沈立軍，杜楊松，王樹星，李大鵬,4，葛松勝,5，王開虎

(1. 山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東泰安 271000； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；3. 山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東日照 276826； 4. 山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東濟南 250013；5. 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029； 6. 中化地質(zhì)礦山總局，北京 100101)

新疆西天山智博鐵礦巖漿-熱液成礦作用—來自安山巖礦物學(xué)的證據(jù)

沈立軍1,2，杜楊松2，王樹星3，李大鵬2,4，葛松勝2,5，王開虎6

(1. 山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院，山東泰安 271000； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；3. 山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東日照 276826； 4. 山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東濟南 250013；5. 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029； 6. 中化地質(zhì)礦山總局，北京 100101)

本文以智博鐵礦區(qū)內(nèi)的安山巖為研究對象，通過詳細的野外地質(zhì)調(diào)查，并利用電子顯微鏡和電子探針，對安山巖中的主要礦物進行了系統(tǒng)的巖相學(xué)觀察和礦物學(xué)研究。研究表明，智博安山巖中斜長石主要為Na-高鈉長石，具低TiO2，高Na2O和Al2O3的特點；輝石主要為普通輝石，具高TiO2，高Al2O3的特點；角閃石主要為鎂角閃石和陽起石，具低TiO2和Al2O3，高MgO的特點；副礦物磁鐵礦具高TiO2，低MgO和Al2O3的特點。輝石、角閃石礦物化學(xué)特征表明，智博鐵礦安山巖的母巖漿屬于殼幔混源的玄武質(zhì)巖漿，構(gòu)造環(huán)境為火山島弧環(huán)境。智博安山巖中單斜輝石結(jié)晶溫度為1225℃左右，結(jié)晶壓力約0.795GPa，結(jié)晶深度約26km。智博鐵礦后期的熱液作用也參與了磁鐵礦成礦，對智博鐵礦的成礦有一定的貢獻。

安山巖 巖相學(xué) 礦物學(xué) 成巖成礦 智博鐵礦

Shen Li-jun，Du Yang-song，Wang Shu-xing,Li Da-peng，Ge Song-sheng，Wang Kai-hu.Magmatic and hydrothermal mineralization of the Zhibo iron deposit in the western Tian Shan，Xinjiang：Evidence from andesite mineralogy[J].Geology and Exploration，2014，50(2)：0321-0331.

1 引言

智博鐵礦位于新疆和靜縣西北約200km，是西天山阿吾拉勒成礦帶中近年來新發(fā)現(xiàn)的大型鐵礦床之一。前人對該區(qū)域進行了大量的地質(zhì)研究(姜常義等，1996；王永新等，2003；劉寬厚等，2003)，而本礦床由于發(fā)現(xiàn)時間較短，對其研究相對薄弱。田敬全等(2009)通過野外地質(zhì)調(diào)查，認為智博鐵礦為火山熱液型鐵礦床；而馮金星等(2010)通過詳細的巖石地球化學(xué)研究，認為智博鐵礦為巖漿(主成礦期)-熱液(次成礦期)復(fù)合型礦床，并指出礦石與玄武質(zhì)安山巖之間有密切聯(lián)系，玄武質(zhì)巖漿很可能為成礦母巖漿。前人對區(qū)域上與成礦有關(guān)的中基性火山巖做過大量的巖石地球化學(xué)研究(盧宗柳等，2006；徐國端等，2008)，尤其是大哈拉軍山組安山巖，并取得了一些共識，普遍認為該地層火山巖為一套鈣堿性系列的火山巖建造，形成于陸緣島弧環(huán)境(李注蒼等，2006；張江蘇等，2006；張學(xué)奎等，2008)，其巖漿活動受控于B型俯沖作用(姜常義等，1996)。但相比之下，對該套火山巖的巖相學(xué)和礦物學(xué)研究較為欠缺，為此本文以智博鐵礦區(qū)內(nèi)的安山巖為研究對象，通過詳細的野外地質(zhì)調(diào)查、并利用電子顯微鏡和電子探針，對安山巖中的主要礦物進行了系統(tǒng)的巖相學(xué)觀察和礦物學(xué)研究，以探討安山巖的礦物化學(xué)特征、巖石成因條件以及大地構(gòu)造背景，為進一步研究該礦床的成礦機制奠定良好的基礎(chǔ)。

