1.一般特征
昆嵛山岩体中的钾长石一般呈具红色调的白色,粒度3—5mm左右,多为他形一半自形,无双晶或具格子双晶,偶见钠长石条纹,常含有自形斜长石包裹晶,偶被斜长石所包裹,反映二种长石可部分交替生长。
2.化学成分
对5个产出特征不同的钾长石作了电子探针分析,其结果及晶体化学式列如表3-1。
(1)造岩元素:昆嵛山岩体中钾长石主要元素Si4+、Al3+、K+、Na+变化不大,端员组分0r=89.77%—94.07%、Ab=5.93%—10.10%,An近于0。其成分与玲珑花岗岩中钾长石Or88.57Ab11.43An0.00(据陈光远等1991资料计算,样品数2)相似,而与郭家岭花岗闪长岩中钾长石成分差别较大,后者(上庄岩体)碱性长石形成了以钾长石为主的钾长石-钾钠长石系列(陈光远等,1991)。
(2)分散元素:分散元素Sr2+的离子半径使之既适于置换K+,又适于置换Ca2+,因而在斜长石和钾长石中均可以类质同象富集。Ba2+的离子半径较Ca2+大得多,与K+则比较接近,所以Ba2+是钾长石中常见的类质同象元素。
对昆嵛山岩体钾长石作电子探针分析,Sr2+、Ba2+的检出率分别为40%和100%,平均值分别为0.51%和0.87%(表3-1)。很明显,Ba2+在钾长石中汪猛裂的富集程度比Sr2+高得多。鉴于钾长石是昆嵛山岩体的主要矿物,故该岩体可能构成一富Ba2+的地球化学场。该岩体中产出的重晶石矿床和乳山金矿田中的重晶石矿物,则是该特殊地球化学场异常的反映。
(3)铁族元素:业经分析的铁族元素有Ti4+、V3+、Cr3+、Mn2+、Fe(Fe3++Fe2+)、Co2+、Ni2+。由于铁族元素趋于在暗色矿物中集中,因此,昆嵛山含黑云二长花岗岩全岩的含量一般应高于长石中的含量。
与灵山沟金矿区玲珑花岗岩和上庄郭家岭花岗闪长岩钾长石电子探针分析结果比较,玲珑花岗岩2个钾长石样品Ti、V、Cr、Mn、Ni5个元素总检出率为30%,均值分别为659、0、376、697和0(×10-6,据陈光远等1991资料计算);郭家岭花岗闪长岩20个钾长石Ti、Fe、Mn、Cr4个元素总检出率为54%,均值分别为986、497、387和 250(×10-6,据陈光远等1991资料计算)。昆嵛山岩体5个钾长石样品7个铁族元素总检出率为56%,Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni各元素均值分别为456、504、55、294、622、519和173(×10-6,按电子探针结果换算)。总的来看,昆嵛山岩体中钾长石和玲珑花岗岩及郭家岭花岗闪长岩中钾长石的铁族元素含量特征大体相似,说明三者在成因上有某些共同点。与世界中酸性岩中长石比较[Cr2×10-6,刘英俊等,1984;V10×10-6,瓦杰尔等;Ti(100—1000)×10-6,迪尔等,1963],上述胶东三岩体钾长石铁族元素含量明显偏高,表明对胶东群变质中基性火山岩成分有一定继承性。知漏
另外困闭,昆嵛山岩体钾长石中Fe的检出率为80%,均值为622×10-6,而郭家岭岩体(上庄)钾长石中Fe的检出率仅65%,均值497×10-6。这应是郭家岭岩体中界河金矿贫铁而昆嵛山岩体中乳山金矿田富铁的部分原因。
表3-1昆嵛山岩体钾长石化学成分(wB,%)及阳离子系数
