煌斑岩

煌斑岩

煌斑岩為細粒致密塊狀基性脈岩,常可發現角閃斑晶,為片麻岩侵入岩脈。其接觸帶可見綠簾石岩之換質帶或團塊。主要由綠簾石、綠泥石、方解石與斜長石組成。煌斑岩為一種淺成岩,通常顏色較深,含有由暗色礦物組成的斑晶,在肉眼觀察時,其標本閃閃發光,因此而得名。其組成成分多為長石和與斑晶相同的暗色礦物,尤其是雲母。產地如金門夏墅、烈嶼紅山。

  • 中文名稱
    煌斑岩
  • 外文名稱
    lamprophyre
  • 顏色
  • 實    質

簡介

煌斑岩(lamprophyre)

煌斑岩為一種淺成岩,通常顏色較深,含有由暗色礦物組成的斑晶,在肉眼觀察時,其標本閃閃發光,因此而得名。其組成成分多為長石和與斑晶相同的暗色礦物,尤其是雲母。按其成分可分為:

雲母煌斑岩,最為常見,黑色或灰黑色,風化後轉為褐黃色,斑晶主要是黑雲母; 閃輝煌斑岩,黑色、黑綠色或綠色,斑晶主要是角閃石和透輝石,有時有橄欖石和黑雲母; 鹼性煌斑岩,礦物成分復雜,矽質含量低,斑晶主要是鹼性輝石或鹼性角閃石;

特殊的深色脈岩類岩石的總稱。其特點是全晶質,具有明顯的斑狀結構。暗色礦物含量很高,主要為黑雲母、角閃石、輝石,其含量在斑晶或在基質中不少于30%,且自形程度良好。常見的淺色礦物有斜長石、正長石等,它們都局限在基質中;此外,還有較多的含揮發分的礦物。隨著深色礦物和淺色礦物組合的不同,可劃分為雲煌岩雲斜煌岩閃斜煌岩、拉輝煌岩、方正煌斑岩等。煌斑岩脈大多與深成岩體有關,侵入于岩體或其圍岩中,也有一些與火山岩有關,並經常顯示熱液蝕變的標志。煌斑岩按其成分而言,幾乎都是鎂鐵質岩超鎂鐵質岩。根據斑晶的性質同基質相對比,推測有些煌斑岩可能是混染成因,如某些含石英的雲煌岩,可能是花崗岩質物質被基性岩漿部分同化而成。該術語源自希臘語lampros,意為輝煌、閃耀。

煌斑岩

一類深色、具煌斑結構、含較多揮發組分的中、基性或鹼超基性火成岩。常呈岩牆產出。

煌斑岩的SiO2含量一般為30~56%(重量),富FeO、MgO、Na2O和K2O(前兩項含量合計約14~27%,後兩項約3~10%)。此外,H2O、CO2、S、P2O5、Ba和稀有元素含量顯著高于化學成分類似的其他火成岩。因此,煌斑岩在礦物成分上的特點是:富鐵鎂礦物,如橄欖石、輝石、 角閃石和黑色雲母等;總含量一般大于35%,使岩石呈暗色;同一種鐵鎂礦物往往同時出現于斑晶和基質中;斑晶中鐵鎂礦物呈自形(有時半自形),構成煌斑岩特有的煌斑結構;長石和副長石限于基質中;方解石和沸石以及其他水熱礦物多半是原生礦物,有時它們與副長石等一起,構成眼球體(常見于鹼性煌斑岩中),它由熔體不混溶作用,形成于水氣壓力升高、熔體沸騰的岩漿結晶晚期;黃長石可出現于鹼超基性煌斑岩中;此外,煌斑岩還可含不定量的磷灰石、榍石、磁鐵礦、綠泥石、蛇紋石、滑石、硫化物等。

