辽宁瓦房店金伯利岩岩石蚀变矿物特征

2011-08-15张俊敏迟广成

科技传播 2011年23期

张俊敏，迟广成

1.辽宁省第六地质大队，辽宁普兰店 116200

2.沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳 110032

辽宁瓦房店金伯利岩的岩石类型比较复杂，有斑状金伯利岩，金伯利角砾岩，金伯利凝灰岩，岩球状金伯利岩，碳酸盐化金伯利岩[1]；按照金云母含量的多少，可以分为金云母型金伯利岩（金云母含量＞5%）和贫金云母型金伯利岩（金云母含量＜5%），贫金云母型金伯利岩的主要种属有：斑状金伯利岩和金伯利角砾岩。而金云母型金伯利岩，由于金云母化作用较强，金云母的含量一般较高，为39%～75%，平均59%，属富金云母金伯利岩。因岩浆期后的热液蚀变作用，金伯利岩原生矿物已蚀变殆尽。

1 瓦房店金刚石矿床金伯利岩热液蚀变过程

金伯利岩岩浆后期的热液蚀变作用，是一个从高温到低温的自变质过程，一定的岩石类型或岩体的一定部位，经常是以一种热液蚀变作用为主，其他蚀变作用居于从属地位。金伯利岩的形成是多期的频繁剧烈的构造活动，不断破坏交代作用过程，经常出现交代作用的间断和重叠，可以看到几种热液蚀变矿物先后交代橄榄石，并在橄榄石假象中呈带状分布，金云母化本来早于蛇纹石化，有时也看到鳞片状金云母交代蛇纹石。在岩浆期后的早期阶段，热液蚀变作用明显地显示了对原岩岩石类型的继承性，金云母化作用主要发育在云母型金伯利岩中，这反映了岩浆期后热液继承了岩浆成分中富K和Al的特征，贫云母型金伯利岩中，一般无金云母化或金云母化作用很微弱，主要是蛇纹石化，这与贫云母型金伯利岩的成分中MgO和H2O的含量较高是一致的，到了蚀变作用的晚期阶段，随着原岩中主要造岩元素（Mg、Fe、Si等）的大量带出，蚀变作用对原岩岩石类型的继承性就不明显，不同类型的金伯利岩，在一定的条件下，都可以遭受强烈的碳酸盐化和硅化作用，而与原岩岩石类型似乎无关。每一个蚀变作用阶段，除了形成一定的主要热液造岩矿物之外，还形成了与其共生的矿物组合，在交代过程中，一方面热液与原有矿物作用形成新的矿物，并保持原有矿物的体积和形态（如蛇纹石化橄榄石假象）；另一方面，从原有矿物中游离出来的成分，与热液中某种成分结合，也可形成新的矿物，随着交代作用的进行，新生矿物不断形成，热液成分也不断变化，进而发展到次一阶段的蚀变作用，交代作用的每一阶段都是继承前一阶段的岩石基础，形成新的共生矿物组合。通过对交代作用过程中的每个阶段的矿物共生组合分析，可以分析出不同元素在矿物中的迁移规律，铝、钾和钠主要参加金云母形成，如若金云母继续被交代，钾、钠则被带出，而铝参加形成绿泥石被继续保存下来，镁总的来看被大量带出流失，尽管有滑石、白云石等镁或含镁矿物形成，其数量有限；钙主要形成方解石、磷灰石等矿物，在碳酸盐化金伯利岩中，钙变为岩石的主要成份；硅主要是从原矿物中带出，参加残余热液成分中，到了交代末期，在适宜的条件下，以石英的形式晶出沉淀。

2 瓦房店金刚石矿床金伯利岩热液蚀变种类

岩浆期后阶段，金伯利岩经受了极其强烈的热液蚀变，大量的热液矿物相继生成，岩浆阶段生成的主要造岩矿物橄榄石等几乎交代殆尽，其他原生造岩矿物和付矿物所剩无几，就连岩浆期后早期阶段生成的热液矿物（金云母、蛇纹石等），到了晚期热液交代作用阶段（如碳酸盐化和硅化）也同样被强烈交代，残留很少。这种强烈的、重叠的和复杂的热液蚀变作用，是金伯利岩的一个重要特征。金伯利岩中的热液蚀变矿物有25种以上，热液蚀变种类及其间先后相互关系十分复杂，按热液交代作用演化进程中先后更替的起主导作用的热液矿物可以划分为金云母化、蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化和硅化等几个交代作用阶段，至于其它热液矿物的交代作用：磷灰石化、榍石化、锐钛矿化、绿泥石花、磁铁矿化、赤铁矿化、褐铁-针铁矿华、白云石化、重晶石化等都是从属于上述某一交代作用阶段的。

