(一)中酸性脉岩岩石学
贵东岩体内产出的脉岩,多数具有细粒半自形粒状结构的侵入脉岩,它的组成和侵入时 间较为复杂,很难将它们的生成顺序搞清,因此,只按其矿物组成将它们划分为细粒黑云母 花岗岩、细粒二云母花岗岩、细粒白云母花岗岩和细晶花岗闪长岩。此外,也有呈细晶结构 产出的细晶岩和以伟晶状产出的伟晶岩。而独立产出的细晶岩脉很少,伟晶岩在岩体西段 可见规模较大脉状产出。
在中、酸性脉岩岩浆一节中,仅对细粒黑云母花岗岩(M2)、细粒二云母花岗岩(M3)、细粒白云母花岗岩(M4)、细晶花岗闪长岩(M5、M7)、细粒二长花岗岩(M6)、细粒正长花 岗岩(X341、X437)等脉岩的岩石学特点做一简要概括。
1.细粒黑云母花岗岩脉岩(M2)
这种脉岩在司前、岭头坳、白水寨、李维和下庄至新桥公路都能见到,从结构上看有等粒 和斑状两种。岩脉宽度从几十厘米到1 m左右不等,岩脉充填于中粒斑状黑云母花岗岩中,岩脉与围岩有明显的侵入界线。岩石的主要造岩矿物为石英、碱性长石和斜长石。碱性长 石多见微斜长石,斜长石有时能见到环带,但多呈钠长双晶,次要矿物多为黑云母,少量蚀变 矿物有白云母(片状伊利石)。岩石的主要矿物粒径一般在1~2mm,副矿物群组成为锆 石、磷灰石、磁铁矿,有时能见到电气石。主要造岩矿物占全岩组成的比例分别为:石英 25%~35%,碱性长石25%~40%,斜长石占全岩的30%~35%,黑云母占5%。
根据上述造岩矿物的变化范围,取其碱性长石、斜长石、石英含量变化的均值,计算出它 们的相对百分含量,投影于QAP三角图(图6-24)上,则该岩石落入二长花岗岩区中部。故称之为细粒黑云母花岗脉岩。
图6-24 花岗质脉岩的QAP图解
2.细粒二云母花岗岩脉岩(M3)
细粒二云母花岗岩脉岩在贵东圩、李维、野猪湖、田心、司前、新桥至下庄公路、八一公路 都可见到。一般规模在几十厘米到十几米,脉岩走向NE和NW向都有。脉岩侵入围岩有 中粒斑状黑云母花岗岩和斑状黑云母花岗岩。岩石多为等粒半自形粒状结构,块状构造。组成岩石的主要造岩矿物有石英,在全岩矿物组成中占30%;碱性长石多为微斜长石,在全 岩矿物组成中占35%,斜长石在全岩矿物组成中占25%。次要矿物黑云母占4%,白云母 的含量在6%左右。但多出现不同程度的白云母化,黑云母在全岩中的含量明显低于5%。岩石的矿物平均粒径变化较大,可以从0.5mm到2mm。
根据上述碱性长石、斜长石和石英,分别求出它们的相对含量百分比,投入QAP三角图 上,则该岩石落入二长花岗岩区的左侧(图6-24)。根据岩石含有两种云母故定名为细粒 二云母花岗岩脉岩。
3.细粒白云母花岗岩脉岩(M4)
细粒白云母花岗脉岩实际是一种含电气石、石榴石的白云母花岗岩。它是一种广泛分 布的脉岩,它在田坪、田心、礼岭、古泉营、小▓都能见到几十厘米至几米宽的细粒白云母花 岗岩脉。细粒白云母花岗岩的主要造岩矿物有石英,在全岩组成中占40%。碱性长石多为 微斜长石,在全岩矿物组成中占30%。斜长石多呈半自形晶,在全岩矿物组成中占25%。岩石中的次要矿物为白云母,呈片状或集合体,在全岩组成中占5%,岩石的副矿物常见电 气石、石榴石和锆石。岩石中的主要矿物粒径一般在2mm左右。
根据上述碱性长石、斜长石和石英在全岩中占的百分比分别计算出它们之间的相对百 分数,并投影到QAP三角图上(图6-24)。则该岩石(M4)落入二长花岗岩区的中部略偏 左(图6-24),由于该岩石主要含有白云母故命名为细粒白云母花岗岩脉岩。
4.细晶花岗闪长岩脉岩(M5、M7)