煌斑岩煌斑岩

根據所含礦物的組合情況和相對含量,可以對煌斑岩作進一步命名。其中閃正煌岩、閃斜煌岩、雲正煌岩和雲斜煌岩等四種鈣鹼性煌斑岩是最常見的,它們常與後造山期花崗岩花崗閃長岩和閃長岩共生,常包裹各種岩石捕虜體和長石、石英捕虜晶以及長石、鐵鎂礦物巨晶。方沸鹼煌岩、黑雲沸煌岩、霞閃正煌岩和霞閃斜煌岩等為鹼性煌斑岩,較少見,常含鹼性長石、普通輝石、鈦普通角閃石和磷灰石巨晶,並可含二輝橄欖岩、輝石岩包體和麻粒岩捕虜體。黃長煌斑岩是罕見的鹼超基性煌斑岩,常包裹二輝橄欖岩包體以及單斜輝石、斜方輝石、黑雲母、角閃石巨晶。後兩類鹼性和鹼超基性煌斑岩與鹼性雜岩和(或)火成碳酸岩共生。

煌斑岩除呈岩牆產出外,還可以呈岩脈、岩床或岩頸產狀。

成分分類

雲母煌斑岩

雲母煌斑岩新鮮時黑、灰黑色,風化後褐、褐黃色、斑晶主要是黑雲母,為深色脈狀岩石最初用來表示一種富含雲母的脈岩,在肉眼觀察下,其標本閃閃發光,故名。用來表示主要由暗色礦物組成斑晶的暗色脈岩。全晶質,具有明顯的斑狀結構。斑晶都是自形程度高的暗色礦物(黑雲母、角閃石、輝石等)。其主要是與斑晶同種的暗色礦物及長石組成。煌斑岩幾乎都是基性或超基性岩。煌斑岩的成因未定,有人認為它與相關的深成侵入體同期,有的人則認為是較基性的玄武岩漿貫入到花崗岩體的裂隙中,同化混染了一部分花崗岩物質。

煌斑岩

閃輝煌斑岩

黑色、黑綠色或綠色,斑晶主要是角閃石和透輝石,有些有橄欖石和黑雲母;

鹼性煌斑岩

礦物成分復雜,矽質含量低,斑晶主要是鹼性輝石或鹼性角閃石;

構造環境

在湘東北中生代陸內拉張帶中發現了一組特殊的鈉質煌斑岩,在常量元素、微量元素和Sr, Nd同位素等與常見鉀質煌斑岩具有明顯差異。

岩石以富Na2O高TiO2和Nb, Ta, Nd,LREE弱富集及不出現負銪異常為特征,微量元素和Sr。Nd同位素組成具有洋島玄武岩(OIB) 地幔源區性質,87Sr/86Sr初始比值平均為0.705332,143Nd/144Nd初始比值平均為0.512650, ε Nd(t)為+3.5~+3.9。

構成特殊的鈉質煌斑岩地幔源區,其形成主要是來自軟流圈含揮發分的流體/熔體交代岩石圈底部原始地幔。 測得鈉質煌斑岩Rb-Sr等時線年齡為136.61 Ma,代表湘東北燕山晚期由擠壓到拉張的構造轉換時期。

鈉質煌斑岩形成于大陸內部軟流圈地幔上涌的地幔熱點式構造環境,軟流圈地幔上涌是導致鈉質煌斑岩形成和製約湘東北燕山晚期陸內拉張的主要地球動力學因素。

岩石成因

關于煌斑岩的成因,說法不一,流行觀點有以下幾種:①由上地幔岩石在富CO2等揮發組分條件下,經部分熔融產生,類似于金伯利岩成因。②由形成花崗質岩石的殘餘岩漿,分異出基性岩漿,從而結晶出煌斑岩。③由富揮發組分的玄武岩漿結晶而成,揮發分H2O和CO2促使煌斑岩中黑雲母和角閃石等自形斑晶的形成、運動、浮起和圓化。④由于水熱氣流的鹼交代作用,使玄武岩脈轉變為煌斑岩。⑤岩漿液態不混溶作用或同化混染作用,也能形成煌斑岩。

