花岗质岩石的类型与岩相学 花岗质岩石类型、分布及原岩探讨

作者&投稿:楚牲 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

一、岩石类型

根据Streckeisen(1973,1976)提出的深成岩的实际矿物含量Q-A-P分类,本区的花岗质岩石可主要分为二长花岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩和石英二长闪长岩等几类,个别样品属于二长闪长岩(图3-11)。马山岩体主要为石英二长闪长岩类,个别样品位于花岗闪长岩和二长闪长岩区。蔡峪岩体尽管没有实测的矿物含量数据,但根据目估的矿物含量,和它们只含少量碱性长石的特点,它们主要应位于英云闪长岩区。雪山岩体的主要岩石类型为花岗闪长岩,个别为英云闪长岩和石英二长闪长岩。林家官庄岩体的岩石类型为花岗闪长岩。大山岩体的岩石类型则为二长花岗岩。上述可以看出,蔡峪岩体、大山岩体和林家官庄岩体的岩石类型较单一,而马山岩体和雪山岩体的岩石类型较复杂。牛心官庄岩体无实际矿物含量测定资料,未能在Q-A-P分类图上反映。

图3-11 沂水地区花岗质岩石的Q-A-P分类图

1—马山岩体;2—蔡峪岩体;3—雪山岩体;4—林家官庄岩体;5—大山岩体

二、岩相学特征

(一)马山岩体(YS9564,YS9545,YS9546,YS9566,YS9582,YS9587,YS9610a,YS9624b,YS9743,YS9744)(图版Ⅳ之4)

岩石呈灰黑色,中粒—中粗粒(少数粗粒),片麻状构造;肉眼能见到暗色斜长石(暗色是其特点),棕色柱状紫苏辉石和黑云母片;产于石山官庄东的马山岩体中斜长石晶体大的可达3mm×4mm,在黄姑山斜长石大的可达5mm×10mm。紫苏辉石等铁镁矿物,大的一般可达3mm×4mm,小的为2mm×3mm,分布不均。石英在手标本上呈特征的蓝褐色。在高桥幅黄姑山的马山岩体中见有稍晚生成的紫苏辉石-透辉石-角闪石-微斜长石伟晶岩,局部紫苏辉石和微斜长石共同组成伟晶岩(图版Ⅰ之8),有的在角闪石晶体边部有透辉石小粒(图版Ⅱ之8)。

镜下岩石呈花岗半自形粒状结构,片麻状构造;组成矿物以斜长石(46.3%~59.7%)、微斜长石(10.26%~13.7%)、石英(2%~24.0%)、透辉石(3%~3.9%)、紫苏辉石(5.1%~11.5%)和黑云母(6.9%~13.7%)为主,有时见普通角闪石(0.1%~4.5%),在黄姑山还偶见少量细粒石榴子石,副矿物以磷灰石和磁铁矿较多,锆石次之。代表性样品矿物含量的统计如表3-1所示。

表3-1 马山岩体矿物体积百分数(φB/%)表

斜长石(An=23~27)呈板状,一般具极细的钠长石双晶纹,少部分具钠长石和卡式联合双晶和肖钠长石双晶。有的晶体中具有钾长石小斑块(YS9546,YS9564),微绢云母化;有的有压碎现象,钠长石双晶不明显(YS9550)。

微斜长石(Kf)粒度小于斜长石,含量多少因地而异,总体上前者略少于后者。微斜长石常具十字双晶纹,按其不同形态和产出特征,可分出三个成分段:Kf1颗粒较大,常与斜长石共生,其成分含量(%,下同)为Or=94,Ab=6,An=0.04;Kf2为中等大小,有时有弱的成分环带和条纹构造,其成分的含量为Or=81,Ab=18.71,An=0.49;Kf3为细粒状,其成分的含量为Or=69,Ab=27,An=4,有时呈集合体和石英一起穿切早期矿物。在斜长石晶体与微斜长石接触的边部,有时可见有少量细粒蠕英石(呈蝌蚪状)。阴极发光研究发现,呈亮天蓝色的钾长石围绕微斜长石生长。

石英呈单独的不规则粒状或粒状集合体,充填于长石晶体之间,阴极发光下呈带灰的深红色。石英普遍发育有变形纹。变形组构至少可分出高温组构和中低温组构两组,其中高温组构的排列方向和紫苏辉石组成的条带方向一致。

透辉石呈板状—粒状,长的可达2.4mm,具极浅的灰绿色,有一组解理和不规则的裂纹发育。个别晶体的次生解理显示弯曲状,其最大干涉色达一级蓝紫,NgΛc=38°~42°。晶体中包有斜长石、磁铁矿等,有时还有石英小粒。

紫苏辉石呈板柱状、粒状或粒状连晶,大的可达2mm×3mm~3mm×5mm(YS9515),具多色性;Np=粉色,Ng=灰绿色,平行消光。晶体中常分布有密集的透辉石出熔片晶,约占主晶的10%。在阴极发光照射下,主晶主要呈钢灰色,而片晶呈蓝灰色,极易区别。片晶沿主晶晶体的(010)方向定向排列。

普通角闪石常呈小粒状集合体分布于透辉石晶体的边部,形成一个很不规则的窄的环边(图版Ⅱ之5和6);具多色性:Np呈黄绿色,Ng呈蓝绿色,NgΛc=19°~20°。

黑云母呈片状,常分布于普通角闪石晶体的外缘(图版Ⅱ之5和6)及其裂隙中,其次穿切和环绕紫苏辉石晶体边缘生长,少数被包于紫苏辉石晶体内;具多色性:Np呈黄绿色,Ng呈暗棕色。