2 地質(zhì)背景

智博鐵礦位于伊犁地塊東北部的阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷帶內(nèi)(圖1a)。早石炭世的巖漿活動受控于B型俯沖作用，形成于大陸型島弧的內(nèi)側(cè)，分布有大面積鈣堿性火山巖套和鈣堿性花崗巖(姜常義等，1996)；早二疊世-晚二疊世的巖漿活動均為板內(nèi)拉張作用的產(chǎn)物，形成于裂谷化的初期階段，產(chǎn)生了大量的雙峰式火山巖和A型花崗巖(張作衡等，2008；馮金星等，2010)。

受火山機構(gòu)及北側(cè)NW向區(qū)域性大斷裂控制，區(qū)內(nèi)構(gòu)造行跡較為復(fù)雜，巖層劈理、節(jié)理發(fā)育，韌性變形復(fù)雜，但主要構(gòu)造為一單斜構(gòu)造，此單斜構(gòu)造走向NW315°左右，傾角60°左右。礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三亞組(C1dc)火山巖和第四系冰川及其堆積物(圖1b)?；鹕綆r主要包括安山巖、玄武巖、玄武質(zhì)安山巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r、粗面安山巖以及少量的粗面巖和英安巖，鐵礦體主要賦存于安山巖中。區(qū)內(nèi)晚古生代火山活動頻繁，古火山機構(gòu)發(fā)育，巖漿巖以華力西期中晚期為主，侵入巖巖體主要有淺肉紅色的花崗閃長巖和灰色的石英閃長巖，巖脈主要為后期侵入于礦區(qū)西北部石英閃長巖中的輝綠巖脈(李小軍，1994；馮金星等，2010)。

3 巖相學(xué)特征

智博礦區(qū)的安山巖呈灰色、灰綠色，具交織結(jié)構(gòu)(圖2a)和斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶和基質(zhì)組成(圖2a、b)。斑晶主要有斜長石(10%～15%)、鉀長石(5%～10%)、輝石(10%～15%)、角閃石(5%～10%)，斜長石和鉀長石(圖2b)斑晶呈半自形-自形板柱狀分布，單斜輝石和角閃石(圖2c)斑晶呈半自形-自形板片狀和粒狀分布。基質(zhì)主要由斜長石(15%～20%)、輝石(15%～20%)、鉀長石(3%～5%)、磁鐵礦(3%～5%)等組成，副礦物主要為榍石、磷灰石以及少量鋯石。安山巖中偶見杏仁構(gòu)造(圖2b)，被后期方解石充填?？拷V體部分的安山巖蝕變較強，主要蝕變有鉀長石化(圖2c)、綠簾石化(圖2c)、硅化、綠泥石化和陽起石化。其中和礦體相鄰的安山巖鉀長石化和硅化蝕變異常強烈，呈條帶狀分布。

磁鐵礦主要賦存于智博礦區(qū)安山巖中，根據(jù)前人研究(馮金星等，2010；蔣宗勝，2012；王志華，2012)、野外及鏡下觀察，智博鐵礦既具有巖漿成因的一些典型特征，如存在隱爆角礫狀礦石，礦體與圍巖接觸截然，廣泛發(fā)育氣孔、杏仁狀構(gòu)造等；又存在廣泛的熱液蝕變與磁鐵礦密切聯(lián)系，因此將磁鐵礦成礦期次大體上劃分為兩期：巖漿期與熱液期。巖漿期礦石主要為致密塊狀礦石(圖2d)、角礫狀礦石(圖2e)以及浸染狀礦石，發(fā)育杏仁、氣孔狀構(gòu)造，見星點狀黃鐵礦， 充填于磁鐵礦空隙(圖2f)， 在礦體與圍巖接觸部位(圖2e)磁鐵礦膠結(jié)鉀長石化、綠簾石化的安山巖角礫，主要礦物組合為磁鐵礦-透輝石。熱液期礦石主要為條帶狀礦石(圖2g)、稀疏浸染狀礦石(圖2h)及網(wǎng)脈狀礦石，磁鐵礦與鉀長石、綠簾石密切共生(圖2i)，見團塊狀、條帶狀黃鐵礦，還發(fā)育石英脈和碳酸巖脈切穿早期礦物，石英脈中可見黃鐵礦及黃銅礦。

