湖南錫田花崗巖體巖石學(xué)特征及地質(zhì)意義

摘 要：本文從宏觀方面報(bào)道了湖南錫田巖體巖石學(xué)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方面的特征；對巖體中發(fā)育的流面構(gòu)造，邊緣向斜，鉀長石、斜長石巨斑晶，共結(jié)結(jié)構(gòu)，閃長質(zhì)包體以及聚斑團(tuán)塊進(jìn)行解譯，并對其地質(zhì)意義進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：錫田巖體；流面構(gòu)造；長石巨斑晶；共結(jié)結(jié)構(gòu)；閃長質(zhì)包體

0 引言

湖南錫田巖體位于湘東茶陵縣城東25km處，屬湖南省茶陵縣、江西省井岡山境內(nèi)。巖體出露面積約238km2，有大小不等的侵入體40多個(gè)，巖體侵入于下古生界地層之中，圍巖均發(fā)生較強(qiáng)的大理巖化、角巖化、矽卡巖化等熱接觸變質(zhì)作用，巖體北西側(cè)被白堊紀(jì)紅層覆蓋[1]，空間展布形態(tài)呈近南北向的葫蘆狀（圖1），為一個(gè)復(fù)式巖基。錫田地區(qū)大地構(gòu)造位置上位于南嶺中段、揚(yáng)子板塊與華夏板塊間的欽—杭結(jié)合帶中部，茶陵—郴州深大斷裂東側(cè)（圖1）。國土資源大調(diào)查以來，錫田巖體找礦成果突出，已探明鎢、錫資源量32萬噸，具有巨大的找礦潛力[2]，因此對錫田巖體巖石學(xué)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方面的研究，探討其巖體成因、富礦巖石等信息具有重要意義。

1 錫田巖體的侵入接觸特征、流線構(gòu)造

錫田巖體牛皮垅處花崗巖與圍巖呈“假整合”侵入接觸，其侵入接觸面與圍巖的變余層產(chǎn)狀基本相同（圖2 a），均為（190°∠40°）；在侵入接觸的內(nèi)接觸帶，可見巖漿侵位形成的冷凝邊，冷凝邊在巖體的不同部位寬窄不一，從幾厘米到十幾厘米不等，巖性為二長花崗巖，呈細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)（巖體邊部的主體巖性為中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)），含少量長石斑晶，在巖體內(nèi)接觸帶，偶見巖體侵位時(shí)捕獲的圍巖碎塊；在巖體侵入接觸的外接觸帶，熱接觸變質(zhì)明顯，變質(zhì)帶寬200—1000m不等，有角巖化、大理巖化等；在近巖基的熱接觸變質(zhì)帶，廣泛發(fā)育有侵位誘發(fā)的邊緣向斜構(gòu)造， 邊緣向斜是巖基侵位在圍巖中形成的具特色的褶皺構(gòu)造之一，其規(guī)模大小不一。

巖體邊部的中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖發(fā)育流面構(gòu)造（圖2 b），流面產(chǎn)狀（160°∠35°），可見自形板狀斜長石斑晶（圖3 a）、扁平橢圓狀捕擄體（圖3 b）長軸呈平行排列。流面上的斑晶斜長石、鉀長石為自形晶，無塑性變形；基質(zhì)斜長石、鉀長石、黑云母及石英為巖漿結(jié)晶礦物，呈中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，未見重結(jié)晶。據(jù)王濤（1990）將花崗巖中發(fā)育的流面構(gòu)造劃分為巖漿流動(dòng)形成和構(gòu)造作用形成兩種。錫田巖體圍巖接觸面產(chǎn)狀和流面產(chǎn)狀基本一致，花崗巖組成礦物未見構(gòu)造變形，因而流面構(gòu)造為巖漿流動(dòng)過程中形成，而非構(gòu)造成因，而斜長石斑晶、扁平捕虜體的定向方位指示了巖漿侵位時(shí)的流動(dòng)方向。

巖體邊部的流面構(gòu)造（礦物長軸方向）與巖體侵入接觸界線傾向產(chǎn)狀趨于一致，在巖體內(nèi)接觸帶中發(fā)育冷凝邊及可見圍巖碎塊，巖體外接觸帶變質(zhì)特征明顯，而且發(fā)育邊緣向斜構(gòu)造，表明錫田巖體以膨脹方式擴(kuò)展侵位空間的主動(dòng)侵位特征。