在阴极发光下显橘黄色的方解石呈分散状细粒或呈树枝状细脉穿切长英质矿物或沿黑云母解理分布,生成较晚。

磷灰石晶体长的达0.25mm(YS9515)和0.35mm(YS9546),以柱状为主,部分呈粒状;阴极发光下呈金黄色,边缘有亮黄色的增生薄边。有的磷灰石被包于磁铁矿和辉石中。磁铁矿不规则粒状,粒径变化较大,从2mm至0.1mm都有;有的包于铁镁矿物中,有的则单独分布。

在黄姑山呈包体出露的马山岩体中见有少量不均匀分布的石榴子石集合体,它们组成环状将紫苏辉石(为主)+石英和磁铁矿或透辉石+斜长石+石英包于其中,也有少量的较大的不规则粒状磁铁矿颗粒直接被环状石榴子石包围(图版Ⅱ之7)。石榴子石肉眼呈棕红色,镜下无色,在十字镜下全消光,且常被棕色普通角闪石穿过。

据1∶5万沂水幅区域地质报告,马山岩体曾分析过一个重砂大样,其重砂矿物含量(单位:g/t):磁铁矿7611.2,锆石134.33,磷灰石252.85,黄铁矿0.395,黄铜矿0.1,锐钛矿0.1,自然铅0.92。本项目曾在沂水罗家庄东南山头采取了马山岩体的一个样品(重0.95kg)做了重砂分析,其重砂矿物含量为:磁铁矿12825mg,紫苏辉石5175mg,单斜辉石4600mg,磷灰石525mg,锆石105mg,黄铁矿7mg,辉相矿1~5粒,钛铁矿21~50粒。上述两个样品相比,大部分重砂矿物种类相同,但含量差别却较大。

(二)蔡峪岩体——石榴二辉花岗闪长岩和黑云石榴奥长花岗岩(YS9557,YS9559,YS9561,YS9562,YS9619,YS9623)

该岩体的主要特点是富含石榴子石,斜长石以奥长石为主,岩性变化比较大。

岩石呈灰白色,中粗粒至粗粒,块状;肉眼见有棕红色—玫瑰色粒状石榴子石(粒径1~4mm)、聚片状黑云母和斜长石晶体以及石英粒,此外还有一些分布不均的黑色柱状矿物。

镜下观察呈花岗半自形粒状结构,略具片麻状构造。组成矿物以斜长石(40%~50%)、石榴子石(3%~10%)、黑云母(5%~10%)、紫苏辉石(±透辉石)(5%~10%)和石英(20%~30%)为主,有时见有少量钾长石,副矿物有磁铁矿、磷灰石和锆石。

斜长石呈板状至不规则粒状,有的粒径为1.5~3mm,有的则达5~6mm;部分具不清晰的细的钠长石双晶纹,其中有的已微显弯曲;肖钠长石双晶也可见到。有的斜长石晶体中见有平行排列的小条状或透镜状的钾长石,组成了条纹长石。斜长石已微绢云母化。

有少量钾长石颗粒与斜长石伴生,在斜长石的边部有一些细小的蠕英石分布。

石榴子石颗粒在薄片中呈粉色,在十字偏光镜下全消光。晶体中包有圆粒石英和斜长石,偶尔也有黑云母。有的石榴子石具有微绢云母化的斜长石环。

紫苏辉石呈粒状,粒径大于2mm,颗粒新鲜。该岩石裂纹发育,具多色性:Np呈粉色,Ng呈浅灰绿;晶体中有少量红色黑云母和微粒磁铁矿以及圆粒石英,在晶体边部有较多黑云母小片,一般长0.2~0.3mm,最长的可达0.7~1mm;多色性为:Np呈橙黄,Ng呈棕红,与不规则的粒状的磁铁矿伴生。石英呈粒状,粒径2~3mm,大的可达4~5mm,边部不规则。

此外在蔡峪岩体中还见有含石榴子石的紫苏英云闪长岩(YS9560)。岩石呈暗灰色,中粗粒块状,略显片麻理;肉眼能见到斜长石、石英、黑云母和紫苏辉石,偶见小颗粒的石榴子石(常组成聚合体,且分布不均)。

镜下观察呈花岗半自形粒状结构,片麻状构造。组成矿物以斜长石(50%±)、紫苏辉石(21%±)和石英(10%±)为主,钾长石(5%±)、条纹长石(6%±)和黑云母(4%±)次之,蠕英石(1%)、石榴子石(1%)和磁铁矿(1%±)和磷灰石较少。

斜长石(An 27%~33%,Ab 66%~70%)粒径6mm×8mm~1.8mm×2.2mm,大部分具清晰而整齐的钠长石双晶纹,有时也有少量肖钠长石双晶,一般新鲜,仅微绢云母化。

钾长石与斜长石接触的部分显示蠕英石,不显十字双晶纹,但呈波状消光。

条纹长石本身仍是斜长石,有的也具有钠长石双晶纹,晶体中有条状或方块状(或圆粒状)平行排列的钾长石;主晶也已部分绢云母化。

石英一部分呈不规则粗粒状,个别具波状消光,另一部分呈小颗粒集合体。有时在斜长石与紫苏辉石晶体相接处也有微粒状石英存在。

紫苏辉石一般呈柱状至板柱状,粒径为1.2~2.2mm,突起高,具多色性:Np呈粉色,Ng呈浅灰绿色,平行消光。晶体中包有许多雾状微粒。

磁铁矿粒状,粒径一般为0.05~0.3mm,个别大的呈极不规则的树枝状,长1.8~2mm。

磷灰石一般呈粒状。

(三)雪山岩体——片麻状紫苏花岗闪长岩(主体)(YS9573,YS9574,YS9578,YS9579,YS9580,YS9581)(图版Ⅳ之5和6)

