主要岩石型別有哪些?

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  • 2021-07-09

由於圍巖成分和組成矽卡巖的礦物不同,可分為鈣質矽卡巖和鎂質矽卡巖,兩者有時是漸變過渡的。

1。鈣質矽卡巖類鈣質矽卡巖(calcareous skarn)主要產於地殼中等深度及淺處的中酸性侵入岩體與石灰岩、方解大理岩或其他富含鈣質岩石的侵入接觸帶中。其礦物主要是鈣質石榴子石(鈣鋁榴石 鈣鐵榴石系列)和單斜輝石(透輝石-鈣鐵輝石系列),除了這兩種礦物伴生或單獨組成矽卡巖以外,還可以有符山石、矽灰石、方柱石等礦物。岩石中常有高溫氣成礦物,如鋰雲母、日光榴石等。最主要的岩石型別有石榴矽卡巖、透輝矽卡巖、石榴輝石(或輝石石榴)矽卡巖,此外,還常有矽灰矽卡巖、符山矽卡巖、方柱矽卡巖等。

(1)石榴矽卡巖(granet skarn)石榴矽卡巖是最常見和分佈最廣的矽卡巖,其礦物主要由鈣質石榴子石(鈣鋁-鈣鐵榴石的類質同象系列)組成的,有時還有少量輝石、符山石、矽灰石等礦物。在石榴子石之間常有碳酸鹽礦物、長石和石英。鈣質石榴子石的成分主要是鈣鋁榴石和鈣鐵榴石。鈣鋁榴石顏色較淺多呈黃色、淺黃綠、淺黃褐色。鈣鐵榴石的顏色較深多為暗褐色、棕褐色。鈣質石榴子石與其他成分的石榴子石的重要區別是,部分鈣質石榴子石在顯微鏡下,經常具有非均質性光性異常的干涉色、雙晶和環帶,尤其是鈣鐵榴石中光性異常現象更為發育和常見。在正交偏光下,光性異常所顯示的是一級灰、灰白、白和黃白的干涉色,有的鈣質石榴子石有黑十字的消光影,六連晶、四連晶和三連晶的有六個、四個和三個錐體呈對頂消光,錐頂多聚合在晶體中心,錐底面即是其晶面。鈣質石榴子石大多都有環帶狀構造,尤其是在正交偏光下,由鈣質石榴子石的干涉色清晰顯示了同心環帶狀的特徵(照片7-1,2)。有的矽卡巖中的鈣鋁、鈣鐵榴石也具有均質性,有時也可看到均質和非均質的鈣質石榴子石同時存在,甚至在同一石榴子石的中心部位是均質的,而在其邊緣具有光性異常的石榴子石,顯示其比中心的均質性的石榴子石形成要晚。

石榴矽卡巖中的石榴子石有的呈完好的自形晶,有的呈半自形,也有為他形粒狀集合體。石榴子石的粒徑粗細不一,有細、中、粗粒,有時呈巨粒(>5 mm)的粒狀變晶結構或岩石中石榴子石粒徑相差很大的不等粒粒狀變晶結構,也常有各種交代結構。石榴矽卡巖的構造主要有塊狀、斑雜狀和斑塊狀構造,有時有條帶狀和角礫狀構造。

若岩石中以鈣鋁榴石為主時,可定名為鈣鋁榴矽卡巖,分佈於巖體邊緣帶中的內矽卡巖大多是鈣鋁榴矽卡巖;如以鈣鐵榴石為主時,可定名為鈣鐵榴矽卡巖(照片7-1,2),如不能確定石榴子石種類時,可統稱為石榴矽卡巖。在石榴矽卡巖中次要礦物是透輝石(或次透輝石、鈣鐵輝石)、矽灰石、符山石等,可分別定名為透輝(矽灰、符山)石榴矽卡巖(照片7-3)。

