楊思思，蘇尚國，侯建光，周 岱，陳孝勁，李龔健

（1.中國地質(zhì)大學（北京）地球科學與資源學院，北京100083；2.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北 武漢541000；3.中國地質(zhì)科學院，北京100037）

基性－超基性巖類主要來自于地幔巖石圈的巖漿侵入體，產(chǎn)出在大陸伸展背景下，是一種特殊的巖漿類型，國內(nèi)外學者已經(jīng)開展了許多相關的研究（李江海等，1997；Gibson et al.，2000；Li et al.，2000，2001，2005，2007；蘇尚國等，2004；Naldrett，2005a，b；Ripley and Li，2007；Bryan and Ernst，2008；Zhang et al.，2009，2011），內(nèi)蒙古溫根基性－超基性巖體發(fā)育與海西中晚期侵入巖漿活動關系密切（呂林素等，2007），也為內(nèi)蒙古溫根地區(qū)地球動力學、大地構(gòu)造演化提供了示蹤信息，前人針對溫根基性－超基性巖體做過巖石、礦物學的研究較少，本文在借鑒和總結(jié)前人的基礎上選定在內(nèi)蒙古溫根地區(qū)發(fā)現(xiàn)的基性－超基性巖類作為研究對象，開展巖石學、礦物學研究，探討基性－超基性巖體巖石、礦物學特征。

1 地質(zhì)背景及樣品采集

內(nèi)蒙古溫根基性－超基性巖巖體群（圖1）位于華北地臺西北緣，河套平原北側(cè)，東距烏拉特中旗海流圖鎮(zhèn)40km，包頭市西北方向180km，內(nèi)蒙古溫根c區(qū)發(fā)育古生代造山帶為特征位于華北板塊北緣、川井－白云鄂博深斷裂南緣，是東亞－中亞巨型造山拼貼帶的組成部分。內(nèi)蒙古溫根c區(qū)大地構(gòu)造演化可以分為三個階段（邵濟安，1991）：①華力西期深斷裂形成了大地構(gòu)造基本格局，基性巖漿上侵構(gòu)成了本區(qū)巖基；②燕山期斷裂與華力西期深斷裂相交，巖漿上侵構(gòu)成了本區(qū)成巖帶；③喜山期形成斷裂與燕山期斷裂相交，控制了地表巖株、巖脈的產(chǎn)出形態(tài)。本文研究的基性－超基性巖類覆蓋了溫根C區(qū)的大部分地區(qū)，溫根巖體群是德爾森巖帶的一部分，主要由五個獨立的小巖體組成，面積0.5～15km2不等，主要為輝長巖組成，部分出露超基性的橄欖巖、純橄巖，溫根C為其中基性程度最高的巖體（圖2），巖性包含了輝長巖、橄欖輝長巖、橄長巖、單斜輝橄巖、純橄巖和角閃石巖等，具有較好的代表性，溫根C巖體平面呈近橢圓形，近NNE向延伸，面積3.92km2。巖體西北部分和南部海拔最高，東北部較低，西南部分海拔最低，最大高差約200m，立體上呈向西南傾斜的半漏斗狀。

圖1 內(nèi)蒙古及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖（據(jù)任紀舜等，1999；邱瑞照等，2006）

巖體地表蝕變強烈，主要為橄欖巖發(fā)生蛇紋石化、透閃石化，輝長巖發(fā)生透閃石化、綠泥石化和綠簾石化。巖體地表出露主體為綠泥石化中粗粒輝長巖，中心偏北位置NNE向粗略控制了一磁鐵礦礦體；橄欖輝長巖－橄長巖與純橄巖分布在巖體南部，面積較小，韻律層不明顯，產(chǎn)狀未明確。東北側(cè)書記溝組產(chǎn)狀7°∠45°，南側(cè)巖體與地層接觸面產(chǎn)狀335°∠45°，基性巖體上覆于書記溝組之上，呈侵入接觸關系（圖3）。

