石單獨(dú)充填氣孔形成杏仁體(樣品號F-PM4-113-04,圖2b)。有幾組組合方式,一是由綠泥石充填氣孔中部,邊緣為石英環(huán)帶(圖2a);二是有兩期四次充填,早期由石英環(huán)帶和垂直生長綠泥石環(huán)帶組成,二期是由垂直氣孔壁方向生長和具假流動構(gòu)造充填氣孔中部綠泥石組成。

綠簾石:淺黃-黃綠色,呈半自形-自形柱狀、它形粒狀,有幾種分布狀態(tài),一是呈自形半自形柱狀,充填在氣孔中部(樣品號F-PM4-73-17,圖1e);二是呈它形粒狀細(xì)粒狀,沿氣孔邊緣不連續(xù)分布,形成不完整的綠簾石環(huán)帶;三是呈它形粒狀、半自形柱狀,長徑一般介于0.05~0.85mm之間,或緊密鑲嵌,集合體充填在氣孔中形成杏仁體,或細(xì)粒平行氣孔壁切面方向或垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀形成外環(huán),內(nèi)部由它形粒狀緊密結(jié)合或半自形柱狀相向生長集合體形成內(nèi)核(樣品號F-PM4-357-03,圖1f);四是垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀外環(huán),中部由綠鱗石充填形成內(nèi)核(樣品號F-PM4-357-03,圖1e)。

方解石:無色,它形粒狀,解理比較發(fā)育,一般有幾種分布狀態(tài),一是呈不規(guī)則粒狀、不等粒狀,解理發(fā)育,分布在氣孔最外緣或中間形成環(huán)帶或不完整環(huán)帶(樣品號F-PM4-37-03,圖1a);二是呈粗晶-巨晶狀,它形粒狀,解理發(fā)育,充填在氣孔中部,形成不規(guī)則狀內(nèi)核,外環(huán)為綠泥石和石英環(huán)帶,形成最晚(樣品號F-PM4-37-03,圖1b)。

陽起石:淺黃綠色、淺綠色,粒徑0.10~0.28mm,半自形柱狀、針柱狀、針狀,集合體呈束狀、放射狀等,分布在近等粒狀石英粒間,充填在氣孔中部(樣品號F-PM4-37-03,圖1h),或平行杏仁體切面方向,圍繞杏仁體邊緣分布呈環(huán)帶,陽起石環(huán)帶一般較窄,有的也不完全封閉,其內(nèi)由外向內(nèi)充填鈉長石、石英。圍繞杏二體,局部出出一個烘烤邊,基質(zhì)呈黃褐色,其中陽起石呈黃褐色、黃綠色,顏色明顯偏褐色,其它礦物比較破碎,蝕變交代較強(qiáng)(樣品號F-PM4-206-04,圖1g)。陽起石形成于青磐巖化階段,常與石英共生,部分生于硅化階段。

黑云母:黃褐色-黃綠色,多色性明顯,片狀,一組解理極為發(fā)育,一般分布在氣孔外緣,有幾種分布狀態(tài),一是平行氣孔壁切面方向生長,與綠泥石集合體一起充填在氣孔邊緣形成最外圈黃褐色-黃綠色較窄環(huán)帶,氣孔中部充填石英形成內(nèi)核(樣品號F-PM4-84-03,圖2c、圖2d);二是平行氣孔壁切面方向生長,呈羽狀、放射狀,充填在氣孔邊緣形成黃褐色環(huán)帶,緊挨垂直生長著鈉長石環(huán)帶,內(nèi)核充填它形粒狀石英集合體(樣品號F-PM4-196-08,圖2f)。

綠鱗石:黃綠色、綠色,鱗片狀,粒徑0.01~0. 03mm,集合體呈放射狀、束狀,緊密結(jié)合,充填在氣孔中部,常形成圓形、橢圓形,邊緣為由綠簾石組成的環(huán)帶(樣品號F-PM4-357-03,圖1e)。綠鱗石是一種熱液蝕變礦物,也可以是噴出巖中輝石、橄欖石的蝕變物。結(jié)合研究成果,認(rèn)為綠鱗石是細(xì)碧巖中的暗色礦物輝石經(jīng)過交代蝕變形成的,并充填到氣孔中,其形成略晚于綠簾石階段,可以說晚于青磐巖化。

鈣沸石:無色,單晶呈柱狀,集合體呈放射狀、束狀,部分為交代斜長石形成,常沿氣孔邊緣垂直生長呈放射狀,形成外環(huán)帶,可能為后期交代杏仁體邊緣的斜長石形成的(樣品號F-PM4-196-08,圖2e)。

