铁镁质脉岩岩石学及地球化学特征

（一）铁镁质脉岩岩石学特征

贵东岩体中的镁铁质岩浆是代表着特定条件下的岩浆热活动，它并不是花岗岩浆演化 的产物。而是深源物质上涌的证据，也是深源流体的先兆。

贵东岩体周边及岩体内部产出的铁镁质脉岩，主要分布在岩体东段，如产于变质岩中的 铁镁质岩石（大庄）：产于岩体内部的五条铁镁质脉岩带。不管是岩体内部还是围岩中的铁 镁质脉岩，它们的大致走向是一致的，即走向NWW280°～300°，倾向NE，倾角80°～90°，这 5条岩带是由近百条宽窄不等，长短不一的岩脉组成，岩脉在走向倾向上有分支复合，膨胀 收缩，尖灭再现的变化特点。铁镁质脉岩的宽度可以几十厘米、几米到30 m，其长度可以从 十几米、几十米到几千米。一般情况下，岩脉宽度较大时就能见到岩脉边缘呈现微细晶结构 的冷凝边。由于结晶速度差异，在采集样品时，会发现同一种岩石的边缘和中心岩石在结构 上的变化。

这些铁镁质岩石，由于岩石自身组成的不稳定性和构造热作用，不同地段的镁铁质脉 岩，在矿物组成、结构构造发生了不同程度上的变化，甚至面貌全非。因此，铁镁质岩石在命 名和种属上不同研究者之间有较大的分歧。笔者将采用以下研究成果来解决铁镁质脉岩命 名问题。

1.通过岩石组成结构构造和斜长石类型等基础数据来确定岩石名称；

2.采用钐钕同位素研究不同蚀变和变形铁镁质脉岩来源的同一性来进行归类。铁镁 质岩石类Sm-Nd同位素分析数据见表6-70。

据Depaolo和Wassery（1970、1976）所引入参数εNd来看，εNd越大，即样品143Nd/144Nd值 偏离球粒陨石均质体的143Nd/144Nd值越大，即源于亏损上地幔；如果143Nd/144Nd和球粒陨 石比值相同，即εNd＝0，则为原始地幔型；若εNd<0，则为大陆壳型。据资料记载现代玄武岩 的平均εNd为＋10，岛弧玄武岩的平均为＋8，大陆溢流玄武岩为零，大陆壳平均εNd为-15（Depaolo，1981）。若设100 Ma为辉绿岩形成年代，由表6-70的数据计算得到εNd（100 Ma） 时，利用143Nd/144Nd的比值和Sr同位素比值0.705128±19投入图6-27，则该区铁镁质岩 石样点落在玄武岩右下侧。其中X010、X032、X209、9218落于球粒陨石现代值以上，其他 样品落于球粒陨石现代值之下，即落在下地壳岩石化学参数的左下方。从而得出，虽然所采 的辉绿岩样品已遭受多次构造蚀变改造和地壳物质的混染，但仍保留着地幔岩的特征。

3.铁镁质岩石中磷灰石的Sr同位素测定⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的初始比值为0.705，落入地幔来源 的镁铁质火成岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的初始比值（0.702～0.706）范围。

4.氧同位素辉绿岩全岩δ¹⁸O为7.3‰，落入基性岩的δ¹⁸O（5.5‰～7.4‰）区内。

5.辉绿岩中分散黄铁矿的硫同位素的δ³⁴S为0‰～2‰，完全落入M.Shima测定加拿 大玄武岩、辉绿岩的δ³⁴S的值（0‰～2.8‰）区内。

表6-70 不同蚀变强度辉绿岩的Sm-Nd同位素及参数

图6-27 辉绿岩Sr-Nd负相关演化图

依据已有的研究结果，笔者认为贵东岩体内外带（近EW向）的镁铁质岩石，应属于同 源的玄武岩浆产物，这种岩石中斜长石为拉长石x（An）＝54％～62％。由于这些岩石具有 残留的辉绿结构（图版6-10），故称辉绿岩。

