藏北昂吾地區(qū)超基性巖的蛇紋石化和磁鐵礦化過程及影響因素*

李靜超 趙濤 劉治博 林赟 邵華勝 袁國禮 宋揚

1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 1000832. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037

超基性巖中賦存Cr-Ni-Fe-Co-Cu-Au等重要金屬礦床，其中磁鐵礦、鐵鎳礦等與蛇紋石化密切相關(guān)(Ahmed and Hall, 1982; Awan and Sheikh, 2007; Gargiuloetal., 2013)。超基性巖蛇紋石化是一個熱液蝕變過程，磁鐵礦是該過程中主要產(chǎn)物之一(Klein and Bach, 2009; 黃瑞芳等, 2013)?，F(xiàn)代大洋物探填圖和深部地磁探測表明在洋中脊和超基性巖熱液系統(tǒng)附近有較強的磁化強度，可能與超基性巖蛇紋石化過程中產(chǎn)生的磁鐵礦有關(guān)(Fujiietal., 2016)。盡管海底或擴(kuò)張洋中脊的強蛇紋石化超基性巖產(chǎn)生大量磁鐵礦(Maffioneetal., 2014)，然而俯沖帶附近未發(fā)現(xiàn)明顯磁鐵礦化異常(Blakelyetal., 2005)。現(xiàn)代大洋海底蛇紋巖中磁鐵礦含量約為7%，而俯沖帶內(nèi)磁鐵礦含量減少到約2%(Debretetal., 2014)。

超基性巖的蛇紋石化和磁鐵礦化過程不僅與產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，更多地受蛇紋石化過程中地球化學(xué)條件的影響，例如巖石組分、溫度、硅活度、氧逸度等(Katayamaetal., 2010; Frostetal., 2013; Nozakaetal., 2017)。Beardetal.(2009)對橄長巖蛇紋石化過程研究發(fā)現(xiàn)，巖石中輝石組分對磁鐵礦的產(chǎn)生存在影響。Evans (2008)發(fā)現(xiàn)磁鐵礦形成應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，在<300℃橄欖石中Mg-Fe交換極慢條件下，磁鐵礦的析出使蛇紋石比橄欖石更富Mg。Frostetal.(2013)認(rèn)為磁鐵礦是由早期形成的富Fe蛇紋石和水鎂石的不穩(wěn)定性分解形成。盡管如此，對影響蛇紋石化及磁鐵礦化的地球化學(xué)條件尚屬探討中，因此，針對具體事例有必要深入研究蛇紋石化過程中磁鐵礦的析出機(jī)理。

盡管超基性巖蛇紋石化是一個復(fù)雜過程，通過鏡下顯微結(jié)構(gòu)的觀察(Katayamaetal., 2010)、蛇紋石脈組分的差異分析(Frostetal., 2013)和礦物相平衡計算(Nozakaetal., 2017)等方法，可以將該過程劃分出不同階段。同時，熱力學(xué)模擬可以很好的解釋蛇紋石化過程中磁鐵礦析出硅活度及氧逸度的影響，相關(guān)過程也被實驗所證實(Malvoisinetal., 2012; Fujiietal., 2016)。例如，從礦物組合蛇紋石-水鎂石到蛇紋石-水鎂石-磁鐵礦過渡過程中，伴隨著氧逸度的增加和輕微硅活度的變化(Frostetal., 2013)。此外，熱力學(xué)模擬也發(fā)現(xiàn)溫度對磁鐵礦的析出有重要影響(Seyfriedetal., 2007; Lafayetal., 2012; Malvoisinetal., 2012)，并得到實驗的驗證(Kleinetal., 2013, 2014)。除以上因素外，數(shù)值計算及模擬表明，相關(guān)過程還受水-巖反應(yīng)中水活度的控制(Ryneetal., 2008; Rudgeetal., 2010)。

班-怒帶是是青藏高原一條重要的成礦帶(羅偉等, 2016; Lietal., 2017; 張志等, 2017)，帶內(nèi)超基性巖廣泛分布，其主要產(chǎn)出于洋中脊和俯沖帶環(huán)境(Xuetal., 2014; Zhongetal., 2015, 2018)。近年來，該成礦帶內(nèi)陸續(xù)有超基性巖相關(guān)磁鐵礦化點的報道(趙元藝等, 2013; 方臣等, 2016)。昂吾地區(qū)超基性巖位于藏北多瑪?shù)貐^(qū)，區(qū)內(nèi)超基性巖發(fā)育不同程度蛇紋石化并且有一定磁鐵礦化，為班-怒帶中段典型的蛇紋石化超基性巖體。然而，有關(guān)班-怒帶中段超基性巖蛇紋石化及磁鐵礦化的研究鮮有報道。因此，有關(guān)磁鐵礦成因及機(jī)理的探討有助于理解班-怒帶中段與超基性巖相關(guān)的磁鐵礦化機(jī)制。

本文通過對研究區(qū)內(nèi)蛇紋石化超基性巖的全巖及尖晶石組分分析，判別昂吾超基性巖物質(zhì)來源；通過對蛇紋石脈結(jié)構(gòu)及成分差異的觀測，并結(jié)合熱力學(xué)計算和礦物相平衡模擬，研究蛇紋石化及磁鐵礦化過程，探討其影響因素及磁鐵礦形成機(jī)制。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況及昂吾超基性巖

班公湖-怒江縫合帶(簡稱班-怒帶)在我國境內(nèi)延伸約2400km，以改則和丁青為界，將其劃分為東、中、西三段(圖1)。班-怒帶被認(rèn)為代表了南羌塘地塊和拉薩地塊之間已經(jīng)消亡的中特提斯洋殘余(Yin and Harrison, 2000)，年代學(xué)研究認(rèn)為中特提斯洋存在于晚古生代-中生代時期(邱瑞照等, 2004; Wangetal., 2008; Shietal., 2012; Fanetal., 2015)。班-怒帶內(nèi)分布有多條超基性巖帶，與相應(yīng)的蛇綠巖帶對應(yīng)，主要為MOR和SSZ兩種類型，分別形成于洋中脊和俯沖帶環(huán)境(Liuetal., 2016; Zhongetal., 2017)，前人大多將其作為蛇綠巖套中的地幔巖端元研究其構(gòu)造環(huán)境(Girardeauetal., 1985; Zhongetal., 2015)。