表3-1昆嵛山岩体钾长石化学成分(wB,%)及阳离子系数
(4)成矿元素:多金属Cu、Pb、Zn的电子探针检出率不高于 40%,检出值不大于900×10-。Au的检出率虽然只有 40%,但检出值高达24200×10-6,且不小于15000×10-6。Ag的检出率和检出值分别为 80%和1434×10-6,均远大于Cu、Pb、Zn。根据这一结果,易于得出下述判断:成因上与昆嵛山岩体有关的矿床相对富贵金属而贫多金属。牟乳地区以贵金属伴生Cu、Pb、Zn矿床为主,独立的多金属矿床极少,说明昆嵛山岩体钾长石中成矿元素种类和多寡,确对区域成矿矿种类型有一定指示意义。
3.结构状态
本文仅对昆嵛山岩体中1个钾长石粉晶样品作了X射线衍射分析,测试条件为:日本理学RCX射线粉晶衍射仪,CuKa/Ni,50KV,80mA,步宽0.02度。
根据测试结果计算了钾长石的晶胞参数、三斜度(△P)、三斜有序度(△E)、单斜有序度(△Z)、结构状态指数(§)和 Al在四面体位置中的分配,结果如表3-2、3。
将表3-2中各项数据对比表明,昆嵛山岩体中钾长石的晶胞较玲珑岩体中钾长石的晶胞大得多。a0、b0、c。的变化趋向是一致的。前者偏离单斜的程度较小。
表3-2 钾长石晶胞参数比较
表3-2 钾长石晶胞参数比较
表3-3 钾长石结构态数据比较
表3-3 钾长石结构态数据比较
图3-1 碱性长石轴长、结构态及成分关系图(据Stwart and Wright,1974)
图3-1 碱性长石轴长、结构态及成分关系图(据Stwart and Wright,1974)
M1—昆嵛山岩体中钾长石,牧牛山;S3—三佛山岩体中钾长石,上口;M2—黑云二长花岗伟晶岩中钾长石,牧牛山;10A—似伟晶脉状钾长石,金青顶
将b0、c。投入Stewart和Wright(1974)碱性长石结构态和成分关系图中(图3-1),昆嵛山岩体钾长石T1(o)+T1(m)的读图值为0.88,略高于计算值0.8200(表3-3)。相应的a。值为0.860nm,与计算值0.8599nm可认为相同。这与该岩体长石中极少见条纹结构的现象是一致的。
将表3-3中昆嵛山岩体和玲珑花岗岩钾长石的各项数据对比表明,前者的有序度明显偏低。但二者均属部分有序状态。
据X光衍射分析结果,将昆嵛山岩体钾长石MlKf在Wright(1968)碱性长石结构态与成分关系图上投点(图3-2),结果属中微斜长石。
4.钾长石中金的赋存状态
对昆嵛山岩体钾长石作了电子显微镜观测,但未发现明显可辨的金粒。从钾长石中金的电子探针分析来看,凡检出的数据都高于15000×10-6,而相当多的点则无金被检出,分布极不均一。由此推断,金可能主要以超微细粒状态分散在钾长石中。
二、伟晶岩、似伟晶状钾长石脉和红化带钾长石
图3-2碱性长石三峰值、结构态与成分关系图(据Wright,1968)
图3-2碱性长石三峰值、结构态与成分关系图(据Wright,1968)
Ml—昆嵛山岩体中钾长石,牧牛山;S3—三佛山岩体中钾长石,上口;M2—黑云二长花岗伟晶岩中钾长石,牧牛山;10A—似伟晶脉状钾长石,金青顶
1.一般特征
有关岩石(包括金矿田未蚀变围岩即含黑云二长花岗岩)中钾长石的一般特征可概括如表3-4。
表3-4 钾长石一般特征比较
表3-4 钾长石一般特征比较