至于NNE向的铁镁质脉岩，它切穿复合于近EW向辉绿岩，从结构和组成上应称之为 拉辉煌斑岩。

新鲜辉绿岩呈暗绿色，辉绿结构（图版6-10）、块状构造、辉绿岩遭受蚀变后岩石结构 多为残余辉绿结构、变辉绿结构、纤维丝片变晶结构。显微镜下可见次变生结构、穿孔筛状 结构。辉绿岩石的主要矿物组成，决定于岩石的蚀变程度。未受到强烈蚀变作用的辉绿岩 主要矿物为斜长石、辉石、副矿物为钛铁矿、磷灰石。这种岩石的蚀变新生矿物有角闪石、绿 泥石和绿帘石、角闪石沿辉石周边进行交代形成次变边结构，绿泥石则呈角闪石假象代换、绿帘石则沿斜长石裂隙或解理呈浸染状交代。当辉绿岩中辉石完全被角闪石代换后，角闪 石多具重结晶，但普遍可见角闪石呈筛状结构，即呈筛状穿孔的长石、石英分散于角闪石中。蚀变强烈的辉绿岩中可以见到阳起石、绿泥石、绿帘石交代。故蚀变辉绿岩中的矿物组成主 要有角闪石（或阳起石）、斜长石（钠长石）、黑云母、绿帘石；副矿物有钛铁矿、白钛石（锐钛 矿）、黄铁矿、磷灰石。有时在角闪石中可见辉石残留。不同辉绿岩的矿物含量见表6-71。

表6-71 蚀变程度不同辉绿岩的主要矿物含量（％）

依据表6-71的实际矿物百分含量，无需通过计算。蚀变程度不同的辉绿岩投影到深 成岩QAP三角图的P顶端（图6-30），即闪长岩、辉绿岩、斜长岩区（10）。

辉绿岩的主要矿物组成和结晶特征：

斜长石：新鲜的斜长石透明，解理发育，一般不具环带构造，发育钠长卡斯巴复合双晶和钠 长石双晶，双晶带宽，且清晰。受交代蚀变后的斜长石双晶边界不齐，晶体边缘模糊，且多被钠 长石、绿帘石、方解石、闪石等交代。斜长石采用电子探针波谱法分析（表6-72）。

表6-72 斜长石的化学成分（％）

根据表6-72中的氧化物成分，采用氧原子配比法计算出的斜长石化学结构表达式：

南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用

从斜长石的化学结构表达式可以得出，变质岩石中辉绿岩的斜长石牌号为XAn＝ 54％～62％。竹山下辉绿岩中的斜长石牌号为XAn＝55％～60％，龟尾山辉绿岩中斜长石 牌号为XAn＝55％，它们同属拉长石。因此，这些辉绿岩应是一次岩浆作用产物。

辉石多呈短轴状他形晶，镜下单偏光无色或微带红色，正交偏光下C轴与Ng夹角为 20°～25°，干涉色最高一级橙黄。电子探针波谱法分析辉石的化学成分见表6-73。

表6-73 辉石的化学成分（％）

根据表6-73的化学成分，采用氧原子配比法计算出该测点辉石的化学结构表达式：

南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用

从化学式可以看出，该岩石中的辉石应为普通辉石。

（二）辉绿岩及拉辉煌斑岩的主量元素特征

贵东岩体铁镁质岩脉的主量元素氧化物含量见表6-74，根据表6-74的数据投影，绝 大部分样品落在高铁拉斑质玄武岩区。

表6-74 辉绿岩主量元素氧化物含量（％）和化学参数

*同表6-4注。

根据Jensen（1996）的图解（图6-28），各带的辉绿岩及其平均值投影于Jensen三角图的 高铁拉斑质玄武岩区。岩石的SiO₂平均含量为48.49％，TiO₂平均含量为2.594％，Al₂O₃的平 均含量为13.67％。全铁平均含量达到约15％，MnO含量平均0.248％，MgO平均含量 5.68％，CaO平均含量8.43％。碱质组分Na₂O的含量明显高于K₂O，Na₂O平均为2.50％。K/Na＝0.31，K₂O＋Na₂O总量达3.18％，具有次碱性至碱性的特征（图6-29）。在K₂O- SiO₂图解中辉绿岩落入玄武岩区（P-K）周围（图6-30）。故辉绿岩为基性岩浆分异产物。