新鲜岩石呈青灰色至烟灰色,风化后呈白色至灰白色,中细粒至中粒。肉眼可见少量透辉石和紫苏辉石。在雪山山头上可见6mm×7mm~4mm×5mm大小的黑云母集合体组成的斑块,还见有7mm×2mm大小的棕色紫苏辉石和2mm×4mm~3mm×5mm大小的钾长石斑晶。石英呈黑色是其特征。在稍晚生成的二长花岗质脉体中常伴有许多圆块状钾长石,大的可达7~8cm,小的也有1~2cm。

镜下观察,岩石呈花岗半自形粒状结构,片麻状构造。组成矿物主要是斜长石、微斜长石,紫苏辉石、透辉石和石英,有时有少量普通角闪石;副矿物主要有磁铁矿、磷灰石和锆石,有时还见有极少量的帘石。

据1∶5万沂水幅地质报告,五个雪山岩体样品的矿物体积百分含量如表3-2所示。从该表中可知,斜长石含量相对稳定,微斜长石、石英和黑云母含量变化较大,紫苏辉石含量少,有的薄片中缺失。根据本项目的研究,岩石中大多存在透辉石,紫苏辉石普遍出现。微斜长石、石英和黑云母的含量确实变化较大,说明岩石组成的不均一性。

表3-2 雪山岩体实测矿物体积百分数(φB/%)表

斜长石主要为奥长石,粒状,粒径0.6~1.4mm,具有不完整的钠长石双晶纹,有的已显弯曲,偶见有肖钠长石双晶。有的斜长石晶体中有小斑块状钾长石分布,形成条纹长石,绢云母化程度中等。斜长石与微斜长石接触的边部,常见有蠕英石出现,宽窄程度不等。

微斜长石呈粒状,粒径0.3~2mm不等,普遍具有十字双晶纹。晶体中包有的条状斜长石均较新鲜。

紫苏辉石大部分呈粒状,大的粒径可达2.5~4mm,晶体中包有磁铁矿、磷灰石和斜长石。光性特征是,在偏光镜下呈平行消光,具多色性:Np呈粉色,Ng呈浅灰绿色,部分已被蚀变并有铁染,但外形保存尚清楚。少数紫苏辉石柱体周围要么被磁铁矿或蓝绿色普通角闪石和(或)黑云母镶嵌,要么被斜长石粒包围而成环状(YS9573)。

透辉石呈浅灰绿色,粒状或粒状链,常与磁铁矿共生,Ng∧c=41°,干涉色一级蓝绿。

黑云母呈不规则片状,具多色性:Ng呈火黄色—橙黄色,Ng呈黑棕色;大部分包围或穿切透辉石和紫苏辉石,有的还将磁铁矿包围(YS9573),故其形成晚于这些矿物。

石英呈不规则粒状至乳滴状,有的组成条状集合体(YS9578)定向分布,部分显波状消光。

磷灰石呈短柱状至浑圆状,粒径0.1~0.2mm,表面光洁。

在青龙峪村东南路边所采岩石样品与主体岩石不太一样,色较浅,一般为肉红色,粒度较细(粒径2~3mm),暗色铁镁矿物含量少,见有少量黑云母和紫苏辉石,无透辉石。微斜长石的含量大于斜长石,岩性更接近于花岗岩。

(四)牛心官庄岩体——含紫苏辉石花岗岩(YS9547,YS95-6,YS9548,YS9517,YS9506,YS96-8,YS9629)

产于高桥幅黄姑山周围的牛心官庄岩体(YS9547,YS9548),镜下呈半自形粒状花岗结构,微显片麻理;组成矿物以斜长石、微斜长石和石英为主,紫苏辉石次之,有少量角闪石和黑云母。石英肉眼呈黑灰色是其特点。微斜长石半自形粒状,具十字双晶纹,晶体中包有斜长石和石英。斜长石呈粒状,部分具细的钠长石双晶纹,大部分已绢云母化。两种长石接触处的斜长石部分出现蠕英石。紫苏辉石已蚀变为镁铁闪石-黑云母。角闪石呈小片状,晶体中有尘滴状铁氧化物,具多色性:Np呈黄绿、Ng呈蓝绿。石英大部分呈粒状集合体,边界不规则。黑云母片状,Np呈浅黄、Ng呈暗棕色,部分已绿泥石化。副矿物为磁铁矿、钛铁矿、锆石和磷灰石等。在高桥幅汤家官庄一带的岩体中均未见到紫苏辉石,仅有少量角闪石和单斜辉石,多见微斜长石。据顾德林等(1997)研究,将该岩体称为紫苏奥长花岗岩,由斜长石(60%~70%)、石英(25%±)、紫苏辉石(0~5%)、普通辉石(0~5%)和少量钾长石组成。通过本次研究可以认为,牛心官庄岩性变化较大,相当一部分不含紫苏辉石,微斜长石含量则较多;说明该岩体是一个比较复杂的岩体,需作进一步划分。

(五)英灵山岩体——英云闪长岩-花岗闪长岩(YS9732,YS9727,YS9631,YS9726,YS9728,YS9729,Pml-yq2,YQ-C19,YQ-C20)(图版Ⅳ之7和8及图版Ⅴ之3和4)

岩石一般呈带紫的暗灰色,风化后呈暗灰色,中粒至中粗粒,肉眼可见2mm×3mm或3mm×4mm大小的斜长石晶体和聚片状的黑云母,偶见普通角闪石形成积集体,一般显片麻理,有的则显示揉皱。

镜下呈花岗半自形至不等粒粒状结构,片麻状构造。组成矿物以斜长石、微斜长石、透辉石、紫苏辉石和石英为主,普通角闪石次之;副矿物有磁铁矿和磷灰石(YS9727)。有些地区,岩石中缺失透辉石和紫苏辉石(YS9636,YS9726)。

