岩石学及矿物学特征

作者&投稿:愚颜 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
矿物学、岩石学及岩相学特征~

1.二长花岗斑岩
二长花岗斑岩体多呈小岩株、岩瘤状产出于似斑状二长花岗岩体中。岩体多呈似圆状的小岩株、岩瘤状产出,出露面积较小,大多<5km2。斑岩体的围岩中未见烘烤等热接触变质现象,斑岩体的边部也未见有挤压形成的片麻理或流动构造,且岩体顶部多见晶洞构造,说明了斑岩体就位于浅部张性构造环境的特征。岩石具细粒含斑状或少斑状结构,基质为细粒或微细粒花岗结构,块状构造,局部见晶洞构造(照3-4①、②、③、④)。斑晶为中粒或中粗粒碱性长石(占3%~8%)、斜长石(大小2~4.0 mm,占1%~3%)、灰白或烟灰色粒状石英(大小2~4.0 mm,占2%~5%)等,少量褐色片状黑云母、灰绿色柱状角闪石等暗色矿物;据岩体的单矿物斜长石、钾长石斑晶的电子探针分析结果(表3-11),斜长石斑晶 An8~15Ab81~90Or2~5,为更或中长石,w (Na2O/K2O)>1;条纹长石Or44~85Ab14~54An1~2, w (Na2O/K2O) 1,钾长石Or81~93Ab7~19AnO, w(Na2O/K2O) <1(表3-11),黑云母为铁质、铁叶黑云母。显微镜下常见矿物不平衡的异常、共生现象,如钾长石呈基底状包裹石英和斜长石等;颗粒大小、赋存状态不同的黑云母的共生,部分呈微细颗粒被包裹在钾长石中,部分以较大颗粒的造岩矿物赋存于基质中(照3.4①、②)等。
另外,在鹤岗-伊春高速路的丰沟经营所一带的二长花岗斑岩岩体中广泛发育形态多样的脉岩群而区别于早白垩世二长花岗斑岩-正长花岗斑岩。脉岩以中基性闪长(玢)岩、辉石(二长)闪长岩为主(照3-4⑤、⑥),局部见花岗斑岩、花岗细晶岩、流纹岩脉等。脉宽大多约1~2 m 为主,个别宽十余米,中基性闪长(玢)岩脉局部时而分叉又合并、弯曲呈胳膊肘状或“U”字状,时而呈发辫状,同时可见包裹有熔蚀呈半圆形的寄主花岗岩钾长石捕获晶,与围岩的界面或清楚且平直或火焰状。闪长(玢)岩多包裹围岩二长花岗斑岩捕虏体,捕虏体大小不一,小者1~10 cm,大者几米至10 m 左右,多呈不规则次棱角-棱角状、长条状、透镜状等(照3-5①~⑦)。以上说明中基性闪长(玢)岩、酸性脉群具壳幔岩浆混合成因的同深成作用岩墙的特征。
表3-11 二长花岗斑岩-正长花岗斑岩长石、黑云母电子探针分析结果表(%)


续表


岩石中偶见微细粒黑云母闪长质(岩)包体(照3-5⑧),其特征与似斑状二长花岗岩中的壳幔混合成因的MME型闪长质包体类型完全一致。包体岩性为微细粒或微细粒斑状含角闪石黑云母闪长岩,具微细粒或微细粒斑状结构,块状构造。矿物组成为:斜长石以自形-半自形长柱状为主,大小一般在0.1~0.25 mm,有时个别为0.5~1 mm 者构成斑晶,含量55%~65%;角闪石为黑绿色自形柱状,大小0.1~0.3 mm,含量25%~30%;黑云母呈黑色片状,大小0.2~0.5 mm,约5%。
包体呈灰色、浅灰色,形态多为椭圆状,与围岩寄主花岗岩间关系较为清楚为主,包体大小不一,大小1~30 cm之间,包体中多见寄主岩钾长石晶体,部分钾长石晶体横跨界面,部分呈熔蚀状。
综上所述,二长花岗斑岩中MME型闪长质包体、复杂多样的同深成作用岩墙(中基性-酸性脉岩群)的发育,充分反映了岩体形成于垂直上顶的张性裂隙系统,说明测区上部岩石圈的扩张作用的存在,暗示其形成可能与玄武质岩浆底侵作用有关(邵济安等,2001;肖庆辉等,2002;莫宣学等,2002;王德滋等,2002;罗照华等,2006)。
2.正长花岗斑岩
岩体岩性主要为正长花岗斑岩、细粒正长花岗岩等,两者呈相变接触,两者仅从斑晶的发育程度不同而区分(照3-4⑦、⑧)。岩体局部钾长石含量减少、斜长石含量增多时,相变为二长花岗斑岩。岩体侵入下泥盆统黑龙宫组(D1hl)、下二叠统土门岭组(P1t)、上二叠统红山组(P3hn)和上二叠统五道岭组(P3w),并在接触带附近形成程度不同的围岩角岩化带,并被后期下白垩统宁远村组(K1n)流纹岩、下白垩统淘淇河组(K1t)砾岩等不整合覆盖(图3-20)。

