地質(zhì)調(diào)查中花崗巖類的野外觀察記錄探討

呂 俊，朱毅翔，嚴(yán)城民，楊成忠

(1.云南地礦國際礦業(yè)股份有限公司，云南 昆明 650051；2.云南省地礦局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查大隊，云南 玉溪 653100)

野外觀察記錄是礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查的主要工作之一。由于地質(zhì)基礎(chǔ)理論較差、相關(guān)規(guī)范學(xué)習(xí)不夠、野外工作經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致野外觀察記錄未能客觀、全面地反映露頭所反映的地質(zhì)現(xiàn)象。由此帶來的問題是：在各級質(zhì)量檢查、野外驗(yàn)收中，提出較多問題，影響到工作成果的最終評分。

1∶5萬漕澗幅礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查，主要任務(wù)是在花崗巖分布區(qū)尋找鎢、錫礦產(chǎn)。為盡快提高野外觀察記錄水平，在學(xué)習(xí)相關(guān)規(guī)范規(guī)程的基礎(chǔ)上，經(jīng)過野外的不斷摸索、總結(jié)，對礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中花崗巖類區(qū)的野外觀察記錄形成了一些粗淺的認(rèn)識與體會。

1 首先要確定花崗巖的主要礦物與次要礦物

花崗巖類巖石主要由石英、斜長石、鉀長石組成，可出現(xiàn)少量白云母、黑云母、普通角閃石[1]。這些礦物的野外觀察鑒定要點(diǎn)如下。

1.1 石 英

石英屬氧化物礦物。晶體多為它形粒狀。常呈無色、白色、乳白色、灰白色。透明-半透明，具玻璃光澤或油脂光澤。無解理。

石英與長石族礦物(鉀長石、斜長石)的主要差別是：長石族礦物多具雙晶，易蝕變與風(fēng)化。在一般情況下，斜長石、鉀長石多呈半自形-自形板柱狀，石英的自形程度較差。

1.2 鉀長石

鉀長石為長石族的亞族名，屬架狀硅酸鹽礦物。在花崗巖中，主要種屬為正長石、鉀微斜長石。

正長石晶體常呈短柱狀、厚板狀，具卡斯帕雙晶、巴溫諾雙晶、曼尼巴雙晶。顏色以無色、白、灰、肉紅色為主，較少見黃或綠色。兩組中等至完全解理，且近乎垂直。正長石蝕變或風(fēng)化后主要形成高嶺石，其次形成絹云母。

鉀微斜長石簡稱微斜長石，晶體常呈半自形板狀，常見格子雙晶。顏色一般與正長石相同，半透明，玻璃光澤，解理面微具珍珠光澤。在兩組解理中，一組中等，一組完全。兩組解理近于垂直。

1.3 斜長石

斜長石為長石族的亞族名，是鈉長石(Ab)與鈣長石(An)類質(zhì)同象系列的長石礦物總稱。

斜長石晶體主要呈柱狀、厚板狀，常為粒狀，塊狀。顏色多呈灰白色，有時微帶淺棕、淺藍(lán)及淺紅色。透明至半透明，玻璃光澤。在兩組解理中，一組中等，一組完全。兩組解理近于垂直(86°24′)，故名斜長石。聚片雙晶發(fā)育。在晶面或解理面上，可見細(xì)而平行的雙晶紋。

在絕大多數(shù)花崗巖類巖石中，均有斜長石出現(xiàn)。斜長石可蝕變?yōu)椋焊邘X石、絹云母、綠簾石、黝簾石等。

1.4 白云母

白云母是云母族的亞種名，屬層狀硅酸鹽礦物。晶體常呈板狀假六面形晶體、片狀、鱗片狀。顏色為無色至白色，有時會出現(xiàn)綠色、棕色。透明至半透明。玻璃光澤，解理面上現(xiàn)珍珠光澤。一組極完全解理。薄片具顯著的彈性。