据1∶5万沂水幅区域地质报告中实测的该岩体岩石的矿物体积百分含量为:斜长石29.05%,石英51.39%,钾长石7.82%,黑云母11.07%,磁铁矿0.6%,磷灰石0.07%。这一统计可能未包括典型的岩石类型,故缺少透辉石和紫苏辉石,实际上这两种矿物在典型的英灵山岩体中,极大部分都是重要组分,另外统计的石英含量也偏高,因此只能作为一般参考。

斜长石部分呈板柱状,部分呈粒状,大部分具钠长石双晶纹,有的因受变形而使双晶明显弯曲。部分斜长石晶体中有不规则小斑块状的钾长石分布而成为条纹长石;另有一种粒度较小的斜长石,亦具钠长石双晶纹,可能属另一世代。

透辉石浅绿色,呈粒状至柱状,Ng∧c=38°,干涉色为一级黄紫,常与黑云母伴生。

紫苏辉石呈不规则粒状,粒径大的可达1.5mm;光性特征与一般紫苏辉石相同,沿裂隙和裂纹已蚀变为滑石;它常与较多磁铁矿和少量石英颗粒伴生。

黑云母呈长片状(长1.5mm)或组成片状集合体,具多色性:Np呈浅黄色,Ng呈红棕色,与较多的磷灰石和磁铁矿颗粒伴生。

微斜长石粒状,比斜长石粒度小,含量也少,大部分具十字双晶纹;与斜长石接触处的斜长石边部,偶见有蠕英石出现。

普通角闪石为粒状,呈极浅的蓝绿色,Ng∧c=20°,系透辉石的蚀变产物。

石英粒度小且量少,有的组成稍大的聚合体,分布于长石晶体之间。

1∶5万沂水幅地质报告中报道了该岩体中一个重砂样品的分析结果,见表3-3。

表3-3 英灵山岩体重砂矿物分析结果(g/t)

(六)林家官庄岩体——英云闪长岩(YS9531)

由于岩体风化较强烈,不易取得新鲜样品。

岩石呈灰白色,中粒,片麻状;一般暗色矿物以普通角闪石和黑云母居多,在北张家庄东西一线分布的岩体,普遍含有石榴子石,但样品中未见。

镜下观察呈花岗半自形结构,片麻状构造。组成矿物以斜长石、石英、透辉石、普通角闪石和黑云母为主,偶见少量微斜长石,副矿物有磁铁矿、磷灰石、锆石和褐帘石以及次生方解石。1∶5万沂水幅地质报告中报道了岩体中两个薄片的实测矿物百分含量(体积),可供参考(表3-4)。

表3-4 林家官庄岩体实测矿物体积分数(φB/%)

注:这两个薄片中未见透辉石。

斜长石呈粒状至板状,粒径2~3mm,个别稍大,具有完整或不完整的钠长石双晶纹,部分已绢云母化。

石英呈不规则粒状,显示两种形态,一种为似正常岩浆成因的填隙式,另一种为交代成因的集合体状,二者均具波状消光。

透辉石呈粒状或板状,浅绿色,Ng∧c=34°。

普通角闪石有两种:一种呈板状体(Hb1),一般粒径为1~2mm,具多色性:Np呈黄绿色,Ng呈翠绿色,Ng∧c=22°,干涉色一级蓝绿,晶体中包有较大粒状的磷灰石和不规则粒状磁铁矿;另一种呈较小的粒状(Hb2),分布于透辉石晶体的周边,Np呈黄绿色,Ng呈天蓝色至蓝色,Ng∧c=20°。

黑云母呈片状,长0.5~1.5mm,常产于普通角闪石(Hb1)晶体的边部,具多色性:Np呈橙黄色,Ng呈黑绿色,常与大片磁铁矿(粒径0.4~0.5mm)和方解石伴生。

微斜长石含量比实测的少,呈粒状,具十字双晶纹,晶体中包有斜长石,偶见蠕英石。

据1∶5万沂水幅地质报告中介绍,重砂矿物中除见有前述的三种副矿物外,尚见有独居石、石榴子石和黄铁矿等。

(七)大山岩体——黑云母二长-钾长花岗岩(YS9536,YS9593,YS9595,YS9714,YS9716,YS9730,YS9538,Pm2p-yq2,Pm20-yq2,Pm20-yq4)(图版Ⅴ之1)

根据岩性特征,原划分的龙潭官庄岩体亦归入该岩体中。

岩石呈灰白色—肉红色,中粗粒(少部分中细粒)块状,部分略显斑状,片麻理有的显示有的不显示;斑晶主要是微斜长石,大的可达4~5mm,有的隐约可见卡式双晶,肉眼可见到含量不等的黑云母,其它镁铁矿物少见。

镜下观察呈花岗半自形—粒状变晶结构,组成矿物以斜长石、微斜长石和石英为主,在少数薄片中(YS95100,YS9595,YS9599)见透辉石和(或)紫苏辉石。黑云母含量少至稍多,普通角闪石偶见。副矿物以磷灰石和磁铁矿为主,也见有少量锆石。据1∶5万沂水幅地质报告中报道的一个重砂分析结果与薄片所见稍有不同。矿物含量以g/t计统计如下:磁铁矿3272.7,磷灰石15.9,锆石18.9,榍石(1.90),黄铁矿0.13,方铅矿0.49,碳硅石25颗,重晶石0.03,自然金1颗。

在上述的同一报告中也报道了大山岩体四个薄片的岩石中实测的矿物体积百分含量,其结果见表3-5。

表3-5 大山岩体的实测矿物体积分数(φB/%)