(2)透輝矽卡巖(diopside skarn)透輝矽卡巖也是分佈較廣和常見的矽卡巖之一。其礦物主要是透輝石-鈣鐵輝石類質同象系列中的透輝石、次透輝石、低鐵次透輝石和鈣鐵輝石,其中以透輝石和次透輝石較常見,而以鈣鐵輝石為主的矽卡巖較少。透輝石多呈淺綠色、綠色、灰白色,柱狀或粒狀晶體。顯微鏡下透輝石與其他單斜輝石的區別是:無色、或具有很淺的綠色,橫斷面呈方形的八邊形,其中四個邊顯然小於另四個邊,似為四邊形缺了四個角。此外,透輝石的消光角c∧Ng=38°~44°。而鈣鐵輝石的顏色較深,多呈暗綠色,綠褐色,顯微鏡下鈣鐵輝石為淺綠色、綠色或黃綠色,多色性不明顯,消光角稍大,c∧Ng=47°~48°。在標本上主要是以顏色來區分兩者,也可籠統稱為輝石,或輝石矽卡巖。透輝矽卡巖的結構是柱狀(或粒狀)變晶結構,也有的柱狀晶體的集合體組成放射狀、扇狀、束狀變晶結構。有的透輝石呈細粒及顯微粒狀變晶結構時,則形成緻密塊狀構造。當岩石中輝石粒徑粗細相差很大時,則組成不等粒柱狀(粒狀)變晶結構(照片7-5)。

當巖體侵入白雲質灰巖和白雲岩在它們的接觸帶附近,透輝矽卡巖是最常見的。此外,在侵入岩體的內接觸帶的矽卡巖中,透輝石也較發育。

在透輝矽卡巖中,次要礦物有鈣質石榴子石、符山石和矽灰石,可分別命名為石榴透輝矽卡巖(照片7-4)、石榴矽灰透輝矽卡巖或矽灰符山透輝矽卡巖。

(3)矽灰矽卡巖(wollastonite skarn)在各類矽卡巖中矽灰石常作為次要礦物產出,但單獨形成矽灰矽卡巖的則較少。由於矽灰石多為白色、灰白色,所以矽灰矽卡巖也多為白色和灰白色。柱狀矽灰石晶體有弱的絲絹光澤。矽灰石與透閃石十分相似,兩者的區別可參閱大理岩的有關章節(第三章、第四節的第一部分)。其結構以柱狀變晶結構為主,塊狀構造(照片7-6)。在矽灰矽卡巖中常有鈣質石榴子石、符山石、透輝石等次要礦物時,可進一步命名為符山石榴矽灰矽卡巖等(照片7-7)。

矽灰石含量高的矽灰矽卡巖,如具有一定規模和經濟價值,可作為矽灰石礦床開採。矽灰石主要用於陶瓷工業、塗料工業,在塑膠工業中用作填充劑。

(4)符山矽卡巖(vesuvianite skarn)符山石呈灰綠、黃綠及黃褐色,柱狀晶體、解理不發育。顯微鏡下無色,正高突起,橫斷面呈方形,具有灰黃褐、丁香紫色和靛藍色的異常干涉色,平行消光,大多為負延性,以一軸晶負光性為主。符山石的上述特徵可與矽卡巖中呈柱狀的透閃石、矽灰石和透輝石等礦物區別開。符山矽卡巖的結構主要是柱狀變晶結構(照片7-8)或放射狀變晶結構(照片1-18),塊狀及斑雜狀構造。

符山矽卡巖常含有一定量的鈣質石榴子石、透輝石、矽灰石等礦物,可形成石榴(透輝、矽灰)符山矽卡巖。

符山石是含有水和揮發分的鈣鐵鎂鋁矽酸鹽礦物,它的形成一般要比石榴矽卡巖、透輝矽卡巖和矽灰矽卡巖等無水的矽卡巖略晚。成分中Al2O3是其主要組分之一,因而符山矽卡巖常發育在圍巖是泥質灰巖的外矽卡巖中。

