蚀变岩类型

如题所述

在西伯利亚南部的磁铁矿矿床中有3种类型的褪色蚀变岩:钠长岩和角闪石-方柱石交代岩;透辉石-斜长石和绿帘石-阳起石-斜长石成分的傍矽卡岩褪色岩;花岗岩化岩石。

矿体围岩的交代改造进行得非常完全,实际上,在矿区内,没有揭露出未经交代作用的原岩,不管是辉长岩类岩石,还是沉积-变质杂岩岩石均经受了蚀变。在交代岩中,主要为各种各样的钠长石和方柱石交代岩,它们的绝大多数是成矿前的。在数量上,矽卡岩明显少于钠长石和方柱石交代岩。

1.钠长岩和角闪石-方柱石交代岩

此类交代岩常常构成磁铁矿矿床的矿化蚀变岩的主体,如在Aн3aс矿田内,蚀变岩的宽度近1km,长度大于3km,磁铁矿矿体均产于其中(图2-21),它们的面积比矿体的大得多,超过15倍。辉长岩的蚀变从斜长石的去钙长石化和辉石的角闪石化开始,同时发生有色矿物的局部分解和溶解,结果生成了不同程度的褪色化岩石,并主要由带有角闪石和绿帘石杂质的斜长石构成。进一步的蚀变导致斜长石的钠长石化,暗色矿物的完全溶解和在自形晶粒间出现石英,这种钠长岩实际上已失去有色矿物。辉长岩的褪色作用是在斜长石的方柱石化和有色矿物分解的早期过程中进行的,生成的角闪石-方柱石岩的特点是,铁镁质组分的含量不稳定,但与原始辉长岩相比总是变少。当角闪石分解和被方柱石交代时,发生Fe的释放,部分Fe就地沉淀,生成细微的分散的浸染磁铁矿并构成角闪石颗粒的镶边,大部分Fe和Mg被带出。

图2-21 Aнзас矿床地质简图

(据ЛИ.Каныгин和д.И.Павлав,1971)

1—磁铁矿矿体(包括近矿交代岩);2—钠长岩;3—角闪石-方柱石岩;4—钠长石化和方柱石化辉长岩;5—辉长岩;6—片岩

在蚀变过程中岩石的成分发生显著而重要的变化,如在辉长岩的钠长石化和方柱石化过程中,Na20含量从0.90%~3.04%增加至4.25%~7.84%,蚀变岩的Na2O含量比原岩增加 1.82~8.71倍(表 2-18)。SiO2的含量从42.45%~49.32%增至 50.27%~70.74%,而 MgO的含量则从5.50%~18.89%减少至0.69%~4.65%,最多减少了18.20%,TFe含量减少也相当明显,最多减少了9.36%。由上可见,当辉长岩钠长石化和方柱石化时,发生强烈的Na和Si的带入及Fe、Mg(Ca)的迁出。在片岩钠长石化过程中,明显带入的为Na和Al,带出的为Si、Mg和Fe。Г.A.Соколов等(1962)提出了一个很有意义的见解,即在辉长岩和围岩石英-钠长片岩共同钠长石化时,这些岩石成分出现平均化趋势:Al由辉长岩带往片岩,而Si从片岩带往辉长岩,较为活动的Mg和Fe同样容易地既从辉长岩,也从片岩中被带出,这正是从褪色岩的化学和矿物成分的特性得出的结论,并且,这些现象的规模是相当大的。

表2-18 在钠长石化和方柱石化过程中岩石化学成分(wB/%)的变化

2.傍矽卡岩褪色交代岩

此类岩石产于矽卡岩的周围(图2-22和图2-23),是与矽卡岩生成紧密相伴的去Fe、Mg的钙交代岩,它们的面积比铁矿体大 10倍以上。这种交代岩首次由柯尔仁斯基(1948)提出,在乌拉尔和哈萨克斯坦的矽卡岩-磁铁矿矿区内广泛发育,后来的研究查明,类似的岩石在西伯利亚的磁铁矿矿床中也有相当广泛的分布。这种褪色化岩石可分两个类型:①与矽卡岩密切共生的透辉石-斜长石岩;②宽度相当大的渗滤成因的绿帘石-阳起石-斜长石岩。第一种类型主要出现在与花岗岩类侵入体有成因联系的矽卡岩磁铁矿矿床中、第二种类型,除在上类矿床中外,还见于上述的方柱石型磁铁矿矿床内。

图2-22 MулъгиH矿床地质简图

(据r.B.Поляков,1971)