圖1 青藏高原大地構(gòu)造圖(a,據(jù)Liang et al., 2012修改)及昂吾超基性巖采樣位置圖(b,據(jù)Shi et al., 2008; Wang et al., 2016修改)Ⅰ-松潘-甘孜地塊；Ⅱ-北羌塘地塊；Ⅲ-南羌塘地塊；Ⅳ-拉薩地塊；Ⅴ-喜馬拉雅地塊；JS-金沙江縫合帶；LSS-龍木錯-雙湖縫合帶；BNS-班公湖-怒江縫合帶；YZS-雅魯藏布江縫合帶Fig.1 Tectonic skeleton of Tibetan Plateau (a, modified after Liang et al., 2012) and sampling location of Angwu ultramafic rocks (a, modified after Shi et al., 2008; Wang et al., 2016)

圖2 昂吾超基性巖體及露頭照片(a)昂吾超基性巖體與J1-2M斷層接觸；(b)蛇紋石化超基性巖露頭.J1-2M-中下侏羅統(tǒng)木嘎崗日群;Σ-昂吾超基性巖體Fig.2 Rock mass and outcrop photographs of Angwu ultramafic rocks

近年來，隨著多龍大型集礦區(qū)的發(fā)現(xiàn)和勘查評價，班-怒帶成為青藏高原大型多金屬成礦帶之一。眾多學(xué)者對該成礦帶的研究主要集中在超基性巖型硫化鎳(江軍華等, 2009; 羅偉等, 2016)和鉻鐵礦(李興奎等, 2014)、斑巖型銅(金)礦(方臣等, 2016; Lietal., 2017; 張志等, 2017)和矽卡巖型鐵(銅)礦等(姚曉峰等, 2013; 宋揚等, 2014)。盡管在班-怒帶中段的側(cè)波積異、北拉鎮(zhèn)和達(dá)如錯等地都有與超基性巖相關(guān)磁鐵礦化點的報道(圖1b)(趙元藝等, 2013; 方臣等, 2016)，但仍缺乏對磁鐵礦化的相關(guān)研究。

昂吾地區(qū)蛇紋石化超基性巖位于班-怒帶中段(圖1b)，巖石有典型的磁鐵礦化，是研究超基性巖蛇紋石化過程和磁鐵礦化的理想對象。巖體呈斷片與中-下侏羅統(tǒng)木嘎崗日群(J1-2M)斷層接觸(圖2a)，風(fēng)化面呈翠綠色-墨綠色，新鮮面為墨綠色-黑色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部見強烈蛇紋石化蝕變，具油脂光澤，巖石表面有滑感(圖2b)。采樣地點位于雙湖縣多瑪鄉(xiāng)東南方向約50km，坐標(biāo)為：32°7′60.00″N、89°29′10.01″E。本研究于昂吾超基性巖體不同部位采集新鮮巖石樣品六組，編號為AW-GH1～AW-GH6。

2 分析方法

樣品經(jīng)無污染處理后獲得巖石薄片、探針片和200目粉末樣品。全巖主微量分析、X射線衍射(XRD)和電子探針微區(qū)分析(EPMA)分別在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)元素地球化學(xué)實驗室、晶體結(jié)構(gòu)實驗室和成分分析實驗室完成。在中國地質(zhì)科學(xué)院大陸動力學(xué)實驗室開展了掃描電鏡和能譜儀(SEM-EDS)成分分析。詳細(xì)實驗條件與方法如下：

主量元素采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)分析，稱取約50mg樣品，采取堿溶法將樣品全部溶解，并將堿溶溶液用純硝酸提取定容后待測。使用儀器為美國利曼公司Prodigy型等離子發(fā)射光譜儀，測定精度優(yōu)于5%。部分低含量元素(如K、P、Ti、Mn等)，采用酸溶溶液，利用美國安捷倫公司生產(chǎn)的Agilent7500a型ICP-MS進(jìn)行元素含量驗證性測定。當(dāng)前述元素含量低0.01%時，可選用微量元素分析結(jié)果。實驗檢測選用美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)標(biāo)樣AGV-2、中國地質(zhì)測試中心標(biāo)樣GSR-3、GSR-1和GSR-5。燒失量測定：稱取約100mg樣品，980℃條件置于馬弗爐內(nèi)60min后，降溫后稱量計算獲得。

圖3 昂吾超基性巖薄片鏡下顯微照片AW-GH1鏡下特征(a)和蛇紋石化橄欖石(c)(正交偏光)；AW-GH6鏡下特征(b，單偏光)和蛇紋石化單斜輝石(d，正交偏光).Ol-橄欖石；Cpx-單斜輝石；Ilm：鈦鐵礦；Serp：蛇紋石；Chl：綠泥石；Phl：金云母；Mt：磁鐵礦；Chr：鉻鐵礦；I-第(I)類蛇紋石脈;Ⅱ-第(Ⅱ)類蛇紋石脈;Ⅲ-綠泥石脈Fig.3 Microscopic photographs of Angwu ultramafic rocks

微量元素采用電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分析，在超凈實驗室內(nèi)稱取約40mg樣品，采用HNO3+HF和Bomb溶樣方法進(jìn)行樣品的化學(xué)預(yù)處理。樣品分析儀器為Agilent7500a型等離子質(zhì)譜儀，除部分元素(如Li、P、K、Ta<15%，Ni、Co、Cr、Sc、Pb<10%)，其他測定精度優(yōu)于5%。分析過程使用外部標(biāo)樣為美國Equipment實驗室制備的標(biāo)準(zhǔn)溶液Std-1、Std-2、Std-4，內(nèi)部檢測標(biāo)準(zhǔn)是定值加入的Rh進(jìn)行含量標(biāo)定。使用標(biāo)樣AGV2、GSR-1、GSR-3和GSR-5進(jìn)行分析質(zhì)量監(jiān)控。

X射線粉晶衍射采用的儀器型號為日本理學(xué)公司(Rigaku)的Smartlab.9KW。實驗條件為：CuKα1，石墨單色器，管壓40kV，管流200mA，連續(xù)掃描，掃描速度8°/min，掃描范圍為3°～70°，狹縫系統(tǒng)IS(DS)=RSI(SS)=1/6°，RSI(RS)=0.15mm，閃爍(SC)探測器(3°～140°)、D/tex一維探測器(5°～140°)，Si粉矯正：2θ(111)=28.40°，2θ校正值=0.002°。檢測的依據(jù)為JY/T009-1996。