(5)方柱矽卡巖(scapolite skarn)岩石多呈淺色,常有淺灰色、灰白色、淺綠黃色和黃色。方柱石呈柱狀晶體,有兩組解理。在顯微鏡下無色、正中低突起,其橫斷面呈方形,干涉色大多在二級—三級,平行消光,負延性,一軸晶負光性。上述特徵可與矽卡巖中呈柱狀的透閃石、符山石、矽灰石和透輝石等礦物相區別。岩石多具有柱狀變晶結構,或柱粒狀變晶結構,塊狀及斑雜狀構造(照片7-9)。

大多數方柱矽卡巖也是矽質矽卡巖的主要岩石型別,也常產於侵入岩體邊部的內矽卡巖中,常與含鋁較高的鈣鋁榴石、符山石、斜長石共生,它代表早期鈉質交代的產物。

上述石榴矽卡巖、透輝矽卡巖、矽灰矽卡巖、符山矽卡巖和方柱矽卡巖大多屬於早期簡單矽卡巖階段,在這一階段中很少形成含有金屬的礦物,僅與磁鐵礦、白鎢礦及日光榴石的鈹礦有關。

2。鎂質矽卡巖類鎂質矽卡巖(magnesian skarn)是分佈在酸性、弱酸性、中性(個別為鎂鐵質)侵入岩體與富含鎂的白雲岩(白雲石大理岩)、白雲質灰巖(白雲質大理岩)等碳酸鹽岩石的侵入接觸帶中。

組成岩石的礦物主要有鎂橄欖石、矽鎂石類(粒矽鎂石、斜矽鎂石和矽鎂石)、尖晶石、金雲母、蛇紋石、滑石、頑火輝石、透輝石、白雲石、菱鎂礦。此外,還有透閃石、電氣石、磁鐵礦和榍石等。由於矽卡巖型的硼礦床總是與鎂質矽卡巖有密切關係,因而,在含硼的鎂質矽卡巖中,常有硼鎂石類礦物和硼鎂鐵礦等鎂的硼酸鹽礦物。在上述礦物中,鎂橄欖石、尖晶石、矽鎂石類、硼鎂石和硼鎂鐵礦等可作為鎂質矽卡巖的特徵性礦物。在鎂質矽卡巖中,也常見到透輝石,由於透輝石是含鈣 鎂的矽酸鹽礦物,在鈣質矽卡巖和鎂質矽卡巖中均可單獨形成透輝矽卡巖,因此,透輝石不屬於鎂質矽卡巖的標誌性礦物。但透輝石也常與鎂橄欖石、矽鎂石類和尖晶石等典型的鎂質矽卡巖礦物共生產出。

鎂質矽卡巖分佈較侷限,不像鈣質矽卡巖那樣普遍,與其有關的礦床有鐵礦和硼礦及其他的非金屬礦床(如滑石、菱鎂礦等),其次要的金屬礦床是銅、鉛、鋅、錫、鈹、鉬和金等。鎂質矽卡巖的主要岩石型別如下所述。

(1)鎂橄矽卡巖(forsterite skarn)鎂橄欖石、透輝石、金雲母和碳酸鹽礦物(方解石、白雲石)經常共生產出,岩石中碳酸鹽礦物<50%,這類矽卡巖與鎂橄透輝大理岩呈漸變過渡關係。岩石呈淺綠色、黃綠色、綠色,粒狀變晶結構,當鎂橄欖石、透輝石呈變斑晶產出時則形成斑狀變晶結構。鎂橄欖石常被後期的蛇紋石交代,而形成交代假象結構,交代殘餘結構和交代網狀結構(照片7-13)。岩石具有塊狀構造,但由於鎂橄欖石和透輝石在矽卡巖中常分佈不均勻,而形成斑塊狀或斑雜狀構造。岩石中透輝石少於鎂橄欖石時,則形成透輝鎂橄矽卡巖。

