湖北杀熊洞碳酸岩杂杂岩体地球化学特征及其成因探讨

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３期
李 石 ：湖 北 杀熊 洞碳酸 岩 杂 岩体地 球 化学 特征 及其 成 因探讨
岩石
挥 石
碱闪
岩
混 染古 袭 正长 岩
斑状 钙霞 正 长 岩
钠 质正 长 岩
黑 云霓 石 碳 酸 岩
主题 词 碳酸 岩 杂 岩体 地球 化 学 时代 成 因 湖 北 杀熊 洞
杀 熊 洞 碳 酸 岩 杂 岩 体 由 湖 北 省 区 调 所 于 １ ９８５年 首 次 发现 ，笔 者 在 他 们 工 作 的 基 础 上 于 １ ９８６— １９８７年 对该 岩 体 开展 了 专 题 研 究 ，本 文 除 对该 杂岩 体 总 的地 球 化 学 特 征 进 行 简 要 介绍 外 ，还 着 重 对 其 中的 黑 云 霓 石 碳 酸岩 进 行 了较 详细 的 研 究 ，现 将 研 究 成 果 报 道 如 下 。
Ａ：（Ｋ Ｄ－ｌ６Ｎａ¨９）¨５ Ｂ：（ＮａＤ，‘Ｃａｌ ）２ ００ Ｃ：（Ｍｇｌ＿ｊ６ｈ Ｍｎ０ ｏ，Ｆｅ Ｔｉｏ朋Ａ１０．Ｉ２Ｃａｏ，９） Ｔ：（Ｓｉ６ １＋ＡＩ１． ）ａ∞ 卫 混 染 台 曩 正 长 岩 为 岩 体 中 出露 最广 的 一 种岩 石 类 型 。 岩 石 呈灰 白 色 至 深 灰 色 ，具 似 斑状 结 构 或 中 细 粒 半 自形 粒 状 结 构 。 以块 状 构 造 为 主 ，同 时 也 具斑 杂 构造 。 钙 霞 石 含 量 一 般 ＜５％ ３．斑状 钙曩 正 长 岩 在 岩 体 中 局 部 出露 ，常 呈 长 条 状 团块 产于 混染 台 霞 正 长 岩 或 辉 石碱 闪岩 中 ，与 混染 台 霞 正 长 岩 渐 变 过 渡。 岩 石 呈 浅 灰 色 或 淡玫 瑰 色 ，多 半 具 似 斑 状 或 斑 状 结 构 ，块 状构 造或 斑 杂 构 造兼 具 之 。 钙霞 石 含 量 一 般 ＞ １ ０％ ，经 ｘ射 线 衍 射 分 析 ，其 强 峰 为 ４．６５Ａ、３．２３＾、２．７４＾ 、２．２６＾、１．８０Ａ。 ４．钠 质 正 长 岩 在 岩 体 中较 少 见 到 ，仅 局部 呈 短 小 细 脉 出露 在 混 染 台 霞 正 长 岩 中 。 钠 长 石 呈 半 自形 短 柱 状 ，粒度 一 般 为 ０．５－ １．５ｒ ａｍ，经 化 学 成 分 计 算 后 ，其 牌 号 Ａｎ一 ２０ ｓ．黑云霓石碳酸 岩 在岩体 中仅呈岩 脉或 透镜体产出。岩 石呈灰 白色或 白色 ，露 头 表 面常 见 大小 不 等 、形 态不 规 则 的 斑 状 钙霞 正 长 岩 突 起的 残 留体 ，有 时 也 见 黑 云 母 集 合 体 团块 。 岩 石具 中 细 植 它 形 粒 状结 构 和 块 状 构 造 。 有 时 困 霓 石 、黑 云 母 等 呈 线 性 富 集 而 显 示 不 明 显 的 黑 白相 间 的 条 带 状 构 造 。 岩 石 中 方解 石 化 学 成 分 特 点是 ＳｒＯ 高 达 ２．２０％。 霓 石 呈 棕 褐 色 或 浅 褐 色 ， 多色 性 弱 ，不 显 绿 色 色 调 ，里 柱 状 或 纤柱 状 ，柱体 一 般 为 ０．