白云母多出現(xiàn)在花崗巖中，形成白云母花崗巖、二云母花崗巖及其偉晶巖。白云母不易發(fā)生蝕變。暴露地表后，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)。

1.5 黑云母

黑云母是云母族的亞種名，屬層狀硅酸鹽礦物。晶體常呈板狀假六面形晶體、片狀、鱗片狀集合體。呈暗褐色或暗綠色，條痕白色略帶淺綠色。透明-半透明。玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。一組極完全解理。

黑云母的蝕變產(chǎn)物為綠泥石、白云母、絹云母。在風(fēng)化過程中，黑云母第一階段變?yōu)樗谠颇?，第二階段分解為蛭石和高嶺石。

1.6 普通角閃石

普通角閃石是閃石礦物中的一類，并不是指一種礦物，屬鏈狀硅酸鹽礦物。晶體常呈半自形長柱狀，橫斷面為近菱形的六邊體，集合體常呈粒狀、針狀或纖維狀。綠黑至黑色，玻璃光澤，不透明。兩組柱面解理完全，交角為124°或56°。

普通角閃石一般出現(xiàn)在斜長石含量較高、黑云母含量較低的花崗巖類巖石中。普通角閃石蝕變后形成綠泥石、纖閃石，同時形成磁鐵礦、榍石、方解石。

2 進(jìn)行巖石結(jié)構(gòu)與類型的劃分

2. 1 巖石結(jié)構(gòu)

花崗巖的結(jié)構(gòu)有多種劃分方案。在礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查的野外記錄中，花崗巖的結(jié)構(gòu)一般采用粒度分類法。在礦物顆粒大小均勻(具有全晶質(zhì)等粒結(jié)構(gòu))的巖石中，按照礦物顆粒大小劃分為5種結(jié)構(gòu)(表1)。在劃分中可以出現(xiàn)過渡情況，稱為中細(xì)粒結(jié)構(gòu)、中粗粒結(jié)構(gòu)。

表1 花崗巖的粒度分類

注：在部分資料中，劃分細(xì)粒結(jié)構(gòu)與中粒結(jié)構(gòu)的界線是1mm。

斑狀結(jié)構(gòu)的巖石中，礦物成分由兩種大小明顯不同的顆粒組成，較粗的顆粒分散在隱晶質(zhì)(微晶、隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì))之中。較粗的顆粒稱為斑晶，微晶、隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)稱為基質(zhì)。斑狀結(jié)構(gòu)僅見于淺成侵入體中。

似斑狀結(jié)構(gòu)的巖石由斑晶與基質(zhì)組成?；|(zhì)為顯晶質(zhì)。斑晶與基質(zhì)成分基本相同。似斑狀結(jié)構(gòu)主要出現(xiàn)在深成侵入體中。根據(jù)基質(zhì)粒徑，似斑狀結(jié)構(gòu)劃分為細(xì)粒似斑狀結(jié)構(gòu)、中粒似斑狀結(jié)構(gòu)、粗粒似斑狀結(jié)構(gòu)。劃分標(biāo)準(zhǔn)與按粒度劃分巖石結(jié)構(gòu)相同。

2.2 巖石類型劃分

花崗巖類巖石的礦物定量分類命名，一般采用1989年國際地科聯(lián)通過并建議的分類命名方案[3]。本文將菱形圖解轉(zhuǎn)化為表格(表2)。

表2 花崗巖類礦物定量分類

據(jù)1972國際地科聯(lián)通過并建議的雙三角圖解簡化。

在野外工作中，根據(jù)石英含量劃分為3大類型，再根據(jù)堿性長石(鉀長石+鈉長石)與斜長石比值劃分具體類型。

(1)石英含量為<5%時，常見者為正長巖、二長巖、二長閃長巖、閃長巖；

(2)石英含量為5%～20%時，常見巖石類型為石英正長巖、石英二長巖、石英二長閃長巖、石英閃長巖。

(3)石英含量為≥20%時，常見巖石類型為鉀長花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長巖、英云閃長巖。

