中天山白石泉镁铁-超镁铁质岩体岩石学与矿物学研究.pdf

第 2 5卷第 1 期 2 0 0 6年 1月 岩石矿物学杂志 ACTA P ETRoU GI CA ET M I NERALOGI CA V0 1 ． 2 5． No． 1 J a n．，2 0 06 专题研 究 中天 山 白石泉镁铁一 超镁铁质岩体 岩石学与矿物学研究 柴凤梅 一， 张招崇 ， 毛景文 ， 董连慧3 ， 张作衡4 ， 叶会寿4 ， 吴华5 ， 莫新华5 1 ． 中国地质大学 地质过程与矿产资源国家重点实验室， 北京1 1 3 1 8 3 ； 2 ． 新疆大学 资源与环境学院， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 4 6 ； 3 ． 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ； 4 ．中国地质科学院 矿产资源研究所， 北京1 0 0 0 3 7 ； 5 ． 新疆维吾尔 自治区地质矿产勘查开发局 第六地质大队， 新疆 哈密8 3 9 0 0 0 摘要白石泉地区镁铁一 超镁铁质岩体处于塔里木板块前缘活动带与中天山地块接合部位 ， 是中天山地块华力西 中期岩浆活动的产物。主要岩石类型有辉石橄榄岩 斜方辉石橄榄岩、 斜长二辉橄榄岩 、 橄榄辉石岩、 橄长岩、 辉长 岩及角闪辉长岩等， 主要造岩矿物为橄榄石、 斜方辉石 、 单斜辉石、 角闪石 、 斜长石及黑云母。橄榄石均为贵橄榄石， 其 F 0 值 7 8 --8 5 位于含铜镍硫化物矿橄榄石的 F o 值范围之内； 辉石主要有顽火辉石、 古铜辉石、 紫苏辉石 、 透辉石 等 ； 斜长石的环带构造较为发育； 角闪石的F e O含量随着岩浆的演化逐渐增加。它们与造山带环境中的东疆型镁铁 一 超镁铁杂岩中的造岩矿物具有相同的特征。这些特征表明了白石泉地区的镁铁一 超镁铁质岩体的原始岩浆为高镁 的拉斑玄武质岩浆。 关键词白石泉； 镁铁一 超镁铁质杂岩体； 造岩矿物； 成岩作用 ； 构造环境 中图分类号 P 5 8 8 ． 1 2 4 ； P 5 8 8 ． 1 2 5 ； P 5 7 4 ． 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 06 5 2 4 2 0 0 6 0 1 0 0 0 1 1 2 Pe t r o g r a p hy a n d mi n e r a l o g y o f Ba i s hi qu a n Cu - Ni - b e a r i ng ma rie - u l t r a ma fic i nt r u s i o ns l n Xl n J i a ng ‘ ‘ ● I 厂 ● ● ‘ CHAI F e n g me i 一，ZHA NG Z h a o - c h o n g ，M J i n g we n ，DONG Li a n - h u i ，Z HANG Z u o - h e n g 4 ， YE Hu i s h o u 4 ．W U Hu a n d M O Xi n - h u 1 ．S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f G e o - P r o ces s e s a n d Mi n e r a l R e s o u r c e s ， C h i n a Un i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s ， B e i i i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h in a ； 2 ． S c h o o l o f R e s o u r c e and E n v i r o n me n t ，X i n j i a n g Un i v e r s i t y ， Ur u mq i 8 3 O 0 4 6 ，C h i n a ； 3 ． X i n j ia n g B u r e a u o f Ge o l o g y and Mi n e r a l Re s o u r c e s ，Ur u mq i 8 3 0 0 0 0，Ch i na ；4．