掃描電鏡與電子探針顯微分析是在Nano450掃描電鏡和EPMA-1720型電子探針顯微分析儀上完成的。掃描電鏡的工作條件為：加速電壓30kV，工作距離5mm，束斑直徑為1μm，檢測的依據(jù)為GB/T15074—2008。

掃描電鏡與能譜成分分析采用的儀器為Nano450掃描電鏡和50mm2Oxford能譜儀。掃描電鏡入射電子能量為10kV，采用高靈敏半導(dǎo)體背散射電子探測器，背散射電子分辨率為30kV、4.0nm。能譜儀采用電制冷硅漂移探測器，EDS最大分辨率可達(dá)到126eV。

3 觀測及分析結(jié)果

3.1 巖石學(xué)

對巖石薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，昂吾超基性巖為蛇紋石化單輝橄欖巖，原生礦物主要由橄欖石和單斜輝石組成，呈自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，沿晶體邊緣及裂隙密集分布有蛇紋石和綠泥石脈體(圖3a, b)。橄欖石約占50%～60%，呈白色-淺黃綠色，正極高突起，部分具波狀消光和肯可帶，橄欖石邊緣和裂隙中充填有墨綠色蛇紋石，呈網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)，脈中見少量淡綠色綠泥石，有零星點狀不透明礦物磁鐵礦析出(圖3c)。單斜輝石晶體呈自形粒狀，鑲嵌于橄欖石晶體之間，顏色為白色，干涉色為二級藍(lán)綠-橙黃。部分單斜輝石裂隙和邊緣也發(fā)育蛇紋石化和綠泥石化，蝕變程度比橄欖石相對較低(圖3d)。晶體之間偶見充填有黃褐色金云母和不透明鈦鐵礦。由于6個巖石樣品不同部位的礦物組合和蝕變程度存在差異，故選取了2個典型樣品(AW-GH1和AW-GH6)開展鏡下鑒定以及進(jìn)一步測試，兩樣品均包含了原生礦物和蝕變礦物(圖3)。

圖4 昂吾超基性巖的XRD分析譜圖Fo-鎂橄欖石；Di-透輝石；Clin-斜綠泥石；Liz-利蛇紋石Fig.4 X-ray diffraction analysis spectrogram of Angwu ultramafic rocks

根據(jù)鏡下形態(tài)特征初步將昂吾超基性巖中蝕變脈體劃分為三種類型：(Ⅰ)原生礦物裂隙及邊緣發(fā)育的寬約0.05～0.1mm蛇紋石網(wǎng)狀細(xì)脈，該類型脈體主要發(fā)育在橄欖石中；(Ⅱ)寬約0.1～0.2mm蛇紋石粗脈，脈體因切穿網(wǎng)狀細(xì)脈表明其形成時間比第(Ⅰ)類型脈相對較晚，且脈體中有不透明礦物磁鐵礦析出(圖3c)；(Ⅲ)發(fā)育在蛇紋石脈中寬約0.05mm綠泥石脈體，綠泥石脈在橄欖石和單斜輝石中均有發(fā)育。

3.2 礦物學(xué)

對AW-GH1和AW-GH6兩組昂吾超基性巖粉末樣品的X射線衍射分析結(jié)果顯示(圖4)，巖石中礦物主要為鎂橄欖石、透輝石、利蛇紋石、磁鐵礦和斜綠泥石，與鏡下鑒定結(jié)果一致且將礦物進(jìn)一步分類至亞族。部分礦物由于礦物晶格接收能量譜峰較弱被軟件忽略處理，或礦物含量較低未達(dá)到檢出限。

利用掃描電鏡對AW-GH1和AW-GH6兩組昂吾超基性巖的薄片進(jìn)行了背散射電子(BSE)成像及原位成分分析，結(jié)果顯示其組分主要是橄欖石、單斜輝石、蛇紋石、磁鐵礦及蛇紋石與綠泥石的混合物等(圖5)，與鏡下觀察和X射線衍射分析結(jié)果一致。此外還檢測到一些鐵礦石，如鉻鐵礦、鈦鐵礦等。在橄欖石蝕變視域，根據(jù)明暗程度不同也可以將蛇紋石脈分成兩種類型。其中亮度較低的網(wǎng)狀蛇紋石脈與上述第(Ⅰ)類脈體相對應(yīng)，亮度最暗的蛇紋石脈與第(Ⅱ)類脈體相對應(yīng)，且其邊緣及脈中有細(xì)小磁鐵礦析出(圖5a)。綠泥石脈主要出現(xiàn)在單斜輝石蝕變視域，晶體邊緣發(fā)育蛇紋石和綠泥石混合物脈體，對應(yīng)于第(Ⅲ)類脈體(圖5b)。

除亮度差異外，成分差異對脈體分類也至關(guān)重要。例如，在AW-GH6薄片的背散射電子圖像中，橄欖石晶體邊緣與裂隙內(nèi)的蛇紋石脈體有明顯的亮度差異(圖5c, d)。為研究兩者的成分差異，利用能譜儀對圖5c, d中的蛇紋石脈進(jìn)行面掃描成像分析(圖6)。根據(jù)Mg、Fe成分差異也可以識別出兩種類型的蛇紋石脈體：(Ⅰ)低Mg富Fe的蛇紋石脈(圖6c1, c2)，與圖3c和圖5a中第(Ⅰ)類脈體相對應(yīng)；(Ⅱ)富Mg貧Fe的蛇紋石脈(圖6d1, d2)，與圖3c和圖5a中第(Ⅱ)類脈體相對應(yīng)。

3.3 礦物化學(xué)

樣品AW-GH1和AW-GH6中原生礦物橄欖石和單斜輝石的電子探針分析結(jié)果如表1所示。在礦物成分計算過程中，橄欖石以4個氧原子標(biāo)準(zhǔn)化，F(xiàn)e全作Fe2+處理。結(jié)果顯示，昂吾超基性巖中橄欖石為低Mg富Fe型貴橄欖石(Fo=81～85)，有別于一般含較多富Mg型鎂橄欖石的地幔橄欖巖(Fo值通常大于90)，表明該區(qū)超基性巖并非典型地幔橄欖巖(Frostetal., 2013)。同時，采用4個陽離子對單斜輝石進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，為平衡單一分子式中6個氧離子電價，利用Fe3+置換部分Fe2+。根據(jù)En-Wo-Fs分類圖解(圖7)，該區(qū)輝石主要為單斜輝石(透輝石和普通輝石)。因蝕變較強，單斜輝石Mg#變化較大(60～87)，這與鏡下觀察到的現(xiàn)象一致，其中大部分輝石有裂隙，而且邊緣發(fā)育蛇紋石化以及其他蝕變。

