Question

矿物化学

Answer 1

主要对侵入岩及包体的造岩矿物斜长石、钾长石、黑云母、角闪石、辉石进行电子探针分析，确定其化学成分。测试分析在中国地质大学（北京）电子探针室完成，仪器型号为Superprobe 733，加速电压15 kV，电流为0.02 mA。矿物阳离子系数计算以标准硅酸盐矿物氧原子数为准。

7.1.1 斜长石

斜长石是两个系列侵入岩的主要造岩矿物，橄榄安粗岩系列岩石中的斜长石成分为An=42 ～53，而高钾钙碱性系列岩石中的一般为An =25～35，但辉长闪长岩中的为An =42～82（表7.1）。堆积岩包体、暗色微粒闪长质包体、镁铁质石英二长闪长质包体中的斜长石成分与各自寄主岩的相似（An =43～32）（表7.1），但部分具有斑状结构的暗色微粒闪长质包体中的斜长石斑晶（An =20），比基质中的斜长石（An =35）牌号更低，说明斜长石斑晶来自早期较酸性的岩浆以及后来发生了岩浆混合作用所至。

7.1.2 钾长石

不同系列侵入岩的钾长石特征不同。橄榄安粗岩系列中的二长岩和石英二长岩的钾长石粒度较粗大，常包裹了较小的斜长石。高钾钙碱性系列的部分花岗闪长岩中，较粗大的钾长石不但包裹了较小的斜长石，而且还包裹了角闪石。在各种岩石和包体中，他形粒状的钾长石主要呈填隙状。根据电子探针分析结果，大多数岩石中的钾长石均为正长石，但橄榄安粗岩系列辉石二长闪长岩中的却为钠正长石（表7.2）。

表7.1 电子探针分析的斜长石化学成分

续表

注：HCJZK1—湖城涧；MJ1—缪家；SJC1—三脚村；TEBD1—天鹅抱蛋；TGS1—铜官山；JT4—矶头；QSJ1—青山脚；BC1—包村；ZC—朱村；WGQ—五贵桥；HC1—胡村；DTS2—大团山；FHS1—凤凰山；XQT4—新桥头；STJ3—沙滩脚；QTY1—桥头扬；JG6—白芒山；SJD1—舒家店；CS1—曹山；XS5—西狮子山；JC1—焦冲；CSB1—曹山；TGS2—B—铜官山；FHSB4—凤凰山；TEBDB6—天鹅抱蛋；FHSB7—凤凰山。岩性代号同表3.2和表4.1。

Note：HCJZK1—Huchengjian；MJ1—Miaojian；SJC1—Sanjiaocun；TEBD1—Tianebaodan；TGS1—Tongguanshan；JT4— Jitou；QSJ1—Qingshanjiao；BC1—Baocun；ZC—Zhucun，WGQ—Wuguiqiao，HC1—Hucun；DTS2—Datuanshan；FHS1— Fenghuangshan；XQT4—Xinqiaotou；STJ3—Shatanjiao；QTY1—Qiaotouyang；JG6—Baimangshan；SJD1—Shujiadian；CS1— Caoshan；XS5—Xishizishan；JC1—Jiaochun；CSB1—Caoshan；TGS2—B—Tongguanshan；FHSB4—Fenghuangshan；TEBDB6— Tianebaodan：FHSB7—Fenghuangshan.Symbols are sameas those in Tables 3.2 and 4.1.

表7.2 电子探针分析的碱性长岩化学成分

续表

注：岩石及样品代号同表3.2，表4.1和表7.1。

Note：Symbols are same as those in Tables 3.2.4.1 and 7.1.

7.1.3 角闪石

角闪石是各类型岩石中较为丰富的镁铁质矿物，常呈长柱状，部分颗粒边缘见一圈非常细粒（约0.05mm）的透辉石和磁铁矿组成的暗化边，还有部分角闪石被细粒的透辉石集合体所取代。特别有趣的是，高钾钙碱性系列的石英二长闪长岩和花岗闪长岩中，较粗的他形粒状石英中分布着毛发状的角闪石，可能反映了温度较高的镁铁质岩浆注入温度较低的酸性岩浆中快速冷凝的结果。根据电子探针的分析结果，在角闪石的Si-Mg/（Fe²⁺+Mg）分类图上投点（Leak，1997）（表7.3）得出，所有岩石和包体中的角闪石属钙质角闪石亚族 ［CaB≥1.50，（Na+K）≥0.5，Ti<0.5］，但不同类型的岩石和包体中角闪石的种属不同。即两个系列侵入岩和暗色微粒闪长质包体以及镁铁质石英二长闪长质包体中的角闪石属浅闪石（Si >6.5），堆积岩中的角闪石为钙镁闪石，其中辉石堆积岩中的属韭闪石（5.5 <Si <6.5，AlⅥ≥Fe³⁺），角闪石堆积岩包体和角闪石辉长质堆积岩包体中的角闪石既有韭闪石，又有镁绿钙闪石（5.5 <Si <6.5，Al^Ⅵ≤Fe³⁺）（表7.3）。根据角闪石温压计计算的温度和压力列于表7.3中（Hammarstrom et al.，1986；Hollister et al.，1987；Johnson et al.，1989；Schmidt，1992；Anderson et al.，1995）。另外，从侵入岩和不同类型包体的角闪石成分来看，Si和Al之间具有较好的相关性（图7.1），说明随着岩浆的演化，角闪石结晶于不同的深度。