I n s t i t u t e o f Mi n e r a t Re s o u r c e s ，CA GS ，B e ij i n g 1 0 0 0 3 7，China ； 5 ． N o ． 6 G e o l o g i c a l P a r t y o f X i n j i a n g B u r e a u o f G e o l o g y and Mi n e r a l R e s o u r c e s ， Ha m i 8 3 9 0 0 0 ， C h i na Ab s t r a c t Th e B a i s h i q u a n ma f i c - u l t r a ma f i c i n t r u s i o n s a s s o c i a t e d wi t h ma g ma t i c Cu - Ni - P GE s u l f i d e d e p o s i t s a r e l o c a t e d i n c e n t r a l Ti a n s h a n b l o c k o f n o r t h e r n X i n j i a n g ． T h e y a r e L a t e P e r mi a n ma f i c u l t r a ma f i c r ock s wh i c h i n t r u d e d i n t o t h e M i d P r o t e r o z o i c s e q u e n c e s c o mp r i s i n g s c h i s t s ，g n e i s s e s a n d ma r b l e s ．Th e y d i s p l a y e l l i p s e a n d i r r e g u l ar f o rm s i n p l a n，a n d a r e b a s i n - s h a p e d i n t h e c r o s s s e c t i o n．Th e Ba i s h i q u an i n t r u s i o n s are c o mt x d o f P Y r o x e n e p e r i d o t i t e ，o l i v i n e p y r o x e n i t e ，t r oc t o l i t e ，h o r n b l e n d i t e ，g a b b r o ，h o r n b l e n d e g a b r r o a n d d i o r i t e ．Pe r i d o t i t e a n d p y r o x e n i t e a r e ma i n r oc k t y p e s h o s t i n g Cu Ni PGE o r es．Th e r oc k f o rm i n g mi n e r a l s are c o ml x x s e d o f t h e a s s e mb l a g e o f o l i v i n e ， o r t h o p y r o x e n e ，c l i n o p y r o x e n e ，h o r n b l e n d e ，p l a g i ocl a s e a n d b i o t i t e ． Ol i v i n e i s n o rm a l l y s u r r o u n d e d b y o r t h o p y r o x e n e ，c l i n o p y r o x e n e a n d p l a g i oc l a s e o i k ocr y s t a l s wi t h F o b e i n g 8 0--8 5，wh i c h o v e r - 收稿 日期 2 0 0 5 0 61 4； 修订 日期 2 o o 50 6 2 3 基金项 目国家 自然 科学基金 资助项 目 4 0 4 0 2 0 1 2， 4 0 5 7 2 0 4 7 ；国家 3 0 5项 目 2 0 0 1 B A 6 0 9 A- 0 7 0 2 ； 教育部新世 纪优秀 人才支持计 划 N C E T． 