副矿物主要为褐帘石、锆石、磷灰石以及一些金属矿物;褐帘石常见，呈自形晶并具有环带。角闪石呈残留的颗粒状被辉石包裹着，表明角闪石先于辉石结晶，在后期的变质事件中被辉石交代。大部分的角闪石被单斜辉石交代，而有少部分是被斜方辉石交代的。在照片右下角的浅色部位是石英角闪片岩捕虏体，可以看到石英角闪片岩捕虏体中的暗色矿物具有定向排列的结构特征。......
2023-09-27
华南赣杭构造带含铀火山盆地岩浆岩成因与背景
【摘要】：这些结构表明这些电气石的形成与碎斑熔岩有关。图4-22相山碎斑熔岩中电气石的Al-Fe-Mg和Ca-Fe-Mg三角图解。相山碎斑熔岩中电气石结核的硼同位素组成表明硼来自于地壳，进一步说明了相山碎斑熔岩的物质来源主要是壳源的，无明显地幔物质的加入。表4-14相山电气石硼同位素组成的TIMS分析结果注
3种类型电气石的电子探针分析的代表性结果见表4-13，按照Henry et al(2011)提出的电气石分类命名方案，3种电气石都属于碱基电气石(图4-20)。3种电气石的TiO2(0～1.55%)，Al2O3(26.12%～32.90%)，FeO(15.01%～20.70%)，MgO(0.19%～4.03%)，以及F(0.12%～0.92%)含量变化比较大;SiO2(32.34%～34.84%)，MnO(0.01%～0.29%)，Na2O(1.79%～2.72%)，以及CaO(0.05%～1.71%)变化比较小，K2O(0.03%～0.11%)和Cl(＜0.02%)含量极低。
图4-19 (a)样品XS-62的手标本照片。电英岩捕虏体没有和电气石结核共生，孤立地存在于碎斑熔岩之中。(b)电英岩捕虏体中含电气石团块和黑云角岩边界的背散射照片。(c)黑云角岩捕虏体和碎斑熔岩之间的边界上生长有梳状的石英和斜长石(正交偏光);(d)黑云角岩捕虏体中萤石呈充填状生长在黑云母颗粒之间(背散射照片);(e)(f)黑云角岩捕虏体中含电气石团块的显微照片，一条含石英和黑云母的细脉从碎斑熔岩穿插到黑云角岩捕虏体中(单偏光)。Tur.电气石;Qz.石英;Pl.斜长石;Bt.黑云母;Fl.萤石。BX.黑云角岩捕虏体;BT.黑云角岩捕虏体中的含电气石团块;PR.碎斑熔岩
表4-13相山碎斑熔岩中电气石化学成分分析的代表性结果
图4-20 相山电气石依照X位置占位情况的分类图解
(据Henry et al，2011)
3种电气石都具较高的Fe/(Fe+Mg)比值(0.70～0.98)以及Na/(Na+Ca)比值(0.66～0.99)，在成分上都属于黑电气石(图4-21)。其中NT型电气石的Fe/(Fe+Mg)平均值为0.86，Na/(Na+Ca)平均值为0.87，这两个比值在3种电气石中是最高的。而BT型电气石的Fe/(Fe+Mg)平均值为0.73，Na/(Na+Ca)平均值为0.75，这两个比值在3种电气石中是最低的，但是3种电气石的这两个比值相差不大。
图4-21 相山电气石的Fe/(Fe+Mg)-Na/(Na+Ca)分类命名图解
(图例同图4-20)
在结构上，电英岩和碎斑熔岩之间的边界上也会生长有电气石。而在黑云角岩中，所有的电气石团块都和碎斑熔岩接触。这些结构表明这些电气石的形成与碎斑熔岩有关。在Henry et al(1985)提出的Al-Fe-Mg以及Ca-Fe-Mg图解中，3种电气石都投在了2区和3区中(图4-22)，表明这些电气石都是在与花岗岩有关的环境中生长出来的。因此电英岩和含电气石黑云角岩捕虏体中的电气石是碎斑熔岩中的含硼岩浆热液渗透到这些捕虏体中，发生电气石化而形成的。
图4-22 相山碎斑熔岩中电气石的Al-Fe-Mg和Ca-Fe-Mg三角图解。电气石化学成分与成岩环境判别图引自Henry et al(1985)。图中1、2区分别代表富Li和贫Li的花岗岩和伟晶岩、细晶岩;3区代表富Fe3+的石英-电气石岩(热液蚀变花岗岩);4、5区分别代表含Al饱和矿物与不含Al饱和矿物的变质泥质岩;6区代表富Fe3+石英-电气石岩、钙硅酸盐和变质沉积岩;7区代表贫Ca的变质超镁铁质岩和富Cr、V的变质沉积岩;8区代表变质碳酸盐岩和变质辉石岩;9区代表富Ca的变质泥岩、砂岩和钙硅酸盐;10区代表贫Ca的变质泥岩、砂岩和石英-电气石岩;11区代表变质碳酸盐岩;12区代表变质镁铁质岩。图例同图4-20。图中红色封闭曲线代表的是纳米比亚Damara带花岗岩中电气石结核的成分范围(Trumbull et al，2008)