照3-4说明:①细中粒二长花岗岩,钾长石呈基底状包裹石英和斜长石等(D1733);②细粒二长花岗斑岩,斑晶为钾、斜长石(P08b73);③④细粒二长花岗岩(D356、P14b30);⑤⑥中细粒辉石(二长)闪长岩(P28LT4b、b9087);⑦⑧中细粒多斑状正长花岗岩,斑晶为钾长石、斜长石和石英,基质具细粒结构和文象结构(D3278)。以上均为2.5×10mm(+)


照3-5说明:①②③二长花岗斑岩中的发辫状闪长玢岩脉,包裹熔蚀呈半圆形的寄主花岗岩钾长石捕获晶(丰林林场),中基性脉岩局部弯曲分叉又合并,表现为张性特征(丰茂林场);④⑤二长花岗斑岩中的脉岩群,多以闪长(玢)岩为主,花岗斑岩次之(五号闸);⑥⑦二长花岗斑岩中的脉岩群,界面呈发辫状或火焰状,表现为崩塌机制下的张性环境中的半塑性状态下的相互侵入、包裹关系;⑧二长花岗斑岩中微细粒闪长质包体

正长花岗斑岩、细粒正长花岗岩岩石大多较为新鲜,多呈浅肉红色,斑状结构,块状构造;岩石中矿物粒度大于2 mm 者构成为斑晶,当斑晶不发育时,则相变为细粒正长花岗岩。斑晶有碱性长石:为浅肉红色中粒或中粗粒级,半自形板状,以条纹长石为主,微斜条纹长石次之,占5%~8%;斜长石:以更长石为主,少为中长石,占3%~5%;石英:灰白色、烟灰色他形粒状,占3%~5%;少量为褐色黑云母、灰绿色角闪石等暗色矿物,两者共占约1%。基质为细粒花岗结构,矿物粒度0.3~1.4 mm,以碱性长石(条纹长石、微斜条纹长石,45%~50%)、石英(他形粒状,22%~28%)、斜长石(更中长石,12%~15%)为主,少量鳞片状黑云母(黑褐色片状,1%)、角闪石(黑绿色柱状,1%)等组成。
据岩体的单矿物斜长石、钾长石的电子探针分析结果(表3-11),斜长石An10-15Ab79~88Or1-5,为更或中长石,w(Na2O/K2O) >1;条纹长石Or42Ab57An1,w(Na2O/K2O) <1,黑云母为铁质。