0 4 ． 0 7 2 8 作者简介 柴凤梅 1 9 7 1 一 ， 女， 讲师， 在职博士。 从事岩石学与矿床学的教学与研究 ， E m a i l j j s c f m s o h u ． ∞m。 维普资讯 2 岩石矿物学杂志 第 2 5卷 l a p mi n e r a l s o f t h e ma g ma t i c Cu - Ni P GE s u l f i d e d e p o s i t s ．Py r o x e n e i s d o mi n a t e d b y b r o n z i t e ，e n d i o p s i d e a n d s ma l l a mo u n t s o f h y p e r s t h e n e a n d d i o p s i d e ．Pl a g i o c l a s e i s u s u a l l y c h a r a c t e r i z e d b y r h y t h mi c a n d r e v e r s e z o n e s ， c o n s i s t i n g o f An r a n g i n g f r o m 5 0 t o 7 0．Ho r n b l e n d e Wa S f o r me d a t t h e l aSt s t a g e a n d e n c l o s e d o l i v i n e ，p y r o x e n e a n d p l a g i o c l ase ．Ac cor d i n g t o t h e s e c h a r a c t e r i s t i c s ，t h e p r i ma r y ma g ma o f s u c h ma f i c - u l t r a ma f i c i n t r u s i o n s mu s t h a v e b e e n ma n t l e d e r i v e d t h o l e i i t i c ma g ma ． Ke y wo r d s B a i s h i q u a n；ma f i c u l t r a ma f i c i n t r u s i o n s ；r o c k f o rm i n g mi n e r a l ；d i a g e n i s m ；t e c t o n i c e n v i r o n me n t 白石泉镁铁一 超镁铁质杂岩体是 2 0 0 2年新疆哈 密地质六大队在进行矿产普查工作时在 中天山地块 内发现的一个含铜镍硫化物矿化 的岩体 ， 是天山地 区继东天山后发现的又一个含铜镍硫化物矿床的镁 铁一 超镁铁侵入岩体 。现有的研究只限于该岩体 的 地质特征、 物化探异常等方面 ， 而有关镁铁一 超镁铁 质岩体的岩石学及矿物学方面的研究 尚属空 白。本 文就其岩石类型及矿物化学特征这一基础问题加 以 研究探讨 ， 指 出该 区的镁铁一 超镁铁质岩体 的母岩浆 性质及成岩条件 ， 旨在 为中天山成 矿带寻找铜镍矿 床提供新的依据 ， 并为进一步研究 该铜镍硫化物矿 床的成矿机制奠定重要基础 。 1 地质概况 白石泉镁铁一 超镁铁质杂岩体位 于新疆哈 密市 东南约 1 7 0 k m处 ， 构造上位于塔里木板块前缘活动 带与中天山地块接合部位， 沙泉子深大断裂东南侧 的中天山地块 内 图 1 。现已发现 2 0个大小不等的 小岩体 ， 主要位 于东经 9 4 。 5 5 ～9 5 。 0 1 、 北纬 4 1 o 5 5 ～ 4 1 o 5 9 之间， 地表出露 面积不大 ， 最大的岩体为0 ． 8 k m2 。岩体地表 出露形态较为复杂 ， 其中部 出露较为 完整的闪长岩 ， 呈长轴 近北东一 南 西 向的近似椭 圆 状， 超基性岩体多呈脉状产于闪长岩 中部及边部 图 2 。