遼寧瓦房店金伯利巖巖石蝕變礦物特征

張俊敏，遲廣成

1.遼寧省第六地質大隊，遼寧普蘭店 116200

2.沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽 110032

遼寧瓦房店金伯利巖的巖石類型比較復雜，有斑狀金伯利巖，金伯利角礫巖，金伯利凝灰巖，巖球狀金伯利巖，碳酸鹽化金伯利巖[1]；按照金云母含量的多少，可以分為金云母型金伯利巖（金云母含量＞5%）和貧金云母型金伯利巖（金云母含量＜5%），貧金云母型金伯利巖的主要種屬有：斑狀金伯利巖和金伯利角礫巖。而金云母型金伯利巖，由于金云母化作用較強，金云母的含量一般較高，為39%～75%，平均59%，屬富金云母金伯利巖。因巖漿期后的熱液蝕變作用，金伯利巖原生礦物已蝕變殆盡。

1 瓦房店金剛石礦床金伯利巖熱液蝕變過程

金伯利巖巖漿后期的熱液蝕變作用，是一個從高溫到低溫的自變質過程，一定的巖石類型或巖體的一定部位，經常是以一種熱液蝕變作用為主，其他蝕變作用居于從屬地位。金伯利巖的形成是多期的頻繁劇烈的構造活動，不斷破壞交代作用過程，經常出現交代作用的間斷和重疊，可以看到幾種熱液蝕變礦物先后交代橄欖石，并在橄欖石假象中呈帶狀分布，金云母化本來早于蛇紋石化，有時也看到鱗片狀金云母交代蛇紋石。在巖漿期后的早期階段，熱液蝕變作用明顯地顯示了對原巖巖石類型的繼承性，金云母化作用主要發育在云母型金伯利巖中，這反映了巖漿期后熱液繼承了巖漿成分中富K和Al的特征，貧云母型金伯利巖中，一般無金云母化或金云母化作用很微弱，主要是蛇紋石化，這與貧云母型金伯利巖的成分中MgO和H2O的含量較高是一致的，到了蝕變作用的晚期階段，隨著原巖中主要造巖元素（Mg、Fe、Si等）的大量帶出，蝕變作用對原巖巖石類型的繼承性就不明顯，不同類型的金伯利巖，在一定的條件下，都可以遭受強烈的碳酸鹽化和硅化作用，而與原巖巖石類型似乎無關。每一個蝕變作用階段，除了形成一定的主要熱液造巖礦物之外，還形成了與其共生的礦物組合，在交代過程中，一方面熱液與原有礦物作用形成新的礦物，并保持原有礦物的體積和形態（如蛇紋石化橄欖石假象）；另一方面，從原有礦物中游離出來的成分，與熱液中某種成分結合，也可形成新的礦物，隨著交代作用的進行，新生礦物不斷形成，熱液成分也不斷變化，進而發展到次一階段的蝕變作用，交代作用的每一階段都是繼承前一階段的巖石基礎，形成新的共生礦物組合。通過對交代作用過程中的每個階段的礦物共生組合分析，可以分析出不同元素在礦物中的遷移規律，鋁、鉀和鈉主要參加金云母形成，如若金云母繼續被交代，鉀、鈉則被帶出，而鋁參加形成綠泥石被繼續保存下來，鎂總的來看被大量帶出流失，盡管有滑石、白云石等鎂或含鎂礦物形成，其數量有限；鈣主要形成方解石、磷灰石等礦物，在碳酸鹽化金伯利巖中，鈣變為巖石的主要成份；硅主要是從原礦物中帶出，參加殘余熱液成分中，到了交代末期，在適宜的條件下，以石英的形式晶出沉淀。

2 瓦房店金剛石礦床金伯利巖熱液蝕變種類

巖漿期后階段，金伯利巖經受了極其強烈的熱液蝕變，大量的熱液礦物相繼生成，巖漿階段生成的主要造巖礦物橄欖石等幾乎交代殆盡，其他原生造巖礦物和付礦物所剩無幾，就連巖漿期后早期階段生成的熱液礦物（金云母、蛇紋石等），到了晚期熱液交代作用階段（如碳酸鹽化和硅化）也同樣被強烈交代，殘留很少。這種強烈的、重疊的和復雜的熱液蝕變作用，是金伯利巖的一個重要特征。金伯利巖中的熱液蝕變礦物有25種以上，熱液蝕變種類及其間先后相互關系十分復雜，按熱液交代作用演化進程中先后更替的起主導作用的熱液礦物可以劃分為金云母化、蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化和硅化等幾個交代作用階段，至于其它熱液礦物的交代作用：磷灰石化、榍石化、銳鈦礦化、綠泥石花、磁鐵礦化、赤鐵礦化、褐鐵-針鐵礦華、白云石化、重晶石化等都是從屬于上述某一交代作用階段的。