圖5 昂吾超基性巖的背散射電子(BSE)圖像AW-GH1中蛇紋石化橄欖石(a)和蛇紋石化單斜輝石(b)；AW-GH6中蛇紋石化橄欖石(c)和蛇紋石脈(d)Fig.5 Back-scattered electron (BSE) images of Angwu ultramafic rocks

圖6 昂吾超基性巖中蛇紋石脈能譜圖Fig.6 Energy dispersive spectrometer images of serpentine veins in Angwu ultramafic rocks

尖晶石族礦物(主要為鉻鐵礦和磁鐵礦)及鈦鐵礦的電子探針分析結(jié)果列于表2。其中，尖晶石族礦物以3個陽離子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，鈦鐵礦以兩個陽離子標(biāo)準(zhǔn)化，為了平衡陽離子電價，利用Fe3+置換部分Fe2+。結(jié)果顯示，鉻鐵礦的Cr#為59～71，與印尼Sulawesi島Barru地塊發(fā)現(xiàn)的一種尖晶石族礦物類似(Maulanaetal., 2015)。磁鐵礦則具有富鐵特征(單位分子中Fe3+>Mg)，呈少量析出于蛇紋石脈中(圖5a)。同時，鈦鐵礦具有高M(jìn)g低Mn特征(MgO>2%，MnO<0.5%)，僅出現(xiàn)在單斜輝石蝕變帶中(圖5b)。

蛇紋石和綠泥石的電子探針分析結(jié)果列于表3，其中標(biāo)準(zhǔn)化計算采用7個氧原子，F(xiàn)e全部換算為Fe2+。結(jié)果顯示巖石中存在兩種不同成分的蛇紋石，分別為富Fe型蛇紋石(Mg#=75～88)和富Mg型蛇紋石(Mg#>90)，這與能譜成分分析所得結(jié)果一致(圖6)，其中富Mg蛇紋石的形成可能與磁鐵礦析出有關(guān)。與Barru地塊相比，本研究中的綠泥石相對富Si(SiO2>30%)貧Mg(Mg#<92)(Maulanaetal., 2015)。另外，Cathelineau and Nieva (1985)發(fā)現(xiàn)綠泥石晶體結(jié)構(gòu)中四面體Al的占位情況與溫度之間存在線性關(guān)系，即T(℃)=424.8AlTet+17.5，由此推斷本研究中綠泥石形成溫度<200℃。

一般情況下，橄欖石蛇紋石化過程生成的水鎂石和滑石對電子探針分析結(jié)果的解譯有一定干擾(Beardetal., 2009)。通過鏡下鑒定、X射線衍射、能譜成分分析等研究，在昂吾超基性巖中未發(fā)現(xiàn)水鎂石和滑石，因此本研究不受上述干擾。在礦物成分協(xié)變圖解中，電子探針分析結(jié)果顯示蛇紋石組分介于利蛇紋石和含鐵利蛇紋石之間(圖8a)。據(jù)Fe和Mg#兩個協(xié)變圖解，蛇紋石可進(jìn)一步劃分為低Mg富Fe和富Mg貧Fe兩種類型(圖8b, c)。此外，圖解還顯示出蛇紋石向綠泥石轉(zhuǎn)化的趨勢(圖8d)，這與鏡下和背散射電子圖像中觀察到的結(jié)果相一致，綠泥石僅出現(xiàn)在蛇紋石脈體中(圖5c)。

表1昂吾超基性巖中橄欖石和單斜輝石電子探針分析結(jié)果(wt%)及參數(shù)

Table 1 Electron probe microanalysis result (wt%) and parameters of Ol and Cpx in Angwu ultramafic rocks

樣品號AW-GH1AW-GH6礦物OlSiO239.439.3838.939.0239.7539.4339.0338.7539.3838.98TiO20.040.060.040.030.0500.13000.04Al2O30.040.010.020.060.020.020.020.020.030.03Cr2O30.030.0400.110.060.030.0200.050.01FeO14.5115.517.9314.2615.3115.7716.8316.8617.3514.84MnO0.190.220.270.170.30.20.250.280.260.21MgO44.4844.3441.0644.2344.2944.3942.3842.4342.7244.55CaO0.330.330.260.460.380.280.30.340.320.36NiO0.250.150.240.330.350.350.30.150.270.39Na2O0.040.050.060.120.10.130.130.110.030.12K2O0.0200.0300.030.030.040.010.020Total99.32100.0798.8198.79100.63100.6299.4198.95100.4299.53Si10.9910.9910.991110.99Ti0000000000Al0000000000Cr0000000000Fe3+0000000000Fe2+0.310.330.390.30.320.330.360.360.370.31Mn000.0100.0100.010.010.010Mg1.681.671.581.681.661.661.611.621.611.68Ca0.010.010.010.010.010.010.010.010.010.01Ni0.0100.010.010.010.010.0100.010.01Na0000.010.010.010.010.0100.01K0000000000Total33.0133.0133.0133.0133.01Fo85848085848382828184樣品號AW-GH1AW-GH6礦物CpxSiO251.4951.7151.9250.3852.7453.4452.7954.4650.6452.4TiO21.331.10.071.330.740.580.820.021.331.12Al2O32.742.350.173.52.461.762.740.134.371.79Cr2O30.020.0200.830.430.671.100.20.03FeO8.77.112.035.745.45.314.6110.846.488.66MnO0.170.180.780.160.140.170.120.360.130.27MgO14.7415.3410.0615.2816.2917.7316.7914.415.9615.18CaO2121.824.5121.9821.2920.5820.8320.2721.0521.08NiO0.030.0200.10.180.01000.10Na2O0.360.270.080.30.260.220.30.710.30.35K2O0.030.040.060.010.040.050.050.020.020.03Total100.6199.9199.6899.6199.97100.52100.14101.22100.59100.91Si1.91.911.991.861.941.941.932.011.851.93Ti0.040.0300.040.020.020.0200.040.03Cr0000.020.010.020.0300.010Fe3+0.030.030.020.0400.0100.030.060.03Fe2+0.240.190.370.130.170.160.140.30.140.23Mn0.010.010.03000.0100.0100.01Mg0.810.850.570.840.890.960.910.790.870.83Ca0.830.861.010.870.840.80.820.80.820.83Ni00000.0100000Na0.030.020.010.020.020.020.020.050.020.02K0000000000Total4444444444Mg#75796083848687708176Wo43.4844.7951.1846.0644.241.6643.5941.5643.5743.05En42.4743.8429.2244.5647.0549.9548.8841.0945.9643.14Fs14.0611.3819.69.388.758.397.5317.3510.4713.81