这些岩体受 控于沙 泉子深 大断裂 及其次级 断 裂 ， 多呈条带状和分散状小透镜体分布于断裂两侧 ， 总体展布方向与区域构造线方向一致。岩体侵入于 中元古代星星峡组和卡瓦布拉 克组的片岩 、 片麻岩、 麻粒岩和大理岩中， 与围岩接触界线清楚， 局部可见 有围岩捕掳体。该杂岩体 的锆石 S H RI MP年龄为 2 8 0 2 9 0 Ma 年 吴华等， 2 0 0 5 ， 属华力西 中期岩浆 活动 的产物 ， 与东天 山的黄山和黄山东以及 阿尔泰 I ． ．． ．． ．． ．． ． ． 一一 查 一 0 3 0 6 0 k m 皂 一 二 。 一 I l I 一 一一 一一 一 ； 一一 一一 一 一 一一一一一 一一一⋯ 1 、、 、、、、、 康 ； ， ． ； ； _， r ] cx 】 cx 】 2 ＼＼＼ ▲ ＼ ＼ ＼ ＼ △ l_ -]r1 ． 、、 I l I ⋯ L ’ ‘ 、 ’ ’ ’ ’ ’ 、 ， ， ， ， 1 ， ， ， I l I I I J l I l I T t 言 ． i硼 i i 。 ． i ． i ●■ ■ ■ ■■ ■■ ■ 口 i。。。。 ] [ ] [ ] [ ] [ ● 1 C 。 。。 ⋯。。 ．．．． _＼． ． ． 口 ⋯- 柳园冬- ⋯⋯_ 口 口 口 口 I i i i●●i i i ]C ] C ]C ][ 口 口 口 口 3[ 】[ ]r ][ 口 口 口 口 】C 】C ]C ]C 口 口 口 口 】 [ ] C 罗 口 i●i i i i■●i 旦 块 愀 蝴困 带 一F i l l 苏 图 中 天 山 地 块 南 天 山 造 山 带 田北 山 早 古 生 代 弧 后 盆 地圆 i ‘ [ 三 ] 羹 单 元 分 界 及园 铁 路[ 至 ] 地 名 [- 7 - I 矿 床 名 医 三 俯 冲 带 图 1 新疆中天山大地构造单元简图 [ 据李锦轶等 2 0 0 2 、 毛景文等 2 0 0 2 、 顾连兴等 2 0 0 3 修改] F i g ． 1 D i s t r i b u t io n o f t e c t o n i c u n i t s i n C e n t r a l Ti a n s h a n mo d i f i e d f r o m L i J i I 1 y i e t a 1 ． ，2 0 0 2 ； Ma o J i n g w e n a 1 ． ， 2 0 0 2； G u L i a n x i n g o d． 。 2 0 0 3 维普资讯 第 1 期 柴凤梅等中天山白石泉镁铁一 超镁铁质岩体岩石学与矿物学研究 3 圆第 四 系 皿闪 长 岩 I ] 篓 莩 蚕 变[ l 詈 量 l l 花 岗 岩【 l -- 超 镁 铁 质 岩 I 拉 克 组 变 质 岩 峡 组 变 质 岩 l l 忆 p q 自 [ 1 胆 自 圈 断 裂 图 2 新疆白石泉镁铁一 超镁铁岩体地质图① Fi g ． 2 Ge o l o g i c a l s k e t c h ma p o f Ba i s h i q u a n ma f i e - u l t r a ma f i e r o c k s i n Ce n t r a l Ti a n s h a n 造山带南缘 的喀拉通克含铜镍矿岩体 的成岩时代一 致 。 2 岩石学基本特征 白石泉镁铁一 超镁铁质杂岩体 岩相复杂， 根据各 岩相的穿插关 系可 划分 为 2个侵 入阶段 7个岩相 带。第 1侵入阶段 为白石泉岩体 出露 的主体部分 ， 约占总面积的 9 0 ％， 包括 闪长岩相 、 辉长岩相 、 辉长 苏长岩相 ， 且三者之间没有明显的界线。其中， 闪长 岩相呈近似椭 圆状产出， 与围岩有 明显的侵入接触 关系， 边部围岩伴有硅化 、 绿泥石化 、 角岩化 ， 岩石类 型有石英闪长岩 、 斑状闪长岩及辉长闪长岩 ； 辉长岩 相分布面积不大 ， 仅分布于岩体南部的局部地段 ， 主 要有角闪辉长岩及蚀变辉长岩 ； 辉长苏长岩相主要 出露于岩体的东南部及中部 ， 以地表球状风化为主 要特征 ， 辉长苏长岩和细晶黑云母苏长岩为主要岩 石类型。 第 2侵入阶段与第 1侵入 阶段界线 明显 ， 主要 出露于岩体 的南 、 北部 ， 东部也有少量分布 ， 地表形 态多呈水滴状及脉状。