上述测定结果未见透辉石和(或)紫苏辉石以及普通角闪石等矿物,但就主要矿物成分而言,具有一定的代表性。现将有关矿物的形态和光性特征描述如下。

斜长石呈不规则粒状,粒径1~4mm(变化较大);一般具不清晰的钠长石双晶纹,偶见肖钠长石双晶(YS9698),部分晶体具平行排列的钾长石小方块,组成斑状条纹长石。大的斜长石与微斜长石接触处有微小的蠕英石出现;小的斜长石与微斜长石相接处,有微小的斜长石和石英颗粒充填。

微斜长石呈不规则粒状至方块状,十分新鲜,普遍具十字双晶纹,少数呈波束状;晶体中包有不规则—椭圆形粒状斜长石和石英,偶见黑云母和蠕英石。

石英呈不规则粒状,粒径变化较大,从0.n~1.2mm不等,有的组成粒状集合体,粒间呈镶嵌状;有的组成细条状,平行分布(YS9730)。

黑云母呈片状,长度以0.2~0.4mm为多,少数达2~3mm;具多色性:Np呈浅黄色,Ng呈棕红—棕黑色,部分已绿泥石化(也具多色性:Np呈浅黄色,Ng呈绿色)。

透辉石和紫苏辉石仅见于少数薄片(YS9598,YS95100),主要产于果庄西石坑,大部分样品中未见到。透辉石呈柱—粒状,粒径大的可达1~2mm,小的在0.5mm以下,呈浅绿色,Ng∧c=42°,晶体周边有蓝绿色的普通角闪石包围。紫苏辉石粒度与透辉石相当,光性与本区同类矿物相同,有的沿裂隙已次生黑云母化(YS9598),其晶体周围也有稀疏的蓝绿色普通角闪石包围。

磷灰石以柱—粒状为主,大的可达0.1~0.2mm,有的包于黑云母片中。磁铁矿粒度变化较大,大的达0.3~0.65mm,小的只有0.05mm,常与镁铁质矿物伴生。偶见褐帘石和石榴子石。

(八)石英闪长岩脉(δO2,YS9719)(图版Ⅴ之2)

前人将石英闪长岩脉归入元古宙,它呈细长脉状侵入于雪山岩体中;主要有两条脉体,大致平行分布于王家山与青龙峪村(西)之间,长约6km,宽约150m,走向北西。在王家山村北沟中一段岩脉呈北西向分布,延长约750m,宽约100m,现正在开采中。

岩石呈黑白相间的花斑状,块状,粒度2~5mm,由白色柱状斜长石和黑色柱状辉石组成。镜下呈辉长结构;组成矿物以斜长石、透辉石、黑云母为主,含少量石英,副矿物以钛铁矿和磷灰石为主,偶见绿帘石。

斜长石呈长柱状,最长可达4.2mm,一般也介于1.0与2mm之间,交叉排列,有三角形空隙,被辉石充填;具钠长石和卡式双晶纹,宽窄不一,Np∧(010)=20°,部分已绢云母化。

透辉石呈柱状、板状至不规则粒状,大的可达3.5mm以上,Ng∧c=40°。较新鲜的大晶体中包有小条状斜长石(0.1~0.4mm),局部有较多的钛铁矿。边部往往见有棕色普通角闪石(Hb1)和蓝绿色角闪石(Hb2),其关系如图3-12所示。棕色普通角闪石具多色性:Np呈黄棕色,Ng呈棕色,部分已绿泥石化;蓝绿色角闪石的多色性为Np呈浅黄绿色,Ng呈蓝绿色,Ng∧c很小。

图3-12 两期角闪石镜下素描

Cpx—透辉石;PI—斜长石;Hb1—棕色角闪石;Hb2—蓝绿色角闪石

黑云母片状,不规则,大的可达5mm×7mm,也有一些呈细长条状,前者常见较多方形或不规则的钛铁矿包于其中(图3-13)。黑云母的多色性为Np呈金黄色,Ng呈暗棕色,边部发蓝。