3 花崗巖侵入體的接觸關(guān)系的

從相互接觸的地質(zhì)體類型看，接觸關(guān)系劃分為侵入體與圍巖的接觸關(guān)系、侵入體內(nèi)部的接觸關(guān)系。

3.1 侵入體與圍巖的接觸關(guān)系觀察

侵入體與圍巖的接觸關(guān)系劃分為4種類型：沉積接觸、侵入接觸、斷層接觸、漸變接觸[4]。

侵入體形成后遭受風(fēng)化剝蝕，又為新的沉積巖層所覆蓋的接觸關(guān)系稱為沉積接觸。沉積接觸的主要標(biāo)志為：①在侵入體的上覆巖層中，無熱接觸變質(zhì)現(xiàn)象；②覆蓋于侵入體之上的沉積巖底部，有巖性與侵入體相同的礫石；③侵入體與上覆巖層之間，有明顯侵蝕面和古風(fēng)化殼；④上覆沉積巖的層理平行于接觸面；⑤巖體頂部的礦脈、巖脈、斷層被圍巖切斷；⑥上覆沉積巖覆蓋于不同的巖石單元之上；⑦在接觸面附近，侵入體的流動構(gòu)造與接觸面相交。

侵入接觸是在圍巖形成之后，巖漿巖侵入于圍巖之中的接觸關(guān)系。侵入接觸的主要標(biāo)志為：①侵入體邊部具有寬窄不均的粒度較細(xì)的冷凝邊，寬度一般為幾厘米至幾米；②侵入體中有大量的圍巖捕虜體，同化混染現(xiàn)象明顯；③侵入體切穿圍巖，有巖枝、礦脈穿入圍巖之中；④侵入體邊部的原生流動構(gòu)造較為發(fā)育，流線、流面構(gòu)造平行于接觸面；⑤圍巖中熱接觸變質(zhì)帶、接觸交代變質(zhì)帶發(fā)育，有與之相關(guān)的礦化出現(xiàn)。

侵入體與圍巖形成之后，接觸面被斷層面所取代的接觸關(guān)系稱斷層接觸。斷層接觸的主要標(biāo)志為：①接觸帶上有明顯的斷層標(biāo)志，如構(gòu)造破碎帶、擦痕等現(xiàn)象；②接觸界線一般較為平直，圍巖可切割侵入體中不同巖石單元或不同的巖性帶；③侵入體中的原生構(gòu)造、礦脈、巖脈被斷層所切斷。

3.2 花崗巖內(nèi)部的接觸關(guān)系觀察

花崗巖內(nèi)部的接觸關(guān)系劃分為脈動型侵入接觸、涌動型侵入接觸、超動型侵入接觸[5]。前2種接觸關(guān)系是巖漿間歇侵入活動的產(chǎn)物，發(fā)生在同期不同次的鄰近侵入體之間。

脈動型侵入接觸又稱突變型侵入接觸。脈動侵入是來自深部的巖漿的間歇性巖體貫入。在后期侵入體侵入的過程中，先形成的侵入體已基本固結(jié)，但仍然有較高的溫度。脈動型侵入接觸的主要標(biāo)志為：①沿接觸帶斷續(xù)發(fā)育偉晶巖包體，或由晶體粗大的長石、石英組成不連續(xù)的似偉晶巖帶，接觸帶的寬度一般為數(shù)十厘米；②在接觸帶上形成巖漿巖角礫巖帶，晚期侵入體中有早期侵入體的角礫；③早期侵入體中具晚期侵入體的巖枝、巖脈；④晚期侵入體中具狹窄的冷凝邊。