2.2 礦物組合特征

杏仁體充填礦物組合有以下6種,石英+方解石組合;石英+綠泥石組合;石英+黑云母組合;綠簾石+陽起石組合;石英+綠簾石組合;石英+鈉長石組合(表1)。

表1 杏仁體充填礦物的六種組合統(tǒng)計表

2.3 形態(tài)大小

杏仁體一般呈橢圓狀、圓狀、壓扁拉長的橢圓狀、不規(guī)則粒狀、云朵狀等。一般由單礦物集合體充填氣孔形成的杏仁體呈圓狀,如石英、方解石、綠簾石(圖1f)、鈉長石(圖2h)等組成的杏仁體;由2~3種礦物集合體充填氣孔形成杏仁體呈橢圓狀,如由Qtz-Chl-Cal組合(圖2a),Bt-Qtz組合(圖1d),Ab-Qtz-Chl組合(圖2d)等。由片狀礦物集合體充填氣孔形成杏仁體多呈壓扁拉長狀,如綠泥石形成的杏仁體(圖2-b)。杏仁體形態(tài)受氣體及巖漿粘度大小控制,部分杏仁體壓扁拉長,是受后期區(qū)域動力作用影響。

杏仁體粒徑大小介于0.40~9.60mm之間,一般介于0.75~6.00mm之間,最大達(dá)9.60mm(圖3)。杏仁體的長寬比介于1.57~9.60mm之間,一般介于2.00~8.00mm之間,最大9.60mm。杏仁體沿翻山溝剖面方向粒度及長寬比變化呈“U”變化,兩端較高,中間較低(圖3、圖4)。杏仁體粒度變化是受氣孔粒度大小控制,氣孔粒度大小變化反映了原巖氣體大小變化,同時影響了巖漿粘度變化。杏仁體粒度較大,密度越密,越靠近地表,所以翻山溝剖面的杏仁體粒度及長寬比趨勢變化反映了多期巖漿溢流旋回。

2.4 分布規(guī)律

細(xì)碧巖由下向上由塊狀細(xì)碧巖、杏仁狀細(xì)碧巖組成溢流旋回。在剖面上杏仁體呈層狀分布,比較均勻,多呈扁平橢圓狀,長軸略具定向。

圖3 杏仁體粒度在翻山溝剖面方向上變化趨勢圖

圖4 杏仁體粒度長寬比在剖面方向上變化趨勢圖

杏仁體中充填若以黑云母為主,指示鉀化較強(qiáng)。若以石英為主,說明硅化較強(qiáng)。若以鈉長石為主,指示鈉化較強(qiáng)。以綠泥石為主,指示泥化較強(qiáng)。以綠簾石為主,指示鐵鎂為主的青磐巖化為主。按照這個思路繪制主要礦物或蝕變主量元素沿剖面方向分布略圖(圖5)。按照堿質(zhì)交代一般規(guī)律,由內(nèi)向外,蝕變分帶為鉀化→鈉化→硅化→青磐巖化→泥化→碳酸鹽化等。沿剖面方向出現(xiàn)了鉀化→硅化,鉀化→泥化,鈉化→泥化→青磐巖化等三個變化帶,可能反映了三個溢流旋回。

2.5 形成階段

杏仁體形成是由外向內(nèi),即先在氣孔壁附著生長,有垂直氣孔壁生長形成櫛殼狀,也有平行杏仁體切面方向生長形成的環(huán)帶,之后在氣孔中部空間充填形成內(nèi)核,有靜態(tài)重結(jié)晶形成的石英、方解石、綠簾石、綠泥石等粒狀中帶或內(nèi)核,也有動態(tài)重結(jié)晶形成的長條狀、透鏡狀石英、綠泥石等,相互之間呈縫合線接觸形成的內(nèi)核。杏仁體充填礦物具有分帶性,即由外向內(nèi)劃分外環(huán)帶、中帶、內(nèi)核,環(huán)帶可以是單環(huán)或多環(huán),一般有1~3個環(huán)帶,如由外向內(nèi)依次為垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀的細(xì)粒柱狀或粒狀石英形成的外環(huán)→它形粒狀近等粒石英集合體形成的中帶→由鱗片狀綠泥石集合體充填氣孔中部形成的內(nèi)核組成的三相杏仁體;如由垂直氣孔壁長生的細(xì)粒半自形柱狀綠簾石形成的外環(huán)帶,由它形粒狀相對較粗的綠簾石充填氣孔中部形成的綠簾石內(nèi)核組成的兩相杏仁體。充填礦物可以是一種礦物或多種礦物組合,如由Qtz-Cal的二元組合,Bt-Qtz-Chl的三元組合,Ab1-Qtz2-Chl2-Cal的四元組合等。礦物充填方式有多種,有平行氣孔壁切面方向生長的黑云母、鈉長石等,有垂直氣孔壁生長的石英、綠簾石、綠泥石等。有靜態(tài)重結(jié)晶形成的石英、綠泥石、綠簾石等,有動態(tài)重結(jié)晶形成石英、綠泥石等。

