王 晶，黃琴輝，應(yīng) 璽

(云南國土資源職業(yè)學院，云南 昆明 652501)

巖漿起源、成礦元素聚集、巖石成因等研究是花崗巖所探究的關(guān)鍵內(nèi)容。在花崗質(zhì)巖石中，黑云母是其中所分布范圍最多的鎂鐵質(zhì)礦物，它的化學成分受多種條件的影響，例如巖漿冷卻結(jié)晶時物化條件(如壓力、溫度以及氧逸度等)的限制。因此，黑云母可以作為巖漿冷卻結(jié)晶時物化條件的一種指示劑[1][2]，其成分轉(zhuǎn)變不僅對巖漿演化以及來源等成巖信息進行記載，也能視為成礦巖體最為核心的判斷特征[3]。本研究對巖相學、野外地質(zhì)調(diào)查進行分析且與前人的探究相聯(lián)結(jié)起來，對河臺礦區(qū)與成礦關(guān)系密切的花崗閃長斑巖中黑云母礦物進行化學分析，對巖漿所凝聚成的成巖成礦的標準以及探討巖漿形成的物化條件給予指示價值。

1 地質(zhì)前景

云樓崗花崗巖位于粵西河臺金礦區(qū)西部，礦區(qū)內(nèi)出露面積約6 km2。河臺金礦床大地構(gòu)造位于欽杭所聚集的南段，吳川-四會以及羅定-廣寧斷裂的聯(lián)結(jié)處。針對欽杭結(jié)合帶而言，它是華夏和揚子兩大古陸塊碰撞凝聚后拼貼形成的巨型板塊結(jié)合帶[4]，是華南區(qū)域最為核心以及具有找礦潛力的成礦多金屬區(qū)域。出露地層有震旦系、寒武系、志留系、泥盆系、石炭系下統(tǒng)、三疊系上統(tǒng)和古近系以及新近系山間盆地沉積。加里東期構(gòu)造運動產(chǎn)生了許多混合型或S型花崗巖[7]。印支早期形成大范圍S型花崗巖或混合花崗巖，例如廣寧-羅定動力變質(zhì)帶北東段區(qū)域[6]；以及防城-靈山斷裂帶周圍旁側(cè)的大容山-十萬大山區(qū)域[5]。燕山期為I型花崗巖的侵位[6]。區(qū)域上構(gòu)造線以北東-北北東向為主，防城-靈山、羅定-廣寧以及吳川-四會等區(qū)域性大斷裂(韌性剪切帶)控制著區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的分布和產(chǎn)出。

河臺金礦區(qū)主要出露震旦系(Z)云開群、奧陶系以及志留系(圖1)。云開群為一系列無序完整的變質(zhì)巖分布于礦區(qū)北部，以石英絹云母片巖、二云母石英片巖、變粒巖、片麻巖、混合巖、混合花崗巖等為主，部分區(qū)域受強烈的剪切變形而凝聚成多條糜棱巖帶；志留系以及奧陶系出露于礦區(qū)的南部，以板巖、淺變質(zhì)粉砂巖以及砂巖為主，與震旦系呈斷層接觸。云樓崗巖體位于礦區(qū)西北部，侵入于云開群中，巖性為中粒黑云母二長花崗巖、黑云母斜長花崗巖，鋯石U-Pb年齡241.9±3.3Ma，侵位時間為中三疊世[10]，為印支期巖體。在礦區(qū)東部出露伍村巖體，巖性為黑云母巨斑狀花崗巖，單顆粒鋯石U-Pb年齡為153.6±2.1Ma[8]，屬燕山期侵入體。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列北東-南西向的韌性剪切帶(ML9、ML11等)，并控制著礦體的產(chǎn)出。

圖1 河臺金礦床礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)陳俊等，1993修改)Fig 1.Geological Sketch Map of Hetai Au Orefield1-震旦系(z)云開群混合巖；2-中粒黑云母二長花崗巖；3-巨斑狀黑云母花崗巖；4-奧陶系與志留系薄層淺變質(zhì)砂巖、粉砂巖及薄層板巖；5-糜棱巖帶及編號；6-采樣位置

2 樣品及分析方法

4個花崗巖樣品采自河臺礦區(qū)云樓崗巖體北東部和南西部，靠近震旦系云開群混合巖地帶，均為灰白色中粒-中粗粒二云母花崗巖，具典型花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。其中斜長石含量35%，形狀表現(xiàn)為半自形、自形板狀，發(fā)育有復合卡鈉以及聚片雙晶，少量發(fā)育韻律環(huán)帶；石英20%，呈他形粒狀；黑云母15%，呈片狀，有明顯的多類色彩褐色以及黃綠色；白云母15%，片狀；其他副礦物15%(圖2)。

圖2 云樓崗花崗巖手標本及顯微照片F(xiàn)ig 2.Hand Specimen and Microscope Picture of Yunlougang GraniteBi-黑云母；Mus-白云母；Q-石英；(b)單偏光；(c)正交偏光

礦物成分分析在中國科學院廣州地球化學研究所礦物與成礦中科院重點實驗室電子探針實驗室完成，測試設(shè)備為日本電子JOEL企業(yè)所產(chǎn)出的電子探針型號JXA-823V型，2.0×10-8作為其束流，15 kV作為實驗加速電壓，束斑大小為5 μm。

3 分析結(jié)果

黑云母的主量元素電子探針分析結(jié)果見表1。在Mg-(AlⅥ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)圖解(圖3)中，黑云母的成分投點落在鎂質(zhì)黑云母的范圍內(nèi)。