涌動型侵入接觸又稱隱蔽式侵入接觸。涌動型侵入是在一個巖體內(nèi)部，差異組分之間出現(xiàn)差異性流動時，先形成的侵入體被后形成的侵入體所侵入。在兩者發(fā)生侵入的過程中，先形成的侵入體雖已開始固結(jié)，但仍有一部分保持液態(tài)。涌動型侵入接觸的主要標(biāo)志為：①在兩期侵入體間，發(fā)育1m～2 m寬的混雜帶或混合巖化帶；②在晚期侵入體邊緣具明顯的流面構(gòu)造、流線構(gòu)造，黑云母、普通角閃石等暗色礦物條帶大體平行接觸面分布，鉀長石、斜長石斑晶沿接觸面平行定向排布；③兩個侵入體的巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、主要礦物粒度、暗色礦物含量、包體含量在接觸帶附近發(fā)生突然變化。

超動型侵入接觸是不同時期的巖漿侵入接觸關(guān)系，巖漿的形成英制、巖漿活動時期都有明顯差異。超動型侵入接觸的特征與前述侵入接觸較為相似。

4 包體類型及其特征觀察

據(jù)成因類型，花崗巖內(nèi)的巖石包體劃分為捕虜體和同生包體，同生包體進(jìn)一步劃分為非漿混包體和漿混包體[6]。

4.1 捕虜體

捕虜體是指被巖漿捕獲的，在成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方面發(fā)生不同程度變化的圍巖、基底巖石碎塊。捕虜體進(jìn)一步劃分為淺源捕虜體和深源捕虜體(表3)。

表3 花崗巖類深成巖體中捕虜體的類型與特征

4.2 非漿混包體

非漿混包體進(jìn)一步劃分為4種類型(表4)。殘余包體可進(jìn)一步劃分為殘影體和殘留體。殘影體能在巖體四周找到成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀大致相似的、相對應(yīng)的圍巖。殘留體是在巖體四周不能找到與之相似的相對應(yīng)的圍巖。

表4 花崗巖類深成巖體中非漿混包體類型與特征

4.3 漿混包體

漿混包體進(jìn)一步劃分為混雜包體、不混溶包體、混成包體。

混雜包體又稱淬冷包體，由進(jìn)入酸性巖漿的基性巖漿經(jīng)不同程度的不均勻混合作用而形成。兩種巖漿的溫度差較大，常發(fā)生淬冷現(xiàn)象。若兩種巖漿的溫度差、粘度差不大時，形成的包體不具冷凝邊，在寄主巖中形成的長石斑晶可橫跨包體與寄主巖的邊界，有時還因不同混合程度的巖漿共生而形成雙包體。該類包體以暗色、細(xì)?；蚓呃淠叀唸A狀(可受扭曲)、火成結(jié)構(gòu)、含針狀磷灰石、具嵌晶結(jié)構(gòu)為基本特點(diǎn)。輝長巖、輝綠巖。巖石中輝石被角閃石、黑云母取代。

不混溶包體是寄主巖漿在液態(tài)不混溶條件下冷凝的產(chǎn)物。由巖漿不混溶作用，花崗質(zhì)巖漿可產(chǎn)生兩種成分共軛的熔體。當(dāng)兩種熔體分離不徹底時，就會形成不混溶包體。不混溶包體成分比寄主巖石偏基性，同種礦物的化學(xué)成分相似。不混溶包體與淬冷包體的區(qū)別在于富REE、P、Zr、Nb等高場強(qiáng)元素和過渡金屬元素，并與寄主巖的成分變化有共軛性。

混成包體是酸性巖漿與基性巖漿發(fā)生混合，冷凝的產(chǎn)物。巖石類型多為中性巖、酸性巖。

5 野外記錄描述

5.1 花崗巖特征

花崗巖的命名格式為：顏色+結(jié)構(gòu)+基本名稱。例如：灰白色中粒黑云二長花崗巖、淺灰白色中粒似斑狀黑云鉀長花崗巖。

巖石一般進(jìn)行簡要描述。巖石類型為灰白色中粗粒黑云二長花崗巖。巖石具中粒結(jié)構(gòu)(粒徑2mm～5 mm)，塊狀構(gòu)造。礦物在巖石中均勻分布，無明顯定向排列。礦物成分以石英、鉀長石、斜長石為主，黑云母次之。在簡要描述中，也可以進(jìn)行礦物的具體含量描述，并注意礦物含量與巖石分類命名的一致性(表2)。