注：Fo=Mg#=100×Mg/(Mg+Fe2+)；Ol以3陽離子和4氧原子標(biāo)準(zhǔn)化；Cpx以4陽離子和6氧原子標(biāo)準(zhǔn)化

表2昂吾超基性巖中鐵礦石電子探針分析結(jié)果(wt%)及參數(shù)

Table 2 Electron probe microanalysis results (wt%) and parameters of iron-minerals in Angwu ultramafic rocks

樣品號AW-GH1AW-GH6AW-GH1AW-GH1AW-GH6礦物ChrMtIlmSiO20.630.730.690.780.702.300.480.740.68TiO22.322.862.693.132.870.0846.3946.8447.38Al2O311.6614.4214.8116.2715.210.000.090.070.08Cr2O343.1239.6140.3035.1338.300.000.080.090.11FeO33.4732.5631.0833.4431.4291.8048.8949.8949.98MnO0.460.260.320.380.340.320.491.130.41MgO7.868.889.619.619.952.302.991.212.25CaO0.000.040.020.010.020.090.020.060.04NiO0.070.150.060.320.170.100.050.040.01Na2O0.060.100.120.260.070.070.050.070.16K2O0.010.030.020.060.030.000.010.040.01Total99.6699.6399.7199.3799.0697.0699.53100.16101.11Si0.020.020.020.020.020.080.010.020.02Ti0.060.070.070.080.070.000.860.870.87Al0.460.550.560.610.580.000.000.000.00Cr1.131.021.030.890.980.000.000.000.00Fe3+0.260.250.240.310.261.840.000.000.00Fe2+0.670.640.600.590.590.931.001.031.01Mn0.010.010.010.010.010.010.010.020.01Mg0.390.430.460.460.480.120.110.040.08Ca0.000.000.000.000.000.000.000.000.00Ni0.000.000.000.010.000.000.000.000.00Na0.000.010.010.020.000.010.000.000.01K0.000.000.000.000.000.000.000.000.00Total333333222Cr#71656559630374748

注：Cr#=100×Cr/(Cr+Al)；Chr和Mt以3陽離子和4氧原子標(biāo)準(zhǔn)化；Ilm以2陽離子和3氧原子標(biāo)準(zhǔn)化

圖7 昂吾超基性巖中單斜輝石分類圖解(底圖據(jù)Morimoto, 1988)Wo-硅灰石；En-頑火輝石；Fs-鐵輝石；Di-透輝石；He-鈣鐵輝石；Au-普通輝石；Pi-易變輝石；ClEn-斜頑輝石；ClFs-斜鐵輝石Fig.7 Classification diagram of clinopyroxene in Angwu ultramafic rocks (base map after Morimoto, 1988)

綜上所述，根據(jù)蛇紋石脈體的鏡下特征、背散射電子圖像、能譜成分分析和電子探針分析結(jié)果，昂吾超基性巖中的蛇紋石脈可劃分為兩期：(Ⅰ)早期低Mg富Fe蛇紋石脈，呈網(wǎng)狀分布于橄欖石和輝石的邊緣及裂隙中；(Ⅱ)晚期富Mg貧Fe蛇紋石脈，其切穿了第(Ⅰ)期脈體，磁鐵礦主要析出于本期蛇紋石脈中。此外，綠泥石僅出現(xiàn)于第(Ⅱ)期蛇紋石脈中，推斷其形成時間應(yīng)晚于第(Ⅱ)期蛇紋石脈的形成，暫定為第(Ⅲ)期蝕變。

4 討論

4.1 超基性巖的地球化學(xué)及原巖恢復(fù)

昂吾超基性巖的全巖主量、微量和稀土元素含量列于表4中。由于蛇紋石化程度較高，樣品燒失量(LOI)為5.4%～7.53%，去除LOI后，樣品SiO2含量為44.06%～46.41%，平均值為44.69%，屬于超基性巖類。根據(jù)變質(zhì)超基性巖分類圖解(圖9)，6個樣品均屬于堆積超鎂鐵巖。雖然經(jīng)歷了蛇紋石化蝕變，但其全巖地球化學(xué)特征仍可指示原巖信息(Deschampsetal., 2013)。與純橄巖相比(Best, 1982)，SiO2、TiO2和CaO含量偏高，MgO含量偏低，其中CaO偏高與單斜輝石的存在有關(guān)。前述觀測結(jié)果已表明，昂吾超基性巖中輝石主要為單斜輝石，且橄欖石Fo<90(表1)，為略偏基性的超基性巖。因此，該巖石并非地幔橄欖巖殘余，可能為地幔橄欖巖熔融后的巖漿經(jīng)分異、結(jié)晶而成(Frostetal., 2013)。

表3昂吾超基性巖中次生礦物電子探針分析結(jié)果(wt%)及參數(shù)

Table 3 Electron probe microanalysis results (wt%) and parameters of secondary minerals in Angwu ultramafic rocks

