贊皇雜巖中菅等花崗巖體建筑石材礦特征

譚 均

（中國建筑材料地質(zhì)勘查中心河北總隊，河北 保定 071051）

臨城縣對礦產(chǎn)資源開發(fā)非常重視，礦產(chǎn)資源開發(fā)為山區(qū)農(nóng)民脫貧致富起到推動作用，也增加了財政收入。菅等花崗巖體及建筑石材礦特征的深入研究，對該巖體石材礦的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域地質(zhì)背景簡介

臨城西部太行山南段出露一套早前寒武紀雜巖(贊皇雜巖)，位于華北克拉通中部造山帶的中南段[1]。

近年來有一些學(xué)者對贊皇雜巖做過相關(guān)研究[2-8]。楊崇輝等[6-7]認為菅等花崗巖SHRIMP鋯石U-PB年齡為(2490±13)Ma，具有高鉀、富硅、富堿、貧鈣鐵鎂等特征，富LREE、Rb、Ba和Th等元素，貧Sr、Zr、Nb、Y、Yb等元素，具較有高的Rb/Sr和Rb/Ba值、較低的Y/Nb值，具有正的εNd(t)值。認為菅等花崗巖形成于由擠壓到伸展轉(zhuǎn)換的構(gòu)造背景，在新太古代末期華北克拉通中部構(gòu)造帶的拼合作用發(fā)生過程中，由新生地殼部分熔融而成，并經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用。

2 菅等花崗巖體巖石特征

2.1 宏觀特征

菅等花崗巖體位于臨城縣西北部的郝家莊、菅等、西豎北至西臺峪、西冷水一帶，巖體露頭呈不規(guī)則狀。巖體的西北部與早元古代的官都群石英巖為構(gòu)造接觸，巖體的南部與新太古代TTG[2]片麻巖和新太古代二長花崗片麻巖為侵入接觸，接觸界線呈犬齒交叉狀，花崗巖呈舌狀、巖枝狀侵入于片麻巖中，顯示出被動就位的特征。TTG片麻巖及二長花崗片麻巖呈枝杈狀保留或捕虜在花崗巖中，經(jīng)后期改造二者的片麻理已趨于一致；巖體東部有古生代、中元古代地層不整合于其上(見圖1)。

菅等花崗巖體一帶地貌特征為東北部地勢低，多在丘陵地帶，巖石風化強烈，地表巖石多風化成砂粒狀，巖石風化殘積層深度大；巖體西南部地勢較高，多在丘陵—低山區(qū)，地表多有半風化巖石露頭,巖石風化殘積層深度小，巖體露頭風化面呈褐黃色，巖石中鉀長石有輕度高嶺土化、斜長石絹云母化強烈。巖體具典型的花崗粒狀結(jié)構(gòu)，具有程度不同的片麻理和后期片理構(gòu)造。巖體內(nèi)見有少量暗色包體和脈體，脈體分淺色脈體和暗色脈體。暗色包體分布呈拉長的透鏡狀，長軸與基體片麻理方向大體一致。淺色脈體有兩種：一種為粗粒變晶結(jié)構(gòu)，條痕狀構(gòu)造，一般脈寬＜5cm，呈條帶狀或條痕狀，多平行基體片麻理方向分布，與基體巖石呈漸變過渡關(guān)系，可能是結(jié)晶分異作用的結(jié)果；另一種呈偉晶或文象偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。一般脈寬0.3～0.5m，走向40～50°，傾角陡立，延伸較遠，切穿基體巖石的片麻理及暗色包體和先期脈體，與基體巖石界線清晰，可能是沿裂隙侵入的，為早元古代侵入的巖脈。暗色脈體走向NW、NNW，一般寬0.5～10m，長0.1～2km不等，多與巖體片麻理產(chǎn)狀大體一致，個別切穿巖體片麻理，零星分布，為晚太古代侵入的巖脈。另外巖體內(nèi)常見黑云母等暗色礦物集中成隱約的條帶，呈殘影狀分布。這種暗色條帶在巖體西南的虎山一帶較為明顯。