根据岩性及 空间分布可分为 角闪石岩相 、 橄榄岩相 、 橄长岩相及辉石岩相。其 中 角闪石岩相呈椭 圆状分布于岩体 的南接触带 附近 ， 主要 由含长角 闪石岩组成 ； 橄榄岩相分布于主体闪 长岩的中部 ， 是铜镍矿体 的主岩体 ， 主要岩石类型为 单辉橄榄岩 、 斜长二辉橄榄岩 ； 橄长 岩相分 布较少 ， 仅见于岩体北部 的探槽中 ； 辉石岩相分 布于岩体南 北两侧的辉长岩 中及辉长岩与闪长岩的接触部位 ， 岩石类型有斜长角闪单辉橄辉岩 、 斜长单辉辉石岩， 是铜镍矿 主要赋存 的岩石类 型。地表 出露规模较大 的超镁铁岩体面积约有 0 ． 0 1 8 k m2 图 3 C段 ， 由北 至南依次为橄榄岩相 长约 1 1 0 m 、 橄长岩相 宽约 3 9 m 、 辉石岩相 宽 1 4 m ， 在辉石岩 中分布有铜镍 硫化物矿物 ， 构成 Ⅳ号铜镍矿体， 橄榄岩相及橄长岩 相具有铜镍矿化①。 白石泉镁铁一 超镁铁质 杂岩体 的岩石 中常见有 自形一 半 自形 中一 细粒结构、 嵌晶结构 、 反应边结构及 辉长结构， 具 典型 的镁铁一 超镁铁 质深成岩结 构特 征。其主要岩石类型的特征如下 橄长岩 岩石呈灰黑色 ， 半 自形 中粒粒状结构、 包橄结构， 块状构造 ， 主要 由橄榄石 3 0 ％～4 0 ％ 、 斜长石 4 5 ％--5 0 ％ 及少量 辉石 、 角闪石 、 黑云母和 不透明金属矿物等填隙矿物组成。其 中橄榄石多呈 半 自形短柱状及椭圆粒状 ， 大小约 1 ． 5 --2 ． 5 I n l T l ， 裂 理较为发育， 其边缘及裂理常发生蛇纹石化蚀变 ， 并 有 铁质析出。 斜长石晶体较为粗大 ， 约1 ～5 I n lT l ， 个 ① 新疆地矿局第六地质大队．新疆哈密市白石泉铜镍矿点 2 0 0 4年预查报告 维普资讯 岩石矿物学杂志 第 2 5卷 图 3 新疆白石泉镁铁一 超镁铁岩体剖面图 Fi g ． 3 Ge o l o g i c a l s e c t io n o f B a i s t fi q u a n ma f i c - u l t r a ma f i c i n t r u s i t io n 别1 i ／ l l n ， 自形程度较 高， 多 以包裹橄榄石存在， 且 与橄榄石接触处有一薄层闪石化次变边 ， 沿橄榄石 颗粒 四周放射状裂纹较为发育 ， 具橄长岩典型结构。 填隙矿物总量约 1 0 ％～2 5 ％。 辉石橄榄岩 岩石 呈黑 色 ， 半 自形粒状结构 、 包 橄结构 、 反应边结构 ， 块状 构造。主要 由橄榄石 、 辉 石 、 角闪石及少量黑云母 、 斜长石组成 。根据其 中的 辉石种属及含量可以进一步分为斜方辉石橄榄岩与 斜长二 辉橄榄岩。斜方辉石橄 榄岩主要 由橄榄石 5 o ％～5 5 ％ 、 斜方辉石 3 5 ％～4 0 ％ 及少量的角 闪石 、 单斜辉石 、 黑云母 、 斜长石和不透明金属矿物 组成。橄榄石多呈半 自形粒状 ， 大小约 0 ． 2 ～1 n q l n ， 裂理较为发育 ， 其边缘及裂理常发生蛇纹石化蚀变， 并有铁质析出而成 网状结构 ， 蚀变较强者仅保 留其 外形而呈其假象 ， 可见少数包裹 自形 的尖 晶石晶体。 斜方辉石均 以包裹橄榄石存在， 且与橄榄石接触处 裂纹较为发育 。角闪石 、 单斜辉石 、 黑云母 、 斜长石 含量约 8 ％， 均呈他形充 填于橄榄石与辉石 颗粒之 间。不透明金属矿物 磁铁矿 、 黄铁矿 、 磁黄铁矿 、 镍 黄铁矿等 约 2 ％， 常沿主矿物的裂隙 、 解理面及颗粒 间分布。斜长二辉橄榄岩 中的橄榄石含量 5 0 ％～ 5 5 ％， 单斜辉石 1 5 ％--2 0 ％， 斜方辉石 占 1 0 ％左右 ， 斜长石 约 1 5 ％， 角 闪石 、 黑 云母 及金属矿物含量较 少。橄榄石多呈半 自形粒状或浑圆状 ， 大小约 1 ～2 n l t n ， 裂理较为发 育， 其边缘及 裂理常发生蛇纹石化 蚀变 ， 多数具有斜方辉石反应边。单斜辉石多呈他 形晶， 粒度较 大者常包裹橄榄石 、 斜方辉石及 斜长 石 ， 且多已发生纤 闪石化及绿泥石化蚀变。斜方辉 石均以包裹浑圆粒状的橄榄石存在。