當(dāng)巖石具似斑狀結(jié)構(gòu)時，要對斑晶進(jìn)行描述。斑晶成分為鉀長石，呈半自形—自形板狀，大小一般為12×30 mm，含量8%～10%，具卡斯帕雙晶，在巖石中分布不均。

當(dāng)巖石具片麻狀構(gòu)造時，要對片麻狀構(gòu)造進(jìn)行描述。片麻理由片狀礦物與粒狀礦物定向排列構(gòu)成，淺色礦物與暗色礦物相間分布，構(gòu)成黑白相間的片麻狀構(gòu)造。

當(dāng)巖石具碎裂構(gòu)造時，要對碎裂構(gòu)造進(jìn)行描述。巖石中晶間裂隙、穿晶裂隙均較為發(fā)育。晶間裂隙無明顯方向，迂回于礦物之間。穿晶裂隙大致平行定向分布，切穿鉀長石、斜長石晶體。沿裂隙面具褐鐵礦化現(xiàn)象。

當(dāng)巖石具糜棱巖化時，要對糜棱構(gòu)造進(jìn)行描述。巖石中發(fā)育一組不明顯的糜棱面理。糜棱面理由具撥絲構(gòu)造的石英與扁粒狀石英平行定向排列構(gòu)成。黑云母、白云母亦呈平行定向排列，定向面與糜棱面理基本一致。

隨著糜棱巖化程度的增強(qiáng)，糜棱巖化花崗巖向長英質(zhì)(或稱“花崗質(zhì)”)糜棱巖過渡。其特征為：長石與石英分層聚集而使巖石顯糜棱紋理，石英撥絲構(gòu)造明顯，部分長石破碎形成糜棱基質(zhì)，部分長石形成殘斑。殘斑具旋轉(zhuǎn)拖尾現(xiàn)象。糜棱巖化越強(qiáng)，糜棱紋理越明顯，糜棱理厚度越小。

巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，有必要拍攝一定量的野外照片。似斑狀結(jié)構(gòu)、片麻狀構(gòu)造等，都可以用野外照片加于反映。

5.2 包體特征

在野外工作中，可據(jù)巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物特征區(qū)別捕虜體、非漿混包體及漿混包體。在有條件的情況下，再對非漿混包體和漿混包體進(jìn)一步劃分。

巖石中見少量暗色包體。包體大小為數(shù)毫米至十多厘米，在巖石中不均勻分布，邊緣與寄主巖石漸變過渡。包體成分以細(xì)微粒黑云母(≥50%)為主，次為細(xì)微粒長石、石英。包體的礦物粒度d=0.15mm～0.2mm。包體類型可能屬非漿混包體。

巖石中見露頭尺度的角閃質(zhì)巖石包體。包體多呈透鏡狀、不規(guī)側(cè)團(tuán)塊狀，規(guī)模為幾厘米到幾十米不等。包體類型可能屬漿混包體。

巖石中見少量(5%)黑云斜長片麻巖包體。包體呈不規(guī)側(cè)團(tuán)塊狀，數(shù)厘米至數(shù)米，與寄主巖石的邊界通常較為清晰。包體類型屬捕虜體。

對各類包體，均要在野外拍攝露頭照片。有條件時，要采集薄片鑒定樣，甚至采集巖石主量元素、稀土元素、微量元素分析樣。

5.3 接觸關(guān)系

只要是界線點(diǎn)、斷層點(diǎn)，都要根據(jù)露頭情況對點(diǎn)之兩側(cè)地質(zhì)體的接觸關(guān)系進(jìn)行實(shí)測或推測。

