時間:2012年10月18日 分類:推薦論文 次數:
摘要:通過對岫玉成礦的巖石組合特征及礦物的同位素分析,結合對成礦時代、成礦溫度的測定,揭示了岫玉在空間及時間的演化規律,認為岫玉的成礦作用可劃分為兩個階段:接觸交代成礦階段和熱液蝕變成礦階段。
關鍵詞:岫玉;巖石組合;同位素分析:成礦作用;成礦模式。
中圖分類號: F407 文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract: Through the Xiuyan jade ore rock assemblage features and mineral isotopes are analysed. Based on metallogenic epoch, metallogenic temperature measurement.. It reveals the Xiuyan jade in the space and time evolution law. This paper argues that the Xiuyan jade mineralization can be divided into two stages:contact metasomatic stage of mineralization and hydrothermal alteration mineralization stage.
Key Words: Xiuyan jade; Rock assemblage; Isotope analysis; Mineralization; Metallogenic model.
一、地質背景
遼南地區岫玉產于中朝準地臺、膠遼臺隆,主要分布于營口~寬甸古隆起南側的三家子~王家堡子復式倒轉向斜中,另外在區域東南部的東港市合隆~長安一帶以及寬甸紅石砬子等地也有同類玉礦石產出。區域內褶皺及斷裂構造發育,巖漿活動頻繁,變質作用強烈,含礦地層為遼河群大石橋組變質變質巖系。岫玉多產于元古代殼型黑云二長花崗巖及遼河群富鎂大理巖接觸帶附近的層間斷裂中,含礦帶多呈似層狀,礦體多呈大小不等的透鏡狀、扁豆狀,偶見網脈狀及團塊狀,極少數礦體沿斷裂發育,而形成規模相對較小的不規則脈狀礦體。
二、地質特征及成礦條件分析
1、巖石類型及組合特點
岫巖玉礦主要賦存在厚層狀白云石大理巖層中,特別是夾在白云石大理巖中的菱鎂大理巖透鏡體中。含岫玉菱鎂大理巖主要由菱鎂大理巖、白云石菱鎂大理巖、蛇紋石化鎂橄欖巖、蛇紋石化白云石菱鎂構造片巖、滑石片巖、蛇紋透閃石片巖、蛇紋石化菱鎂質糜棱片巖、碳酸蛇紋巖等組成,其中蛇紋石化糜棱狀鎂橄欖菱鎂大理巖、滑石片巖及蛇紋石化菱鎂質糜棱片巖等多呈分支復合帶狀展布。
通過對賦存岫玉大理巖礦物成分研究,根據成礦作用可分為變形變質作用形成的礦物組合及熱液交代蝕變作用形成的礦物組合兩種類型:兩種變質作用形成的礦物共生組合類型見CaO、MgO、SiO2 三角形礦物共生組合圖解1(a、b),其中變形變質作用(a)形成的礦物組合類型有:1.透閃石—透輝石—橄欖石2.橄欖石—透輝石—白云石3. 透輝石—白云石—方解石4.橄欖石—白云石—菱鎂礦等,這種礦物共生組合類似鎂質矽卡巖;交代蝕變作用(b)形成礦物共生組合類型有:1.蛇紋石—透閃石—滑石2.白云石—蛇紋石—透閃石3.透閃石—白云石—方解石4.蛇紋石—白云石—菱鎂礦等。這些由兩種不同性質的變質作用形成的礦物常常在一起出現,它們之間互相交代,蝕變礦物以葉蛇紋石化為主,其次為纖維狀蛇紋石及細鱗片狀蛇紋石,交代鎂橄欖石、白云石、菱鎂礦及早期結晶的葉蛇紋石、透閃石、滑石,并且伴隨有少量的水鎂石化、綠泥石化、碳酸鹽化、海泡石化、磁鐵礦化等,多數為含H2O蝕變礦物,為水化作用的產物。
2、氫、氧同位素分析
含礦帶中岫玉的形成需要有一種含有成礦物質的流體水是無可置疑的,但對流體水的來源則一直是討論的熱點。根據氫、氧同位素分析結果能夠確定流體水的來源,不同成因的流體水其δ18O值各有差異,如:
巖漿水:δ18O=+5.5~+8.5‰;δD=(-40)~(-80‰);
變質水:δ18O=+5~+25‰;δD =(-20)~-(-65)‰;
海 水:δ18O=0‰;
大氣水:δ18O=<0‰(Suk(1983)認為在(-4)~(-10)