图3-13 黑云母和钛铁矿的包裹关系

Bi—黑云母;Il—钛铁矿

磷灰石呈不规则粒状,突起较高,干涉色低,常与棕色普通角闪石伴生。

石英很少,不规则粒状,常充填于空隙中,特别是斜长石晶体的空隙中。



花岗质岩石的岩相学~

研究区内花岗质岩约占太古宙岩石出露面积的60%,其中主要为灰色片麻岩(TTG质岩石)。花岗质岩石发育于麻粒岩相和高角闪岩相变质作用区,后期往往遭受绿片岩相的退变质作用。由于绿片岩相变质作用和后期蚀变交代作用的广泛发育,改变本区花岗质岩石的外貌,呈暗灰绿色,进而岩石中矿物颗粒模糊不清。从有限的新鲜样品观察,本区花岗质岩石的矿物粒度普遍比辽吉地区的灰色片麻岩粒度小一个级次,即显微粒度以细粒为主,而辽吉地区大部分灰色片麻岩颗粒为中粒或中细粒。
各期次的灰色片麻岩(TTG岩系)均表现为侵入于同变形期的表壳岩系,即使“整合型”的灰色片麻岩,虽然与围岩(表壳岩)具一致的片麻构造,但在一些地段可见它们横切表壳岩的片理,这是由于岩浆的流动和构造应力综合作用所致。在侵入型片麻状灰色片麻岩类型中,大面积侵入的英云闪长质岩—花岗闪长质岩破坏了表壳岩的完整性,使其作为残块保留在灰色片麻岩中(图版Ⅴ-1、Ⅴ-4)。深成小侵入体类型对表壳岩的侵入关系更毋庸置疑,其岩株型侵入体形态便是明证。岩石薄片中,残留花岗结构(图版Ⅴ-6)、斜长石环带构造(图版Ⅵ-2)等岩浆岩特征层出不穷。由于TTG质岩系矿物含量变化多端,加之变质变形过程和后期交代作用的差异,各类岩石的矿物组合和百分含量也变化多端。本区与世界范围内灰色片麻岩的矿物含量对比见表Ⅳ-2。由表看出,本区有些灰色片麻岩与世界灰色片麻岩相比,一个显著特征是,石英含量较低。一方面可能是某些TTG质片麻岩的原岩不是“TTG”而是基性变质岩遭受混合岩化后酸性程度较低的非层状混合岩;另一方面可能是其原岩可能是中性岩和斜长岩质岩石(见后述)。从表4-2还可看出,世界范围的灰色片麻岩是富石英和钠质斜长石的,钾长石与斜长石之比约0.07,镁铁质矿物含量通常低于15%。灰色片麻岩最常见矿物组合是奥长石+石英+黑云母,但奥长石+石英+黑云母+钾长石组合或奥长石+石英+黑云母+综绿色、绿色普通角闪石(+石榴子石或次透辉石)组合在本区也常见。次要矿物有时见绿泥石、碳酸盐、绿帘石、黝帘石;副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石和黄铁矿等。
灰色片麻岩的岩石结构常见花岗变晶结构,变余花岗结构、细粒交生体结构(图版Ⅴ-7、8)以及包含结构、蠕英结构、交代净边结构和动力变形韧性剪切造成的特殊结构(糜棱岩)。岩石常具片麻状构造、条带状构造、条痕状构造、斑点构造和块状构造。
灰色片麻岩常见蚀变有绢云母化、硅化、阳起石化、绿泥石化、碳酸盐化、黑云母化。这些蚀变作用多发生于韧性剪切带中或附近。
对于灰色片麻岩中英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩各类岩石的进一步厘定和划分,大多采用O'Connor(1965)的标准矿物An—Ab—Or三角图图解法。由于化学分析的岩石必须是未受交代和蚀变的片麻岩原岩,否则会造成图解和实际岩石不符的结果。在不符的情况下(本文就存在这一情况),则要对被判别的岩石的成岩历史进行岩石学和地球化学的探讨,以求准确判定岩石的类型和代表的岩石成因演化意义。从岩石成因上讲,英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩(TTG)不仅反映了太古宙地壳部分熔融作用和岩浆分离结晶作用的程度、花岗质岩浆的母岩特征、残留物的组成成分,而且可以根据各类岩石的元素丰度来推断岩石形成的大地构造环境。F.Barker(1979)曾对奥长花岗岩下过定义,并且在元素成分上给出量的界限。K.C.Condie(1981)对TTG质岩石的岩石、地球化学做过详尽研究,但目前很难推出一个关于TTG岩石的分类表。李双保(1994)提出一个适用于太古宙TTG质岩石的分类。综合这些前导性的工作,对本区TTG质的岩石研究会有重要启示。本区大量出现的TTG质岩石是英云闪长质岩和花岗闪长质岩,奥长花岗质岩石较少。在An—Ab—Or图(图4-1)上的奥长花岗质岩石仅反映了其主元素特征。物质成分有后期叠加、改造之嫌。位于图中花岗岩区的不少投点的岩石,在稀土图谱特征上也反映了为TTG质岩石特征。在岩石类型的定名中,不仅考虑主元素,更要考虑稀土和微量元素;岩石矿物组分上不仅考虑原岩的特征,更要注意后期物质对其的叠加改造,这样才能全面重塑岩石的成岩历史。本区地表存在的灰色片麻岩岩石类型如下。

