主要岩石类型及其特征

Question

如题所述

Answer 1

（1）岩相组合及岩相学特征

根据其形成过程和基本特征，金鸡岩金矿区中的中生代火山岩和次火山岩可以分为沉积相、爆发空落－碎屑流相、溢流相和次火山岩相。它们构成一个完整的火山活动旋回。其地层层序和岩石类型见图4。

A.沉积相

图4　金鸡岩金矿区中生代火山岩地层剖面图（此剖面图的位置见图3）（据浙江地质科学研究所，1992资料修改）

1—砂岩；2—石英霏细斑岩；3—球泡霏细斑岩；4—流纹岩；5—霏细岩；6—珍珠斑岩；7—火山角砾岩；8—角砾熔岩；9—球泡流纹岩；10—隐爆角砾岩；11—凝灰岩

主要有紫红色含砾砂岩、砂岩和泥质粉砂岩，其内有时可含少量火山碎屑。

B.爆发空落相-碎屑流相

主要有角砾（集块）熔岩、晶屑凝灰岩、熔结凝灰岩和火山角砾（集块）岩等。

角砾（集块）熔岩，主要分布在金鸡岩火山机构的北东和南东侧。岩石具角砾（集块）构造，主要由角砾（集块）、岩屑、晶屑（少量）、玻屑和火山灰组成。角砾（集块）的成分为酸性熔岩，晶屑为石英和透长石。胶结物为酸性熔浆。岩石具硅化、绢云母化和弱的黄铁矿化。

晶屑凝灰岩，分布较广，具晶屑凝灰结构，块状构造。晶屑以石英为主，另有少量长石，其边缘多具熔蚀现象。基质为火山灰，多已脱玻化。矿化带内岩石硅化、绢云母化和绿泥石化均较强，且有星点状和少量细脉状黄铁矿化。

熔结凝灰岩，分布广泛，具塑变结构，块状结构。岩石由浆屑、塑变玻屑、晶屑及火山微尘组成。浆屑和塑变玻屑被压扁拉长，呈定向排列。

C.溢流相

主要有珍珠（斑）岩、球泡霏细斑岩（流纹斑岩）、杏仁状安山岩以及霏细岩、流纹岩和玄武岩等。

珍珠（斑）岩，主要产于火山机构内及其附近，呈浅灰色—灰黑色，具斑状结构，基质具霏细结构，常见珍珠构造和球泡构造。斑晶以自形石英为主。球泡具同心层状构造，在正交偏光镜下可见其内充填有石英微晶集合体，但仍存在有空洞。岩石具强硅化、绢云母化和粘土化，并见有弱的星点状黄铁矿化。

球泡霏细斑岩（流纹斑岩），产于金鸡岩火山机构内及①号金矿化带两侧，呈灰绿色—灰黑色，具斑状结构，基质具霏细结构，球泡状构造。球泡直径一般为0.5～1cm，大者可达3～5cm，小者也有几毫米，其内常充填有石英，但多数仍留有未充满的空洞。岩石普遍硅化较强，矿化带内绿泥石化和绢云母化也较强。此外，还有星点状及少量线脉状黄铁矿化。

杏仁状安山岩，出露于金鸡岩火山机构北东约750m处，面积约0.05km²。岩石呈浅灰色—浅灰绿色，具交织结构，杏仁状构造（图版7）。杏仁由后期充填的碳酸盐、绿泥石和粗粒自形的黄铁矿组成。

D.次火山岩相

主要有石英霏细斑岩和霏细斑岩等。

石英霏细斑岩，是在火山活动晚期侵入的次火山岩，主要沿F。断裂呈脉状和带状展布。岩石呈灰白色，蚀变后呈浅绿色，具斑状结构，基质具霏细结构（图版8），块状构造。斑晶主要为石英和长石，其边缘多被熔蚀。石英，含量为5%～10%，自形－半自形，粒度为0.5～5mm。长石含量小于5%，自形，粒度为2mm左右。石英霏细斑岩是区内金矿的主要容矿围岩和赋矿围岩，其中普遍有较强的硅化，在矿化带及火山机构附近岩石的绿泥石石化、绢云母化和黄铁矿化较强。受F₃断裂的影响，岩石普遍碎裂，形成构造角砾岩和隐爆岩砾岩，其内硅化、次生石英岩化、萤石化、绿泥石化、绢云母化和黄铁矿化等都十分强烈，往往是金矿体赋存的地方。

霏细斑岩主要分布于双尖头一带。其特征基本同石英霏细斑岩，仅斑晶中石英含量减少（5%），长石增多（5%～10%），矿化蚀变也基本相同。

（2）岩石化学特征

金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的岩石化学成分见表3。由该表可知，与中国安山岩－流纹岩系列岩石平均化学成分相比，金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩富SiO₂和K₂O，但全碱含量低（1.77%～6.22%），且相对贫Al₂O₃和Na₂O。

表3　金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的岩石化学成分^①

注：①部分样品采自矿区附近，受硅化作用的影响，其SiO₂偏高，Al₂O₃和Na₂O偏低；②引自浙江地质矿产研究所1992年的资料；③引自浙江省第三地质大队1993年的资料；④由南京大学中心实验室分析；⑤由中国地质大学化学分析室分析。