斜长石 多呈他 形填隙于橄榄石颗粒之 间， 也可见包裹辉石及被辉 石包裹 ， 表明斜长石结晶早 于辉石开始 ， 而晚于辉石 结晶结束。角闪石含量约 8 ％， 呈棕色他形 ， 多以包 裹橄榄石 、 辉石而存在。黑云母均呈他形充填于橄 榄石与辉石颗粒之间。 橄榄辉石岩 岩石呈黑 色， 半 自形粒状结构 、 包 橄结构 ， 块状构造。主要 由橄榄石 2 0 ％～3 0 ％ 、 辉 石 3 5 ％--5 5 ％ 组成 ， 并含少量角闪石 5 ％ 及金属 矿物 。其 中辉石多呈半 自形柱状 ， 且多 已蚀变为纤 闪石 ， 偶见中部有辉石残 留。橄榄石呈他形粒状 ， 大 小 1 ～1 ． 5 IT l l n ， 其边缘 可见有绿泥石及蛇纹石化蚀 变 ， 且多被纤闪石化辉石包裹。角闪石极少 ， 呈他形 填隙状分布。薄片中可见较多的金属矿物 ， 约 5 ％。 该类型岩石为白石泉岩体中主要的含矿岩石。 角闪石岩 岩石呈黑色 ， 半 自形细粒粒状结构及 嵌晶结构 ， 块状构造 。主要 由斜长石 1 5 ％～2 0 ％ 、 角闪石 7 0 ％--7 5 ％ 及少量 的辉石 、 金属矿物组成。 其中角闪石呈半 自形一 他形 粒状及 自形 的六边形 ， 大 小约为 1 --2 n q l n 。斜长石含量约 1 5 ％， 粒度较小， 多 为 0 ． 0 5 --0 ． 2 r l l n l ， 均呈熔蚀浑圆港湾状包裹于角闪 石中， 均为钙长石 ， 且较 为新鲜 ； 个别颗粒较大者 则 充填于角闪石之间， 且均发生绢云母化蚀变 ， 主要 为 拉长石。斜方辉石与单斜辉石含量约 5 ％， 均被角闪 石所包裹 。 角闪辉长岩 岩石 呈灰绿 黑色 ， 半 自形 粒状结 构 、 聚晶结构及嵌晶结构 ， 块状构造 。主要 由斜长石 4 0 ％--5 0 ％ 、 辉石 3 0 ％ 、 角闪石 、 棕 色黑云母 、 磷 灰石 、 榍石及不透 明金属矿物组成。其 中辉石 主要 为透辉石 ， 多呈短柱状 、 长柱状及规则 的八边形 ， 其 表面常见角 闪石小片。角闪石主要呈他形， 包裹辉 石 、 斜长石及不透明金属矿物 ， 少量较为 自形。斜长 维普资讯 第 1 期 柴凤梅等中天山白石泉镁铁一 超镁铁质岩体岩石学与矿物学研究 5 石主要为中、 拉长石 ， 多为 白形的板状 晶体 ， 且环带 结构较为发育。在含橄榄石的岩石中角闪石含量较 高， 达 4 5 ％以上， 粒度较小 ， 约 0 ． 1 12 “U T I ， 并可见角闪 石聚集在一起而呈聚晶结构 ， 辉石主要为斜方辉石 ， 多与橄榄石同时被角闪石包裹。 3 矿物化学特征 白石泉镁铁一 超镁 铁岩体主要 由橄榄石、 辉石 、 角闪石 、 斜长石等矿物组成 。用 于主量元素成分测 试的样 品， 均选较为新鲜的没有蚀变 的晶体以及蚀 变残留晶体 。所有造岩矿物主要元素成分 的测定均 在中国地质科学院矿床研究所 J XA - 8 8 0 0 R型电子探 针上完成， 测试加速 电压 2 0 k V， 束 电流 2 0 n A， 束斑 直径 5 p ．m。 3 ． 1 橄榄石成分特征 橄榄石主要赋存 于辉石橄榄岩 、 橄榄辉石岩及 橄长岩 中。在不 同的岩石 中， 其产出状 态不完全相 同。在橄榄岩 中多呈半 白形粒状或浑圆粒状堆积晶 产出； 在辉石岩中多呈反应残余包含于辉石中； 在橄 长岩中的 白形程度明显低于斜长石 ， 且被斜长石大 晶体包裹 。晶体大小 0 ． 5 ～3 mm， 多数在 1 ～2 mm 之间， 裂理较为发育， 有些 已遭受蛇纹石化蚀变。蛇 纹石及析出的铁质常沿其边缘及裂隙分布而构成网 脉状 ， 甚至完全被蛇纹石交代而仅保 留其 假象。若 铁质沿其解理面和裂理面分布 ， 则橄榄石表面可见 黑色的细线。 根据电子探针分析结 果及计算 的端员分子 表 1 可以看 出 ， 其 F o介于 7 8 ～8 5之 间， 均属 贵橄榄 石。