總體來看,杏仁體形成序列為Bt/Act(平行氣孔壁切面方向生長)→Qtz1/Chl1/Ep1(垂直氣孔壁生)→Qtz2/Ep2/Act/Chl2(靜態(tài)重結(jié)晶形成)→Qtz3/Chl3(動態(tài)重結(jié)晶形成)→Cal。也即自外向內(nèi)依次為鉀化→鈉化→硅化(2期)→青磐巖化(綠泥石-綠簾石-陽起石)→碳酸鹽化。另外,在杏仁體最外緣常見有黑云母、陽起石環(huán)帶,研究認(rèn)為,黑云母、陽起石平行氣孔壁切面方向生長形成的環(huán)帶可能為基質(zhì)成分受區(qū)域變質(zhì)作用形成的,而不是沿氣孔充填形成的,所以不做為杏仁體的一部分。杏仁體礦物成分從垂直氣孔壁生長呈櫛殼狀開始向內(nèi)發(fā)育。另外,由于氣孔所處熔巖流體位置不同,其所發(fā)生的交代蝕變作用強(qiáng)弱有差別,所處的交代蝕變分帶也有差別,所以氣孔中最早充填形成的環(huán)帶成分也就有差別,有的是石英,有的是綠泥石等,最晚充填氣孔中部的礦物成分也有差別,有的是石英,有的是綠簾石或陽起石等。結(jié)合區(qū)域交代蝕變特征和一般交代蝕變分帶特征認(rèn)為研究區(qū)最早充填氣孔的是鈉長石,其次是石英,再次是綠簾石、綠泥石、方解石等。

圖5 杏仁體沿剖面方向蝕變分帶示意圖

3 成因探討

3.1 細(xì)碧巖成因探討

細(xì)碧巖成因研究已有近190年,有7種成因觀點(diǎn),主要有兩種截然不同的觀點(diǎn)(邱家驤,2001),一是原生成因論,早期人們認(rèn)為由富含鈉細(xì)碧巖漿直接結(jié)晶形成。二是變質(zhì)成因論,自上世紀(jì)60年代以來,人們認(rèn)為是玄武巖遭受低級變質(zhì)作用和交代作用形成的。近年來相關(guān)專家(韓以貴等,2006)研究認(rèn)為,熊耳群中的鈉長石是巖漿期后蝕變形成的,海水對鈉化有所貢獻(xiàn)。

研究認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)的細(xì)碧巖可能為交代蝕變作用形成的,理由有以下幾點(diǎn):一是交代蝕變種類比較齊全,既有鈉化、鉀化,又有硅化、青磐巖化、碳酸鹽化等;二是斜長石種類除有鈉長石外,還有中-基性斜長石,從其交代蝕變礦物組合來看,斜長石主要蝕變?yōu)殁c長石、黝簾石,其次為綠簾石、綠泥石等,去鈣長石化較強(qiáng),顯示原巖斜長石鈣長石含量相對較高;三是交代蝕變略具分帶性,區(qū)域上鈉化、鉀化、青磐巖化分帶性并不明顯,常見的是由鈉化+青磐巖化的組合。但在同一條剖面(如翻山溝剖面)上以鈉化+青磐巖化帶為主,也有鈉化+青磐巖化+鉀化(黑云母化)帶出現(xiàn)。另外在區(qū)域上除有鈉化+青磐巖化帶外,也出現(xiàn)鉀化帶(絹云母化+磁鐵礦化帶)。四是從礦物組合來看,綠簾石+陽起石+石英+綠泥石+鈉長石+石英+黝簾石等礦物組合,可能為基性巖的低綠片巖相組合,但出現(xiàn)黑云母就不好解釋。由交代蝕變作用形成的鈉化、青磐巖化、鉀化即可解釋。

3.2 杏仁體成因探討

杏仁體礦物成因主要有次生作用的、蝕變作用形成的、火山期后熱液充填形成的(邱家驤,2001)。熊耳群火山巖冷凝后留下的氣孔被火山期后熱液充填(唐洪敏等,2014)、與成礦流體關(guān)系密切(張漢成等,2003),屬火山氣液充填成因類型(趙嘉農(nóng)等,2002)。研究區(qū)內(nèi)細(xì)碧巖中杏仁體充填礦物組合與細(xì)碧巖中的交代蝕變礦物組合基本一致,應(yīng)為交代蝕變作用形成的。交代蝕變作用形成的鈉化較強(qiáng),氣孔中充填鈉長石,交代蝕變中硅化最強(qiáng),氣孔中充填的至少有3個世代石英。交代蝕變中青磐巖化成分比較復(fù)雜,氣孔中充填有綠泥石、綠簾石單礦物,或與石英、方解石等組合。交代蝕變中鉀化主要表面為黑云母化,且強(qiáng)度較弱,氣孔邊緣分布的窄的黑云母環(huán)帶。交代蝕變中碳酸鹽化較強(qiáng),氣孔中充填多期方解石團(tuán)塊或環(huán)帶。氣孔中充填礦物成分與巖石蝕變分帶大致一致,如青磐巖化地段,氣孔中充填礦物以綠簾石、綠泥石為主。杏仁體充填礦物成分與巖石裂隙中充填礦物成分大致一致。