表4-2 太古宙花岗质岩(灰色片麻岩)矿物组成

注:①1~13的矿物组成据薄片镜下目估;14~17的矿物组成据王世发等(1994);18~21的矿物组成据Martin(1994)。
②括号内数字为被平均的样品数。
③多数钾长石交代斜长石形成条纹长石和反条纹长石。
英云闪长质岩石:通常为暗灰色、灰绿色,少数为灰白色,多具片麻理。主要矿物为斜长石(An=10~35),40%~65%;石英,20%~40%;钾长石,0%~15%;黑云母,3%~15%,通常黑云母大于角闪石的含量(0~5%)。岩石常为片麻状、条带、条纹状构造,常见中—细粒、细粒花岗变晶结构、变余花岗结构。可见交代结构现象,早期结晶矿物被晚期矿物交代、熔蚀,如黑云母交代角闪石、钾长石交代斜长石、石英交代钾长石、锆石被熔蚀成浑圆状。角闪石(次透辉石)含量很低,多呈不规则柱状、粒状,常见阳起石化,它们被分解并产生榍石+铁钛氧化物+帘石类组合(图版Ⅵ-1)。黑云母多呈它形晶,常伴随韧性剪切带出现,明显是钾化次生成因。斜长石以板状半自形晶(图版Ⅵ-2)为主,常见变形双晶和聚片双晶,偶见环带构造,未见卡钠复合双晶。石英常呈不等粒他形,粒状、条带状,波状消光,钾长石主要交代斜长石形成条纹长石和反条纹长石,部分为微斜长石,少数呈后期交代成因的粗粒斑晶。
与辽吉地区的英云闪长岩相比较,本区分布于高角闪岩相至麻粒岩相变质区的英云闪长岩类普遍含次透辉石和石榴子石,少数含紫苏辉石(图版Ⅵ-3),一方面表明变质级别为高角闪岩相(成岩压力较高),另一方面表明花岗质岩石的化学成分与相邻表壳岩有密切关系。前面所述,退变质的岩石中常见帘石类矿物、铁钛氧化物、榍石与黑云母共生,并在叶理中形成拉长的团块,这反映了富钾流体的交代过程(Collerson和Bridgwater,1979),即长石+角闪石+水→帘石+黑云母+石英,水压力高于800Mpa(Zon和Hammarstrom,1984;Vander Lean和Wyllie,1992)。分布于低角闪岩相变质区的英云闪长质岩石中石榴子石则少见,如原四合堂群地段的灰色片麻岩。
奥长花岗岩:是一种特殊类型的花岗岩,在世界太古宙花岗岩地体中广泛分布,被认为是太古宙地质发展史中的一个极其重要的岩浆活动产物。奥长花岗岩的颜色通常为灰白—黄白色。块状构造,片理发育较弱。奥长花岗岩是一种特殊的英云闪长岩,特点是镁铁质暗色矿物含量小于英云闪长岩。黑云母含量0%~10%,角闪石含量小于5%。加拿大地质工作者在野外以角闪石含量小于5%就定为奥长花岗岩,以区别英云闪长岩和花岗闪长岩。斜长石牌号2~25,为钠更长石,较英云闪长岩的低。本区的奥长花岗岩在整合类型中以白色和灰白色的宽3~10cm的条带和表壳岩相间排列平行产出(图版Ⅵ-4),且与之同褶曲同变形,而侵入型的则与英云闪长岩或花岗闪长岩或花岗岩构成侵入杂岩体。在图4-1中位于奥长花岗岩区的岩石则在外观上表现为肉红色钾质花岗岩,如16号,主元素中有交代成因的钾;在花岗岩区的岩石,其REE图谱则保留了奥长花岗岩的特点(图Ⅳ-7中10、11、13、14号投点)。
花岗闪长岩(图版Ⅴ-6):暗灰、灰白色,少数肉红色,片麻状一块状构造。中细粒结构和花岗变晶结构,少数似斑状结构。斜长石为更—中长石(An 20~40),含量25%~50%。钾长石含量10%~30%。角闪石含量一般大于英云闪长岩,为5%~20%。石英含量一般为20%~25%,低于奥长花岗岩,等于或低于英云闪长岩。总之,在矿物含量上与英云闪长岩相比,花岗闪长岩的角闪石、钾长石含量明显较高。特别应指出,花岗闪长岩在野外不易与英云闪长岩区别,两者的区别确需考虑多方面的因素,因为TTG质岩系的定名不仅仅考虑了矿物的含量,特别考虑了岩石的化学成分、稀土元素图谱及岩石成岩过程。
花岗岩(钾质花岗岩,本区主要为二长花岗岩):通常呈肉红色,块状构造,花岗结构。岩石显微结构明显呈现岩浆结晶特征。在矿物组成和含量上十分类似于显生宙的花岗岩。A.J.Sylvester(1994)总结了太古宙的花岗深成岩,并将富钾花岗岩进行了三重分类:钙碱性的、强过铝的和碱性花岗岩。据估算,花岗深成岩构成太古宙地盾出露岩石的20%,远排在拉斑玄武岩(约10%)之前,仅在TTG岩系(约50%)之后,位于第二。本区太古宙的花岗质深成岩与TTG质岩石相比,很不发达,更逊于后太古宙(如燕山期)的花岗岩浆作用。华北陆台太古宙脉金矿床稀少,而燕山期、海西期金矿床却发育,这种有别于欧、美、澳、非洲太古宙地体的奇特现象不能不令人认为中国的“地台活化论”学说的真知灼见,说明中国大陆地壳演化有其独特之处,都很值得深入探讨。
由于本次工作重点不在于此,故未对太古宙花岗岩过多投入精力,但总体认为,本区钾质花岗岩很少构成独立岩基和岩体,而常以岩脉、小脉体的形态出现。从分类上来看多为钙碱性的,而强过铝的和碱性的花岗岩很少。相反,能以岩体形态出现的一些肉红色的钾质花岗岩却是TTG质岩被后期钾化改造了的岩石。

首先应该肯定的是,我们现在见到的太古宙花岗质岩石(灰色片麻岩,深熔成因的钾质花岗岩)具复杂的演化历史。它们来自于母岩的部分熔融作用、部分熔体的分离结晶作用;来自于母岩不同温度、压力环境下的深熔作用。成岩之后,在主构造变形作用期受到变形变质作用的改造,产生各种构造叠置的“整合”,侵位型态;在地幔和上、下地壳水平之部位,又会受到含硅、CO2、H2O等流体的交代、渗滤、蚀变作用,岩石的矿物成分、含量发生变化,REE和LIL元素在岩石中受到强度不同的改造。因此,对本区花岗质岩石,必须以“改造论”的观点进行探讨。
通过岩石薄片、化学分析、微量元素、REE元素的测定,认为本区花岗质岩石的原岩有以下4个类型。
1.基性-中基性及中性-中酸性变质岩类为原岩的灰色片麻岩
这些变质岩受上地幔或地壳中富硅流体的渗透和交代而变成英云闪长岩质的灰色片麻岩,相当林强等(1992)划分的硅铝渗透型花岗岩。在高角闪岩相至麻粒岩相变质区,这些灰色片麻岩的矿物组合一般为(紫苏辉石)次透辉石+角闪石+斜长石+石英。据镜下观察,原变质岩矿物组合中石英含量低;要么是岩石中有大量外来石英,以条带状、不规则状、粗粒团块状贯入,这种灰色片麻岩中含有基性变质岩、磁铁石英岩等包体,其与基性变质岩之间呈渐变关系,偶见侵入关系,二者具有贯通的片麻理(图版Ⅵ-5)。这种类型岩石与刘树文等(1992)所研究的冀东上营—马兰峪地区英云闪长质岩具类似之处,但色调上多为暗灰绿色,斜长石牌号大于25,且绢云母化、帘石化强烈,辉石和角闪石常被细粒黑云母、绿泥石、帘石、阳起石等蚀变矿物集合体交代,石英常定向排列,熔蚀斜长石和原岩其他变质矿物。同一薄片中,有的可见具富石英部分和贫石英部分,后者几乎呈不含石英的斜长岩质岩石,说明富石英部分是后期渗透贯入的组分。