其成分在 同一样品的 中心与边缘 变化不大， 但 随着 岩石类型的不 同而稍有差异 ， 橄榄石含量较高 的岩石 中 F o高达 8 5 ， 基性程度相对较低 的岩石 中 F o降为 7 8 ， 具有与铜镍矿床 中典型橄榄石相同的成 分特征 师占义 ， 1 9 9 4 ， 并且与东疆型造山带环境 的 表 1 白石泉镁铁一 超镁铁质岩 中橄榄石 电子探针分析结果 硼B ／ ％ Ta b l e 1 Co mpo s i t i o n o f o l i v i n e f r om Ba i s hi qu a n ma f i c - u l t r a ma f i c r o c k s，Ce nt r a l Ti a ns ha n 璺贵橄 榄 石贵 橄榄 石贵 橄榄 石贵 橄 榄石贵 橄 榄石贵 橄 榄石贵 橄榄 石 贵 橄 榄石贵 橄榄石贵 橄榄 石贵 橄榄 石贵 橄榄石贵 橄榄石贵 橄榄石 分析测试单位 中国地质科学院矿产资源研究所电子探针室， 分析者 余静； 样号中 c 为中心， m为边缘， s 为过渡带。 维普资讯 6 岩石矿物学杂志 第 2 5卷 镁铁一 超镁铁 质杂岩 中的橄榄 石特征 顾 连兴 等 ， 1 9 9 4 一致 ， 但是较 地 幔橄榄岩 中橄榄 石 的 F 0值 9 0 ． 8 ， D i c k a n d B u l l e n ，1 9 8 4 低 。 3 ． 2 辉石成分特征 斜方辉石与单斜辉石均 出现 于白石泉岩体 中， 不 同类型的岩石具有不同 的辉石种属 、 含量及产 出 状态。 3 ． 2 ． 1 斜方辉石 斜方辉石几乎分布于各类岩石 中。在橄榄岩 中 主要呈半 自形板柱状或为橄榄石的反应边产出 ， 其 周围常有较大的磁铁矿颗粒分布 ； 在辉石岩中可见 斜方辉石包裹斜长石 ， 也可见斜长石包裹斜方辉石 ， 表明斜方 辉石与斜长石有 一段处于平衡结 晶的阶 段， 并可见其包裹橄榄石与单斜辉石。主要发生滑 石化 、 透闪石化蚀变 ， 表面常见有榍石细小颗粒定向 排列 。 其成分及计算 的阳离子数和端员成分列于表 2 及图 4中。可以看出 ， 不同类型 的岩石中的 Mg O与 2 成分变化较大 ， 但是 C a的含量变化不大。在 橄榄岩及橄 长岩中的顽 火辉石分子 E n 主要介于 8 1 --8 4之间 ， 属古铜辉石 ； 在角闪石岩中斜方辉石的 F e O含量明显高于橄榄岩 中的含量， Mg O 的含量则 较低， 其 F s 2 8 ， E n降低为 7 0 ； 角闪辉长岩 中的斜 方 辉石 的 最高达5 0， E n 4 8 ． 5 ， 属铁辉石 。 表 明 表 2 白石泉镁铁一 超镁铁质岩中辉石电子探针分析结果 叫B ／ ％ l e 2 Co mpo s i t i o n o f py r o x e ne f r o m Ba i s hi qu an ma f i c - ult r a ma f i c州Ic I‘ s．Ce nt r a l Ti a ns b a m 种属 古铜辉石 古铜辉石 顽透辉石 古铜辉石 顽透辉石 韵 百 辉石 古铜辉石 韵 百辉石 紫苏辉石铁紫苏辉石普通辉石透辉石 分析测试单位 中国地质科学院矿产资源研究所电子探 针室 ， 分 析者 余静 。 维普资讯 第 1 期 柴凤梅等中天山白石泉镁铁一 超镁铁质岩体岩石学与矿物学研究 7 W0 En F s 图 4 白石 泉镁铁一 超镁铁质 杂岩辉石 的 Wo E n F s 图解 据 Mo r i n o t o ， 1 9 8 8 F i g． 4 W oEnF s d i a g r a m o f p y r o x e n ef r o m B a is h i q u g n ma f i c u l t r a m a f i c r o c k s f r o m Mo r i n o t o ， 1 9 8 8 岩浆演化从早期到晚期 ， 其成分 由富 Mg向富 F e 方 向演化。 0 3 的含量介于 0 ． 3 6 ％～2 ． 1 ％之间 ， 较 地幔橄 榄 岩 中斜 方 辉 石 的 含量 2 ． 1 ％ ～ 5 ． 0 ％ 低 D i c k a n d N a t l a n d ，1 9 9 6 。 3 ． 2 ． 2 单斜辉石 单斜辉石多出现于辉石 岩与辉长 岩中， 主要 呈 短柱状， 且晶体大小不一 ， 常具有角闪石的反应边或 在颗粒表面有细粒角闪石分布； 少数 以他形填隙状 或粗大嵌 晶状出现于橄榄岩中。主要发生次闪石化 和绿泥石化蚀变。 其化学成分及端 员分子数列于表 2 。