１× ０．３－ ０．３× １．０ｒａｍ，较 均 匀 分 布 于 方 解 石 颗 粒 阃 。 在 ｘ射 线 衍 射 曲线 上 ６．３７３Ａ、 ２ ８９２＾、４．３９５＾等 特 征 峰 反 映 很 清 楚。 红外 光谱 波 数 为 １ ４ ３０、１ ０８０、９６０、９３０、８６０、７４０、 ６５０、５７０、５１ ０、４６０ｃｍ～。 霓 石 的化 学成 分 特 点 是 Ａｌ ｑ 含 量 高 ，达 ５ ２２％ ，台 较 多 硬 玉 分 子 ，Ｊｄ一 ２３·４７＿ ３４ ８５黟。 黑 云母 呈 棕 色 鳞 片 状 ，多 色性 明 显 ，其化 学成 分 特 点是 ＭｇＯ 含量 较 高 ，达 １ ０－７５％ ， 含镁 指 数 （ＭＦ）一 ｏ．８７，铁 氧 化 指 数 （ｆｏ）一 ｏ．２６，（Ａｌ ＋ Ｆｅ” ＋ Ｔｉ）一 ０．５３，（ｒｅ ＋
钙 曩 石 黑 云 母 亮石 硬 玉
钠 长石 白云 母
黑 云 母
方 解 石 霓石 黑云 母 条纽 长石
钠 长 石
１ ０— ３０ ｌ一 ２５
２０—９５
ｌ 一
３ ５
０一 ＩＯ
０— ５
３Ｏ一 ７Ｏ
０一
１— ５
３０——７０ ｌＯ 一６０ ＩＯ ２０ １
ｌ一 ５
衰 １ 杀 熊滑 岩体 备 类岩 石 的矿 物成分
主 要 矿 物
名 称
含 量（％ ）
次 要 矿 物
普 通辉石 棕 闪 石 镁绿 闪石 黑 云 母
方解 石 冕 石
条 纽长石 钠 长 石 钙 霞 石 绿 汜石 黑 云 母 霓石 硬玉
条皱 长石 钠 长 石
地
球
化
学
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状 ，粒 度 多半 小 于 ０．２ｍｍ。 主 要 Ｘ射 线 衍 射 峰值 为 ５．２４７五、３．７０７五、 ３．２１６五 、３．０２６Ｘ 、 ２６２０五、２．１３８五 、２．０８６五、２．０３０盖、１９８０置、Ｌ９３６五、ｌ＿７４７Ａ 、Ｌ６５６五 和 Ｌ５１３五。 红 外 光谱 渡数 为 １５４５、１５００、１４５０、１０６５、１０３５、８６０、７３０、７００、６１０、５３５、４７０ｃｍ～。 据 化 学 成 分 计 算 ，其 化 学 式 为 （Ｃｅ。。ＮａⅢ Ｃａ㈣ Ｂａｏ．¨Ｓｒ¨日）１．１０Ｃ㈣ ０５（王 彤 等 ，１９Ｓ９）。
体 等 轴 粒 状 ，粒 度 约 ０ ０２— ０．１ｍ．ｍ。 主要 ｘ 射 线 衍 射 峰 值 为 ６．０３１五、 ３．１４３且、 ３ ０１１＾、
２．６０７＾ １ ８４２＾、ｌ ５７０五。 红 外 光 谱 渡 数 为 １６２０、１４２０、１ ０１０、９００、 ８７５． ５５０、４６０、４２５
ｃｍ＿。。化学成 分特点 是 Ｎｂ２０，敞 高 ，达 娆 ４６：强，ＴａｚＯ，较 低 ，为 １．１ ８徭 ，Ｎｂ：０＃，Ｔａ Ｏ 值
达 ５２．９３ｂ 除 ＣａＯ 一 １２ ５３％， 。 一 ６．４８强 ，Ｆ一 ４． ：外 ，还 含有 一 定 数 量 的 ＳｒＯ、
ＢａＯ、ＲＥＥ、 ＵＯ３和 Ｔ．ｈＯ２等。
；