圖1 臨城西部構(gòu)造位置和地質(zhì)簡圖

2.2 微觀特征

巖體的主體巖石呈淡肉紅色、肉紅色、局部灰白色，細—中粗?；◢?半自形柱狀、粒狀)結(jié)構(gòu)。主要由石英、鉀長石、斜長石、少量黑云母和極少量白云母組成，暗色礦物含量少。石英含量20%～30%，為他形粒狀，表面潔凈，波狀消光明顯，常呈團帶狀或帶狀分布，具定向性，個別拉長呈條痕狀，平行片麻理方向展布，粒徑一般0.5～2mm，個別達3～5mm；鉀長石為微斜長石，含量30%～58%，局部見條紋長石,多為他形粒狀,粒徑0.5～2mm，部分為半自形板柱狀，見格子狀雙晶，個別發(fā)育清晰寬大的格子狀雙晶，常見其交代包裹斜長石和白云母等礦物；斜長石為鈉長石，含量15%～40%，多為他形粒狀，具有程度不同的絹云母化、泥化現(xiàn)象，局部見納黝簾石化，多數(shù)顆粒發(fā)育有相對干凈的邊，部分顆粒為半自形板柱狀，見有聚片雙晶，常位于微斜長石和石英顆粒之間，粒徑一般為0.5～1mm，略小于微斜長石，個別1.5～2mm；黑云母含量2%～10%，為細小鱗片狀，定向排列，中正突起，綠色—黃綠色多色性(Ng暗綠色，Np淡黃綠色)，片徑0.5～1mm，個別1.5mm，有不同程度的蝕變現(xiàn)象,有的已轉(zhuǎn)變成了綠泥石，見有鐵質(zhì)析出；白云母含量約1%～3%，僅在部分樣品中見到，為鱗片狀,常與黑云母連生，片徑1～2mm。從形態(tài)上看白云母可分為兩類，一類為原生白云母，可偶見自形—半自形的鱗片狀晶體，多數(shù)被微斜長石交代，呈篩狀或孤島狀殘留于微斜長石中，另有少量是由鈉長石和黑云母蝕變而成的細小鱗片狀白云母，見有自形的白云母被微斜長石所包裹，有些白云母見有暗色的邊。副礦物及不透明礦物綠簾石、磷灰石、榍石較少見。

巖體中的暗色包體,為片麻狀黑云母石英閃長巖，呈灰黑色，中細粒花崗變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。礦物組成復(fù)雜,主要由石英、斜長石、黑云母、透輝石、綠簾石和少量磷灰石、榍石等副礦物組成。石英含量約10%，為他形粒狀，多以集合體形式存在；斜長石含量約65%，為他形粒狀—半自形板柱狀，蝕變強烈，表面臟，多數(shù)顆粒雙晶不發(fā)育，偶見聚片雙晶，部分較干凈的顆粒內(nèi)常有磷灰石、綠簾石、黑云母等各類包體；黑云母含量約15%，為鱗片狀，定向排列，片度多為0.1mm×1mm，多聚集成條帶，總體較新鮮，個別轉(zhuǎn)變成了綠泥石，Ng為黃綠色，此外，還有一類黑云母為細小的針狀分布于長石等礦物中，呈固相包體形式存在；透輝石含量約3%，在鏡下無色、高突起、半自形柱狀，縱切面上一組節(jié)理發(fā)還具有低鐵、鈣的特征。包體和圍巖主量元素的氧化物含量接近，與巖體主體巖石主量元素的氧化物含量相比，SiO2、K2O含量明顯偏低，其他氧化物含量明顯偏高，具有TTG的特征。包體為殘留的源區(qū)巖石[3]。育，橫切面上可見另一組不太發(fā)育的節(jié)理，與黑云母伴生在一起；綠簾石含量約3%，有兩種形態(tài)：一種為半自形柱粒狀，一種為他形粒狀，常呈包體存在于長石和云母等礦物中；磷灰石含量約1%，多為自形柱狀和針柱狀，多包裹于斜長石中。

淺色脈體，呈灰白色和淺粉紅色，巖石主要由微斜長石和石英組成。微斜長石含量約60%，他形粒狀，粒徑3～5mm；石英含量約40%，他形，粒狀或拉長粒狀，粒徑3～5mm。