樣品號AW-GH1AW-GH6AW-GH1AW-GH6樣品號AW-GH1礦物SerpⅠSerpⅠSerpⅠSerpⅡSerpⅡSerpⅠSerpⅡSerpⅠSerpⅠSerpⅠChl礦物PhlSiO239.0437.6341.4041.3642.0441.1041.6936.6336.5640.3133.7135.2532.9735.1436.11SiO239.3342.35TiO20.020.000.020.000.000.000.120.050.000.060.031.130.850.550.00TiO25.231.72Al2O32.144.640.140.340.310.616.004.553.651.287.6811.0512.8412.0412.90Al2O311.4510.63Cr2O30.080.130.090.030.040.080.170.110.010.090.140.090.040.020.00Cr2O30.050.00FeO12.5713.9412.334.473.9411.866.0714.8615.1511.577.1514.0315.3616.545.24FeO10.229.79MnO0.030.080.220.030.080.090.040.130.040.130.000.360.240.700.23MnO0.060.07MgO30.8129.1530.3437.6638.9330.8131.1629.3629.0231.8330.3621.2823.3720.4331.84MgO18.3122.42CaO0.230.370.230.110.070.300.070.170.140.290.171.210.951.900.56CaO0.000.00NiO0.120.160.080.050.090.080.020.090.100.070.000.130.090.070.00NiO0.130.22Na2O0.080.080.030.050.060.060.370.110.120.050.110.320.450.220.10Na2O0.960.89K2O0.100.080.050.020.020.110.090.080.060.060.071.611.010.130.03K2O9.506.66Total85.2086.2584.9184.1185.5985.1085.7886.1284.8585.7679.4286.4588.1587.7387.00Total95.2494.76Si1.971.892.082.022.012.061.991.861.882.001.781.781.651.761.71Si2.893.04Ti0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.040.030.020.00Ti0.290.09AlTet0.030.110.000.000.000.000.010.140.120.000.220.220.350.240.29Cr0.000.00AlOct0.090.160.010.020.020.040.330.130.100.080.250.440.400.470.43Fe2+0.630.59Cr0.000.010.000.000.000.000.010.000.000.000.010.000.000.000.00Mn0.000.00Fe3+0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00Mg2.002.40Fe2+0.530.580.520.180.160.500.240.630.650.480.320.590.640.690.21Ca0.000.00Mn0.000.000.010.000.000.000.000.010.000.010.000.020.010.030.01Ni0.010.01Mg2.312.182.272.742.782.302.222.222.232.362.391.611.741.532.25Na0.140.12Ca0.010.020.010.010.000.020.000.010.010.020.010.070.050.100.03K0.890.61Ni0.000.010.000.000.000.000.000.000.000.000.000.010.000.000.00Sum7.847.78Na0.010.010.000.000.010.010.030.010.010.010.010.030.040.020.01K0.010.010.000.000.000.010.010.000.000.000.000.100.060.010.00Sum4.974.984.924.974.984.934.855.015.014.964.994.914.994.884.93Mg#817981949582907877838873736992

注：SerpⅠ：第(Ⅰ)類蛇紋石；SerpⅡ：第(Ⅱ)類蛇紋石；Serp和Chl以7氧原子標(biāo)準(zhǔn)化；Phl以11氧原子標(biāo)準(zhǔn)化

表4昂吾超基性巖的全巖主量元素(wt%)、微量元素和稀土元素(×10-6)分析結(jié)果

Table 4 Whole rock major elements (wt%), trace elements and rare earth elements (×10-6) compositions of Angwu ultramafic rocks

樣品號AW-GH1AW-GH2AW-GH3AW-GH4AW-GH5AW-GH6樣品號AW-GH1AW-GH2AW-GH3AW-GH4AW-GH5AW-GH6SiO242.5241.4843.4441.7340.6540.78TiO21.001.001.011.010.940.99Al2O35.194.935.025.394.685.14Fe2O3T11.9812.5812.1112.0712.1612.59MnO0.160.180.180.180.160.18MgO26.1626.6724.5325.8326.7926.72CaO7.046.327.077.106.656.78Na2O0.120.110.100.160.090.12K2O0.090.090.070.100.060.10P2O50.080.080.070.080.080.09LOl5.406.346.126.117.536.30Total99.7599.7799.7299.7799.7899.80Rb4.845.294.404.864.565.07Ba38.74121.360.0892.48163.5178.3Th0.660.650.660.670.670.75U0.160.150.140.160.140.18Nb7.417.627.567.207.627.92Ta0.490.510.470.470.530.56La5.586.166.075.725.706.71Ce13.2413.8313.8513.2513.2315.27Pb1.042.062.361.390.691.50Sr45.7272.3848.9257.2688.4062.40Nd8.018.268.248.158.068.98Zr53.2253.6254.7854.0452.6856.78Hf1.401.371.371.401.381.52Sm2.062.082.132.082.052.27Eu0.700.760.770.730.720.81Tb0.340.340.340.340.340.37Y9.108.999.238.919.099.53Er1.001.021.051.001.031.11Yb0.810.810.830.820.810.89Lu0.110.110.110.110.110.12Pr1.781.851.871.791.792.02Gd2.242.252.312.232.252.48Dy2.042.052.062.022.062.23Ho0.380.390.390.370.380.42Tm0.120.130.130.120.130.14

圖8 昂吾超基性巖中層狀硅酸鹽礦物電子探針分析成分協(xié)變圖(底圖據(jù)Nozaka et al., 2017)Brc-水鎂石；Opx-斜方輝石；Am-角閃石；Ferro-Liz-鐵利蛇紋石；Ferri-Liz-含鐵利蛇紋石；Cst-綠錐石；Tlc-滑石Fig.8 Composition variation diagrams of sheet silicate minerals for electron probe microanalysis results of Angwu ultramafic rocks (base map after Nozaka et al., 2017)

圖9 昂吾超基性巖Al2O3-CaO-MgO圖解(底圖據(jù)Coleman, 1971)1-堆積鎂鐵巖區(qū)；2-科馬提巖區(qū)；3-堆積超鎂鐵巖區(qū)；4-變質(zhì)橄欖巖區(qū)Fig.9 Al2O3-CaO-MgO diagram for Angwu ultramafic rocks (base map after Coleman, 1971)

昂吾超基性巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖如圖10所示，它們與洋島型玄武巖(OIB)具有相似的右傾模式，但總含量較OIB低約0.5～1個數(shù)量級，其中輕稀土元素和大離子親石元素相對富集，如Rb、Ba、Th、U等。由于后期蝕變的影響，部分易遷移微量元素顯示出較大范圍的波動，如Ba、K、Pb、Sr等。因此，昂吾超基性巖可能與OIB型巖漿起源于相似的源區(qū)并經(jīng)歷了相似的分異過程，而非地幔橄欖巖直接部分熔融產(chǎn)物，這與主量元素判斷一致。

圖10 昂吾超基性巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(OIB數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.10 Chondrite-normalized REE distribution mode and primitive mantle-normalized trace element spider diagram for Angwu ultramafic rocks (OIB data and normalized data after Sun and McDonough, 1989)

圖11 昂吾超基性巖中尖晶石Al2O3-TiO2圖解(底圖據(jù)Kamenetsky et al., 2001)ARC-??；MORB-洋中脊；OIB-洋島；CR-大陸裂谷Fig.11 Al2O3 vs. TiO2 diagram for spinel of Angwu ultramafic rocks (base map after Kamenetsky et al., 2001)