鉀鎂煌斑岩是一類煌斑岩狀、呈次火山或噴出產狀的火成岩。它在化學上富K2O和MgO,有時還富 TiO2,但SiO2基本飽和。它的特征礦物是白榴石金雲母、鉀-鹼鎂閃石和矽鋯鈣鉀石。主要岩石是透輝白榴岩、白榴金雲煌斑岩、金雲白榴斑岩和鎂鐵白榴金雲火山岩,它們有時呈凝灰岩狀外貌產出。鉀鎂煌斑岩可含金剛石,澳大利亞西部阿吉爾火山通道(Argyle Diatreme)就因鉀鎂煌斑岩富含金剛石(每噸岩石中含1.03克)而著名于世。由于鉀鎂煌斑岩常與金伯利岩共生,因此它的成因就與金伯利岩的形成相聯系,有人認為它是中、低壓力下金伯利岩漿的分異產物。

通過對其進行詳細的地質學、岩石學、礦物學、同位素年代學、元素和同位素地球化學研究,並和整個條帶這類岩石地質地球化學進行充分對比,總結了白馬寨鎳礦區煌斑岩的成因信息及其與區域富鉀火成岩的成因聯系;初步查明白馬寨鎳礦區煌斑岩富集地幔交代流體的性質和交代富集事件發生的時代;定量反演了岩石的部分熔融程度、源區殘留礦物相、源區REE含量、結晶分異過程;初步建立了本區煌斑岩的地球動力學成因模式。

1、白馬寨鎳礦區煌斑岩的侵位時代為32.01±0.60~32.46±0.62Ma,為哀牢山斷裂帶新生代早期高鉀岩漿活動的產物。

2、白馬寨鎳礦區煌斑岩為鹼性系列、鉀玄質-超鉀質的鈣鹼性煌斑岩。俯沖陸殼和洋殼析出的流體對交代富集地幔源區均有貢獻,岩漿演化過程中地殼混染作用微弱,部分熔融和結晶分異對成岩過程均有影響。依REE含量可以將其分成兩組,元素地球化學特征顯示低REE組煌斑岩經歷了單斜輝石+橄欖石+斜長石±Fe-Ti氧化物±磷灰石的結晶分異。高REE組煌斑岩經歷了橄欖石+單斜輝石+斜長石的結晶分異。低REE組和高REE組煌斑岩分別是交代富集地幔約10﹪和4﹪部分熔融的產物。岩石學混合計算模擬出的低REE組煌斑岩原始岩漿熔融殘留相的礦物比例分別為Ol67.21Opx16.99Cpx11.82Gar4.00。源區REE含量定量模擬計算表明白馬寨鎳礦區煌斑岩源于富LREE的交代富集地幔。

低REE組煌斑岩結晶分異模擬計算表明,礦區低REE組煌斑岩為原始岩漿直接結晶、相對低結晶分異程度(23.74﹪)、相對高結晶分異程度(44.15﹪)的產物。造岩礦物和全岩地球化學特征與馬廠箐金礦區、北衙金礦區、姚安金礦區、老王寨金礦區煌斑岩和鈣鹼性煌斑岩相似但又有區別,體現了哀牢山斷裂帶新生代富鉀火成岩地幔源區和岩漿演化既相似又存在不均一性。

煌斑岩煌斑岩

3、依據區域地質、岩石學、礦物學、地球化學,初步建立了白馬寨鎳礦區煌斑岩的成因模式:約70~50Ma開始的印度板塊向亞洲板塊碰撞俯沖,俯沖析出的流體(包括小規模熔體)交代了揚子地塊陸下岩石圈地幔,形成白馬寨鎳礦區煌斑岩的富集地幔源區,隨俯沖進一步進行,約40Ma(哀牢山斷裂帶新生代高鉀岩漿活動開始的時間),俯沖進入地幔的古特提斯板片和印度板片發生斷離(Slabbreak-off),引起軟流圈地幔上涌,在轉換拉張的背景下,熱的軟流圈觸發了以前富集岩石圈地幔的部分熔融,形成了白馬寨鎳礦區煌斑岩。區域上廣泛的富鉀火成岩岩漿活動觸發了哀牢山斷裂帶大規模的走滑剪下(約27~22Ma)。

岩石特點

特殊的深色脈岩類岩石的總稱。其特點是全晶質,具有明顯的斑狀結構。暗色礦物含量很高,主要為黑雲母、角閃石、輝石,其含量在斑晶或在基質中不少于30%,且自形程度良好。常見的淺色礦物有斜長石、正長石等,它們都局限在基質中。