巖石中氣孔(杏仁體)分布具有階段性、成層性等特點(diǎn),氣孔(杏仁體)長軸大致垂直層理,同一層位由下向上氣孔(杏仁體)有增加趨勢?;鹕綆r中氣孔為密封體系下的空間,為后期流體充填提供前期容巖容礦空間。巖石交代蝕變形成的流體充填,即形成了杏仁體,其實(shí)質(zhì)與充填巖石中的裂隙是一樣的(賈志泉等,2020)。多期次巖漿期后熱液交代細(xì)碧巖,形成不同成分的交代蝕變流體,充填氣孔就形成不同的杏仁體,交代蝕變分帶,相應(yīng)的杏仁體礦物成分也分帶。

4 結(jié)論

通過研究陜西洛源-文公嶺地區(qū)熊耳群細(xì)碧巖巖石學(xué)特征、細(xì)碧巖中的杏仁體礦物成分及組合,杏仁體形態(tài)、粒度變化及其分布規(guī)律,分析其形成階段,探討其成因,得到如下結(jié)論:

(1)陜西洛塬-文公嶺地區(qū)熊耳群細(xì)碧巖主要由斜長石和輝石組成。巖石交代蝕變較強(qiáng),斜長石鈉黝簾石化較強(qiáng),輝石發(fā)育綠泥石化、綠簾石化、陽起石化。

(2)杏仁體由石英、鈉長石、綠泥石、綠簾石、方解石、陽起石、黑云母、綠鱗石、鈣沸石等組成。

(3)杏仁體充填礦物組合有以下6種,石英+方解石組成;石英+綠泥石組合;石英+黑云母組合;綠簾石+陽起石組合;石英+綠簾石組合;石英+鈉長石組合。

(4)杏仁體一般呈橢圓狀、圓狀、壓扁拉長的橢圓狀、不規(guī)則粒狀、云朵狀等。

(5)杏仁體比較均勻分布,部分杏仁體呈扁平狀,長軸略具定向。

(6)杏仁體形成序列為Bt/Act(平行氣孔壁切面方向生長)→Qtz1/Chl1/Ep1(垂直氣孔壁生)→Qtz2/Ep2/Act/Chl2(靜態(tài)重結(jié)晶形成)→Qtz3/Chl3(動態(tài)重結(jié)晶形成)→Cal。也即自外向內(nèi)依次為鉀化→鈉化→硅化(2期)→青磐巖化(綠泥石-綠簾石-陽起石)→鈣化。

(7)巖漿期后熱液交代蝕變細(xì)碧巖,形成流體充填氣孔形成杏仁體。多期次的交代蝕變作用,形成交代蝕變分帶,相應(yīng)的杏仁體也具有分帶性。

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An Approach to Characteristics and Genesis of Amygdaloid Bodies in Spilite of the Xiong’er Group, Luonan, Shaanxi

KANG Qin-qin1ZHANG Wen-shuo1LIU Xin-hui1,2

(1-Geoanalysis Center, Shaanxi Geological Survey, Xi’an 710054; 2-The Fifth Geological Party, CAPF, Xi’an 710054)

Spilite of the Xiong’er Group in Shaanxi Province on the southern margin of the North China plate is characterized by development of amygdaloidal structure. The amygdaloid bodies consist of quartz, albite, chlorite, epidote, calcite, actinolite, biotite, celadonite and scolecite. The amygdaloid bodies are rounded and oval-shaped and characterized by zonal texture and pseudo-flow structure. The order of the development of the zonation is biotite-actinolite (parallel to the pore wall), quartz1-chlorite1-epidote1(perpendicular to the pore wall), quartz2-epidote2-actinolite-chlorite2 (static recrystallized), quartz3-chlorite3 (dynamic recrystallized) and calcite. They are products of potassic alteration, soda alteration, silicification, propylitic alteration (chlorite- epidote-actinolite) and carbonatization, respectively.

Xiong’er Group; spilite; amygdaloid body; metasomatic alteration; formation mechanism

P583

A

1006-0995(2022)01-0017-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.01.004

2021-03-26

康琴琴(1986— ),女,陜西榆林人,工程師,主要從事巖礦鑒定工作

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