(2)矽鎂矽卡巖(humite skarn)在鎂質矽卡巖中矽鎂石類礦物以單斜晶系的粒矽鎂石最為常見,其次是斜矽鎂石,而斜方晶系的矽鎂石很少見,它們經常與鎂橄欖石、尖晶石、透輝石、石榴子石和金雲母共生產出,個別情況下也見符山石與矽鎂石類礦物共生。單斜晶系的粒矽鎂石和斜矽鎂石的主要特徵是,具有黃色、褐黃色和褐紅色,粒狀、板狀,具一組不完全解理。顯微鏡下為無色—淺黃色、金黃色多色性,正中突起,干涉色達二—三級,具聚片雙晶,斜消光,二軸晶正光性。而粒矽鎂石與斜矽鎂石之間的區別則在於前者的消光角較大,c∧Np為22°~29°(據Tr?ger,1952),而斜矽鎂石的消光角較小,c∧Np為7°~15°。上述矽鎂石礦物都屬單斜晶系,均為斜消光,而它們與斜方晶系的矽鎂石之間的區別是後者為平行消光。矽鎂石類礦物的上述特徵可與鎂質矽卡巖中的其他礦物區別開。矽鎂矽卡巖多為粒狀變晶結構、塊狀構造(照片7-15)。其他的岩石型別有鎂橄矽鎂矽卡巖(照片7-14),鎂橄透輝矽鎂矽卡巖,在福建龍巖鐵礦還見有符山矽鎂矽卡巖。

(3)含硼矽卡巖(boron-bearing skarn)矽卡巖型硼礦床的圍巖常是含硼矽卡巖。在含硼的鎂質矽卡巖中,除了常見的鎂質矽卡巖礦物以外,還常有一定量含有鎂的硼酸鹽礦物(硼鎂石、硼鎂鐵礦)及含硼的鋁矽酸鹽的礦物如電氣石等。含硼矽卡巖中有上述硼酸鹽礦物可與其他鎂質矽卡巖相區別。硼鎂石呈白色、灰白色、淺綠色和黃色。晶體呈纖維狀、板狀和柱狀,一組解理完全。顯微鏡下無色、正低一中突起,具高階白乾涉色、斜消光,消光角小(c∧Np=7°~8°),負延性,二軸晶負光性,2V角小。硼鎂鐵礦為黑色,暗綠色到近於不透明的柱狀,常呈纖維狀、放射狀、簇狀的集合體。含硼矽卡巖中除了上述含有硼酸鹽礦物以外,還常有鎂橄欖石、斜矽鎂石、金雲母、碳酸鹽礦物、磁鐵礦等礦物共生,有時岩石中還有透閃石、蛇紋石等晚期礦物。

3。條紋狀含鈹矽卡巖(條紋巖、含鈹條紋巖)

條紋狀含鈹矽卡巖(streaky beryllium-bearing skarn)是一種很少見的特殊矽卡巖型別。由於其產於侵入岩體與碳酸鹽地層的接觸帶中,與矽卡巖型鈹礦床在成因上,空間上和成分上有十分密切的關係,而且在岩石中含有石榴子石、符山石、粒矽鎂石等矽卡巖礦物,因而將其歸入矽卡巖類中。含鈹矽卡巖以我國湖南香花嶺地區最為著名。

條紋狀含鈹矽卡巖的礦物種類很多,有些礦物較少見和特殊。

常見矽卡巖礦物有:石榴子石、符山石、粒矽鎂石、尖晶石、金雲母、硼鎂鐵礦;含鈹礦物有:香花石、日光榴石、鈹鎂晶石、金綠寶石、塔菲石、鈹榴石;含有金屬礦物有:磁鐵礦、錫石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦;另外還常有:鋰雲母、鐵鋰雲母、黑鱗雲母、電氣石、螢石、碳酸鹽礦物、長石。