在接觸關(guān)系清楚的情況下，可對接觸關(guān)系直接判斷。點(diǎn)西花崗閃長巖侵入于點(diǎn)東大勐龍巖群(Pt1D.)中。其依據(jù)是：①點(diǎn)之兩側(cè)地質(zhì)體接觸界面呈不規(guī)側(cè)波狀彎曲；②接觸帶上見花崗閃長巖枝侵入于大勐龍巖群(Pt1D.)中；③點(diǎn)之兩側(cè)地質(zhì)體均無明顯破碎、變形現(xiàn)象；④點(diǎn)東花崗閃長巖中見寬約20m的細(xì)粒邊緣帶。

在接觸關(guān)系不清的情況下，也要對接觸關(guān)系進(jìn)行推測。點(diǎn)處無明顯斷層跡象，推測中細(xì)粒黑云二長花崗巖 (Tηγa)侵入于中細(xì)粒黑云花崗閃長巖(Pγδ)中。

在斷層依據(jù)不充分的情況下，只需描述斷層存在的依據(jù)即可。點(diǎn)之兩側(cè)地質(zhì)體呈斷層接觸。其依據(jù)是：①點(diǎn)之兩側(cè)地質(zhì)體均具碎裂巖化現(xiàn)象，點(diǎn)東出現(xiàn)節(jié)理、擦痕、階步等斷層跡象；②點(diǎn)處地貌有明顯變化，點(diǎn)東地形較平，點(diǎn)西為一陡坡。

地質(zhì)現(xiàn)象較為豐富時，要盡可能地分析斷層兩盤的相對運(yùn)動方向。點(diǎn)之兩側(cè)地質(zhì)體呈斷層接觸。點(diǎn)之兩側(cè)花崗巖具碎裂結(jié)構(gòu)，穿晶裂隙發(fā)育。點(diǎn)處見一寬約4m的構(gòu)造破碎帶，可見近直立斷層面、水平擦痕、剪切節(jié)理帶及構(gòu)造透鏡體化現(xiàn)象，發(fā)育褐鐵礦化、綠泥石化，有后期花崗閃長巖和石英脈巖沿斷層貫入。從剪切節(jié)理帶、構(gòu)造透鏡體的方位分析，斷層為右行平移逆斷層。

巖體內(nèi)部的接觸關(guān)系，超動接觸較易判斷，涌動接觸與脈動接觸不易區(qū)分。點(diǎn)之兩側(cè)花崗巖呈涌動—脈動接觸。在接觸帶上，見寬約十余厘米的過渡帶。帶內(nèi)巖石為中粗粒黑云二長花崗巖，特征與兩側(cè)花崗巖大致相似。脈巖與圍巖的明顯差異是，脈巖的礦物粒徑較大(為中粗粒)。

6 討論與結(jié)論

綜上所述，花崗巖類區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查的野外觀察記錄是地質(zhì)工作中基礎(chǔ)理論、工作方法的綜合應(yīng)用。需要具備的基礎(chǔ)知識是：主要礦物與次要礦物的野外鑒定方法，巖石結(jié)構(gòu)與類型的劃分方案，侵入體的接觸關(guān)系判斷，包體類型及其特征，熟悉地質(zhì)現(xiàn)象的描述方法。掌握這些基本知識，是一個長期學(xué)習(xí)與實(shí)踐的過程，需要堅持不懈的努力。

從管理的角度，制定一些野外記錄的要求與格式固然必要，但并非提高野外觀察記錄質(zhì)量的最佳辦法。這些要求與格式只能是“宜粗不宜細(xì)”。理由是：野外地質(zhì)現(xiàn)象千變?nèi)f化，制定的要求與格式越細(xì)，對野外工作者的束縛越強(qiáng)，野外觀察記錄的內(nèi)容越單調(diào)，越不利于年輕地質(zhì)工作者的成長!