北京大學地質系王時麒教授對岫巖地區蛇紋石和透閃石兩種岫玉樣品進行了氫、氧同位素采樣分析,其中蛇紋石岫玉分析結果見表1,經換算成溶液的相應值投影到δD-δ18O‰關系
透閃石岫玉其分析結果經計算成溶液的相應值投影到δD—δ18O關系圖3上,從表及圖中可見透閃石岫玉成礦溶液主要靠近巖漿水的變質水范圍內。
從兩種類型岫巖玉中不同成因的水在圖中的位置如圖所示,均可看到變質水與巖漿水分配區有一重迭區間,結合岫玉常產出在酸性花崗巖體與白云石大理巖接觸帶的特征看,認為形成岫玉的流體為多源滲合而成,是區域變質水和巖漿水的混合熱水成礦。
3、硅同位素分析
通過蛇紋石岫玉的硅同位素測定,其分析值見表3。從表上看蛇紋石岫玉的硅同位素測定值為0.1~0.2,與白云石大理巖中的硅質條帶或結核的硅同位素值相差很遠,而與角閃巖、變粒巖及淺粒巖等變質巖相近,落在花崗巖的硅同位素(-0.4~+0.4)值的范圍內。
通過對透閃石岫玉的硅同位素測定,其分析值見表4。從表看出透閃石岫玉的硅同位素值為-0.2~0.5,與蛇紋石岫玉相似,與白云石大理巖相差甚遠,并靠近變質巖,在花崗巖的范圍內。
由國土資源部礦產資源研究所測試 (資料來源于北京大學地質系)
綜合以上特征,推測岫巖玉石的硅質來源于區域變質作用及巖漿活動,一部分來源于含硅變質粒巖及片巖中,另一部分來源于花崗巖。
4 、硫同位素分析
從透閃石岫玉中選取了共生的黃鐵礦和磁黃鐵礦,進行了硫同位素的測定結果見表5。
表5 硫同位素分析結果表
樣品號W6—1W7—1W8W6—2W7—-2平均
礦物名稱黃鐵礦黃鐵礦黃鐵礦磁黃鐵礦磁黃鐵礦
δ34S13.518.014.98.216.014.1
從表中可以看出,本區透閃石軟玉的硫同位素值為8.2—18,數值變化范圍相對比較寬。投入到圖4上與各類地質體硫同位素值相比較,偏離玄武巖和花崗巖數值范圍,且處在沉積巖和變質巖的數值范圍內,結合本區岫玉成礦成礦地質條件,區域內里爾峪組變質巖系中普遍含有黃鐵礦推斷岫玉中的硫應來源于變質巖。
5 、稀土元素的對比分析
通過采集蛇紋石岫玉及大理巖的樣品進行稀土元素分析,從稀土配分圖5看,岫玉與大理巖的稀土配分圖形大同小異,非常相似,都是左高右低,輕稀土含量相對較高,曲線較陡,重稀土含量相對較低,曲線平緩,Eu或正異常或無異常。表明蛇紋石岫玉的稀土元素來源于賦礦圍巖大理巖,繼承了大理巖稀土配分特征。
6、 成礦時代
北京大學地質系王時麒教授采用Ar—Ar法對岫玉進行同位素年代的測定結果見表6,年代從8~18億年,區間范圍變化較大,但根據岫玉一般產出在元古代遼河群大石橋組白云石大理巖層與元古代花崗巖外接觸帶內,推論岫玉成礦為元古代(約18億年左右)。
北京大學地質系同位素實驗室 (資料來源于北京大學地質系王時麒)
8、成礦溫度
岫玉礦物粒度較細,顯微鏡下采用均勻法進行包裹體的觀察非常困難,采用爆裂法又無爆裂溫度,因此利用岫玉中共生及伴生的黃鐵礦及方解石來進行成礦溫度測定,黃鐵礦一般呈浸染狀或團塊狀分布在岫玉中,屬于成礦同期的共生礦物,通過9件樣品的爆裂法溫度測定結果可知,其成礦溫度為195℃~392℃,測定結果。
方解石一般是呈脈狀分布于岫玉中,常充填在岫玉的裂隙中,表明是成礦晚期產物,通過對2件樣品的均一法測溫結果可知,其成礦溫度為121℃—223℃,測定及如果見表8。
三、岫玉的成礦模式
岫巖玉礦床的形成在空間上和時間上具有一定的演化規律,其在空間分布上具有明顯的區域集中性,多賦存于遼河群大石橋組大理巖層及花崗巖接觸帶上,并且在時間上同18億年發生的大規模的區域變質作用、花崗巖的侵入及造山運動相吻合。從穩定同位素分析、稀土元素分析結果可知,岫玉的成礦物質主要來自周圍的變質巖層及花崗巖巖漿,岫巖玉的形成首先是花崗質巖漿巖與大理巖接觸交代形成鎂橄欖巖及硅鎂石大理巖,之后經熱液交代蝕變作用形成岫玉,鎂橄欖巖的形成為岫玉礦體的形成奠定由橄欖石向蛇紋石轉變的物質基礎,因此,岫玉形成先后可劃分為兩個成礦階段:1接觸交代作用階段,2熱液交代蝕變作用階段。這也是熱液活動直接交代鎂質大理巖,形成蛇紋石化的現象比較普遍,但很少形成岫玉礦的原因。
參考文獻
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