條紋狀構造是這類矽卡巖的主要特徵之一,故條紋狀含鈹矽卡巖(照片7-16)又稱為條紋巖或含鈹條紋巖。條紋的寬度只有零點幾到零點零幾毫米,顏色不同的條紋是由不同礦物組合相間形成的,深色條紋大多是由磁鐵礦-綠色尖晶石、綠色雲母-黑鱗雲母-磁黃鐵礦等礦物組成。淺色條紋由:金雲母-金綠寶石、金雲母-螢石、石榴子石-金綠寶石、塔菲石-螢石及完全由淺色雲母或碳酸鹽礦物組成。綠色條紋由鈹鎂晶石、綠色雲母、黑鱗雲母、綠色尖晶石等礦物組成。由不同礦物組合和不同顏色相間組成了細而密集的條紋構造。條紋狀含鈹矽卡巖的命名原則是:

條紋狀+次要礦物(前少後多)+主要礦物+矽卡巖

除了含鈹的條紋巖以外,矽卡巖型鐵礦床在區域性也有分佈不太典型的條紋狀構造。當條紋巖中含鈹礦物相對集中、富集,且具有一定的工業價值時,則形成矽卡巖型的鈹礦床。

4。其他矽卡巖

(1)簡單矽卡巖(simple skarn)在矽卡巖化的早期階段,經常形成礦物較簡單的矽卡巖,如單純由鈣質石榴子石(透輝石)組成的石榴矽卡巖(透輝矽卡巖)。但由於氣水熱液活動的脈動性及矽卡巖化多階段性的特徵,可以見到早階段形成的石榴矽卡巖的裂隙中被晚階段形成的石榴子石細脈穿插交代,在早階段形成的細粒透輝矽卡巖中,晚階段的粗粒透輝石呈脈狀或不規則交代細粒透輝石。至於早階段的石榴矽卡巖被晚階段的透輝石交代或是透輝(或矽灰)矽卡巖被晚階段石榴子石交代現象,在早期簡單矽卡巖中是經常見到的。

(2)複雜矽卡巖(complex skarn)在晚期矽卡巖化階段溫度降低,形成主要由含(OH)的矽酸鹽礦物組成的矽卡巖,故也稱為溼矽卡巖。複雜矽卡巖中最常見的礦物是透閃石、陽起石和綠簾石,此外還有云母類礦物(絹雲母、白雲母、黑雲母有時有鋰雲母)、綠泥石等。也有一些長石化、矽化、碳酸鹽化作用形成的鉀長石、鈉長石、石英、碳酸鹽礦物等,它們大多是交代石榴子石、透輝石等早期矽卡巖礦物(照片7-10),因此,在晚期複雜矽卡巖中常有早期矽卡巖礦物的殘餘(照片7-11)。由於晚期矽卡巖中礦物種類比早期矽卡巖更多,它們在矽卡巖中含量變化大,因此也稱為複雜矽卡巖,最常見的複雜矽卡巖有透閃矽卡巖、陽起矽卡巖、綠簾矽卡巖、綠簾陽起矽卡巖(照片7-12)等。晚期的複雜矽卡巖中各種交代結構十分發育,岩石中礦物的世代關係也更為複雜。由於鐵、銅、鎢、錫、鉛、鋅等礦化作用都與該階段矽卡巖化作用有關,因而複雜矽卡巖也是找礦的重要標誌。

(3)含礦矽卡巖(ore-bearing skarn)在早期矽卡巖形成後,經多階段氣水熱液和含礦溶液作用下,形成複雜矽卡巖和含礦矽卡巖。在複雜矽卡巖中含有各種金屬的礦物,它們多呈分散浸染狀、脈狀和不規則的團塊狀不均勻地分佈於岩石中,由於這些金屬礦物並未達到具有工業價值的含量,所以,仍屬於矽卡巖的範圍。含礦矽卡巖主要有含磁鐵矽卡巖、含黃銅矽卡巖、含白鎢矽卡巖、含錫石矽卡巖、含輝鉬矽卡巖和含鉛、鋅硫化物矽卡巖。上述含礦矽卡巖常與矽卡巖型的磁鐵礦床,銅礦床、白鎢礦床、錫石礦床、輝鉬礦床、鉛 鋅礦床和金礦的關係十分密切,是尋找上述矽卡巖型礦床的主要標誌。

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