相山NT型电气石与加拿大Yukon地区Seagull岩基中的电气石结核(Samson et al，1992;Sinclair et al，1992)以及纳米比亚的白垩纪Erongo花岗岩中的电气石结核(Trumbull et al，2008)在结构和化成成分上十分相似(图4-22)。Samson et al(1992)认为电气石结核形成于花岗岩演化过程中岩浆到热液的过渡阶段，是由岩浆中分异出来的含硼岩浆热液结晶出电气石和石英而形成的。Trumbull et al(2008)认为电气石结核是由于花岗质岩浆在演化过程中产生流体不混溶而形成的。根据电气石结核的结构特征以及前人的研究成果，电气石结核的形成首先需要一个封闭的体系，这一封闭体系能确保岩浆演化过程中挥发分不丢失。而电气石结核是在岩浆演化晚期由于发生流体不混溶，在快要固结的岩浆中产生一个富含B、Na、Fe、F的含水熔体相。这一含水熔体相聚集了电气石形成所需要的大部分元素，而电气石形成所需要的Al则是通过交代长石而得到。
TIMS分析结果(表4-14和图4-23)表明相山碎斑熔岩中3种类型的电气石的δ11B值变化范围很小(变化范围在-14.0‰～-11.2‰之间，平均值为-12.6‰)。电气石结核的δ11 B值变化范围在-14.0‰～-11.2‰之间，平均值为-12.4‰;一个电英岩捕虏体的δ11B值为-13.8‰;3个含电气石黑云角岩的δ11B值变化范围在-12.7‰～-11.4‰之间，平均值为-12.2‰。这些分析结果表明这3种类型的电气石具有相似的硼同位素组成，并且与大陆地壳的平均δ11B值一致，与前人报道的岩浆-热液过程中形成的电气石的硼同位素组成也相似(Chaussidon et al，1992;Palmer et al，1996;Jiang et al，1998;Kasemann et al，2000;Nakano et al，2001;Bebout et al，2003;Matthews et al，2003;Marschall et al，2006;Trumbull et al，2008)。相山碎斑熔岩中电气石结核的硼同位素组成表明硼来自于地壳，进一步说明了相山碎斑熔岩的物质来源主要是壳源的，无明显地幔物质的加入。
表4-14相山电气石硼同位素组成的TIMS分析结果
注:a误差基于2σ计算得出。
图4-23 相山碎斑熔岩中电气石硼同位素组成的TIMS分析结果，并与世界上花岗岩、伟晶岩、与花岗岩有关的热液脉的变化范围(数据引自Jiang et al，1998)相比
Erongo花岗岩的δ11B值变化范围(数据引自Trumbull et al，2008)也放在图中进行对比。图中的灰色区域代表的是平均大陆地壳的δ11B值变化范围［(-10±3)‰，Chaussidon et al，1992;Kasemann et al，2000;Marschall et al，2006)］
对具有不同位置关系的电气石结核和电英岩中的电气石，开展了原位的LA-MC-ICP-MS硼同位素组成分析，分析结果见表4-15和图4-24。86个分析点的测试结果表明电气石的δ11B值变化范围在-15‰～-10‰之间，但大部分集中在-14‰～-11‰之间，和TIMS的分析结果相似。LA-MC-ICP-MS原位硼同位素组成测试方法的优点是可以测试单个样品内部或者单个电气石颗粒内部的硼同位素组成变化。分析结果表明，单个电气石结核内部或者单个电英岩捕虏体内部的电气石硼同位素组成一般小于2‰，表明这些电气石在生长过程中没有发生同位素的分馏，也表明了硼在迁移和渗透过程中是没有发生硼同位素分馏的。
表4-15相山电气石硼同位素组成的LA-MC-ICP-MS分析结果
续表4-15
图4-24 相山碎斑熔岩中电气石硼同位素组成的LA-MC-ICP-MS分析结果
表明NT型电气石和TT型电气石具有相似的δ11B值。NT.电气石结核;TT.电英岩捕虏体
相山电气石结核是首次发现的产于火山岩中的电气石结核。相山碎斑熔岩找不到残留顶盖并且直接覆盖于变质岩或下伏火山杂岩的古风化剥蚀面之上，碎斑熔岩的底板见流纹英安岩、变质岩等砾石。相山及邻区火山盆地中的碎斑熔岩在地层剖面中均具有相同的层位。这些特征说明碎斑熔岩不是侵入岩。此外，相山碎斑熔岩呈中间巨厚、四周薄的蘑菇状，其产出形态不同于一般火山喷发岩常呈层状或者似层状，在较小范围内厚度变化不会太大。相山碎斑熔岩常见分散的电气石结核，这些含气的挥发分说明相山碎斑熔岩不会是喷发到空中再落下来形成现在的碎斑熔岩的。而电气石结核之所以产于相山碎斑熔岩这种火山岩之中，是因为相山碎斑熔岩是侵出相的岩石，具有与浅成侵入岩相同的形成环境。相山碎斑熔岩侵出到地表，没有喷到空中再落下来，在火山通道中堆积的岩浆也就形成了一个封闭体系，岩浆中的挥发分没有丢失，因此可以形成这种电气石结核。
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