Question

某些同岩浆交代岩类的矿物学-岩石学特征、成分和结构

Answer 1

如前所述，同岩浆交代岩的研究远没有达到应有的程度。为了阐明这类交代过程的物理化学本质特征，为认识透岩浆流体作用打下基础，先让我们来看看研究得较好的交代岩。带状交代岩类是最具有现象学和成因学意义的交代岩，因此，文献中记录此类交代岩最多。

1.同岩浆镁质矽卡岩

除了Д.С.科尔任斯基最初的几篇文章之外，这种矽卡岩类型在В.А.拉里科夫(1959，1968)的一系列的奠基性工作中得到了详细探讨。П.В.卡马罗夫、B.И.西尼亚科夫、B.И.科瓦连科及其同事、И.А.佐托夫、O.P.巴拉托夫和许多其他的学者都对某些镁质矽卡岩进行了详细研究。Г.П.扎拉伊斯基试图用实验合成法对其进行研究，但仅获得了岩浆期后镁质矽卡岩，这也可能是同岩浆交代作用没有得到普遍认同的原因之一。

同岩浆镁质矽卡岩产生于完全确定的地质环境，无一例外，都位于二氧化硅不饱和的高镁岩石与铝硅酸盐岩和岩浆的接触带上。作为一种富镁低硅的岩石，经常产生MgO含量不少于8%～10%的镁碳酸盐质大理岩。可以产生由蛇纹岩和滑石-蛇纹岩(可能还有岩浆型纯橄榄岩)改造而来的橄榄石岩。矽卡岩化过程中所需要的二氧化硅和氧化铝来自于镁质岩石接触的液态岩浆体或者固态硅铝质岩石。

固态铝硅酸盐岩接触带上的同岩浆矽卡岩研究得很不够，如阿尔丹的钾长石-紫苏辉石似矽卡岩和混有铝硅酸盐岩的堇青石化片麻岩，以及帕米尔西南部蓝晶石-石英岩中发育的堇青石矽卡岩。可以认为，它们与接触带矽卡岩是同时空产生的，当时岩浆体尚未固结，很难将它们区分开来。在第一种情况下，铝硅酸盐矽卡岩带仅发育于铝硅酸盐岩中，而在与岩浆的接触带上，所有矽卡岩都由镁质岩石形成。

岩浆期后镁质矽卡岩也形成于与固态铝硅酸盐岩的交代作用。但是，由于形成温度较低，它们不同于同岩浆矽卡岩，岩石中存在富含挥发分的矿物，如金云母、硅镁石族等。

2.长霓岩

1921年，B.C.布列格尔将碱性霓石-长石交代岩称为长霓岩。这种岩石形成于挪威芬安霓霞岩-碳酸岩侵入体外接触带上的花岗岩中。稍后，在许多霞石正长岩、岩浆碳酸岩和碱性花岗岩岩体中都见有这样的交代岩。20世纪60～70年代，这类岩石特别高频率出现在苏联的文献中。长霓岩的特征是某些岩带中见有碱性辉石和/或碱性角闪石。

И.П.季霍年科夫和P.П.季霍年科娃(1962)、然后是Р.М.雅圣娜和В.И.柯瓦连科及其同事们认为，只有超碱性岩与碳酸岩杂岩的碱性交代岩才属于长霓岩，因为它们形成于岩浆阶段，即岩浆体固结之前。但是，П.Г.涅达什科夫斯基将碱性花岗岩体的交代岩通通归属为长霓岩，无论是岩浆期还是岩浆期后的，只要出现碱性辉石和角闪石的钠长石化即可。

在20世纪60年代和70年代初，苏联学者普遍认为与长霓岩相似的岩浆期后交代岩广泛发育。Е.Д.奥索金(1965)将小厚度(可达数十厘米)透镜状磷霞岩的成因与乌克兰十月霞石正长岩(流霞正长岩)岩体中发育的霞石化作用联系起来，而И.П.季霍年科夫(1963)则认为希宾岩体这种超大型霓霞钠辉岩-霓霞岩-磷霞岩的成因也与这类交代蚀变有关。И.П.季霍年科夫的观点没有经受住考验，现在普遍认为霓霞钠辉岩-磷霞岩系深成岩，是岩浆成因的。因此，可以确定，碱性杂岩中的交代霞石化作用主要出现在岩浆阶段，只有少量出现在岩浆期后阶段。

同岩浆钾长石化可在霞石正长岩周围引起宽阔的带状长霓岩化晕。钾长石共生组合带在壳源花岗岩层中的长驱直入，而在基性岩-超基性岩-碳酸岩岩石组合中则主要是新生钠长石-更长石带、镁铁质云母带、角闪石带、单斜辉石带及霞石带。高镁岩石中形成镁质矽卡岩。