3 各種熱液蝕變交代作用特征

3.1 金云母化作用

金云母化是云母型金伯利巖的特征性蝕變作用，斑狀富金云母金伯利巖及含巖球斑狀富金云母金伯利巖中，金云母化作用比較強烈，其他類型金伯利巖中，金云母化作用很微弱。金云母的交代作用有以下幾種形式：金云母呈纖維鱗片狀交代斑晶或基質中的橄欖石，多是簇擁圍繞橄欖石斑晶，沿著斑晶的邊緣進行交代，也有的呈鱗片狀或片狀交代到橄欖石晶體的內部，金云母呈較大的片狀包裹第二、三世代橄欖石，呈嵌晶結構。金云母化作用系高溫堿性交代作用，是偏堿性超基性的金伯利巖巖漿轉入巖漿期后階段，在巖漿階段未能完全晶出的金云母成分（鉀、鋁等），又以交代作用的方式繼續生成，金云母化作用繼承了金伯利巖巖漿的偏堿性性質，它的強弱與巖石的堿性程度是一致的。在金云母化作用階段，伴隨有熱液鉻鐵礦和磷灰石生成。

3.2 蛇紋石化作用

蛇紋石化是金伯利巖的最主要熱液蝕變，斑狀金伯利巖和金伯利角礫巖均發育十分強烈的蛇紋石化作用。蛇紋石首先是從交代巖石基質和基質中的粒狀橄欖石（第三世代）開始的，進而交代橄欖石斑晶（第一、第二世代），巖石基質和第三世代的小橄欖石顆粒均被膠蛇紋石徹底交代，第一世代橄欖石大斑晶，邊部常被膠蛇紋石交代，中部被葉蛇紋石或方解石交代，葉蛇紋石是膠蛇紋石的再結晶的產物，二者之間常常是過渡的，巖石中偶見纖維蛇紋石細脈。蛇紋石化作用是在富含H2O和CO2等揮發份的熱液作用下發生的，其反應式為：5Mg2SiO4+H2O→2H4Mg3Si2O9+Mg O+SiO2蛇紋石化作用階段，伴隨有磁鐵礦、綠泥石、榍石和銳鈦礦的晶出。

3.3 滑石化作用

滑石化作用發育不普遍[2]，主要見于斑狀富金云母金伯利巖和金伯利巖角礫巖中，在斑狀金伯利巖中滑石化作用很微弱。滑石主要是交代巖石基質、橄欖石斑晶和金云母，金云母常被鱗片狀滑石交代呈殘晶，在蛇紋石化斑狀金伯利巖中，鱗片狀滑石常沿蛇紋石化橄欖石假象邊緣進行交代，有的直接交代假象內部的蛇紋石，在巖石基質中，滑石呈鱗片狀集合體不均勻分布，滑石化作用階段伴隨綠泥石、方解石、銳鈦礦和赤鐵-針鐵礦生成。

3.4 碳酸鹽化作用

輕微的碳酸鹽化作用和熱液方解石細脈在巖體中普遍存在，強烈碳酸鹽化金伯利巖，均具有明顯的壓碎結構，反映了強烈碳酸鹽化作用同構造弱化帶之間的密切關系。碳酸鹽化作用的方式，一種是它形粒狀方解石均勻地交代巖石基質和斑晶，屬于飽和CO2的熱液滲透交代，另一種是密集的網脈狀方解石沿裂隙充填交代。強烈的碳酸鹽化作用，不僅在巖石外貌上，而且在礦物成分和化學成分上，使金伯利巖徹底變化，實際上變成了碳酸鹽類巖石，這表明在高濃度CO2的熱液作用下，硅酸鹽礦物是不穩定的，會發生徹底的分解，而為碳酸鹽所代替。碳酸鹽化作用階段生成的礦物有方解石、綠泥石、白云石、重晶石、石英、赤鐵礦、針鐵-褐鐵礦和白鈦礦。

3.5 硅化作用

硅化不是金伯利巖蝕變特征，一般少見硅化，但局部地段卻有強烈硅化斑狀金伯利巖，巖石中除殘留有少量的綠泥石、鉻鐵礦、銳鈦礦、磷灰石和磁鐵礦之外，幾乎全為它形粒狀的石英，在巖石結構上常清楚地保留橄欖石斑晶假象，橄欖石斑晶假象中石英顆粒較大（0.5mm～1mm），而基質中的石英顆粒較小（小于0.3mm）。硅化作用是由于碳酸鹽化作用過程中，硅酸鹽礦物分解，硅大量加入殘余熱液，在適當條件下生成石英所形成的。在硅化作用階段生成的礦物有石英、綠泥石、重晶石、白云石、方解石、黃鐵礦和黃銅礦等硫化物。

4 結論

遼寧瓦房店金伯利巖蝕變作用復雜、種類繁多是其明顯特征。巖漿上行過程中早期形成的橄欖石、石榴石、鉻鐵礦、金云母等大的晶體，因巖漿中流體熔蝕作用所形成的圓斑結構，是金伯利巖獨有的標志性特征，具有圓斑結構的火山巖一般可以作為判斷金伯利巖的依據。

[1]董振信.中國金伯利巖[M].北京，科學出版社，1994：22-276.

[2]鐘瑞元.關于金伯利巖定義和分類命名一些問題的初步看法[M].第一屆全國火山巖會議論文摘要匯編(上冊)，1980：23-24.

[3]肖增岳，王藝芬.金伯利巖的分類[M].第一屆全國火山巖會議論文摘要匯編(上冊)，1980：21-22.

[4]董振信.我國金伯利巖型金剛石礦床的若干地質特征及其找礦標志[J].礦床地質，1991，10(3)：255-264.

[5]董振信，叢安東，韓柱國.金伯利巖含金剛石性的礦物學標志[J].礦床地質，1993，12(1)：47-54.