已有的研究资料表明，火成岩的Al₂O₃/TiO₂比值对于揭示岩浆成因有一定指示意义。由地幔派生的岩石Al₂O₃/TiO₂比值较低，如属幔源岩浆派生物的钙碱性火山岩，其Al₂O₃/TiO₂比值为20～30；由沉积岩部分熔融形成的火成岩，该数值要高得多，有时可达100以上。金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的Al₂O₃/TiO₂比值为6.42～70.7，平均42.94。说明它们不是由硅铝壳中的沉积物部分熔融形成的，也不是由幔源岩浆直接派生形成的，而是由深源岩浆中不同程度地混入硅铝壳物质而形成的。

（3）地球化学特征

A.微量元素特征

金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的微量元素含量（表4）与同类酸性岩克拉克值相比，Co明显偏高（尤其是次火山岩，高出克拉克值2.58倍），Ni略低于维氏丰度值，Cu、Mo和Au平均高出维氏值2～30倍不等，次火山岩又明显高于火山岩。这一特征表明，金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩具I型火山岩系列的微量元素特征。

表4　金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的微量元素含量

B.稀土元素特征

金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的稀土元素含量及其参数特征见表5。由该表可知，区内各类火山岩和次火山岩的稀土元素丰度及稀土总量度化大，∑REE在（164.97～483.79）×10^-6之间；轻重稀土比值大，但各样品值较为接近，∑LREE/∑HREE为7.49～9.48；负铕异常明显，δEu=0.12～0.35;（La/Yb）_N和（La/Sm）_N值均较大，分别为6.73～14.84和3.74～4.39。上述特征表明，区内中生代火山岩和次火山岩中的轻、重稀土及轻稀土内部分异强烈，说明火山岩浆经历了强烈的分异作用。火山岩和次火山岩的∑REE、∑LREE/∑HREE、（La/Yb）_N和δEu值与同熔型花岗岩特征值（徐克勤，1983）接近。各类火山岩和次火山岩的稀土元素配分曲线（图5）为平滑右倾，具强负Eu异常的一组近于平行的曲线，表明它们具有相同的物质来源，并经历了一致的分异演化过程。溢流相火山岩（球泡霏细斑岩）稀土总量最高，次火山岩（石英霏细斑岩）次之，火山碎屑岩（晶屑凝灰岩）最低。

C.同位素特征

研究表明，I型和S型火成岩在同位素组成上相差甚大，因此，可以利用岩石的同位素特征作为判别火成岩类型的重要标志之一。

I型花岗岩的锶同位素初始比

＜0.708，而S型花岗岩的

＞0.708（Beckinsale,1979）。浙西三套流纹质凝灰岩的

分别为0.7083、0.7075和0.707C（李坤英等，1988），表明浙西中生代火山岩系的特点接近I型花岗岩。它们不是典型幔源岩浆的派生物，而是在深源岩浆中不同程度地混入硅铝壳物质后形成的。

表5　金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的稀土元素含量^①及特征参数

①由南京大学中心实验室测定；②引自浙江地质矿产研究所；③球粒陨石数据引自Herrman,1974。

图5　金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式

1—石英霏细斑岩；2—球泡霏细斑岩；3—晶屑凝灰岩；4—隐爆角砾岩

众多研究表明，火成岩中的δ¹⁸0变化范围很大。Taylor（1978）将火成岩分成如下三类：①正常δ¹⁸O类，δ¹⁸O=＋6‰～＋10‰，大多数深成火成岩属于此类；②高δ¹⁸O类，δ¹⁸O>＋10‰，S型火山岩属于此类。它们是由一些富δ¹⁸O的深积岩或变质沉积岩派生或与其发生同位素交换后形成的；③低δ¹⁸O类，δ¹⁸O＜＋6‰，它们是由低δ¹⁸O的天水热液与火山岩发生同位素交换的结果。可见，虽然利用δ¹⁸O来确定岩石的成因具有一些不确定因素，但当氧同位素与其他同位素组合使用时，还是能给我们研究岩石成因与岩浆源区性质以重要启迪。

金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的氧同位素特征见表6。由该表可知，蚀变岩的δ¹⁸O较未蚀变岩的略低，说明天水热液与火山岩和次火山岩的氧同位素交换对δ¹⁸O影响不大，未蚀变岩的δ¹⁸O值可以用来推断岩浆源区性质及岩石成因。上述四个氧同位素值均在＋6.0%～＋10.0%之间，属Taylor的正常δ¹⁸O火山岩类。说明区内中生代火山岩和次火山岩具深源特征，这与据锶同位素特征推断的结果是一致的。

表6　金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的氧同位素特征

I型与S型花岗岩具有不同的硫同位素组成。前者的δ³⁴S（/‰）变化于－3.6～＋4.2之间，后者的δ³⁴S（/‰）则一般在－10.5～－5.7之间（Coleman,1979）。金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的δ³⁴S（/‰）为－0.6～＋3.82之间（参见第四章），与I型花岗岩硫同位素组成相一致。

铅同位素特征也具有指示岩浆成因和物源性质的意义。I型火山岩铅同位素组成变化小，而S型火山岩铅同位素值变化大，分布广。图6和图7分别为金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb直方图（参见第四章），可以看出，金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的铅同位素组成变化小，分布集中，具I型火山岩系列的特点。

图6　金鸡岩金矿区中生代火山岩和次火山岩的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb直方图

图7　金鸡岩矿区中生代火山岩和次火山岩的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb直方图

Answer 2

大自然三种岩石类型