3 各种热液蚀变交代作用特征

3.1 金云母化作用

金云母化是云母型金伯利岩的特征性蚀变作用，斑状富金云母金伯利岩及含岩球斑状富金云母金伯利岩中，金云母化作用比较强烈，其他类型金伯利岩中，金云母化作用很微弱。金云母的交代作用有以下几种形式：金云母呈纤维鳞片状交代斑晶或基质中的橄榄石，多是簇拥围绕橄榄石斑晶，沿着斑晶的边缘进行交代，也有的呈鳞片状或片状交代到橄榄石晶体的内部，金云母呈较大的片状包裹第二、三世代橄榄石，呈嵌晶结构。金云母化作用系高温碱性交代作用，是偏碱性超基性的金伯利岩岩浆转入岩浆期后阶段，在岩浆阶段未能完全晶出的金云母成分（钾、铝等），又以交代作用的方式继续生成，金云母化作用继承了金伯利岩岩浆的偏碱性性质，它的强弱与岩石的碱性程度是一致的。在金云母化作用阶段，伴随有热液铬铁矿和磷灰石生成。

3.2 蛇纹石化作用

蛇纹石化是金伯利岩的最主要热液蚀变，斑状金伯利岩和金伯利角砾岩均发育十分强烈的蛇纹石化作用。蛇纹石首先是从交代岩石基质和基质中的粒状橄榄石（第三世代）开始的，进而交代橄榄石斑晶（第一、第二世代），岩石基质和第三世代的小橄榄石颗粒均被胶蛇纹石彻底交代，第一世代橄榄石大斑晶，边部常被胶蛇纹石交代，中部被叶蛇纹石或方解石交代，叶蛇纹石是胶蛇纹石的再结晶的产物，二者之间常常是过渡的，岩石中偶见纤维蛇纹石细脉。蛇纹石化作用是在富含H2O和CO2等挥发份的热液作用下发生的，其反应式为：5Mg2SiO4+H2O→2H4Mg3Si2O9+Mg O+SiO2蛇纹石化作用阶段，伴随有磁铁矿、绿泥石、榍石和锐钛矿的晶出。

3.3 滑石化作用

滑石化作用发育不普遍[2]，主要见于斑状富金云母金伯利岩和金伯利岩角砾岩中，在斑状金伯利岩中滑石化作用很微弱。滑石主要是交代岩石基质、橄榄石斑晶和金云母，金云母常被鳞片状滑石交代呈残晶，在蛇纹石化斑状金伯利岩中，鳞片状滑石常沿蛇纹石化橄榄石假象边缘进行交代，有的直接交代假象内部的蛇纹石，在岩石基质中，滑石呈鳞片状集合体不均匀分布，滑石化作用阶段伴随绿泥石、方解石、锐钛矿和赤铁-针铁矿生成。

3.4 碳酸盐化作用

轻微的碳酸盐化作用和热液方解石细脉在岩体中普遍存在，强烈碳酸盐化金伯利岩，均具有明显的压碎结构，反映了强烈碳酸盐化作用同构造弱化带之间的密切关系。碳酸盐化作用的方式，一种是它形粒状方解石均匀地交代岩石基质和斑晶，属于饱和CO2的热液渗透交代，另一种是密集的网脉状方解石沿裂隙充填交代。强烈的碳酸盐化作用，不仅在岩石外貌上，而且在矿物成分和化学成分上，使金伯利岩彻底变化，实际上变成了碳酸盐类岩石，这表明在高浓度CO2的热液作用下，硅酸盐矿物是不稳定的，会发生彻底的分解，而为碳酸盐所代替。碳酸盐化作用阶段生成的矿物有方解石、绿泥石、白云石、重晶石、石英、赤铁矿、针铁-褐铁矿和白钛矿。

3.5 硅化作用

硅化不是金伯利岩蚀变特征，一般少见硅化，但局部地段却有强烈硅化斑状金伯利岩，岩石中除残留有少量的绿泥石、铬铁矿、锐钛矿、磷灰石和磁铁矿之外，几乎全为它形粒状的石英，在岩石结构上常清楚地保留橄榄石斑晶假象，橄榄石斑晶假象中石英颗粒较大（0.5mm～1mm），而基质中的石英颗粒较小（小于0.3mm）。硅化作用是由于碳酸盐化作用过程中，硅酸盐矿物分解，硅大量加入残余热液，在适当条件下生成石英所形成的。在硅化作用阶段生成的矿物有石英、绿泥石、重晶石、白云石、方解石、黄铁矿和黄铜矿等硫化物。