细晶花岗岩闪长脉岩如从成分上来区分,应有两种:一种是产于礼陵的细晶结构的不 含角闪石,且又含有较多的电气石的脉岩(M5),组成岩石的主要造岩矿物有:斜长石在 岩石组成中占45.3%,碱性长石在全岩中占18.4%,石英占32.2%,此外,电气石在全岩 中占4.1%,由于它的组成中斜长石含量大大多于碱性长石。因此,按实际矿物含量投 影,它投于QAP三角图(图6-24)的花岗闪长岩区。故将这种岩石称之为细晶花岗闪长 岩脉岩为宜。
另一种是含角闪石黑云母的花岗质脉岩(M7),它侵入到角闪黑云母二长花岗岩中,脉 宽可达20 m以上。这种岩石发现于内洞,岩石呈细粒等粒结构,块状构造。岩石粒径在 1~2mm。组成岩石的主要矿物斜长石在全岩组成中占35%;石英占25%;碱性长石多为 微斜长石占20%;角闪石和黑云母分别在全岩中占10%。岩石中矿物的结晶特征是:斜长 石呈自形到半自形,环带构造发育;微斜长石呈他形,常见格子状双晶;角闪石常呈自形晶,黑云母片状或片状集合体,当遭受绿泥石化时,常伴随有绿帘石、褐帘石生成。副矿物群的 组成有金红石、独居石、锆石、磷灰石和磁铁矿。该岩石按实际矿物的相对百分比投影到 QAP三角图上的二长花岗岩区(图6-24),接近的花岗闪长岩区,因此,也将其划归为细晶 花岗闪长岩脉岩。
5.细粒二长花岗岩脉岩(M6)
细粒二长花岗脉岩具有半自形粒状镶嵌结构、块状构造,岩石粒径变化较大,如石英的 粒径变化可以从0.2mm~1mm。岩石中的主要造岩矿物斜长石为自形晶,由于粘土蚀变 的影响,斜长石聚片双晶显得不太清晰。碱性长石多为微斜长石,具有清晰的格子状双晶,微斜长石多见他形晶,石英为他形嵌晶,此外,岩石中可见分布较均匀的电气石,岩石的主要 矿物斜长石占全岩组成的33.9%,微斜长石占27.5%,石英占35.7%,次要矿物为电气石占 全岩组成的2.5%,根据前人资料该岩石被命名为细晶岩。我们认为该岩石的主要矿物不 具有同结晶特点,且碱性长石结晶明显低于斜长石,与细晶岩的定义不符,另外,根据岩石的 实际矿物的相对百分数投影到QAP三角图的二长花岗岩区中部偏右,在成分上也与细晶岩 的定义不符,故将其命名为细粒二长花岗岩脉岩。
6.细粒正长花岗岩脉岩(X341、X437)
细粒正长花岗脉岩实际上是一种含黑云母很少的和碱性长石含量高的细粒花岗岩脉 岩,该脉见于车八岭(X341)和杨屋(X437)公路旁,岩石呈灰色等粒细粒结构,块状构造。组成岩石的主要矿物为碱性长石、斜长石、石英,次要矿物为黑云母,蚀变矿物有叶片状伊利 石。岩石的主要矿物结晶特点是:
碱性长石多为微斜长石,少见条纹长石,常见卡斯巴双晶,碱性长石呈半自形到他形,粒 径为0.06~1.89mm;斜长石呈自形到半自形,长板状,常见钠长石双晶,粒径为0.14~ 0.82mm;石英呈他形粒状,粒径变化在0.66~1.81mm;黑云母呈片状或片状集合体,在(001)切面上的粒径为0.048~0.176mm。主要矿物在岩石中的含量见表6-62。
表6-62 细粒正长花岗脉岩的矿物含量(%)
根据表6-62中两个样品的碱性长石、斜长石、石英的含量 ,计算出相对百分比,并投 影到QAP三角图上(图6-24)。则两岩石均落到QAP三角图的正长花岗岩区的偏右侧,故定名为细粒正长花岗岩脉岩。
细粒正长花岗岩脉岩的矿物粒径变化在0.45~1.85mm,常见的副矿物有石榴石、锆 石、独居石、磷灰石、少量绿帘石、榍石。
细粒正长花岗脉岩的矿物结晶特点:
斜长石呈自形到半自形晶板状,有等轴状,也有长板状,长宽比为2.7:1,多数长:宽小 于2:1,有时可见少数斜长石,粒径2.41mm×2.78mm,但一般斜长石粒径变化在0.63mm× 0.74mm~1.11mm×1.85mm。斜长石除粒径大于2mm的具有环带状构造外,其余斜长 石多具有钠长双晶兼卡斯巴双晶,少数为钠长双晶。碱性长石有格子状双晶的微斜长石和 格子状双晶的条纹长石两种,它们在结晶程度上有些差别。微斜长石多呈他形晶,而微纹长 石多见半自形晶。微纹长石偶尔能出现斑晶,斑晶粒径5.1mm×6.2mm,常见有斜长石包 晶。一般情况下,微纹长石的粒径为1.11mm×1.33mm~1.48mm×1.96mm,较斜长石 的粒径粗。微斜长石粒径变化为0.37mm×0.44mm~0.74mm×1.18mm。石英为它形 粒状嵌晶,其粒径变化在0.33mm×0.44mm~1.41mm×1.59mm。白云母(片状伊利 石)为他形至半自形片状或片状集合体,平行于(010)切面的粒径变化在0.22mm× 0.52mm~0.44mm×1.11mm。黑云母在该岩石中绝大多数遭受绿泥石化和伊利石化,它的 粒径变化在0.15mm×0.19mm~0.70mm×1.33mm。黑云母中常有锆石、独居石包体。石 榴子石一般呈自形粒状,粒径变化范围在0.52mm×0.59mm~0.74mm×0.74mm。
该岩石的副矿物除上述黑云母中的包体锆石、独居石外,还可见磷灰石、电气石和少量 绿帘石。
岩石中主要碱性长石的化学成分采用电子探针波谱法分析,其结果见表6-63。
表6-63 碱性长石的化学组成(%)
根据表6-63中的元素氧化物成分,采用氧原子配比法求出碱性长石的化学结构表达 式:
南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用
斜长石的化学成分也采用电子探针波谱法分析其结果见表6-64。
表6-64 斜长石化学成分(%)
根据表6-64中的元素氧化物组成,采用氧原子配比法,分别计算出两测点的化学结构 表达式:
南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用
从表6-64中Na2O和CaO的含量和相应的化学式可以得出,该岩脉中的斜长石牌号 应是XAn=7%~9%的钠长石。
岩石中的黑云母由于遭受绿泥石化,即使残留下来的黑云母也是受到不同程度的淋失。根据这一特点,对该岩石中残留黑云母和蚀变绿泥石分别采用电子探针波谱法进行了分析(表6-65)。
根据表6-65中的元素氧化物成分,在不考虑羟基的情况下采用氧原子配比法,计算出 它们相应的化学结构表达式:
表6-65 黑云母和蚀变绿泥石的化学成分(%)
南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用
从表6-65中元素氧化物含量和相应化学结构表达式中可以看出:黑云母在淋失过程 中主要表现出的是层间阳离子钾的淋出,其次是八面体阳离子丢失。
(二)中酸性脉岩的副矿物组成
中酸性脉岩的副矿物成分,从显微镜下观察统计常见有锆石、磷灰石、独居石、帘石、石榴 子石、电气石等。对细粒黑云母花岗脉岩进行过人工重砂统计。该岩石中磷灰石含量35g/t、锆石含量11.3g/t、黄铁矿含量17.7 g/t、独居石含量0.006g/t,此外还可见萤石、锐钛矿、绿 帘石等矿物。对于岩石中的副矿物锆石也进行了电子探针波谱分析(表6-66)。
表6-66 锆石的化学成分(%)
根据表6-66中的锆石元素氧化物成分,采用氧原子配比法,计算出锆石的化学结构表 达式:
南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用
从表6-66中元素氧化物含量和锆石的化学结构表达式可知,该脉岩中的锆石含U、Th 和稀土都很低,其中唯一代换量较多的元素是铪。