黄菱 锶 铈 矿 一 般 出 现 在 人 工 重 砂 中 ，而 薄 片 中 较 少 见到 。呈 淡 肉红 色或 淤褐 黄 色 ，拄
一 、 岩 体地 质概 况
岩 体 位 于 湖 北 省 竹 山县 文峰 区 ，大地 构 造 位 置 处 于 南 秦 岭 褶 皱 带 武 当隆 起 （地 块 ）西
圆 Ｉ 囤 ２
匦臼 ３ ［｛］ ４
酗 ５ 目 ６ 四 ７
图 １ 杀熊 洞岩 体地 质 围 １．中 元古 界上 武 当群 ２．辉石碱 闪 岩 ３·混染 台 醛正长 岩 ·斑状 钙霞 正长 岩 ｓ·钠质正 长岩
二 、岩 石 特 性
根 据 矿物 成 分 和 岩 石结 构 ，可 将 该 岩 体 的 岩 石 类 型 划 分 为 五种 ： 辉 石碱 闪岩 、混 染 台 霞正 长 岩 、斑 状 钙 霞正 长 岩 、钠 质 正 长 岩 和 黑 云 霓 石 碳 酸 岩 。 现 将 它 们 的 矿物 组成 列 于 表 １，并 将 各 自特 征 简 述 如下 ：
０
５ —
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５Ｏ ８０
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Ｏ一 １Ｏ
７０ ９０ ３一 ｌ０ ３ ５ Ｏ ５
一
Ｏ一 ５
纂幕 篱篓崇毳箬：巷虿慧 羹薯 ｉ；蘸 铈矿、烧绿石、褐帘石’
白云矿
母 、方 解石 、磁铁 矿、黄 铁矿 、钍 铁 、 符 山石 瑚 石、硪 灰 石、话石 、重
晶石 、黄 菱 镪铈矿 、烧绿 石、褐 帘石 、
碳硫 化锶物缔 矿 、绿 帘石 、楼 绿 闪石、其 它
同 混染古 置正长 岩
磁 铁矿 、榍 石 、钍铁矿 、锫 石、重品石 、绿 帘 石 、黄 菱 镑 铈 矿 、冕 石 。 。
黄 铁 矿、 醴 铁矿 、钛铁矿 、黄 菱钮铈 矿 、 烧绿 石 、礴 灰 石、锆石 、重 晶石 钙 钍 矿、褐帘石 、其 它硫 化物
、
三 、地 球 化 学 特 征
１．岩 石 化 学 岩 体 中五 种岩 石 的 化 学 成 分 ，ＣＩＰＷ 标 准 矿 物 分 子 及 有 关 参 数 见 表 ２。 从 表 中里 特 曼 数值 ａ来 看 ，混 染 合 霞 正 长 岩 和 斑 状 钙霞 正长 岩 均 大 于 ９， 前 者 为 １Ｌ２６一 ｌ３．４０，后 者 为 １９．５３— ２５．６３，均属 过 碱 性 岩 。 在 ＡＲ—Ｓｉ０２关 系 图 上前 者 落 在碱 性 岩 区 ，后 者 仍 落 入 过 碱 性 岩 区 。混 染 合霞 正 长 岩 与斑 状 钙 霞 正长 岩 不 同 是 后 者 碱 度 更 高 ， Ｎａ：ｏ／Ｋ２０ ＞ １，高 于 前者 （＜ １）。 钠 质 正长 岩 的 碱 度 稍 低 ，Ｆ一 ８．１９（＜９），ＡＲ一 ２．５９， 在 ＡＲ—ＳｉＯ：关 系 图 上 落 在 碱 性 岩 区 。 辉石 碱 闪 岩 的 ＭｇＯ 含量 较低 ，ＭｇＯ ＜ Ｆｅ：Ｏ，＋ ＦｅＯ，ｍ］ｆ（原 子 数 比 ）一 ０．９５，按 吴 利 仁 分 类 属 铁 质 超 基 性 岩 ，但 碱度 很 高 ，Ｎｅ高 达 １８．３２，因 此 应 属 碱 性 铁 质 超 基 性 岩 。
