透辉石地质背景及成矿系统

透辉石、透闪石矿成矿地质背景及成矿系统

1成矿地质背景

本区地处胶辽台隆（Ⅱ），北部为胶北台拱（Ⅲ），南临胶莱台陷（Ⅲ），横跨6个Ⅳ级构造单元。区内镁质碳酸盐岩发育，均受到一定程度的区域变质作用和岩浆活动的影响，对透辉石、透闪石矿床的形成极为有利。

1.1地层

区内地层主要为新太古代胶东岩群（Ar

3j）、古元古代粉子山群（Pt

1

f）、

荆山群（Pt

1j）、芝罘群（Pt

1

Z^）和新元古代震旦纪蓬莱群（Zp）,它们组成结晶

基地。缺少古生代地层。盖层只有中生代白垩系（K）及新生代新近系（N）和第四系（Q）。

粉子山群、荆山群镁质碳酸盐岩建造是重要的含矿层位，

古元古代粉子山群（Pt

1

f）主要岩性为大理岩、黑云变粒岩、透闪岩、透辉岩、石墨透闪岩、浅粒岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩、矽线黑云片岩等。从岩性组合看，粉子山群原岩下部以碎屑岩为主；中部以富镁碳酸盐岩为主，为透辉石、透闪石矿的形成提供了原岩基础；上部则以泥质岩系为主。本群岩石变质达高绿片岩相—低角闪岩相。本群经历了比较强烈的多期褶皱变形。直接覆盖于太古宙岩系之上。

荆山群野头组（Pt

1

j Y）是透辉石矿的又一含矿层位。本组据其岩性组合分为二段，下部祥山段为一套变质的钙镁碳酸盐岩及碎屑岩，各地横向变化较大。上部定国寺段基本岩性为大理岩，相对比较稳定。从原岩分析，祥山段主要为正常沉积的碎屑岩和钙镁质碳酸盐岩，但在各地均发育的斜长角闪岩，其原岩应为基性火山岩类，说明此段沉积过程中，曾普遍发生过较强烈的基性火山喷发作用。定国寺段在各地延伸稳定，其原岩主要为含杂质的灰岩及白云岩类，但在牟平祥山、莱阳荆山地区、莱西南墅地区尚夹斜长角闪岩，表明伴随沉积，火山喷发事件在这些地区时有发生。从变质建造看，荆山群是一套经历了高角闪岩相—麻粒

岩相变质的石榴矽线黑云片岩、石墨岩系、大理岩系。

根据以上地层分析，透辉石、透闪石均形成于镁质碳酸盐岩建造和中，且经历了火山喷发作用及变质作用。

1.2岩浆岩

区内岩浆岩分布广泛，自太古代以来，区内发生三期岩浆岩活动，相应形成三期岩浆岩。

a、桃科期岩浆岩：指伴随胶江运动和粉子山运动的侵入岩，属晚太古代—早元古代，多沿基底褶皱成群成带产出，规模较小，主要岩石类型有辉石橄榄岩、纯橄榄岩和辉石岩，含斑粗中粒二长花岗岩。

b、燕山期岩浆岩：区内中生代岩浆岩侵入活动频繁而强烈，根据岩体的侵入时代、绝对年龄划为燕山早、晚两期：

早期：形成于早白垩世之前，绝对年龄为180～135Ma的侵入岩划为燕山早期。岩体以酸偏碱性岩石及基性岩石为主，属钙碱性岩石系列。呈岩基或岩株产出。

晚期：把侵入到白垩系，形成于第三系之前，绝对年龄为140～70Ma的侵入岩划为燕山晚期。岩体以中酸性-酸性岩为主，多呈钙碱性系列，呈岩基、岩株产出。

c、喜马拉雅期侵入岩：形成于晚第三纪及第四纪，同位素年龄值

18.6-93.9Ma。以裂隙-中心式基性火山喷发和裂隙式宁静溢流为特征。岩性为碱性橄榄玄武岩。

在该区的透辉石矿床中，岩浆岩虽广泛分布，但绝大多数矿床范围内无大规模侵入岩体，仅有少量小规模的脉状侵入岩。这些脉状侵入岩，切穿透辉石矿层，如老官庄透辉石矿区所见的石英闪长石玢岩、闪长岩脉等，属于成矿后侵入岩，与成矿无关。

战山附近的侵入岩，属燕山早期侵入岩。形成时间大大晚于区域变质成矿时间。透辉石矿体呈残留体分布在石英二长岩中。可见成矿与石英二长岩无关。但石英二长岩侵入时对透辉石矿产生了强烈的迭加改造。