钠长石化总是或往往作为自变质作用广泛出现在霞石正长岩岩体中。希宾岩体(季霍年科夫，1963)、十月岩体(奥索金，1967)和维仕涅瓦格尔斯克岩体等都曾报道过这种现象。含钠长石-更长石的组合中总是见有碱性角闪石和高霓辉石，证明交代溶液中钠的化学位很高。在十月岩体岩浆期后钠长石化的岩心中，Е.Д.奥索金(1967)在其外带发现了少量的钾长石化现象和新生霓石。希宾岩体广泛发育霓霞岩的钾长石化(粗粒霞石正长岩化)，Б.Е.巴卢茨基和他的同事们将其看做是霞石正长岩侵入体的岩浆期后蚀变，而其他研究者则将其归为岩浆阶段的产物。

因此，碱性碳酸岩岩体长霓岩建造的同岩浆交代作用总方向取决于两个主要过程:内接触带岩石的霞石化和钾长石化。它们相伴出现在一个岩柱中，形成带状交代岩。岩浆期后碱性交代作用表现为钠长石化，同时伴生形成富霓石组分的辉石和碱性角闪石。在有利的交代岩岩石学和矿物学背景条件下，溶解前锋钠长石化柱的前缘带可以局部出现钾长石化和霞石化。可见，这些派生交代岩不能肯定是否属于岩浆期后长霓岩。真正的长霓岩与其有所不同，不仅与母侵入体的年代关系，而且交代流体的地球化学(实际上是含钾的)剖面也不同，往往有钠的高度活动(霞石化)。因此，只有上述岩浆建造的同岩浆碱性交代岩才能合理地归属为长霓岩。

В.И.科瓦连科与其同事把碱性石英正长岩接触带上的同岩浆钾长石交代岩归为长霓岩建造。但是，这些交代岩不含碱性暗色矿物，也不能称为长霓岩。

与其他交代岩类似，长霓岩的矿物种类有限:淡色矿物为钾质系列、钠钾系列(钾长石)和钠质系列的碱性长石，少量钙-钠系列(酸性斜长石)、霞石和非常少见的六方钾霞石;暗色矿物为霓石-透辉石-钙铁辉石系列的单斜辉石和深绿辉石，以及镁-铁系列、低钙系列和少钙系列的高钠角闪石(富铁钠闪石、钠铁闪石、锰闪石、钠闪石)，镁-铁云母。副矿物多种多样，含量经常达百分之几十，特别是磁铁矿和钛磁铁矿、磷灰石、榍石。磷灰石在长霓岩建造的交代岩中可形成工业矿化，如著名的希宾磷灰石矿床。

长霓岩组成矿物类型的有限性可以证明这类交代岩的建造独特性，形成于有限的温度区间。与此同时，长霓岩以其组成矿物的成分广泛变化而区别于许多其他岩石建造，虽然不是所有情况都是这样。斜长石的高钠变种是稳定的。与斜长石不同，钾长石可以从纯钾长石变种变化到含有40mol%～60mol%的钠长石组分。在霞石中，六方钾霞石组分的含量从19mol%变化到30mol%。长霓岩中辉石覆盖了几乎整个透辉石-钙铁辉石-霓石三元系(图3-8)。辉石成分变化趋势各不相同，甚至相反，但是各岩体交代柱中的辉石成分变化趋势非常稳定。角闪石的碱含量、铁-镁含量变化也不小，但钾含量变化较小。可区分出富铁钠闪石、锰闪石、钠钙闪石和钠闪石。云母的镁-铁成分变化几乎不受限制。

长霓岩体总是具有带状结构。环带的类型很大程度上取决于外接触带岩石、母岩浆及其碱金属含量。根据共生组合特征和环带发育动力学，可以划分出:形成于高石英含量岩石(花岗岩类、片麻岩)的长霓岩、形成于高Ca，Mg，Fe的铝硅酸岩(辉长岩型)的长霓岩，以及形成于高镁大理岩、超基性岩、钙质大理岩、高碱低硅岩石(霓霞岩)的长霓岩。

图 3 -8 岩浆碳酸岩、霞石正长岩及其派生的同岩浆流体交代岩 ( 长霓岩、辉石岩、霓霞岩、正霞正长岩-粗粒霞石正长岩) 中辉石的成分变化箭头指向往接触带方向辉石成分的变化趋势。A—E—芬安岩体的岩浆岩和交代岩: A—煌斑岩，B，C—霞石正长岩、磷霞岩 - 霓霞岩、硅酸盐 - 碳酸岩，D—硅酸盐岩浆岩外接触带的长霓岩，E—碳酸岩外接触带的长霓岩。1 ～ 5—国外岩体中长霓岩及其母岩岩浆岩的总体辉石成分变化趋势: 1—阿尔涅，2—莫若图，3—南格林兰，4—铁霍尔木，5—东乌干达; 6 ～ 9—苏联内接触带岩石中辉石成分变化趋势: 6—恰得尔霍斯基岩体，7—哈拉岭斯基岩体，8—达呼努尔斯基岩体，9—科夫多而斯基岩体; 10 ～12—交代暗霞正长岩、正霞正长岩、粗粒霞石正长岩及其母岩霞石正长岩的辉石成分变化趋势: 10—希宾岩，11—лявочорриты，12—交代岩