2 鉀長石、斜長石巨斑晶

錫田巖體主體巖性中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖（ηγT3b）中發(fā)育含10%左右的鉀長石巨斑晶[據(jù)路風(fēng)香（2002），粒徑大于1cm的礦物，可稱巨晶]，巨斑晶（如圖4 a）呈半自形寬板狀，大小不等，一般4×6cm，個(gè)別更大，且分布不均勻。鉀長石巨斑晶的新鮮斷面上，可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)和卡氏雙晶，巨斑晶中包裹有斜長石、石英、黑云母等細(xì)粒礦物，包裹礦物呈同心環(huán)狀排列，顯示出環(huán)帶特征；斑晶邊緣凹凸不平，呈齒狀輪廓，且有大量的石英、黑云母出現(xiàn)。鉀長石巨斑晶中出現(xiàn)簡單雙晶、環(huán)帶結(jié)構(gòu)，斜長石、黑云母包裹體，因而鉀長石巨晶是巖漿成因的[3—4]。鉀長石巨晶的形成是巖體侵位后，首先結(jié)晶出斜長石、黑云母、石英等礦物，其后鉀長石開始成核結(jié)晶[5]。在鉀長石結(jié)晶的過程中，環(huán)境振蕩、早結(jié)晶的礦物不斷的遷移，正在結(jié)晶的鉀長石捕獲了這些遷移的礦物，因而在晶體內(nèi)形成斜長石、黑云母等礦物包裹體。鉀長石巨斑晶中呈環(huán)帶狀分布的包裹體，標(biāo)志著結(jié)晶條件的改變，是溫壓變化的轉(zhuǎn)換界面[3]。

中細(xì)粒斑狀黑云母二長花崗巖（ηγT3c）中含8 %左右的斜長石巨斑晶，巨斑晶呈長條狀、自形板狀，大小2×5cm，大者到3×10cm，在巖石中呈不均勻分布；斜長石巨斑晶中環(huán)帶結(jié)構(gòu)發(fā)育，環(huán)帶清晰，巨斑晶與基質(zhì)的接觸界線平直（如圖4b），表明斜長石巨晶與基質(zhì)為同時(shí)結(jié)晶[6]。此時(shí)的溫壓條件及巖漿組分，對斜長石的快速生長極其有利，這時(shí)結(jié)晶出來的剛性晶體，在熔體中處于一種似懸浮狀態(tài)[7]，晶體之間沒有相互擠壓及塑性變形 ，生長空間也相對充足，因而形成自形板狀的斜長石巨晶。

斜長石、鉀長石巨斑晶環(huán)帶結(jié)構(gòu)的發(fā)育，是晶體在不同溫度和壓力交互作用下，其生長的過程中不斷地與環(huán)境（熔體）發(fā)生能量和物質(zhì)交換，通過能量耗散、成分變化過程形成一種宏觀時(shí)空有規(guī)律的結(jié)構(gòu)[8—9]。因此，鉀長石、斜長石巨晶的形成環(huán)境，是溫壓條件不斷變化的振蕩的環(huán)境中結(jié)晶而成。

3 共結(jié)結(jié)構(gòu)

錫田巖體潭前處中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖呈共結(jié)結(jié)構(gòu)（圖5a），斑晶鉀長石呈半自形—他形板狀，大小3×6cm左右；石英斑晶呈他形粒狀，大小1cm左右，石英斑晶嵌生在鉀長石斑晶邊部及其中。表明巖漿冷卻時(shí)，結(jié)晶路線直達(dá)共結(jié)點(diǎn)，鉀長石和石英同時(shí)結(jié)晶而交生在一起[6]。

然而，在斑晶周圍，分布中粗粒的斜長石、黑云母及石英粒（圖5b），這些礦物充填于斑晶的裂隙中，可見結(jié)晶時(shí)間明顯晚于斑晶，說明中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖是兩階段結(jié)晶的產(chǎn)物。

4 閃長質(zhì)包體及鉀長石聚斑團(tuán)塊

錫田巖體中細(xì)粒斑狀黑云母二長花崗巖中廣泛發(fā)育暗色閃長質(zhì)包體（圖6a），包體呈微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，礦物的粒徑在0.3—1.2mm間，由斜長石（60%—70%）、黑云母（約15%—25%）、石英（約10%—20%）、少量的鉀長石組成，含有副礦物鋯石、磷灰石等。斜長石呈半自形板狀，黑云母呈半自形板片狀，石英呈它形粒狀充填于斜長石、黑云母的間隙，副礦物磷灰石呈針狀，長寬比可達(dá)1：30。獲得閃長質(zhì)包體及其寄主花崗巖的LA—ICP—MS鋯石U-Pb年齡分別為（145.09±0.63）Ma、（150.04±0.52）Ma（年齡數(shù)據(jù)在中國地質(zhì)待刊），表明閃長質(zhì)包體和寄主花崗巖形成于晚侏羅世。閃長質(zhì)包體中發(fā)育淬冷邊，反向脈及鉀長石、斜長石捕獲晶；淬冷邊寬5—10mm，顏色較包體深，呈微細(xì)粒結(jié)構(gòu)或玻璃質(zhì)；閃長質(zhì)包體中反向脈呈細(xì)脈狀，偶爾可見；鉀長石、斜長石捕獲晶有的位于包體與寄主巖石的接觸邊界上，有的部分?jǐn)D入包體，部分留在寄主巖石中，有的則完全被包體捕獲。上述特征表明，閃長質(zhì)包體是巖漿混合成因的。