雖然超基性巖蝕變強烈，但受蝕變影響較小的原生礦物尖晶石可用于原巖產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境的探討(Kamenetskyetal., 2001)。在尖晶石Al2O3-TiO2環(huán)境判別圖解(圖11)中，樣品AW-GH1和AW-GH6的6個尖晶石均投在OIB區(qū)域，與稀土元素和微量元素分析結(jié)果相吻合。

4.2 蛇紋石化過程化學(xué)反應(yīng)及影響因素

實驗研究表明地幔橄欖巖中橄欖石和透輝石間的相互作用可影響蛇紋石化過程(Majumdaetal., 2014)，另外，輝石和尖晶石等礦物對橄欖石的蛇紋石化過程和磁鐵礦化有極大限制作用(Huangetal., 2017a)。對比現(xiàn)代大洋洋殼中兩種類型超基性巖中的蛇紋石化過程，Nozakaetal. (2017)認(rèn)為蛇紋石Mg#、體系SiO2活度等條件是影響超基性巖蛇紋石化和磁鐵礦化的重要因素。因此，有必要深入探討超基性巖的蝕變過程中礦物變化的化學(xué)反應(yīng)。

根據(jù)前文鏡下觀察、X射線衍射和掃描電鏡-能譜分析以及電子探針分析結(jié)果，可以將昂吾超基性巖的蝕變過程分為三個階段：(Ⅰ)橄欖石和單斜輝石蝕變?yōu)樯呒y石；(Ⅱ)蛇紋石中析出磁鐵礦；(Ⅲ)蛇紋石蝕變?yōu)榫G泥石。本文依據(jù)礦物相平衡圖模擬(Holland and Powell, 2011)，按照質(zhì)量平衡原理，采用理想礦物分子式，分別計算出主要礦物變化的化學(xué)反應(yīng)方程式，三個蝕變階段主要方程式如下：

(Ⅰ)橄欖石和輝石的蛇紋石化階段

2Mg2SiO4+3H2O=Mg3Si2O5(OH)4+Mg(OH)2

[1]

2CaMgSi2O6+6MgSiO3+3H2O=Ca2Mg5Si8O22(OH)2+Mg3Si2O5(OH)4

[2]

3MgSiO3+2H2O=Mg3Si2O5(OH)4+SiO2

[3]

Ca2Mg5Si8O22(OH)2+Ca2Mg3Al4Si6O22(OH)2+34H2O=14Mg3Si2O5(OH)4+12Ca2Al2Si3O10(OH)2+2SiO2

[4]

Mg48Si34O85(OH)62+3Mg(OH)2=17Mg3Si2O5(OH)4+34H2O

[5]

3Mg(OH)2+2SiO2=Mg3Si2O5(OH)4+H2O

[6]

(Ⅱ)磁鐵礦析出階段

3Mg(2-x)FexSiO4+4H2O+SiO2=2Mg(3-1.5x)Fe1.5xSi2O5(OH)4，0≤x≤2

[7]

Fe3Si2O5(OH)4+O2=Fe3O4+H2O+2SiO2

[8]

(Ⅲ)蛇紋石的綠泥石化階段

Mg3Si2O5(OH)4+2SiO2=Mg3Si4O10(OH)2+H2O

[9]

6CaAl2Si2O8+5Mg3Si4O10(OH)2+10H2O=3Ca2Al2Si3O10(OH)2+3Mg5Al2Si3O10(OH)8+14SiO2

[10]

3Ca2Al2Si3O10(OH)2+5Mg3Si4O10(OH)2+4H2O=6Ca2++3Mg5Al2Si3O10(OH)8+20SiO2+6O2-

[85] Yan Xuetong, “International Leadership and Norm Evolution”, The Chinese Journal of International Politics, Vol. 4, No. 3 (2011), pp. 233-264.

[11]

圖12 第(Ⅰ)階段礦物相平衡P-T圖Atg-葉蛇紋石；Tr-透閃石；Ts-鈣鎂閃石；Prh-葡萄石Fig.12 Phase diagram of pressure vs. temperature for stage (Ⅰ) alternation

圖13 昂吾超基性巖蛇紋石化過程礦物相平衡SiO2-O2活度圖Hm-赤鐵礦；Frb-鐵水鎂石；Glt-藍(lán)閃石；Minn-鐵滑石；An-鈣長石Fig.13 Phase diagrams of SiO2 vs. O2 chemical potentials for serpentinization of Angwu ultramafic rocks

第(Ⅰ)階段反應(yīng)方程[1]～[6]中，Mg2SiO4為鎂橄欖石，Mg3Si2O5(OH)4為利蛇紋石，Mg(OH)2為水鎂石，CaMgSi2O6為透輝石，MgSiO3為頑火輝石，Ca2Mg5Si8O22(OH)2為透閃石，Ca2Mg3Al4Si6O22(OH)2為鈣鎂閃石，Ca2Al2Si3O10(OH)2為葡萄石，Mg48Si34O85(OH)62為葉蛇紋石。在超基性巖蛇紋石化過程中，橄欖石在水溶液中比輝石具有更高的溶解度，其反應(yīng)速率比輝石更快。同時，橄欖石蛇紋石化過程中產(chǎn)生的富金屬離子(如Ni)熱液能為輝石提供有利蝕變條件(Majumdaetal., 2014)。反之，輝石和尖晶石所釋放的Cr和Al可以加速橄欖石的蛇紋石化速率(Huangetal., 2017a)。頑火輝石在反應(yīng)[2]和[3]中直接發(fā)生蛇紋石化，或在透輝石的蛇紋石化過程中被消耗，故巖石中僅檢測到透輝石(圖7)。透閃石和鈣鎂閃石在反應(yīng)[4]中被消耗殆盡，水鎂石在反應(yīng)[5]和[6]中可能已完全轉(zhuǎn)化為利蛇紋石。利用Perple_x_6.6.8軟件(Connolly, 2005, 2009)，參考相關(guān)的狀態(tài)方程(Pitzer and Sterner, 1995)，按FeO-MgO-CaO-SiO2-H2O-O2的六組分體系，模擬了第(Ⅰ)階段中礦物相平衡圖，包括P-T圖(圖12)和成分活度圖(圖13、圖14)，表明上述反應(yīng)[1]～[6]可以在一定條件下發(fā)生。