圖3 黑云母Mg-Mg-(AlⅥ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)分類圖解(據(jù)Foster，1960)Fig 3.Biotite Mg-Mg-(AlⅥ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)Classification Digram

表1 云樓崗巖體黑云母化學組成(wt%)Tab 1.Biotite Chemical Analysis of Yunlougang Rockbody

從電子探針分析結(jié)果和分類圖解中可知，云樓崗巖體中黑云母具有如下特征：

(1)黑云母中w(FeOT)介于16.46%～18.83%；w(MgO)介于9.52%～10.60%。Mg/(Mg+Fe2+)比值較為均一，介于0.48～0.53，體現(xiàn)了它未受到后期流體的轉(zhuǎn)變。

(2)黑云母中w(Al2O3)介于17.03%～18.04%，w(TiO2)介于1.73%～3.04%，w(AlⅥ)為0.28～0.41作為通過22個氧原子所核算的陽離子數(shù)。研究表明，其中黑云母的結(jié)構(gòu)式以及高鈦特征里低AlⅥ特征表明所凝聚成的條件是較高氧逸度環(huán)境以及相對高溫[12]。

(3)黑云母中w(MnO)介于0.27%～0.40%。巖漿演化中，Mn濃度通常較難轉(zhuǎn)化成單獨的礦物，Mn2+通過類質(zhì)同像的模式將Mg2+、、Fe2+進行替代等，進而滲透到造巖礦物中去[13]。Fe2+/(Fe2++Mg)值以及花崗巖云樓崗黑云母MnO值表現(xiàn)為正相關(guān)，也體現(xiàn)出Mn是通過類質(zhì)同像的模式轉(zhuǎn)進黑云母晶格中去。

4 討論

4.1 巖漿結(jié)晶的物理化學條件探討

黑云母的化學成分在一定程度上可以反映巖漿-熱液體系的物化條件。特別是在Uchida et al.[14]的探究體現(xiàn)了花崗巖結(jié)晶壓力與黑云母的全鋁容量有著良好的正相關(guān)性，關(guān)系式表現(xiàn)為：P(×100Mpa)=3.03×TAl-6.53(±0.33)，式中TAl是通過22個O為基礎(chǔ)所進行核算的黑云母中鋁陽離子的總體數(shù)額。按照這種壓力對本區(qū)花崗巖中黑云母的結(jié)晶壓力進行估算得出245Mpa～278Mpa，P=ρ·g·H換算作為侵位深度的公式，其中ρ=2700 kg/m3，g=9.8 m/s2，計算得到9.27km～10.51km，平均深度10.09km。

黑云母Ti溫度計算公式：T(℃)={[ln(Ti)-a-c(XMg)3]/b}0.333，通過核算得到黑云母粗面巖的結(jié)晶溫度。式中XMg為Mg/(Mg+Fe)，a=-2.3594，b=4.6482×10-9，c=-1.7283，且XMg=0.275～1.000，Ti=0.040～0.600之間為準確的校正范圍。計算得到的黑云母結(jié)晶溫度為585℃～675℃，平均647℃。

4.2 巖石成因探討

黑云母中MgO含量可以反映巖石物質(zhì)來源及成巖成礦作用的一些地球化學特征，因此它的成分特點可以反映寄主巖石的成因類型和形成環(huán)境。丁孝石[15]認為典型幔源黑云母中w(MgO)>15%，殼源黑云母中w(MgO)<6%，本文w(MgO)9.52%～10.60%，平均9.93%，具有殼幔過渡特點。針對黑云母FeOT/(FeOT+MgO)-MgO圖解(圖4)，云樓崗花崗巖中黑云母關(guān)鍵投影在靠近殼源和殼幔源劃分界線，體現(xiàn)出本區(qū)地殼涵蓋在成巖物質(zhì)中，而且有少量地幔物質(zhì)增添進去，也體現(xiàn)了殼?；煸吹奶卣骱托纬稍?。Abdel -Rahman[16]通過對世界325件黑云母產(chǎn)品核心要素的數(shù)據(jù)進行測試分析，提出了黑云母構(gòu)造環(huán)境MgO-FeOT-Al2O3判別圖解。本研究的數(shù)據(jù)放置于此圖上，黑云母都投放在C區(qū)和P區(qū)界限附近(圖5)，即造山帶鈣堿性巖系到過鋁質(zhì)巖系。結(jié)合分析結(jié)果，云樓崗巖體在很大程度上為印支期造山環(huán)境下凝聚成的S型花崗巖，并有少量幔源物質(zhì)混入。

圖4 云樓崗花崗巖黑云母的FeOT/(FeOT+MgO)-MgO圖(據(jù)周作俠，1986)Fig 4.Biotite FeOT/(FeOT+MgO)-MgO Diagram of Yunlougang granite

圖5 云樓崗花崗巖黑云母構(gòu)造環(huán)境判別圖(據(jù)Abdel-Rahman，1994)Fig 5.Biotite Tectonic Environment Criteria of Yunlougang GraniteA-非造山堿性巖系；C-造山帶鈣堿性巖系；P-過鋁質(zhì)巖系

5 結(jié)論

(1)云樓崗花崗巖中黑云母結(jié)晶的壓力為245Mpa～278 Mpa，相當于9.27km～10.51km，平均深度為10.09 km[14]。結(jié)晶溫度為585～675℃，平均647℃。

(2)云樓崗花崗巖可能是印支期造山過程中形成的S型花崗巖，并有少量幔源物質(zhì)混入。