煌斑岩煌斑岩

此外,還有較多的含揮發分的礦物。隨著深色礦物和淺色礦物組合的不同,可劃分為雲煌岩、雲斜煌岩、閃斜煌岩、拉輝煌岩、方正煌斑岩等。煌斑岩脈大多與深成岩體有關,侵入于岩體或其圍岩中,也有一些與火山岩有關,並經常顯示熱液蝕變的標志。

煌斑岩按其成分而言,幾乎都是鎂鐵質岩或超鎂鐵質岩。根據斑晶的性質同基質相對比,推測有些煌斑岩可能是混染成因,如某些含石英的雲煌岩,可能是花崗岩質物質被基性岩漿部分同化而成。該術語源自希臘語lampros,意為輝煌、閃耀。

礦物成分

煌斑岩的SiO2含量一般為30~56%(重量),富FeO、MgO、Na2O和K2O(前兩項含量合計約14~27%,後兩項約3~10%)。煌斑岩在礦物成分上的特點是:富鐵鎂礦物,如橄欖石、輝石、 角閃石和黑色雲母等;總含量一般大于35%,使岩石呈暗色,同一種鐵鎂礦物往往同時出現于斑晶和基質中,斑晶中鐵鎂礦物呈自形(有時半自形),構成煌斑岩特有的煌斑結構;長石和副長石限于基質中;方解石和沸石以及其他水熱礦物多半是原生礦物,有時它們與副長石等一起,構成眼球體(常見于鹼性煌斑岩中),它由熔體不混溶作用,形成于水氣壓力升高、熔體沸騰的岩漿結晶晚期;黃長石可出現于鹼超基性煌斑岩中,此外,煌斑岩還可含不定量的磷灰石、榍石磁鐵礦綠泥石蛇紋石滑石、硫化物等。

研究進展

金礦伴生

近些年來,煌斑岩研究倍受地質學家重視,在諸如煌斑岩分類、成因及其與金礦關系等問題的研究上取得了很大的進展,從資料來看,煌斑岩仍難以根據現有的準則分類,鉀鎂煌斑岩和金伯利岩最好能從煌斑岩中獨立出來,Mitchell建議的"煌斑岩相"的概念比"煌斑岩族"更能體現煌斑岩的特征,而煌斑岩原始岩漿可能並不存在,煌斑岩是普遍類型的基性岩漿在源區或侵位過程中遭受地殼混染的衍生物,Rock等人提出的煌斑岩中溫熱液金礦成因模式存在明顯的問題,因為煌斑岩高含量金多為次生富集的,煌斑岩與金礦伴生的主要原因是二者具相同的構造環境。

成因

玲瓏金礦田發育的金礦脈以黃鐵石英脈為主。發育的含金石英脈在時空及成因方面與煌斑岩脈有密切聯系。在空間上,煌斑岩脈與黃鐵石英礦脈呈小角度相交,且大都錯斷礦脈。在時間上,同位素測年顯示,煌斑岩脈的形成時間範圍較大,一般為80-132Ma,而石英脈的形成主要集中在100-110Ma。通過煌斑岩中金含量測定及高溫高壓實驗,煌斑岩並非是金元素的來源,金元素與煌斑岩在高溫高壓條件下不相溶,在成因方面,形成礦脈的大部分金元素與煌斑岩脈應同屬于地幔物質;地幔岩漿含大量的地幔流體,根據金的化學性質,金易和地幔流體中的Cl^-、OH^-結合形成絡合物,在地幔岩漿上侵過程中隨地幔流體上升到地殼上部,並在適當的位置聚集形成含金石英礦脈,而煌斑岩漿從上侵的基性岩漿中分離出來,充填于構造裂隙中,形成煌斑岩脈。

藏品信息

中國地質博物館煌斑岩藏品圖片中國地質博物館煌斑岩藏品圖片

圖片描述:煌斑岩屬于火成岩,黑綠色;斑狀結構;斑雜構造;主要礦物組成為黑雲母、角閃石、輝石。此圖為中國昌平區虎峪的煌斑岩(Lamprophyre)的標本照片。

儲存單位:中國地質博物館

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