Question

主要造岩矿物

Answer 1

由于秦岭环斑花岗岩研究程度相对较高，本书主要介绍秦岭环斑花岗岩的造岩矿物的特征。

秦岭环斑花岗岩的主要造岩矿物组合具2个世代。早期为细粒石英+斜长石+黑云母+角闪石，其含量少，以包裹体形式发育于碱性长石巨晶或斑晶中;晚期为石英+碱性长石+斜长石+黑云母+角闪石，是造岩矿物的主体，主要出现在岩石的基质中。岩石中的主要副矿物为磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石、金红石和萤石。主要矿物的电子探针分析是在西安地质矿产研究所的JCXA-733仪器上(0.2μA，15kV)和北京大学地质系EPM-810Q仪器上(3μA，15kV)完成的。

1.碱性长石及环斑长石

碱性长石主要为条纹微斜长石。早期碱性长石粒度较大，呈巨晶出现，粒度一般为0.6～1.4cm，有时达2cm×4cm～12cm×16cm;均具卡氏双晶，可见纺锤状格子双晶，发育规则的条纹结构，含量10%左右。碱性长石巨晶形态呈卵球状、不规则状和自形晶。有的碱性长石巨晶发育斜长石外壳，形成环斑长石，其内核为肉红色条纹长石，外壳为灰白色的斜长石;外壳一般较薄，为1～2mm左右，有时可见多环重复出现。晚期的碱性长石与第2期的斜长石基本上是同时结晶的，出现在基质中，含量15%～30%，条纹结构一般不太发育，可见纺锤状格子双晶。

碱性长石的电子探针分析结果见表4-1～表4-4。由长石的分类图可知，碱性长石主要是正长石(图4-24)。碱性长石巨晶不同部位和基质中的电子探针分析显示，从碱性长石巨晶的中心到边缘，再到基质，其Al₂O₃、CaO、Na₂O的含量在增加，而K₂O明显地减少，显示了早期可能较富钾的特征(图4-25)。如环斑长石中碱性长石巨晶的核心Or=95，边部Or=84，基质中碱性长石的Or=74。外壳斜长石为白色，为奥长石，An=20±(表4-1，表4-2)，由于钠黝帘石化，有的外壳的An明显降低，如样品20S7的An=8～12。碱性长石的X-衍射分析是在赫尔辛基大学地质系完成的，分析结果见表4-2，由表可以看出岩体和基质中的碱性长石以三斜晶系为主。碱性长石位于正长石系列和最大微斜长石系列之间，对称程度介于单斜和三斜结构之间(图4-26)。

表4-1 沙河湾岩体中长石的电子探针分析

表4-2 碱性长石的X-衍射分析结果

表4-3 秦岭梁和老君山岩体中的钾长石分析结果

表4-4 秦岭梁和老君山岩体中的环斑长石分析结果

表4-5 秦岭梁和老君山岩体斜长石分析结果

图4-24 长石的分类图

2.斜长石

斜长石也具两期，早期斜长石粒度细小，一般为(0.25～0.3)mm×(0.5～0.7)mm，含量很少约占斜长石总量2%左右，自形，发育聚片双晶，An=20～25，常被包在碱性长石或第二期较大的斜长石之中，具较明显的绢云母化，在碱性长石巨晶中的斜长石包裹体多数具一个干净的钠长石镶边。第二期斜长石粒度较大，一般为(2.5～3)mm×(4～5)mm，含量25%～30%，较自形，发育聚片双晶、卡钠复合双晶。该期斜长石环带结构发育，一般6～7环，多者可达20环，其中内环An=28～32，中环An=19～28，外环An=16～24;少数斜长石在大的碱性长石巨晶上生长，形成环斑结构，其An=20左右。包体中斜长石为自形-半自形，发育聚片双晶、卡钠复合双晶。环带结构不太发育，其中心常可见富钙核，常具绢云母化现象。

图4-25 环斑长石中主要氧化物含量的变化

图4-26 碱性长石的结构状态图

斜长石的电子探针分析结果见表4-5。由表可见，早期斜长石An=18～22;不同岩体中晚期基质中的斜长石在成分和种属上基本一致，An=21～23。

表4-6 秦岭环斑结构花岗岩角闪石化学成分和晶体化学式及沙河湾岩体角闪石的化学成分和晶体化学式

注:1～2中沙河湾岩体为包体的角闪石;3～17为沙河湾环斑花岗岩中的角闪石，其中3～8为中早期，9～17为晚期;18～20为北京沙厂环斑花岗岩中的角闪石。

表4-7 秦岭环斑结构花岗岩角闪石化学成分和晶体化学式及秦岭梁和老君山岩体角闪石化学成分和晶体化学式

注:1～14为秦岭梁和老君山岩体中的角闪石，其中1～6包体中的角闪石是(秦岭梁);7～11为寄主岩石中的角闪石(7～8秦岭梁，9～11老君山)。12～13是寄主岩石中碱性长石中巨晶中的角闪石;14是包体中碱性长石中巨晶中的角闪石。15～16是沙厂环斑花岗岩中的角闪石(郁建华，1996)。

3.石英

岩体中的石英可分为两期，早期的石英粒度一般为0.3～0.4mm，呈不规则状、港湾状和水滴状两种形式出现于大的碱性长石巨晶之中。有时在黑云母、角闪石和斜长石中也可见到自形的石英包裹体。晚期的石英粒度0.4～3mm，多以聚晶出现，呈他形粒状充填于长石颗粒之间，有时在晚期的石英中可见到自形的石英包裹体。