表中,含黑云二长花岗岩是蚀变岩的原岩,即昆嵛山花岗岩,其长石特征已在前文作了详细研究。黑云母二长花岗伟晶岩主要矿物成分与上述原岩相同,为该岩体伟晶岩阶段的产物,其钾长石与斜长石含量近等,分布可远离矿体。似伟晶状钾长石脉在近矿围岩中更为发育,它同强红化含黑云二长花岗岩均为近矿的标志。钾长石的颜色,由远矿的原岩→伟晶岩→近矿的钾长石脉和红化花岗岩,红色调逐渐加深,矿物组合方面,近矿的红化花岗岩,则明显有赤铁矿和金红石出现,反映从原岩到红化花岗岩,其形成过程中f02不断提高。
2.化学成分
造岩元素:由表3-5可知,昆嵛山岩体原岩、钾长石脉和红化带的钾长石在主要组分上差别不大,而伟晶岩钾长石的Or组分明显偏高,Ab明显偏低。
铁族元素:近矿的脉状钾长石和红化花岗岩中钾长石的铁含量明显低于原岩钾长石的铁含量,伟晶岩中钾长石的铁含量也显著偏低。这说明,在花岗岩原岩→伟晶岩→近矿钾长石脉形成过程中,由于f02不断提高,Fe的活动性趋于增强(Fe3+增多),因而,在伟晶岩和钾长石脉形成时,只有少量铁沉淀下来,而大部分趋于在气液物质中继续迁移。当花岗岩原岩遭受红化蚀变时,热液的f02值达到最大,铁随热液迁移并参与成矿的作用也更为明显。
钴与铁有颇为相似的地化性质,它在蚀变带的析出也有端倪可查(从伟晶岩、钾长石脉到红化花岗岩分别为2674×10-6、79×10-6、0×10-6)。在成矿过程中,Co2+置换黄铁矿中的Fe+,成为使黄铁矿晶体在电场作用下呈 N型电导的施主元素。
表3-5 钾长石阳离子系数比较
表3-5 钾长石阳离子系数比较
其他微量元素,如Ti、Cr、Mn、Ni等,在伟晶岩、钾长石脉及红化花岗岩钾长石中与昆嵛山花岗岩钾长石的数值特征大体相似,反映了它们成因上的相关性和物质成分上的继承性。
成矿元素:主成矿元素 Au在近矿钾长石脉和红化带钾长石中的含量下降最为明显(均为0×10-6)。显然,在碱质交代和氧化条件双重作用下,金大多由还原态转为氧化态向成矿有利部位聚集,很难以 Au0价态沉淀在长石中。成矿元素Pb、Zn(在钾长石脉和红化带钾长石中为0×10-6)以及分散元素Ba(表3-5)和微量元素总量(在原岩、伟晶岩、钾长石脉和红化带钾长石中分别为24720×10-6、20881×10-6、5688×10-6和5545×10-6,按EMPA结果换算)的变化也反映了此种趋势。“红化”为成矿准备了物质条件,这同蚀变岩的研究结果完全一致。
3.结构状态
根据钾长石X射线衍射分析结果计算的结构态参数见表3-6、7。
据表3-6,在图3-2上投点,三种长石均落入中微斜长石区。除原岩钾长石M1外,伟晶岩钾长石M2和钾长石脉10A116的
据表3-6在图3-1中投点,昆嵛山岩体钾长石M1的a。读图值与实测值基本一致。伟晶岩钾长石 M2和似伟晶脉状钾长石 10A的 a。读图值与实测值差别较大:M2△a。=0.01205nm,10A116nm△a0=0.01389nm,二者均大于0.005nm。这与
表3-6 钾长石晶胞参数比较
表3-6 钾长石晶胞参数比较
表3-7 钾长石结构态数据比较
表3-7 钾长石结构态数据比较