(三)中酸性脉岩的主量元素氧化物特征
中酸性脉岩的主量元素氧化物含量,仅分析了两个样品,结果见表6-67。
表6-67 花岗质脉岩的主量元素氧化物含量(%)及参数值
根据花岗质脉岩的主量元素氧化物含量(表6-67),将按K2O+Na2O与SiO2的含量投 影在TAS分类图解中,落在花岗岩石区(图6-4)。岩石SiO2含量平均为70.37%,TiO2为 0.14%,全铁小于2%,MgO和CaO的含量均比较低,小于1%。碱性组分含量较高,Na2O 为3.17%,K2O为6%,K2O+Na2O为9.17,显示次碱性特征(图6-5)。成分具有过铝性 质(图6-7、图6-8),形成于后造山环境(图6-9、图6-10)。
(四)中酸性脉岩的稀土元素特征
中酸性脉岩的稀土元素仅对细粒正长花岗岩脉岩分析了稀土元素含量(表6-68)。从表 6-68中可以看出,细粒花岗岩脉岩稀土元素地球化学特征总体上与细粒石榴石白云母花岗 岩相似,稀土总量比较低,REE为87.98×10-6,加上钇含量109.88×10-6,轻稀土73.25× 10-6,重稀土平均含量14.78×10-6,轻重稀土比值LREE/HREE=4.97,La/Sm=3.84,La/Y=10.59,因此,在稀土配分型式上较缓(图6-25),铕亏损相对较小,δEu=0.56。这 些特征表明其暗色矿物黑云母的含量较少,以长英质组分较多。具有高的演化成熟度。
表6-68 花岗岩质脉岩稀土元素含量(10-6)及参数值
图6-25 细粒花岗脉岩稀土元素配分型式
(五)中酸性脉岩的微量元素特征
中酸性脉岩的微量元素成分见表6-69。从表6-69可以看出,这些酸性脉岩富集稀有 亲石元素锂、铷、铯、铍和铌,它们均高于地壳克拉克值,稀有元素总量平均值达到738× 10-6,是所有贵东岩体花岗质岩中最高的;其锶的含量却是最低的,平均值只有29×10-6,Rb/Sr比值达20.7,不仅反映熔融源岩锶含量亏损,也可能反映斜长石的分离结晶。同样的 亲铜元素,除铅外,铜、锌和锑都是亏损的(表6-69,图6-26),锌、铜元素总量只有13× 10-6,低于地壳克拉克值。因此,具有较大的稀有元素/亲铜元素比值7.8。岩石的钨、钼元 素含量也比较高,总量达45.1×10-6,相当于地壳克拉克值的15倍。放射性元素铀和钍也 是富集的,特别是铀的含量高达23.8×10-6,Th/U比值为0.6,是所有酸性岩石中较小的,说明铀的相对富集。从酸性脉岩的微量元素地球化学特征表明,其具有很高的演化成熟度,很可能是锶亏损的熔融体发生再次部分熔融及分离结晶作用的形成。
表6-69 中酸性脉岩的微量元素含量(10-6)及参数值
图6-26 细粒花岗脉岩微量元素配分型式
综合酸性脉岩特点如下:
(1)贵东岩体中的酸性脉岩种类除细晶岩、伟晶岩外,花岗质的脉岩种类复杂,矿物成 分变化较大,从花岗闪长岩到正长花岗岩,这些成分不同的中-酸性脉岩与多期次的侵入岩 浆作用之间存在着某种依赖(继承性)关系;
(2)从中酸性脉岩的矿物成分看,细粒花岗岩脉岩的碱性长石、斜长石、石英的相对含 量投影在QAP三角图的正长花岗岩区。这种细粒正长花岗脉岩可能属于细粒花岗岩的演 化产物,它们侵入在斑状角闪黑云母二长花岗岩中;
(3)从中酸性脉岩的副矿物较各期岩浆侵入岩含量较少。中酸性脉岩的副矿物在含量 上明显少于各期侵入岩,且副矿物种类单一。它们的副矿物主要是由石榴石、电气石、磷灰 石、锆石组成的副矿物群。
(4)从个别细粒正长花岗岩脉岩的斜长石测定,其斜长石牌号属于钠长石。
(5)细粒正长花岗脉岩,呈次碱性、过铝碱性组分含量铕亏损中等,富稀有亲石元素和 铀富集特点。