由表 2可 以看出， 不同类型的岩石 中 0 3的含量变化较大 ， 但其他 的化学成分变化不大 ， 而且在 同一晶体 中化 学成分也较为均匀。在橄榄岩、 辉石岩与橄 长岩 中 A 1 2 03 的含量较高 ， 主要介于 4 ． 3 5 ％～5 ． O 3 ％之间； 在角闪石岩 中主要介于 0 ． 9 6 ％～2 ． 0 1 ％之间 ； 在辉 长岩中则最低， 为 0 ． 2 8 ％。单斜辉石 中 的含量与 压 力 的 大 小 关 系 较 为 密 切，Ku s h i r o 1 9 6 0与 T h o mp s o n 1 9 7 4 研究表明， 玄武岩 岩浆在高压结晶 时 ， 易于以 Ⅵ 成 C a ． Ts c h进入单斜辉石中， 故高 压结晶的辉 石富铝， Ⅵ 高 ； 在低压结 晶时， 易 于 以 代替 S i 进入斜长石 ， 因而低压结 晶的辉石贫 铝， 高 邱家骧等， 1 9 8 7 。白石 泉岩体 中单斜辉 石特征表明， 橄榄岩、 辉石岩的结晶压力高于角闪石 岩及辉 长岩， 暗示 了它们 是不 同深度结 晶的产 物。 所有的单斜辉石均属 Ca ． Mg ． F e辉石族， 在 w _ E n ． F s 图中 图 4 ， 主要位于透辉石 、 顽透辉石和普通辉 石 区， 其特征与东疆型造山带环境的镁铁一 超镁铁质 杂岩中的辉石特征 顾连兴等 ， 1 9 9 4 一致 。 3 ． 3斜长石 斜长石 出现 于各类岩 石 中， 仅 含量 有所差 别。 在橄榄岩中可见其包裹橄榄石 ， 也可见橄榄石包裹 斜长石 ， 表明其早于橄榄石开始结晶， 而晚于橄榄石 结晶结束 ； 橄长岩中长石晶体较为粗大 ， 多包裹浑圆 状的橄榄石 ； 在角闪石岩中则呈熔蚀港湾状散布其 中； 辉长岩 中多呈 自形一 半 自形 与辉 石形成辉 长结 构 ， 并可见其环带现象。 斜长石的化学成分及端员分子数列于表 3 。由 此可 以看 出， C a O、 与 S i 0 2呈 良好 的负相关 ， CaO与 A1 2 03 为 良好 的正相关 ， 与岩浆结晶分异的 演化规律一致。其 中， 角闪石岩 中的斜长石呈细小 熔蚀状包裹 于其 中， 属钙长石 An9 5 ． 7 ， 为岩体 中含钙最高者， 而且 S i 0 2含量较低 ， 表明该长石 可 能系岩浆早期堆晶产物， 结 晶时间较短， 岩浆富铝并 含丰富的水 董传万等 ， 1 9 9 7 ； 橄榄岩及橄长岩中主 要为拉长石 ， 在辉长岩 中则主要 为培长石 ， 表明斜长 石 的 An高低与岩石基性程度之间的相关性不是绝 对的 ； 辉长岩 中的斜长石具有明显 的环带特征 ， 既有 An由核部向边缘先减少后增加再减少的韵律 环带 特征 ， 也有 An由中心 向边缘 增加 的反环带特 征。 研究表明， 斜长石环带构造是岩浆结晶过程 中温度 、 压力及成分变化 的结果 吴平霄等 ， 1 9 9 7 。S a k u g a ． ma 1 9 8 3 和郑祥身 1 9 9 5 研究认为 ， 正环带表明母 岩浆来 自于单一 的岩浆体 系， 反环带则表 明母岩浆 可能发生 了混合作用； 目前对于斜长石韵律环带的 形成看法不一 吴平霄等， 1 9 9 8 。由此可见 ， 白石泉 岩体 中斜长石复杂的成分环带表明了岩浆结晶过程 中温压条件 以及岩浆成分变化的复杂性 ， 岩体形 成 过程 中可能有多次岩浆注入。 ． 3 ． 4 角 闪石 角闪石主要赋存 于角闪石岩和角闪辉长岩 中， 在橄榄岩及辉石岩中含量较少。其 中粒度较小者在 镜下多呈无色或淡绿色的他形或半 自形填 隙于橄榄 石 、 辉石及斜长石之 间； 晶体较大者则 呈棕色 ， 且 多 色性明显 ， 常以包裹橄榄石 、 辉石存 在； 在角 闪辉长 岩 中发育有角 闪石 的聚晶结构， 并可见其辉石 的假 象 。 其 电子探针数 据列于 表4 。 由表4 可 以看 出 ， 由 维普资讯 8 岩石矿物学杂志 第 2 5卷 分析测试单位 中国地质科学 院矿产资源研究所电子探针室 。 分析者 余静 。 橄榄岩相一橄 长岩相一角闪石岩一角闪辉长岩相 ， 角闪石 中 F e 含量明显递增 ， Mg O的含量逐渐减少 ， 即角闪石的 F e含量 随着岩石基性程度 的降低而增 加， 与斜方辉石的成分