图6-28 基性辉绿岩Al₂O₃-FeO＋TiO₂-MgO图解

该类岩石的拉森指数为负值，平均为-10.81。长英质指数为24.02，只是花岗石类的 三分之一，而镁铁指数则比较高，达43。反映出比较典型的铁镁质岩石化学特征。采用 Peace（1997）的构造判别图解表明辉绿岩形成于大陆构造环境（图6-31）。

图6-29 贵东岩体辉绿岩Na₂O＋K₂O-SiO₂图解

图6-30 辉绿岩K₂O-SiO₂图解

图6-31 辉绿岩Al₂O₃-MgO-FeO*（全铁）

（三）辉绿岩的稀土元素特征

通过外带围岩和岩体内部的辉绿岩的稀土元素含量进行比较，发现产于岩体内部的辉 绿岩稀土元素含量要高于外带辉绿岩，但轻重稀土比值和δEu值则相差不大。因此，它们 的稀土配分形式，呈微向右倾斜的平缓的无亏损型（表6-75，图6-32）。稀土总量的变化 为33×10^-6～129×10^-6，轻稀土含量变化为24×10^-6～103×10^-6，重稀土含量变化为8× 10^-6～30×10^-6。LREE/HREE变化2.95～6.74，La/Sm比值1.88～2.67，La/Yb比值 3.64～9.57，δEu变化为1.03～1.17，平均为1.06，从分析误差考虑，辉绿岩应为无亏损型。从表6-75中的数据还可得知，轻稀土与重稀土比值越大，铕有向正异常偏移的趋向。

表6-75 辉绿岩的稀土元素含量（10^-6）及参数

图6-32 辉绿岩稀土元素配分型式

因此，稀土元素经历了比较强的碱性流体交代作用改造的复杂地球化学过程，辉绿岩拉 长石的钠长石化、辉石的角闪石、绿帘石、绿泥石化，导致了轻重稀土元素分离。La/Sm-La（图6-33A）、La/Ce-La（图6-33B）、La/Nd-La（图6-33C）、La/Pr-La（图6-33D）的 图解可知这些辉绿岩的稀土元素成分的变化是由分离结晶作用造成的。

图6-33 辉绿岩的稀土元素La/Sm-La（A）、La/Ce-La（B）、La/Nd-La（C）、La/Pr-La（D）图解

（四）辉绿岩及拉辉煌斑岩的微量元素特征

辉绿岩微量元素地球化学特征有别于基性岩微量元素地球化学特征（表6-76，图6 34），主要表现在以下几方面：

表6-76 辉绿岩微量元素含量（10^-6）及参数值

图6-34 辉绿岩微量元素配分型式

1.辉绿岩以富稀有元素为特征，尤以锂、铯富集明显，含量分别为基性岩平均值的3.4 倍和13.4倍；

2.钨、钼元素总量为5.0×10^-6，约为基性岩钨、钼元素丰度的1.33倍。但钨、钼、锡元 素中的各种元素的增加和亏损，在不同辉绿岩带的辉绿岩中并不完全相同，如：钼含量均低 于基性岩的平均值，而钨和锡平均含量高于基性岩的平均值1.5倍和2.4倍。铋的平均含 量是基性岩的约113倍，是显著增加元素；

3.辉绿岩的放射性元素主要表现为岩石中的铀平均含量明显增加，而钍平均含量与基 性岩相近。铀在辉绿岩中平均含量为2.755×10^-6，为基性岩的平均值5.5倍；

4.氟、硫两元素在辉绿岩的中平均含量，都超过基性岩的平均值。氟在辉绿岩中的平 均含量为570×10^-6，约为基性岩平均值的1.5倍。硫在辉绿岩中的平均含量为922× 10^-6，约为基性岩丰度的3倍；

5.辉绿岩中亲铜元素平均含量为206×10^-6，与基性岩的平均值相近。其中辉绿岩中 的铜、锑平均含量是低于基性岩的平均值，而铅在辉绿岩中含量则为基性岩平均值的2倍；

6.辉绿岩中锶平均含量为174×10^-6，约相当基性岩的平均值0.4倍。因此，辉绿岩具 有明显的锶亏损特征。

从上述辉绿岩的微量元素地球化学特征可以说明，该岩石的源岩浆就具有富碱和稀有 元素，成岩过程的分离结晶和后期的热流体交代作用的叠加是造成辉绿岩富锂、铯、铋、钨、锡、铀和硫等元素的原因。