在该区透闪石矿床中，大多分布有桃科期侵入的含斑粗中粒二长花岗岩，

岩体呈岩基产出，与张格庄组呈侵入接触关系，另外，还见有规模较小的基性岩脉、闪长岩脉、花岗岩及花岗斑岩脉、长英岩脉等。岩脉一般位于含矿带附近。为矿化提供了丰富的硅质来源。

1.2.1变质作用

据文献资料，硅质白云石大理岩遭受前进区域变质，产生一系列的岩石组合，指示一个低压变质相。透辉石大致在角闪岩相的开端形成。结合粉子山群岩石的变质程度和透辉石矿在区域分布上的层位稳定性特征，说明调查区的透辉石、透闪石矿是区域变质作用的产物。

2成矿系统

根据本调查区岩石组合,矿石类型,本区为镁质碳酸盐岩建造成矿系统

2.1成矿物质来源

成矿物质来源是成矿系统中的物质基础,根据透辉石、透闪石的化学成分分析，成矿物质主要为MgO 、CaO 、SiO 2。

a 、钙镁质物质来源

本调查区透辉石、透闪石的主要含矿层位张格庄组（Pt 1f Z g ）、巨屯组（Pt 1fJ ）、野头组(Pt 1jY)从岩性组合和岩石中含的大量的变余沉积结构分析（如

变余层理、斜层理、豆状、结核状等），说明原岩为沉积成因的钙镁质碳酸盐岩和碎屑岩，其钙镁物质来自于海水及古陆风化的含钙镁质岩石。

b 、硅质来源

本区透辉石的主要含矿层位为巨屯组（Pt 1fJ ）、野头组(Pt 1jY)，岩浆岩虽

广泛分布，但绝大多数矿床范围内无大规模侵入岩体，仅有少量小规模的脉状侵入岩。这些脉状侵入岩，切穿透辉石矿层，透辉石矿体呈残留体分布在石英二长岩中，可见与成矿无明显关系。故其硅质来源主要为变质原岩和其成矿围岩。以矿石的主要化学成分MgO 、CaO 、SiO 2等计算原岩成分（考虑区域变质过程中除

CO2和H2O 带出外，其它组分不变）老官庄透辉石矿的原岩成分为白云石48.33%、

方解石4.03%、石英40.76%、其它6.89%。其原岩应为含硅质钙镁质碳酸盐岩和碎屑岩。由此可见，透辉石矿床硅质主要来源于陆源碎屑沉积岩

本区透闪石矿主要含矿层位为张格庄组（Pt

1f

Z g），矿石为滑石透闪岩，

围岩均为白色白云石大理岩，原岩化学成分中硅质含量较低（如蓬莱大季家透闪

石矿区围岩的主要化学成分平均为Si0

2

:7%；Mg0：20.3%；Ca0：29.67%；L0I：37.36%），形成透闪石矿床除原岩中所含硅质成分外，还需外来硅质成分的加入。本区矿床中，大多分布有桃科期侵入的含斑粗中粒二长花岗岩，岩体呈岩基产出，与张格庄组呈侵入接触关系，另外，含矿带附近还见有规模较小的基性岩脉、闪长岩脉、花岗岩及花岗斑岩脉、长英岩脉等。在区域地质条件下，桃科期岩浆期

后含Si0

2

热液沿着层间破碎带对白云石大理岩进行交化，可产生蚀变及矿化形成透闪石。因此透闪石矿床硅质除来源于原岩沉积的陆源碎屑外，还应来源于岩

浆期后含Si0

2

的热液。

2.2成矿地质作用

本区桃科期由于构造运动和岩浆作用导致地壳开裂，地层产生变质、褶皱、

断裂及层间破碎，大量岩浆物质及期后含Si0

2

热液，上升侵入或喷出地表，加热地壳内流体循环和溶解成矿物质，形成化学活动性流体，并沿盆地边缘同生断裂上升，沿矿区内层间破碎带及发育的各种小构造（如小褶曲，层间破碎和节理裂隙）运移、对镁质碳酸盐岩进行交代，产生相应蚀变及矿化作用。形成透闪石矿。

首先在中深部产生蛇纹石化，形成蛇纹石蚀变带：

6CaMg（CO

3）

2

+4SiO

2

+4H

2

O=Mg

5

（Si

4

O

11

）（OH）

3

+6CaCO

2

+6CO

2

↑

白云石蛇纹石

420（体积，下同） 217

随着交代作用的进行，温度逐渐降低，在中浅部产生透闪石化，形成透闪石矿：

5CaMg（C0

2）

2

+8Si0

2

+H

2

0=Ca

2

Mg

5

（Si

4

11

）

2

（OH）

2

+3CaC0

2

+7C0

2

↑

白云石透闪石350 252