Ｍｎ）一 ．０４，Ｍｇ— １．２３，在 Ｆｏｓｔｅｒ（１ ９６０）投影图（略）上 介于镁质 黑云母和铁质 黑云母
之 间ｏ
．
磷 灰 石 是 最 常 见 的 副 矿物 。 呈 灰 白色 ，柱 粒 状 ，一 般 为 ０．０５一 Ｏ ２ｒａｍ ，分 布 比 较 均 匀。
其 化 学 成 分 特点 是 ＳｒＯ（１．９６徭） 和 ＲＥ Ｏ （０．８ ６弼） 较 高 ，Ｆ一 ３ １ ３％ ，属 氟 确 灰 石 。 ． 烧 绿石也较常 见，呈暗褐黄 色或 深灰 色，具油脂光泽 ，实测 比重为 ４ １６，ｌ，喜体呈八面
Ｉ．辉 石 碱 闰 岩 主要 分 布 于 岩 体 的 东 部 和 西 北 部 。 岩 石呈 暗 绿 色 ，矿 物 成 分 变 化 较 大 。 岩 石 中普 通 辉 石常 被 棕 闪 石 沿 边 缴 交代 ，棕 闪 石 边 缘 又 见 被镁 绿 闪 石 交 代 ，形 成 反 应 边 结 构 。 镁 绿 闪 石 以 后 又 有 黑 云 母 、方 解 石 形 成 。 镁 绿 闪 石 化 学 式 为 ：
１ ９９１年 ９ 月
地 球 化 学
ＧＥＯＣＨＩＭ ＩＣＡ
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第 ３期
湖北杀熊洞碳酸 岩杂岩体地球 化 学特征及其成因探讨
李 石
（蝴 北 省 地 质 实 验 研 究 所 ，武 汉 ４３００２２）
内容提 要 湖 北杀熊 洞 碳酸 岩杂 岩体 位于 南秦 岭 武当地 块 西南缘 ， 侵 入于 中元 古界 武 当群 。该岩 体由 辉石 碱 闪岩 、混染 台霞 正长 岩 、斑 状钙 霞正 长 岩 ．钠 质 正长 岩和 黑 云冕 石 碳酸 岩 组 成 ，各种岩 石 类型 具有 相似 的地球 化 学特 征 ；说明 它们 为 同源岩 浆产 物 。经 Ｒｂ—Ｓｒ和 Ｋ—Ａｒ 法 测 定 ，成 岩时 代为 ２２ — ３０ ５Ｍａ。 黑 云霓石 碳酸岩 ’０ ６．３卜 一６－７ ２‰， Ｃ； 一 －５４一 一 ５．６３‰ ，。 ｓｔ／“ｓｒ（ｉ）＝ ０．７０３２，证 明其 物质 来源 于 上地 幔。方 解 石形 成 温度 为 ３９Ｂ一 ５７０℃， 形 成 霓 石 的 压 力 为 １２．４× １０’ｋＰ
６．黑 云 霓 石 碳 酸 岩 ７·地 层 产 状
作 著 简 舟： 季 石 男 ＾９岁 高 级 工 程 师 岩 石 学 专 业
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地 球 化 学
南 缴 ，杀熊 洞 倒 转 背 斜 的 核 部 。安 康一石 泉 断 裂在 岩 体 北 部 不 远 处 通 过 ，南 距 扬 子地 台 北 缘 深 断 裂 （青 峰 断 裂 ）约 ２０ｋｍ。 岩 体 平 面 形态 似 纺锤 状 ，呈 北 东 东一 南 西 西 向 展 布 （图 １），长 约 ７５０ｍ，最 宽 处 约 ２３０ｍ，侵 入 于 中 元 古 界 上 武 当 群 绢 云 石 英 钠长 片 岩及 角 闪 绿 ＿罹 钠 长 片 岩 中 ，接 触 面 产状 南 陡 北 缓 ，南 北 接触 面 均 倾 向北 西 。