不同产状钾长石的轴长变化表明,伟晶岩脉中钾长石和似伟晶脉状钾长石a0、b0、c0普遍小于花岗岩钾长石(表3-6)。从端员组分看,花岗岩钾长石X0r平均91.25%(5)(据表3-1),与似伟晶脉状钾长石的X0r近等(92.07%,见表3-7)。伟晶岩钾长石X0r最大,达97.86%。显然,端员组分变化并非轴长变化的主因。从微量元素看,花岗岩(昆嵛山岩体)钾长石和伟晶岩钾长石的微量“杂质”总量相似且较高,而脉状钾长石显著偏低,因此也难以判定与轴长变化的关系。影响轴长变化的可能原因是,伟晶岩钾长石和脉状钾长石△a0均较大,适应富钠相出溶而进行的键长和键角的调整,使得轴长有所减小。
从三斜有序度(△E)、单斜有序度(△Z),和结构状态指数(§)看,由含黑云二长花岗岩原岩→伟晶岩→钾长石脉,钾长石的有序程度依次提高,其原因是Al在T1位的配分值有所增加。从外部影响因素看,虽然伟晶岩脉和钾长石脉比花岗岩冷却速度较快,但两种脉体形成温度较低,富含挥发组分,钾长石便可以较大有序度产出。这与灵山沟金矿区由玲珑花岗岩、伟晶岩到红化强钾化蚀变岩微斜长石的有序度变化特征类似。
图3-3 钾长石热发光曲线
图3-3 钾长石热发光曲线
10A116—似伟晶状钾长石脉;M2—黑云二长花岗伟晶岩;19572—红化含黑云二长花岗岩
总之,从找矿矿物学的角度看,有序度较高,微量“杂质”较少,轴长较小的钾长石,是与成矿有关的钾长石,是近矿的标志。
4.热发光特征
对伟晶岩钾长石、脉状钾长石和红化带钾长石的热发光测试(图3-3、表3-8)表明,三种长石的热发光曲线均呈锐单峰,峰点温度十分接近,但伟晶岩和钾长石脉中的钾长石热发光强度和积分强度显著高于红化花岗岩中的钾长石(3倍以上)。这是区别三者的有效性质标型。
表3-8 钾长石热发光特征比较
表3-8 钾长石热发光特征比较
三、其他中酸性岩中钾长石
其他中酸性岩所包括的岩类在本章前文已有叙述。其中,(上口)二长花岗岩(三佛山岩体)是本区主要代表性岩体之一。
1.一般特征
本区所有中酸性岩都含有钾长石,其一般产出特征如表3-9。
表3-9 牟乳地区中酸性岩钾长石一般特征
表3-9 牟乳地区中酸性岩钾长石一般特征
表中,柳林庄黑云二长花岗岩和三佛山二长花岗岩(以下简称三佛山岩体)中钾长石呈粉红色,与其他岩类钾长石的红色调白色明显不同,代表了较为氧化的形成环境,是导致金等成矿元素进一步迁移的有利因素。
2.化学成分
不同岩类岩体中钾长石由电子探针分析结果计算的晶体化学式如表3-10。
表3-10 牟乳地区中酸性岩钾长石阳离子系数
表3-10 牟乳地区中酸性岩钾长石阳离子系数
仍按元素地球化学特点,分类讨论如下:
(1)造岩元素:表3-10中,W3和W2分别代表含榴二长花岗岩的细粒相和粗粒相,在无染寺可见W2与W3过渡接触或在其中呈脉状。二者矿物组成及含量基本相同。W2代表该岩体的晚期富挥发分相。因此,含榴二长花岗岩演化过程中钾长石的成分变化大体可以限定在Or89.69—97.32Ab10.31—2.68间。晚期钾长石0r较富,其主体即细粒相钾长石成分与昆嵛山岩体相似。
表中L2和L3的关系与W3和W2的关系类似,但L2和L3呈明显的侵入接触,成分相近,为同源不同次侵入的产物,L2早于L3,属同类岩石。该类岩石钾长石向晚期演化Or增大,其成分与昆嵛山岩体钾长石相近。
表中除闪长岩S2之钾长石0r组分略低外,石英二长岩L1和三佛山岩体S3之钾长石端员组分均与昆嵛山岩体相似。