圖2 內(nèi)蒙古溫根C巖體平面地質(zhì)簡圖

樣品采集以ZK0－4鉆孔樣品為主（圖2），鉆孔位于巖體中心位置，地表海拔1596m，控制深度272m，采樣數(shù)20塊，鉆孔剖面圖見圖4，鉆孔編錄得知巖體縱向上，由下向上巖性分布大致為純橄巖（鉆孔SZK0－1打穿巖體證實純橄巖相為巖體結(jié)晶分異中的最早產(chǎn)物）、單斜輝橄巖、橄長巖、橄欖輝長巖和輝長巖，地表見角閃石巖脈。由下到上基性程度逐漸變小，由超基性的純橄巖轉(zhuǎn)變?yōu)榛詼\色輝長巖。

2 巖相學特征

純橄巖，地表位于巖體南部，鉆孔中位于鎂鐵質(zhì)－超鎂鐵質(zhì)巖體最底部，巖石呈黑色致密狀，表面細膩，去除硫化物后，橄欖石90%以上，顆粒直徑在0.5～3.0mm之間，發(fā)育緊密堆晶結(jié)構(gòu)，大部分顆粒并不新鮮，普遍發(fā)生蛇紋石化而被分割成小的橄欖石殘晶、晶骸。硫化物含量1%～10%不等，發(fā)育典型的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，部分浸染狀結(jié)構(gòu)。

單斜橄欖巖，地表填圖未區(qū)分范圍，鉆孔中位于純橄巖相之上，與純橄巖呈漸變過渡關系。橄欖石30%～70%，單斜輝石70%～30%，斜方輝石1%，單斜輝石圍繞橄欖石生長，具有明顯的包橄結(jié)構(gòu)。團塊狀、致密塊狀硫化物主要出現(xiàn)在本巖相中，主要為磁黃鐵礦－鎳黃鐵礦組合（圖5e）。

橄長巖，斜長石粒徑0.5～2cm，橄欖石粒徑相近，但由于蛇紋石化，肉眼觀察極細膩，因而巖石呈斑點狀結(jié)構(gòu)，橄欖石20%～60%，斜長石30%～70%，含少量單斜輝石6%～9%，硫化物1%～10%，無斜方輝石（圖5c，d）。

圖3 侵入巖與圍巖接觸關系

圖4 鉆孔ZK0－4柱狀圖

橄欖輝長巖，礦物成分變化極大，橄欖石顆粒粗大，含量20%～50%，單斜輝石15%～30%，斜長石15%～60%，尖晶石1%，含少量硫化物，主要為磁黃鐵礦－黃銅礦組合（圖5b）。

淺色輝長巖相，最上層巖相，多為中粗粒，手標本呈灰綠色，多發(fā)生綠泥石化、纖閃石化。橄欖石5%～10%，單斜輝石5%～25%，斜方輝石5%～10%，斜長石50%～85%，多數(shù)為淺色輝長巖，部分輝長巖含5%～20%釩鈦磁鐵礦。

角閃石巖相，在巖體邊部較常見，多以細脈產(chǎn)出，手標本上見角閃石粗大巨晶，粒徑0.5～3cm，推測為巖漿結(jié)晶晚期巖漿富水或外部圍巖中水的加入引發(fā)角閃石的結(jié)晶，為巖漿結(jié)晶最后的產(chǎn)物。

3 礦物學特征

3.1 橄欖石特征

橄欖石為巖漿結(jié)晶分異過程最早產(chǎn)物，在巖體中分布最廣，除淺色輝長巖外均可見。橄欖石多呈半自形粒狀或渾圓狀緊密堆晶結(jié)構(gòu)，常包裹于單斜輝石和斜長石中，具有明顯的包橄結(jié)構(gòu)，多數(shù)發(fā)生蛇紋石化，只殘留較少殘晶或晶骸。橄欖石成分見表，F(xiàn)o變化范圍為78.6～87.8之間，均屬于貴橄欖石（圖7），隨深度的減?。ㄍ瑫r也是基性程度的減?。蠙焓腇o值由85逐漸減小到78（圖6），符合結(jié)晶分異過程中基性程度逐漸降低的特點。