包体中的石英也分为两期，早期以包裹体的形式出现在黑云母、角闪石和斜长石中，有的以斑晶形式出现，还具有暗色矿物的镶边，构成眼斑状石英斑晶(图版Ⅶ-1)，显示了明显的不平衡组合特征。晚期的石英作为填隙物出现在基质中。

4.角闪石

早期角闪石的粒度较细小，自形，含量约1%，呈包裹体出现于碱性长石巨晶或斑晶之中。晚期的角闪石粒度较大，一般为(0.6～1.5)mm×(2～3.5)mm，含量7%～13%，自形—半自形，N_g为蓝绿色，N_m为黄绿色，N_p为淡黄绿色，分布均匀，其中含有榍石、磷灰石、磁铁矿等包裹体，可见黑云母化和绿泥石化。

角闪石化学成分的电子探针分析结果列于表4-6和4-7。对这些分析数据用23个氧原子法进行了化学式计算，其中，二价铁和三价铁的比例是按前人角闪石湿化学分析的结果进行调整的。分析结果显示，沙河湾岩体中的晚期角闪石普遍较早期角闪石含稍高MgO、CaO，低TiO₂、FeOt、Al₃O₂和K₂O等。这些角闪石的Fe/(Fe+Mg)为0.33～0.37，显示了富镁、贫铁的特征。秦岭梁、老君山岩体中，晚期和早期角闪石在成分上差别不太明显，角闪石的Fe/(Fe+Mg)为0.27～0.41，也显示了富镁、贫铁的特征。

利用Leak等1997年提出的角闪石最新分类方案(IMA78)进行分类，研究区所有的角闪石均为钙质角闪石。岩浆暗色包体中角闪石在化学成分上与岩体中的组分基本一致，仅SiO₂的含量较低，另外，在沙河湾岩体中包体的角闪石较岩体中有高Na₂O，低K₂O趋势。在角闪石分类图中也是钙质角闪石(图4-27)。

在判别角闪石成因的Al₂O₃-TiO₂图解中(图4-28)，岩体和包体中的角闪石绝大多数位于壳幔混合源区，且TiO₂和Al₂O₃略显正相关性，表明这些角闪石具壳幔混合的成因特点。

图4-27 角闪石的分类(据Leak et al.，1997)

图4-28 角闪石Al₂O₃-TiO₂图解

表4-8 秦岭环斑花岗岩黑云母的化学成分和晶体化学式

注:1为宝鸡岩体中黑云母;2～5老君山岩体;6～8秦岭梁岩体;9～1为秦岭梁岩体中的包体;21～41分别是寄主岩石和包体中碱性长石巨晶中的黑云母;51为沙厂岩体;61～32为巴西的岩体，其中61～81为C岩体，91～32为S岩体。

资源来源:1、5和15据吴利仁等(981);8、01和11据张静等(2002);16据郁建军等(1996);17～23据Galewebck(1997)

图4-29 黑云母的分类(据AFattah和ARahman，1994)

图4-30 黑云母FeO_t-Al₂O₃-MgO相关

由上可见，这些环斑花岗岩中矿物的结晶顺序和组合与一般正常花岗岩中不同，显示出了明显的不平衡特征;碱性长石的成分在岩浆结晶过程中从早期到晚期有从富钾、富硅向富钠、富钙和贫硅的方向演化的趋势，这也与正常岩浆结晶过程中的演化趋势不同(王晓霞等，2002)。

Answer 2

造岩矿物rock
forming
minerals构成岩石主要成分的矿物，称
造岩矿物
[1]
。自然界中的矿物种类极多，但造岩矿物种类却少，仅有二、三十种。其中最重要的有七种造岩矿物：正长石、斜长石（二者又统称长石类矿物）、石英、角闪石类矿物（主要是普通角闪石）、辉石类矿物（主要是普通辉石）、橄榄石、方解石。甚至可以说，整个地壳几乎就是由上述七种矿物构成的。
目前人类已发现的矿物有3000多种，以硅酸盐类矿物为最多，约占矿物总量的50％，其中最常见的矿物约有20-30种。例如：正长石、斜长石、黑云母、白云母、辉石、角闪石、橄榄石、绿泥石、滑石、高岭石、石英、方解石、白云石、石膏、黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿等。
组成岩石的矿物。它们大部分是硅酸盐矿物及碳酸盐矿物。在火成岩中造岩矿物又可根据其在岩石中的含量和在火成岩的分类、命名中所起的作用，分为主要矿物、次要矿物和副矿物。
[2]
常见岩石的主要组成矿物。它们大多是硅酸盐和碳酸盐，也有部分为简单氧化物，并均为最常见的矿物，总数不超过20种。如长石、石英、云母、方解石、角闪石、辉石、橄榄石等。造岩矿物中也有一些可成为宝石，如橄榄石、长石类宝石、石榴石等。
[3]
硅酸盐类矿物中常见的有长石类、云母类、辉石类及角闪石类等矿物。常见的长石类矿物有钾长石(KAlSi3O8)和钙长石(CaAl2Si2O8)，它们不太稳定，特别是在湿热气候条件下，风化速度很快。常见的云母类矿物有白云母和黑云母，这两种矿物相对都比较稳定，所以在细砂粒甚至粉粒中都能见到。云母类矿物是土中铁、镁、钾元素的重要来源。氧化类矿物中分布最为广泛有斜长石、石英、正长石和辉长石等。
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