(2)分散元素:本区中酸性岩钾长石中Sr仅在昆嵛山岩体中检出。Ba在中性的S2和L1中最高,酸性岩中除昆嵛山岩体外,含榴二长花岗岩钾长石的Ba也被检出(表3-10),指示二者具有一定的成因联系。
(3)铁族元素:铁族元素除在含辉石黑云闪长岩(S2)钾长石中含量略高外,其他中酸性岩钾长石的铁族元素总量基本相同,反映了区域上不同类型中酸性岩浆活动有某种类似的成因背景。
(4)成矿元素:本区中酸性岩钾长石的多金属元素Cu、Pb、Zn的检出率明显低于贵金属元素Au、Ag的检出率。除昆嵛山岩体外,其他岩类岩石的钾长石中各元素检出率分别为:Cu28.6%、Pb42.9%、Zn28.6%、Au71.4%、Ag57.1%。该结果不仅反映了昆嵛山岩体相对富贵金属而贫多金属,而且区域地球化学场也具有相同的特征。
3.三佛山岩体与昆嵛山岩体钾长石结构态的比较
据采于上口的三佛山岩体钾长石粉晶X射线衍射分析结果计算的结构态参数和晶胞参数见表3-2、3-3。
表3-2中,三佛山岩体钾长石的晶胞大小介于昆嵛山岩体和玲珑花岗岩钾长石之间,偏离单斜的程度较小。
在图3-1中,三佛山岩体钾长石T1(o)+T1(m)的读图值为0.95,略高于计算值0.94(表3-2),相应的a。读图值(0.846nm)与计算值(0.8575nm)之差△a=a计算—a读图=0.011nm。说明矿物的畸变程度较大。
将表3-3中三岩体钾长石轴长与主成分特征(昆嵛山岩体钾长石Or91.25Ab8.57An0.18,5点平均;三佛山岩体钾长石Or94.04Ab5.96An0.00;玲珑花岗岩Or92.28Ab7.72An0.00,据陈光远等2点平均)对比可知,Or组分的增加未能引起轴长的增大。结合伟晶岩等钾长石轴长影响因素的讨论,所有△a较大的长石轴长均较小,可能钠长石出溶引起的应变作用是轴长变化的决定性因素。
表3-3中各项数据对比表明,三佛山岩体钾长石与玲珑花岗岩钾长石有序度相似,略高于昆嵛山岩体钾长石的有序度。
据X射线粉晶分析结果在图3-2上投点表明,三佛山岩体和昆嵛山岩体中钾长石均属中微斜长石,前者与最大微斜长石相对比较接近。
四、小结
根据钾长石的研究,可以得出以下几点认识:
(1)昆嵛山岩体、三佛山岩体与昆嵛山岩体相关的黑云二长花岗伟晶岩及似伟晶状钾长石脉等不同岩类中,钾长石均属中微斜长石;昆嵛山岩体钾长石Or组分最低,△a较小,其他三种岩石中钾长石Or组分较高,△a较大。
(2)昆嵛山岩体钾长石有序度较低,晶胞较大;三佛山岩体、伟晶岩及钾长石脉之钾长石有序度略高,晶胞较小。
(3)本区中酸性岩及其与玲珑花岗岩、郭家玲花岗闪长岩之间有类似的成因背景,表现为钾长石中具类似的微量元素组成。
(4)由中酸性岩构成的地球化学场以相对富贵金属而贫多金属为特征。Ba是该地化场中又一特征元素。由此决定了区域成矿矿种类型和主要的成矿岩体分布特征。
(5)成矿有关元素,尤其是Au、Fe在近矿的钾长石脉和红化带钾长石中含量明显偏低,说明红化是使成矿元素活化迁移进而在有利部位富集的重要条件。
(6)有序度较高、微量杂质较少而轴长较小的钾长石和热发光强度极大的脉状钾长石,是与成矿有关的钾长石,是近矿的标志。
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