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大同—集宁一带早前寒武纪地质:黑云母特征及成因分析

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:另在葛胡窑片麻岩和阳高岩组中还存在由紫苏辉石经角闪岩相退变质形成的黑云母。说明葛胡窑片麻岩中的黑云母可能主要以角闪岩相退变质形成为主,少量为麻粒岩相形成。本次工作对于家窑片麻岩中的黑云母进行了电子探针分析,结果见表4-13。也较国内角闪岩相变质成因的黑云母明显偏低。另外,于家窑片麻岩的黑云母Mn O的含量平均仅为0.24%,Mg O含量介于11.55%~13.61%之间,平均为12.89%。据Guidotti等的分类方案,本区黑云母几乎均落于镁黑云母区。

大同—集宁一带早前寒武纪地质:黑云母特征及成因分析

云母在该区内也是广泛分布的变质矿物,主要赋存于大同-阳高岩浆岩带的葛胡窑片麻岩、义合片麻岩、峨沟片麻岩及阳高岩组,桑干岩浆岩带中的上深井片麻岩、柳子堡片麻岩、于家窑片麻岩,以及集宁岩群黄土窑岩组和沙渠村岩组中。

1.葛胡窑片麻岩中的黑云母

本区变质作用所形成的黑云母主要赋存于葛胡窑片麻岩、义合片麻岩和紫苏花岗岩中,其与紫苏辉石、透辉石、角闪石平衡共生者(图4-59)属于麻粒岩相变质的产物,其光性特征为呈棕红色,自形及半自形鳞片状,具显著的多色性:Ng—棕红色,Nm—褐红色,Np—黄褐色。吸收性Ng>Nm>Np。另在葛胡窑片麻岩和阳高岩组中还存在由紫苏辉石经角闪岩相退变质形成的黑云母。

图4-59 葛胡窑片麻岩中黑云母与紫苏辉石、石榴石等矿物平衡共生

a.二辉斜长麻粒岩(07b-5)之矿物组合:斜长石+角闪石+紫苏辉石+石英+黑云母;b.06b8H1.1-1.4黑云母测点位置。Gr.石榴石;Bit.黑云母;Opx.斜方辉石;Pl.斜长石

据黑云母单矿物分析结果(表4-11),可以看出本次工作测试的葛胡窑片麻岩中与紫苏辉石平衡共生的黑云母TiO2含量高达5.53%以上,可能为麻粒岩相变质的产物,而前人所做的测试TiO2含量较低,一般小于4%,可能为角闪岩相退变质的产物。据Guidotti等(1975)的分类方案(图4-60),本区黑云母几乎都落于镁黑云母区及左侧,只有1个落入金云母区。据Дpyroba等(1965),黑云母的TiO2对Fe×100/Fe+Mg图解(图4-61),少数黑云母落于麻粒岩相一侧,大部分的黑云母落于角闪岩相一侧。说明葛胡窑片麻岩中的黑云母可能主要以角闪岩相退变质形成为主,少量为麻粒岩相形成。也反映葛胡窑片麻岩主要经历了高温麻粒岩相的变质作用。

2.峨沟片麻岩中黑云母

黑云母是峨沟片麻岩中较常见的暗色矿物,常与角闪石、斜长石、石英等共生,镜下呈棕黄—棕色片状晶体,多色性明显,大小为0.2~1.6mm,重结晶,具阳起石化、绿泥石化。

表4-11 葛胡窑片麻岩黑云母电子探针化学分析数据及计算结果

图4-60 黑云母成分图解

(据Guidotti等,1975)

图4-61 黑云母成分与变质相的关系

(据Дpyroba,1965)

3.集宁岩群中的黑云母

黑云母在集宁岩群中分布广泛,主要产于黄土窑岩组和沙渠村岩组的富铝片麻岩类中及黄土窑岩组的石墨斜长片麻岩中。集宁岩群中的黑云母多与矽线石、钾长石、石墨、石榴石、石英、斜长石等共生(图4-62),呈棕红色片状晶体,Ng—棕红色,Nm—褐红色,Np—黄褐色。吸收性Ng>Nm>Np。说明其可能为麻粒岩相变质的产物。

图4-62 集宁岩群中的黑云母与其他变质矿物的共生关系

a、b.岩性为石墨黑云斜长片麻岩,填图单位为黄土窑岩组;c.岩性为矽线石榴黑云条纹长石片麻岩,填图单位为黄土窑岩组;d.岩性为含矽线石榴黑云斜长片麻岩,填图单位为沙渠村岩组

一般来说,黑云母中XMg、TiO2、Al、Al2O3和Al是变质温度的函数。随变质温度增高,黑云母中XMg、TiO2、Al增加,或表现为Al2O3和Al的减少,从黑云母单矿物分析结果(表4-12)中可以看出,集宁岩群中黑云母的XMg为0.44~0.97,平均为0.70,TiO2的含量大部分大于5%,平均为5.22%,Al2O3含量平均为14.57%,MnO的含量平均仅为0.08%,MgO含量介于7.7%~26.46%之间,平均为14.04%,与北京密云变质岩中麻粒岩变质形成的黑云母的含量特征极为相似,均显示了变质程度较高的特点。