1—磁铁矿矿体;2—矽卡岩;3—不同程度褪色玢岩和傍矽卡岩褪色岩;4—闪长岩

图2-23 Мулъгин矿床地质剖面简图

图中符号、符号说明及资料来源同图2-22

萨彦地区的铁矿床的傍矽卡岩褪色蚀变岩主要是交代基性和中基性火山岩或闪长岩和辉长闪长岩生成的。它们的外貌很特别,为浅色的、致密的,常常是隐晶质的,而有时是细粒。它们一般被定为角岩或蚀变火山岩。其颜色变化从浅灰色、几乎是白色到浅绿灰色至暗绿色。在大块的褪色岩中有时能见到深色原岩的残留体。白色的微粒变种外表很像钠长岩。岩石颜色的变浅是由暗色造岩组分的分解和带出,以及深色的普通角闪石被透辉石、低铁阳起石和绿帘石所交代引起的。透辉石-斜长石交代岩具有各式各样的显微结构和特殊的矿物成分,它们所特有的是柱状-粒状结构,有时酷似辉绿结构,和主要为透辉石-斜长石的成分。斜长石和透辉石的比例变化相当大:带绿色色调的灰色变种的特征是透辉石占主要地位,但在浅色、几乎为白色的变种中透辉石的含量可以下降到10%。斜长石是基性的,牌号为60~65,在浅色的贫透辉石变种中,斜长石的基性度降低,其牌号可为30~40,但其中仍出现少量的绿帘石和阳起石。具有特征性的是完全不存在含Fe的矿物和含有大量的榍石(达5%)。为所有褪色化傍矽卡岩所具有的这一特征证明,在其形成时Fe的活动性和Ti的惰性。

绿帘石-阳起石-斜长石成分的褪色化岩石分布相当广泛,实际上见于所有东萨彦的磁铁矿矿床中。按其特性,它们是远离矽卡岩带在相对低温条件下生成的渗滤成因的褪色化岩石。这一类型的褪色化岩石的成分和结构是多种多样的。在广泛分布的绿帘石-阳起石-斜长石岩变种中发现有原岩矿物和结构的残留体。原岩的有色矿物通常为绿色的普通角闪石,但都已分解,少量被淡绿色低铁阳起石交代。斜长石发生去钙长石化,变为近钠长石的酸性斜长石。此时释放出的Ca仍留在原处,分布在沿斜长石发育的钠黝帘石中,或充填于绿帘石的自形晶间。

图2-24 Ирбин矿床地质简图

(据Г.B.ПолякоB,1971)

1—磁铁矿矿体;2—矽卡岩;3—灰岩;4—玢岩及其凝灰岩;5—正长岩(侵入的);6—二长岩类岩石和正长岩(变辉长闪长质的)

在傍矽卡岩的褪色蚀变过程中,Ca含量显著增高,从7.85%(原岩)增至14.28%(蚀变辉绿玢岩例外,稍有减少)(表2-19)。Na2O含量增高了0.26%~2.20%。SiO2的含量增高了3.28%~9.24%。Fe含量都是降低的,减少量为2.80%~4.46%,平均3.47%。Mg的含量与Fe一样,在蚀变过程中也是降低的,蚀变岩的MgO含量为原岩含量的15%~98%,平均57%。由此可见,傍矽卡岩的褪色蚀变为去Fe、Mg的钙化、钠化和硅化(表2-19)。

3.花岗岩化和正长岩化变辉长岩和变辉长闪长岩

原岩为辉长岩和辉长闪长岩,蚀变的最终产物为石英正长-闪长岩和花岗正长岩。蚀变过程中主要生成石英和钾长石,使深色的原岩变为浅色的接近花岗岩的酸性岩。暗色矿物被分解,铁镁质组分被强烈带出。磁铁矿体和矽卡岩体主要赋存在花岗岩化的蚀变岩中(图2-24、2-25)。褪色蚀变岩范围很大,超过矿体面积的15倍。在花岗岩化过程中,主要带入组分为SiO2(增加 12.52%~16.91%)和K2O(增加1.84%~3.77%),主要带出组分为Fe(减少3.23%~5.92%)、MgO(减少0.57%~3.71%)和CaO(最大减少量为5.27%)(表2-20)。由此可知,当中-基性岩石花岗岩化时,主要为去Fe、Mg和Ca的硅化和钾化。

在两种成分明显不同的相邻岩石同时发生褪色蚀变时,原岩中Si和Al含量高者,发生Si和Al的带出,含量低者,发生Si和Al的带入。也就是说,Si和Al从高含量的岩石中转移至低含量的岩石中,因此,Si和Al的迁移是在水-岩反应过程中主要由含量差引起的。Fe在褪色蚀变过程中都是被带出的,并与原岩中Fe含量的高低无明显关系,而与碱金属和碱土金属的带入密切相关。西伯利亚南部铁矿床的3类褪色蚀变岩,实际上为3种不同碱质的交代岩;钠长石和方柱石岩为去Fe、Mg、Ca的Na交代产物;傍矽卡岩的褪色岩主要为去Fe、Mg的钙交代产物;花岗岩化岩为去Fe、Mg、Ca的K交代产物。

表2-19 傍矽卡岩岩在褪色蚀变过程中化学成分(wB/%)的变化

表2-20 花岗岩化过程中岩石的化学成分(wB/%)变化

图2-25 ИИр6ин矿床地质剖面图

1—磁铁矿矿体;2—矽卡岩;3—玢岩及其凝灰岩;4—二长岩类岩石和正长岩(变辉长闪长质的);5—正长玢岩岩墙;6—辉绿玢岩岩墙

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