表7.3 电子探针分析的角闪石化学成分

续表

续表

注：Mg*=Mg/（Mg+Fe²⁺）；P₁，P₂，P₃，P₄，P₅分别根据Hammarstrom et al.（1986），Hollister et al.（1987），Johnson et al.（1989），Schmidt（1992）and Anderson et al.（1995）计算的压力，单位为108 Pa；T₁，T₂，T₃分别根据Helz（1979），Blundy et al.（1990）和Holland et al.（1994）计算的温度，单位为℃。岩性和样品代号同表3.2，表4.1和表7.1。

Note：Mg*=Mg/（Mg+Fe²⁺），P1，P2，P3，P4 and P5—Pressures calculated by Hammarstrom et al.（1986），Hollister etal.（1987），Johnson et al.（1989），Schmidt（1992）and Anderson et al.（1995）respectively；T1，T2 and T3—Temperatures calculated by Helz（1979），Blundy et al.（1990）and Holland et al.（1994）respectively.Symbols are same as those in Tables3.2，4.1 and 7.1.

图7.1 侵入岩及包体的角闪石Si-Al相关图图例同图4.1和图4.4

7.1.4 黑云母

黑云母是各类岩石及包体中最丰富的镁铁质矿物之一。部分黑云母沿解理发生了绿泥石化和碳酸盐化，同时，也有部分黑云母交代了角闪石和辉石。比较罕见的是花岗闪长斑岩中的黑云母斑晶受熔蚀，周围被角闪石组成的细边所包围。富云母包体中的黑云母以富集Al和Fe为特征，堆积岩包体中的黑云母比其他包体中的都富集Mg（表7.4），在Foster.（1980）的Mg-（Al^Ⅳ+Fe³⁺+Ti）-（Fe²⁺+Mn）图解中，落入金云母区（图略）。

表7.4 电子探针分析的黑云母化学成分

续表

注：岩石和样品代号同表3.2，表4.1和表7.1 。

Note：Symbols are same as those in Tables 3.2，4.1 and 7.1

7.1.5 辉石

辉石主要产在橄榄安粗岩系列的辉石二长闪长岩和二长岩中，其次产在高钾钙碱性系列的辉长闪长岩中。辉石有两种形态：一是自形的短柱状，二是细粒状。细粒状的辉石常交代角闪石。常见到由阳起石组成的辉石假象斑晶与较小的新鲜的辉石共生，暗示着混合后共存的熔体与大的斑晶之间存在着不平衡现象，或较小的辉石生长之前发生了阳起石的交代作用。在辉石分类图上，所有辉石均落入透辉石区域（Poldervaart et al.，1951；Morimoto，et al.，1988）（图略）。包体中辉石化学成分类似于寄主岩，也属透辉石（表7.5）。根据Putirka et al.（2003，1996）的温压计计算，辉石结晶时的温度和压力列于表7.5中。从辉石的化学成分来看，随CaO含量的增加，包体中辉石的Al₂O₃几乎保持不变，但寄主岩中辉石的Al₂O₃减少，反映包体中的辉石形成于较大的压力下（图7.2）（邱家骧等，1987）。包体和寄主岩中辉石的Si和四面体中的Al^Ⅵ具有较好的线性关系，由寄主岩到堆积岩包体，辉石硅氧四面体中Al的含量随压力增加而增加（图7.3）。

表7.5 电子探针分析的辉石化学成分

续表

注：T₁和P₁（据Putirka et al.，2003）；T₂和P₂，T₃和P₃据Putirka et al.（1996），其温度T单位为℃，压力P单位为10⁸ Pa。岩石和样品代号同表3.2，表4.1和表7.1。

Note：T₁ and P₁ are based on Putirka et al.（2003）；T₂ and P₂，T₃ and P₃ are based onPutirka et al .（1996），T（℃）— Temperature，P（108 Pa）—Pressure.Symbols are same as those in Tables 3.2，4.1 and 7.1.

图7.2 侵入岩及包体中辉石的Al₂O₃-CaO关系图图例同图4.1和图4.4

图7.3 侵入岩及包体中辉石的Si-Al^Ⅵ关系图图例同图4.1和图4.4