巖石中局部可見鉀長石聚斑團(tuán)塊（圖6 b），大小在十幾厘米到幾十厘米不等。團(tuán)塊有兩種，一種是由暗色包體和鉀長石斑晶組成，鉀長石斑晶以包體為中心在其邊緣聚集；另一種僅由鉀長石斑晶聚集而成。上述兩種團(tuán)塊的鉀長石巨晶間隙中均充填中粗粒的斜長石、石英、黑云母等礦物。一般而言，鉀長石聚晶團(tuán)塊常與暗色包體共生，呈正相關(guān)關(guān)系，但也有不相關(guān)的情況[10]。聚斑團(tuán)塊與暗色包體的共生關(guān)系，可能是由于巨斑晶在巖漿里運(yùn)移過程中， 遇到呈固態(tài)的暗色包體受阻而聚集所致[3]。另外，巖漿在運(yùn)移的過程中，巖漿的流動(dòng)速度、斑晶的大小的差異，也能導(dǎo)致局部斑晶的聚集，呈現(xiàn)不均一分布。

5 主要的地質(zhì)意義

（1）錫田巖體內(nèi)接觸帶及其邊緣發(fā)育流面、流線構(gòu)造，內(nèi)接觸帶中可見圍巖碎塊以及外接觸帶熱接觸變質(zhì)特征和發(fā)育邊緣向斜構(gòu)造，表明錫田巖體以膨脹方式擴(kuò)展侵位空間的主動(dòng)侵位特征。

（2）錫田巖體中發(fā)育斜長石、鉀長石巨斑晶，并且斑晶中環(huán)帶、礦物包裹體發(fā)育，表明巨斑晶是溫壓條件不斷變化、振蕩的環(huán)境中結(jié)晶而成；而在共結(jié)結(jié)構(gòu)的花崗巖中，清晰可見兩個(gè)時(shí)代的結(jié)晶礦物，表明錫田巖體是多階段侵位的花崗巖體，陳迪等（2013）獲得錫田巖體鋯石U—Pb 年齡230.4±2.3Ma、215.7±3.3Ma、151.6±2.8Ma、141.6±4.1Ma也表明錫田巖體是多階段侵位的花崗巖。

（3）錫田巖體中的閃長質(zhì)包體具有淬冷邊、反向脈，含有捕獲晶鉀長石、斜長石以及發(fā)育針狀磷灰石，表明閃長質(zhì)包體是巖漿混合成因的；而鉀長石聚斑團(tuán)塊的發(fā)育表明，基性巖漿注入酸性巖漿過程中發(fā)生巖漿混合作用，快速冷凝的基性巖漿在運(yùn)移的過程中受到熔體中鉀長石的阻力而聚結(jié)成團(tuán)塊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬鐵球， 柏道遠(yuǎn)， 鄺軍， 等. 湘東南茶陵地區(qū)錫田巖體鋯石SHRIMP定年及其地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)通報(bào)， 2005， 24 （5）： 415-419.

[2] 蔡新華， 賈寶華. 湖南錫田錫礦的發(fā)現(xiàn)及找礦潛力分析[J]. 中國地質(zhì)， 2006， 33 （5） ： 1100-1108.

[3] 白宜真. 北京大莊科花崗巖巖體中鉀長石巨斑晶的巖漿結(jié)晶成因特征[J]. 河北地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1986， 9 （2） ：123-133.

[4] 程德琳. 山東上莊花崗巖中鉀長石成因[J]. 沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所所刊，1982 （3） ： 82-92.

[5] 李小偉， 莫宣學(xué)， 趙志丹， 等. 花崗巖類中鉀長石巨晶成因研究進(jìn)展[J]. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào). 2010 （9） ： 210-215.

[6] 路鳳香， 桑隆康， 鄔金華， 等. 巖石學(xué)[M]. 地質(zhì)出版社. 2002。

[7] 王濤， 劉先文. 花崗質(zhì)巖石中巖漿面理和構(gòu)造面理鑒別標(biāo)準(zhǔn)的評述[J]. 世界地質(zhì)，1990 （4） ： 188-194.

[8] 何安明. 斜長石環(huán)帶結(jié)構(gòu)成因機(jī)理研究[J]. 西安地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào).

[9] 何安明. 斜長石環(huán)帶結(jié)構(gòu)與相干結(jié)構(gòu)[J]. 西安地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1989（11）.

[10] 王德滋， 謝 磊. 巖漿混合作用：來自巖石包體的證據(jù)[J]，高校地質(zhì)學(xué)報(bào)， 2008 （1） ： 16-21.

[11] 陳迪， 馬愛軍， 劉偉， 等. 湖南錫田花崗巖體鋯石U—Pb年代學(xué)研究[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)， 2013， 27 （4）： 1—12.