碎屑岩中的碎屑组分和结构特征能直接反映物源区和沉积盆地的构造环境。碎屑物质在被搬运过程中,不稳定组分不断地被淘汰,稳定组分则不断地相对富集。一般来说,成分成熟度越高的砂岩(石英及硅质岩屑量达90%以上者),表明搬运过程中不稳定组分被改造的程度越深。近物源区长石和岩屑含量增加,石英相对减少。因此可根据砂岩的成分成熟度来解释碎屑物质被搬运沉积的历史。岩屑类型和砾石成分是母岩类型的直接标志,对恢复母岩性质和物源方向较有成效,且长石的类型也可用来判别物源区的性质。例如,酸性火山岩中的斜长石主要是透长石;酸性侵入岩中主要为正长石和微斜长石;中性岩中的斜长石常具有环带构造,中性的火山岩具有细的环带构造。
石英在物源分析中的应用由来已久。过去主要通过在显微镜下观察石英的包裹体发育特征、消光类型、形状(延伸性)以及多晶现象等标志来判别物源。近年来,阴极发光技术的引入,使石英在物源分析中的作用日益增强。根据石英的阴极发光特征并结合普通光学特征,可确定母岩类型,因为火成岩、变质岩及沉积岩中形成的石英,阴极发光各有特色。紫色石英是高温条件下快速冷却形成的,产于深成岩、火山岩和接触变质岩中。火山斑晶石英常具环带或发光不均一性:火山岩基质中的石英,因自身结晶温度较低,结晶速度较快而发红光;接触变质岩中的石英具蓝-紫色发光特征,距接触界线渐远处红光增强呈棕紫色,高温条件下慢速冷却形成的石英和温度在300~573℃的石英均发褐色光。成岩过程中形成的自生石英不发光。对单颗粒石英进行扫描电镜-阴极发光(SEM-CL)结合显微岩石学研究是物源分析的一个重要进展(Matthias,2005)。
在利用碎屑组分进行物源区的大地构造环境判别方面,Dickinson et al.(1979,1983,1985)建立了砂质碎屑矿物成分与物源区之间的统计关系,绘制了经验判别图解(Q-F-L,Qm-F-Lt,Qp-Lv-Ls,Qm-P-K)。其中物源区的划分和判别图解的样式在国内外都得到了广泛的应用,并成功地解释了许多物源区的构造背景。但由于混合物源的影响、再旋回沉积、次生作用及统计方法的选择等,据此判别图解对物源的解释与实际情况并不完全相符(吴世敏等,1999),因而应结合区域地质背景,对盆地物源及区域构造演化进行具体分析。
重砂矿物因其耐磨蚀、稳定性强,能够较好保留其母岩的特征,在物源分析中占有重要地位。该类方法包括单矿物分析和重砂矿物组合分析法。用于重砂矿物分析的单矿物颗粒主要有:辉石、角闪石、绿帘石、十字石及石榴子石等。通过分析上述矿物的含量及比值、化学组分及类型、光学性质等,用特定图解可进行源区构造环境判识。在同一沉积盆地中,同时期同物源的沉积碎屑组分一致,而不同时期不同物源的沉积碎屑物质不同,故根据重砂矿物的组合特定可推测物源类型和方向。重砂矿物方法对母岩性质具有一定的要求,当火山岩和变质岩作为母岩时,其中的重砂矿物所经历的搬运、沉积次数较少,受后期的影响小,能较好地反映源区性质。而对沉积岩母岩而言,其中的沉积物可能经历了多次搬运、沉积和改造作用,其中的重砂矿物可能发生组分或含量的变化,用其进行物源判断时应慎重(赵红格等,2003)。此外,应注意不稳定重砂矿物的组成。在某种程度上,不稳定重砂矿物具有判别意义。同时还要考虑到搬运过程中的稀释作用,即应注意相对含量而非绝对含量(汪正江等,2000)。

一、第一期岩体

金佛寺岩体由黑云母二长花岗岩、黑云母钾长花岗岩和黑云母石英二长岩组成。灰白色,细粒—中细粒花岗结构,块状构造。主要矿物成分:钾长石、斜长石、石英。次要矿物:黑云母。副矿物:磁铁矿、磷灰石、锆石。次生矿物:绢云母、碳酸盐、绿泥石。

1)钾长石:半自形宽板状或他形粒状,具条纹结构(图版Ⅰ-5),为条纹长石。交代斜长石。具泥化,表面污浊。含量30%~35%。

2)斜长石:半自形板状分布,聚片双晶发育。被钾长石交代有的包含于钾长石中。具绢云母化、碳酸盐化。由于受力作用,裂纹发育,裂隙中充填碳酸盐矿物等。含量28%~26%。

3)石英:他形粒状分布,表面干净。有的交代钾长石或斜长石(图版Ⅰ-6)。少量呈蠕虫状分布于斜长石中。含量25%。

4)黑云母:片状分布,一组极完全解理,有的发生褪色。单偏光下见浅棕褐色—深棕褐色多色性,有的由于受力发生弯曲。有的被绿泥石交代,并析出磁铁矿等(图版Ⅱ-1)。含量10%~7%。

5)磁铁矿:自形或他形粒状状分布。与绿泥石分布在一起。含量1%。

6)磷灰石:柱状分布,一级灰干涉色,正中突起。含量微。

7)锆石:柱状分布,具放射晕圈。含量微。

8)绢云母:鳞片状沿斜长石双晶纹或解理缝交代斜长石(图版Ⅱ-2),有的完全交代斜长石只保留斜长石假象。片大的为白云母。含量2%~5%。

9)碳酸盐:他形粒状交代斜长石或细脉状分布于裂隙中。含量1%~4%。

10)绿泥石:片状分布,沿解理缝交代黑云母,单偏光下见浅绿色—绿色多色性。含量2%~4%。

二、第二期岩体

浅肉红色为主,其次为浅灰褐色。中粗粒—中粒以及斑状的黑云母二长花岗岩组成。花岗结构,块状构造。主要矿物成分:钾长石、斜长石、石英。次要矿物:黑云母。副矿物:磁铁矿。次生矿物:绿泥石、绢云母、绿帘石。