橄欖石中Ni含量變化較大，絕大多數(shù)集中在600～4000ppm，含礦樣品中的橄欖石Ni含量較低，為明顯虧損Ni。

3.2 輝石特征

溫根C巖體輝石分布廣泛，單斜輝石占主體，斜方輝石較少。單斜輝石幾乎出現(xiàn)在所有巖相中，在手標本中呈淺綠色、灰黑色，半自形－他形粒狀結(jié)構(gòu)，單偏光下呈淺綠色或無色，可見四邊形橫切面，表面多裂紋，二級藍綠干涉色。多數(shù)表現(xiàn)為強烈蝕變，輝石邊緣多數(shù)退變?yōu)榻情W石，呈反應邊結(jié)構(gòu)，進一步發(fā)生纖閃石化、綠泥石化等次生變質(zhì)作用，Wo－En－FS圖解可知（圖8），單斜輝石主要為頑透輝石、透輝石、普通輝石。

附表1 主量微量元素測試結(jié)果

續(xù)表1

附表2 輝石電子探針分析結(jié)果

斜方輝石主要出現(xiàn)在巖體中上部，形成橄欖蘇長輝長巖，多呈半自形、粒狀產(chǎn)出，單偏光下淺綠色，具弱多色性，正交偏光下呈一級橙黃干涉色，En＝71～78，全部為古銅輝石，亦多見鱗片狀、針狀磁鐵礦定向排列，呈典型席列構(gòu)造。

3.3 長石特征

溫根C巖體斜長石An（圖10）為97.9～69.0，平均為81.6，主要為倍長石與鈣長石；鉆孔最上部兩塊樣品An分別為32.2，對應中長石，應為結(jié)晶分異過程最后階段巖漿貧Ca而富Na的表現(xiàn)。含斜長石橄欖巖中斜長石蝕變較強，多呈他形、填隙狀產(chǎn)出。橄欖輝長巖、輝長巖中斜長石則較為新鮮，可見典型的聚片雙晶，部分發(fā)生絹云母化，多呈半自形－自形產(chǎn)出。

鉆孔樣品An隨深度的變化見圖4，可見斜長石牌號總體為隨基性程度的減小而減小，接近地表兩份樣品中斜長石牌號小，為中長石，同時鉆孔中橄長巖樣品10、11、12的斜長石An值穩(wěn)定在69.5～70.9之間。

Al2O3－Sr關系圖（圖11）可見極好的線性關系，輝長巖、橄欖巖中主要含Al礦物為斜長石（單斜輝石含少量Al），因而巖石中斜長石的含量變化控制了Sr的含量。

附表3 橄欖石電子探針分析結(jié)果

附表4 斜長石電子探針分析結(jié)果

圖5 溫根C區(qū)不同巖相薄片照片（5×）

圖6 ZK0－4橄欖石Fo隨深度變化

圖7 溫根C區(qū)溫根橄欖石分類圖解

4 結(jié)論

圖8 溫根C區(qū)單斜輝石分類圖解

圖9 ZK0－4斜長石牌號隨深度變化

圖10 斜長石An－Ab－Or分類圖解

圖11 全巖Al2O3－Sr關系圖解

溫根C巖體主要造巖礦物為橄欖石、尖晶石、單斜輝石、斜方輝石、斜長石、角閃石、磁鐵礦、鉻鐵礦和硫化物。通過鏡下觀察獲知，橄欖石最早結(jié)晶，在純橄巖中多呈半自形粒狀或渾圓狀緊密堆晶結(jié)構(gòu)，單斜輝石和斜長石圍繞其呈他形生長；單斜輝石多與橄欖石呈包橄結(jié)構(gòu)，表明它稍晚于橄欖石；硫化物多呈網(wǎng)狀、海綿隕鐵狀充填在橄欖石和單斜輝石晶間，表明它晚于橄欖石和單斜輝石；橄欖巖中未見斜方輝石，橄欖輝長巖中多顆粒較小，呈渾圓狀，；角閃石大多作為單斜輝石反應邊出現(xiàn)，表明它晚于輝石結(jié)晶，溫根C巖體巖漿結(jié)晶過程中主要礦物的結(jié)晶序列為橄欖石（＋尖晶石）—單斜輝石（＋斜方輝石，硫化物）—斜長石—角閃石。

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