在第(Ⅱ)階段反應(yīng)[7]中，為了探討磁鐵礦的析出機(jī)理，按理想條件Fe完全類質(zhì)同象替代Mg的方式進(jìn)行討論(Nozakaetal., 2017)，即反應(yīng)[8]，其中Fe3Si2O5(OH)4為鐵蛇紋石，F(xiàn)e3O4為磁鐵礦。根據(jù)反應(yīng)[8]，第(Ⅱ)階段的礦物相平衡成分活度圖采用FeO-MgO-SiO2-H2O-O2五組分體系進(jìn)行模擬(圖13a)。前述觀測結(jié)果顯示本研究中蛇紋石均為利蛇紋石，利蛇紋石穩(wěn)定存在的溫度約為200℃(Mével, 2003)，故在成分活度圖模擬中設(shè)定溫壓分別為200℃和1kbar。

第(Ⅲ)階段反應(yīng)[9]～[11]中，礦物組分為理想組分，CaAl2Si2O8為鈣長石，Mg3Si4O10(OH)2為滑石，Mg5Al2Si3O10(OH)8為斜綠泥石。第(Ⅲ)階段的礦物相平衡的活度圖(圖13b)采用FeO-MgO-CaO-SiO2-H2O-O2六組分體系進(jìn)行模擬。前人研究顯示蛇紋石化過程中通常有葡萄石生成(Nozakaetal., 2017)，但在本研究樣品中未檢測到葡萄石存在，其原因可能如反應(yīng)[11]所示，Ca2+可能在葡萄石轉(zhuǎn)化為綠泥石過程中流失(Komoretal., 1985; Mével, 2003)。

圖14 橄欖石蛇紋石化礦物相平衡圖(a) SiO2活度-T；(b) SiO2活度-H2O活度Fig.14 Phase diagrams for serpentinization of olivine

蛇紋石化是超基性巖的水熱蝕變現(xiàn)象，其過程較為復(fù)雜且受較多因素的影響(Fujiietal., 2016; Malvoisinetal., 2012)，其中SiO2活度是重要的影響因素(圖13、圖14)。Nozakaetal. (2017) 對現(xiàn)代大洋洋殼超基性巖觀測發(fā)現(xiàn)，體系中高SiO2活度可限制水鎂石的生成。昂吾超基性巖蝕變體系中的透輝石在蛇紋石化過程中的脫硅作用為體系提供了大量SiO2(反應(yīng)[3]和[4]; Vitietal., 2005)，提高了體系SiO2活度，影響了水鎂石的生成，故樣品中未檢測到水鎂石。

另外，在利蛇紋石穩(wěn)定存在的溫度范圍內(nèi)(約100～300℃)(Mével, 2003)，蛇紋石化過程受溫度影響較大(圖13b、圖14a)。在一定SiO2活度條件下，第(Ⅰ)階段中高溫有利于水鎂石轉(zhuǎn)化為蛇紋石(圖13b)，致使原巖中水鎂石出現(xiàn)概率很小。因昂吾超基性巖中未見水鎂石，推測體系溫度相對較高。然而，第(Ⅱ)和(Ⅲ)階段中，體系中反應(yīng)溫度越高越不利于磁鐵礦和綠泥石的生成(圖13b)。

4.3 磁鐵礦化機(jī)制

蛇紋石Mg#與磁鐵礦的析出量有關(guān)，Mg#越高，磁鐵礦的析出量越多，可指示磁鐵礦化程度(Nozakaetal., 2017)。昂吾超基性巖中蛇紋石的Mg#為77～95，在相圖(圖13a)中處于磁鐵礦較少析出區(qū)域(圖中陰影范圍內(nèi))，這與觀測結(jié)果一致(圖3、圖5)。

實驗研究表明，在蛇紋石化過程中，輝石中Al和Si的釋放對氧化鐵的生成有較大限制作用，同時輝石通過從橄欖石中獲取Fe也會導(dǎo)致磁鐵礦含量的減少(Huangetal., 2017b)。如上文討論，昂吾超基性巖中透輝石脫硅致使體系內(nèi)SiO2活度增大(反應(yīng)[3]和[4])，降低了磁鐵礦的析出量(圖13a)。此外，礦物相平衡圖顯示(圖13b)，在利蛇紋石穩(wěn)定存在的溫度區(qū)間內(nèi)(100～300℃) (Mével, 2003)，溫度越高越不利于磁鐵礦的生成。昂吾超基性巖中水鎂石的缺失表明體系溫度可能偏高，不利于蛇紋石化過程中磁鐵礦的析出。因此，昂吾超基性巖中磁鐵礦化程度較低的原因可能有：(1)透輝石脫硅致使體系中SiO2活度顯著增大；(2)磁鐵礦化過程中反應(yīng)體系溫度偏高。

通過以上探討，并結(jié)合礦物相平衡圖，可以預(yù)測至少以下兩種情況有利于超基性巖蛇紋石化過程中磁鐵礦析出：(1)在一定溫壓條件下，體系中SiO2活度越低越有利，易脫硅的原生礦物(輝石、閃石等)越少越好；(2)在利蛇紋石穩(wěn)定存在的溫度范圍內(nèi)(100～300℃)，溫度越低越有利。

5 結(jié)論

(1)昂吾超基性巖為單輝橄欖巖，可能由類似于OIB型的巖漿分異、結(jié)晶形成。根據(jù)鏡下觀察、背散射電子圖像、能譜成分分析和電子探針結(jié)果，將其蝕變過程分為三個階段：(Ⅰ)橄欖石、單斜輝石蝕變?yōu)樯呒y石；(Ⅱ)蛇紋石中析出磁鐵礦；(Ⅲ)蛇紋石蝕變?yōu)榫G泥石。

(2)熱力學(xué)模擬和礦物相平衡圖分析表明，昂吾超基性巖中單斜輝石的存在，使體系中SiO2活度增高，不利于蛇紋石化過程中磁鐵礦化的析出。另外，在利蛇紋石穩(wěn)定存在的溫度范圍內(nèi)(約100～300℃)，蛇紋石化過程中體系溫度偏高可能為又一不利因素，影響磁鐵礦的大量析出。

(3)綜合研究表明，超基性巖中磁鐵礦的生成與原巖成分、反應(yīng)體系SiO2活度及體系溫度密切相關(guān)，其中純橄巖比單輝橄欖巖更易發(fā)生磁鐵礦化，低SiO2活度和低溫條件也有利于磁鐵礦的生成。

致謝感謝日本岡山大學(xué)Nozaka T博士提供Perple_x_6.6.8模擬軟件和相關(guān)數(shù)據(jù)庫。野外調(diào)查和采樣過程中得到多瑪區(qū)調(diào)項目組成員的大力幫助，在此表示誠摯的感謝。