图4-8 花岗岩的球粒陨石标准化图谱数字为表4-1中序号


图4-9 阳坡地花岗岩球粒陨石标准化图谱样品号见表4-1

2.斜长岩质岩石为母岩的英云闪长质岩石
该类岩石多见于苇子峪TTG(A)-M-Me杂岩区。代表岩石样品为97063(图版Ⅵ-6)和97123。岩石表现为以斜长石为主的堆积结构的岩石,特别表现为其稀土元素图谱中Eu为明显的正异常。当然,由于变质和交代作用的影响,其矿物种类、含量和岩石化学成分发生了改造。另一种解释可能是此类岩石是部分熔融的熔体,经分离结晶作用分异出花岗岩之后的熔体的残留相。因为分离的花岗质熔体,重稀土富集,Eu呈明显的亏损,所以残留相的稀土表现为重稀土亏损,Eu为正异常,二者正好互补。
3.英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩为母岩的灰色片麻岩
该类岩石均为标准的TTG质岩石,没有或很少受后期交代作用的改造(图版Ⅴ-6、Ⅵ-2)。岩石中残留岩浆岩结构明显,相当林强(1992)划分的壳源分异型花岗岩,是下地壳部分熔融的产物。
4.钾质花岗岩
此类岩石大多数为二长花岗质岩,是TTG质灰色片麻岩或表壳岩在深熔作用下产生的。代表性岩石如97007样品(图版Ⅵ-2)。岩石构成岩体或杂岩体之一部分,残余岩浆岩结构清楚,斜长石具环带结构。该类岩石相当林强等(1992)划分的深熔型花岗岩的一个亚类。该类型花岗质岩石成因的内涵就是壳源成因。

包体岩相学特征
答:作者综合了他们的分类方案,并结合铜陵地区的实际,将包体分成捕虏体、残余体及岩浆包体3大类,并将其中的岩浆包体划分为镁铁质石英二长闪长质(冷凝边)包体、暗色微粒闪长质(混杂岩)包体及堆积岩包体3种。 1)捕虏体:主要指岩浆上升过...

冀东(包括辽宁绥中-锦西)地区花岗质岩石
答:该区花岗质岩石主要分布于安子岭、秦皇岛、绥中一带,主要包括TTG花岗岩、二长和钾质花岗岩等类岩石。另外还有界岭口闪长岩(图4—10)。空间上,它们呈一定的带状分布。闪长岩和TTG花岗质岩石分布于西侧,二长和钾质花岗岩分布于东侧。

本区太古宙花岗质岩石概述
答:在此基础上提出了本区花岗质岩石的类型、分布、成因及在本区地壳演化中所起的作用。其特点如下。(1)由本区花岗质岩石及与其共存的表壳岩的单颗粒锆石定年和Sm-Nd同位素示踪结果(表6-1)认为花岗质岩石的定位时代属新...

花岗质岩石的特征对比及其构造意义
答:吉-辽-鲁岛弧带内存在多种不同类型的花岗质岩石,还有(石英)闪长岩、(角闪)辉长岩存在。根据岛弧岩浆杂岩带的形成发展,可把它们划分为中基性侵入岩、岛弧花岗岩和碰撞花岗岩等三种不同类型的岩石组合。中基性侵入岩包括(石英)闪长岩...

花岗岩的成因类型
答:对比Castro等(1991)的花岗岩分类,诺尔特地区的花岗岩特点集中于S型与Hs型中。本区花岗岩在成岩作用上与S型花岗岩类似(部分熔融作用),成岩物质虽然来源于中地壳,但却有H型花岗岩的特点(壳幔混源),因此虽然表现为...

花岗岩建造系列的地质特征
答:组成岩体的岩石比较复杂,主要为花岗闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩和肉红色钾长花岗岩等。岩石结构以中粒至细粒为主,有时为斑岩或玢岩浅成侵入体(英安斑岩、闪长玢岩)。因此,岩性比较偏中性。常含闪长质或石英闪长...

鞍本地区花岗质岩石
答:鞍本地区新太古代花岗岩以钾质花岗岩为主,其它类型花岗质岩石出露相对较少(图4—7)。据许亚光(1989)的研究和我们的观察,在歪头山地区,英云闪长岩侵入表壳岩系,花岗闪长岩-黑云母花岗岩侵入表壳岩系和英云闪长岩。...

高级变质的花岗岩—绿岩带
答:高级变质花岗岩-绿岩带主要分布在华北地台的阴山-燕山区和辽宁吉南区的辽宁清原、阜新-朝阳-凌源,河北的青龙-遵化、张家口-宣化和内蒙古包头以北的乌拉山一带。高级变质的花岗岩-绿岩带由表壳岩和同构造期的花岗质岩石组成。表壳岩大约占...

碰撞背景下的大地构造相系
答:岩性为灰、灰绿、黄绿色含云母、钙质粉砂质粘土(页)岩夹薄层钙质粉—细砂岩...(二)碰撞型岩浆岩相 该类型花岗岩分布于从江地区,为黔桂边境摩天岭花岗岩基(...1.岩石学特征 长石:有碱性长石和斜长石。碱性长石主要为微斜长石和条纹长石...

世界环斑花岗岩的研究历史及进展
答:环斑花岗岩(rapakivi granite)是地球上一种特殊的岩石类型,以其独特的结构和地质环境受到广大地质学家的关注。Rapakivi granite中文文献中被翻译成奥长环斑花岗岩或更长环斑花岗岩,但事实上包围卵球状钾长石的斜长石不仅仅只有更(奥)长...