据Guidotti等(1975)的分类方案(图4-63),本区黑云母几乎均落于镁黑云母区及左侧,只有1个落入金云母区。据Дpyroba等(1965),黑云母的TiO2-[Fe/(Fe+Mg)×100]图解(图4-64),大多数黑云母落于麻粒岩相区一侧,仅两个黑云母落于角闪岩相区一侧,说明区内集宁岩群的变质程度可达麻粒岩相。(www.xing528.com)

图4-63 黑云母成分图解

(据Guidotti等,1975)

图4-64 黑云母成分与变质相的关系

(据Дpyroba,1965)

4.桑干岩浆岩带中的黑云母

桑干岩浆岩带内上深井片麻岩、柳子堡片麻岩、于家窑片麻岩中也含有大量黑云母,主要赋存于角闪黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩和黑云角闪二长片麻岩中,常与角闪石、斜长石、条纹长石、石英等共生。镜下,黑云母呈浅黄—棕黄色强多色性,鳞片状—片状,大小为0.05mm×0.1mm~0.5mm×1.5mm,长径定向排列,局部黑云母边缘可见与石英构成交生结构。

本次工作对于家窑片麻岩中的黑云母进行了电子探针分析,结果见表4-13。从表中可以看出,于家窑片麻岩中的黑云母XMg为0.61~0.72,平均为0.64,较集宁岩群中的黑云母偏低;TiO2含量为1.64%~4.78%,平均为3.88%,也较集宁岩群偏低;Al2O3含量平均为12.31%,也较集宁岩群偏低。也较国内角闪岩相变质成因的黑云母明显偏低。另外,于家窑片麻岩的黑云母Mn O的含量平均仅为0.24%,Mg O含量介于11.55%~13.61%之间,平均为12.89%。

据Guidotti等(1975)的分类方案(图4-63),本区黑云母几乎均落于镁黑云母区。据Дpyroba等(1965),黑云母的TiO2对Fe/(Fe+Mg)×100图解(图4-64),于家窑片麻岩中的黑云母落于麻粒岩相一侧。但结合其矿物组合特征可知于家窑片麻岩变质程度应为角闪岩相,落于该图中的麻粒岩相,可能与其变质温度较高有关,或与其成分受原岩控制、TiO2含量偏高有关,从化学成分特征来看,其变质温度应低于集宁岩群。

5.凉城-集宁古元古代重熔型岩浆杂岩带中的黑云母

黑云母在凉城-集宁古元古代重熔型岩浆杂岩带中分布较为广泛,除变质石榴白岗岩中基本不含黑云母外(只含有石榴石、矽线石、黑云母组成的残留体),其余地质体如林场麻粒岩、教厂滩片麻岩、白牙岔山片麻岩、大土坑片麻岩及变质强过铝的花岗岩类中均含有较多的黑云母。

表4-12 黄土窑岩组中黑云母电子探针化学分析数据及计算结果

表4-13 于家窑片麻岩、教厂滩片麻岩中黑云母电子探针化学分析数据及计算结果

凉城-集宁古元古代重熔型岩浆杂岩带中的黑云母,在偏中基性的侵入体中镜下多呈棕红色,强多色性,常与辉石分布一起;在花岗质侵入岩中多呈棕黄色,常与石榴石共生;黑云母呈片状晶体,多已绿泥石化,析出铁质。

本次工作对教厂滩片麻岩中的黑云母进行了电子探针分析,其结果见表4-13。从表4-13中可以看出,教厂滩片麻岩中的黑云母XMg为0.68,较集宁岩群和超高温变质岩中的黑云母XMg值偏低。TiO2含量为4.79%~5.05%,也较集宁岩群中的略显偏低,较超高温变质岩中的含量偏高。Al2O3含量平均为13.76%,较集宁岩群中的略显偏高,但较超高温变质岩中的含量略偏低;也较国内外麻粒岩相变质成因的黑云母明显偏低。另外教厂滩片麻岩中的黑云母MnO的含量平均仅为0.55%,MgO含量介于13.69%~14.00%之间。

据Guidotti等(1975)的分类方案(图4-63),本岩浆杂岩带黑云母几乎均落于镁黑云母区。据Дpyroba等(1965),黑云母的TiO2对Fe/(Fe+Mg)×100图解(图4-64),教厂滩片麻岩中的黑云母落于麻粒岩相一侧。结合其与紫苏辉石共生和其化学成分特征,认为教厂滩片麻岩中的黑云母可能为高温麻粒岩相变质形成。

6.超高温变质岩中的黑云母

据刘守偈(2009)研究,超高温变质岩中的黑云母均为退变质过程中的产物,如斜方辉石和石榴石周边的退变矿物形成反应边,它们被包括在变晶矿物如石榴石,主要产于一些与铁镁质矿物相关的或后成合晶中。

据Santosh(2006)研究,退变黑云母在所有检测的样品中具有几乎一致的XMg含量(XMg=0.78~0.88)和TiO2含量(TiO2=3.4%~4.7%)。在06661号样品中,环绕于石榴石周边的退变黑云母具有最高的Mg含量(XMg=0.84~0.88)和最低的Ti含量(TiO2=3.4%~3.7%)。相比其他退变形成的黑云母;在同一样品中,石榴石中的黑云母包裹体较为罕见,黑云母包裹体略显贫镁(XMg=0.83~0.84)和富钛(TiO2=4.5%~4.7%)。斜方辉石退变以黑云母(样品06662)也丢失了镁(XMg=0.79~0.81)并具富钛(TiO2=4.1%~4.3%)特征。

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