1)钾长石:半自形宽板状或他形粒状,具条纹结构,为条纹长石。交代斜长石或被斜长石交代。具泥化,表面污浊。含量28%~30%。

2)斜长石:半自形板状分布,聚片双晶发育,有的具环带构造。被钾长石交代,有的包含于钾长石中,有的具绢云母化。含量25%。

3)石英:他形粒状分布于长石间隙,表面干净,裂纹发育,有的交代钾长石或斜长石。含量25%。

4)黑云母:片状分布,单偏光下见浅棕褐色—深棕褐色多色性,一组极完全解理。沿解理缝被绿泥石交代,并析出磁铁矿。含量10%~15%。

5)磁铁矿:他形粒状沿黑云母解理缝分布,为绿泥石交代黑云母时析出。含量1%。

6)绢云母:鳞片状沿斜长石双晶纹或解理缝交代斜长石,有的完全交代斜长石只保留斜长石假象。片大的为白云母。含量3%~4%。

7)绿帘石:干涉色不均匀,单偏光下,具柠檬黄多色性。他形粒状与绿泥石分布在一起,交代黑云母。含量1%。

8)绿泥石:片状分布,墨水蓝或锈褐色异常干涉色,单偏光下见浅绿色—绿色多色性,沿解理缝交代黑云母。含量2%~6%。

三、捕虏体

闪长质包体主要分布于第一阶段(早阶段)岩体中。根据岩相学特点可分两种:

(1)主要由绿泥石化黑云斜长花岗岩组成

该岩石不含角闪石,由自形的黑云母和斜长石及他形的石英组成。矿物平均粒径0.1~0.3mm。具有花岗结构,块状构造。副矿物:电气石、磷灰石、磁铁矿。次生矿物:绿泥石、绢云母。

1)斜长石:半自形板状分布,聚片双晶发育,有的具环带构造,具绢云母化。含量42%。

2)石英:他形粒状分布于长石间隙,表面干净,有的交代斜长石。含量26%。

3)黑云母:片状分布,单偏光下见浅棕褐色—深棕褐色多色性,一组极完全解理。沿解理缝被绿泥石交代,并析出磁铁矿。含量15%。

4)电气石:针状或柱状分布于石英或斜长石中。正中突起,具反吸收现象。含量2%。

5)磷灰石:短柱状,一级灰干涉色,正中突起,具裂纹。含量微。

6)磁铁矿:他形粒状沿黑云母解理缝分布,为绿泥石交代黑云母时析出。含量1%。

7)绿泥石:片状分布,墨水蓝或锈褐色异常干涉色,单偏光下见浅绿色—绿色多色性,沿解理缝交代黑云母。有的完全交代黑云母,只保留其假象。含量10%。

8)绢云母:鳞片状沿斜长石双晶纹或解理缝交代斜长石,有的完全交代斜长石只保留斜长石假象。片大的为白云母。含量4%。

(2)主要由黑云石英闪长岩组成

主要矿物成分:斜长石、石英、角闪石、黑云母。半自形粒状结构,块状构造。次生矿物:绿泥石、绢云母。

1)斜长石:半自形板状分布,聚片双晶发育,环带构造发育。具绢云母化。含量45%。

2)钾长石:半自形粒状分布于斜长石间隙。含量5%。

3)石英:他形粒状分布于长石间隙,表面干净。含量16%。

4)角闪石:半自形柱状,单偏光下具浅绿色—深绿色多色性。横切面为六边形或菱形,并见两组斜交解理,解理夹角为56°~124°,有的可见黑云母反应边。含量15%。

5)黑云母:片状分布,单偏光下见浅棕褐色—深棕褐色多色性,一组极完全解理。有的沿解理缝被绿泥石交代。含量10%。

6)绿泥石:片状分布,墨水蓝或锈褐色异常干涉色,单偏光下见浅绿色—绿色多色性,沿解理缝交代黑云母。有的完全交代黑云母,只保留其假象。含量4%。

7)绢云母:鳞片状沿斜长石环带由内向外交代。含量4%。

根据包体中角闪石的成分特点在Si-Ti图上落于变质岩区,与岩浆成因角闪石成分特点不同,亦与中国麻粒岩相及地幔角闪石的成分特点迥然不同。这些资料表明闪长质包体来源于中下地壳高角闪岩相岩石(张德全等,1995)。



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