暗色脈體，為斜長角閃巖，呈灰黑色，鱗片柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。巖石主要由普通角閃石、斜長石、石英和少量黑云母等組成。角閃石含量約55%，長柱狀、纖維粒狀，粒徑2.5～3mm，嚴格定向排列；斜長石含量約25%，他形，粒狀或拉長粒狀，長軸與普通角閃石長軸平行展布，粒徑0.5～1mm；石英含量約15%，他形，粒狀或拉長粒狀，長軸與普通角閃石長軸平行展布，粒徑0.5～1mm；黑云母含量＜5%，細小鱗片狀，片度多為0.1mm×1mm，紅棕色多色性，多分布在普通角閃石邊緣，顯示交代普通角閃石的特征。

2.3 化學(xué)特征

從表1可以看出，SiO2含量較高的樣、K2O含量最高的樣和FeO含量較低的樣均取于巖體中部的菅等一帶，巖體具有高硅、鉀，低鎂、鈦的特征，巖體中部

表1 菅等花崗巖體巖石化學(xué)分析結(jié)果

2.4 巖體綜合特征

按著國際巖石分會火成巖分類方案(1972年)，菅等花崗巖體主體巖石中部4個樣均投在正長花崗巖區(qū)，西南部8個樣有2個投在正長花崗巖區(qū)，有6個投在二長花崗巖區(qū)(見圖2)。結(jié)合實地觀察情況，確認菅等花崗巖體中部以正長花崗巖類為主，向西南側(cè)邊部(大體相當于原李家莊單元)漸變?yōu)橐远L花崗巖類為主，暗色礦物含量也有所增加，巖石內(nèi)礦物顆粒隨之由中粗粒漸變?yōu)橹屑毩＃瑤r石構(gòu)造也隨之由塊狀、輕片麻狀漸變?yōu)槠闋睿缇€以巖相帶變化呈漸變過渡。

圖2 菅等花崗巖QAP分類三角圖解

巖石微觀特征和巖石構(gòu)造特征反映巖石經(jīng)歷了分異作用和被擠壓蝕變的過程。且被擠壓蝕變的強度由邊部向中部漸衰。

根據(jù)樣品化學(xué)分析結(jié)果計算的特征數(shù)值列于表2，A/CNK值均＞1.1， Mg#值較低，有8個樣品δ＜3.3，屬于鈣堿性巖，在圖3中投在亞堿性系列，有3個樣品δ值為3.60～4.16屬于堿性巖，在圖3中投在堿性系列。ALK值高，表明巖石富堿。

表2 菅等花崗巖特征數(shù)值

圖3 菅等花崗巖SiO2-KO2+Na2O關(guān)系圖解

在圖4中，巖體主體巖石有7個樣投在鉀玄巖系列，2個樣投在高鉀鈣系列；包體、圍巖樣均投在高鉀鈣系列。鋁指數(shù)最低0.88～1.09；A/NK值多＞1。

圖4 菅等花崗巖SiO2-KO2關(guān)系圖解

在圖5中，巖體主體巖石有5個樣投在過鋁質(zhì)區(qū)，但靠近偏鋁質(zhì)區(qū)，為弱過鋁質(zhì)，有2個樣投在過堿性區(qū)，有2個樣投在偏鋁質(zhì)區(qū)；包體、圍巖樣均投在偏鋁質(zhì)區(qū)。

圖5 菅等花崗巖Al2O3/(Na2O+K2O)-Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)關(guān)系圖解

在圖6中，包體、圍巖樣均投在Ⅰ型花崗巖區(qū)，巖體主體巖石樣有3個投在A型花崗巖區(qū)，有2個樣投在A型、S型花崗巖區(qū)交界處，有4個樣投在S型花崗巖區(qū)。包體和圍巖樣，TFeO值較高，Na2O＞3.2%，K2O/Na2O＜1，SiO2＜66%，CaO＞3.7%，顯示Ⅰ型花崗巖的特征。巖體主體巖石樣TFeO最低0.26，最高1.95，較低，K2O/Na2O最低1.12，最高4.50，SiO2＞66%，CaO＜3.7%，反映為S型花崗巖的特征。

圖6 菅等花崗巖Na2O-K2O關(guān)系圖解

綜上所述，主體巖石主量元素的特征數(shù)值多指向于殼源型花崗巖，而包體和圍巖主量元素的特征數(shù)值指向于幔源型花崗巖。

(未完待續(xù))