圖1 智博鐵礦礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，2011)Fig.1 Geological sketch map of the Zhibo iron deposit in Xinjiang(modified from No.3 Geological Team，Xinjiang Geology and Mineral Resources Exploration and Development Bureau，2011) 1-大哈拉軍山組第三亞組安山巖；2-石英閃長巖；3-花崗閃長巖；4-第四系沖積、坡積物；5-第四系冰積物；6-第四系冰川；7-磁鐵礦體；8-斷層；9-地質(zhì)界線1-Dahalajunshan Fm.3rd Subformation andesite；2-quartz diorite；3-granodiorite；4-Quaternary alluvium and diluvium；5-Quaternary glacial debris；6-Quaternary glacier；7-magnetite；8-fault；9-geological boundary

4 礦物化學(xué)特征

礦物電子探針分析測試在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院電子探針實驗室完成。儀器型號為EPMA-1600，工作條件是：加速電壓15kV，束流7×10-8A，束斑直徑1μm，修正方法為ZAF，測試中鐵離子全部視為三價鐵，依據(jù)林文蔚(1994)的分配方法原理對Fe2+和Fe3+進行調(diào)整，各礦物的礦物化學(xué)數(shù)據(jù)列于表1～表4。

4.1 斜長石

安山巖中斜長石含量約占45%左右，呈灰白色或暗灰色，半自形-自形板柱狀結(jié)構(gòu)，正低突起，干涉色一級灰白，斜消光，可見聚片雙晶，不具環(huán)帶，斑晶斜長石粒度0.5～1mm，基質(zhì)中粒度0.2～0.3mm。

斜長石礦物學(xué)資料(表1)顯示，其具低TiO2，高Na2O和Al2O3的特點。其中SiO2(65.24%～68.52%)， TiO2(0.00%～0.14%)， Al2O3(19.38%～20.12%)，F(xiàn)e2O3T(0.00%～0.62%)，MnO(0.00%～0.05%)，MgO(0.00%～0.07%)，CaO(0.45%～0.84%)，Na2O(12.11%～12.85%)，K2O(0.00%～0.15%)。根據(jù)Smith & Brown(1974)的長石分類圖解(圖3)可知，本區(qū)斜長石全部落入Na-高Na長石區(qū)，Na2O含量較高，Ab達到95%以上，洛多奇尼柯夫(1956)曾指出，巖漿巖中的鈉長石大多情況下是淺巖漿礦物，而火成巖中鈉長石往往是發(fā)生鈉長石化(去鈣長石化)的結(jié)果，這說明安山巖中的斜長石發(fā)生了鈉長石化。斜長石中TiO2較低(<0.15%)，Keer(1998)通過實驗認為，TiO2的含量既與熔體的TiO2的含量有關(guān)又與熔體分異程度有關(guān)，隨著熔體中Fe-Ti氧化物分異程度的增加，Ti的含量也將隨之降低，在分異晚期Ti的含量下降。這指示了安山巖中斜長石可能是在巖漿分異晚期形成的，但也可能是由于蝕變作用導(dǎo)致了長石中TiO2含量的降低。

圖2 安山巖與磁鐵礦樣品照片F(xiàn)ig.2 Photographs of andesite and magnetite ores a-安山巖中斜長石(Pl)定向排列成交織結(jié)構(gòu)，正交偏光；b-安山巖中鉀長石(Kf)斑晶，見杏仁狀構(gòu)造，正交偏光；c-安山巖中綠簾石(Ep)化、鉀長石(Kf)化蝕變，單偏光；d-致密塊狀磁鐵礦，發(fā)育星點狀黃鐵礦(Py)；e-角礫狀磁鐵礦石，角礫為蝕變安山巖；f-黃鐵礦(Py)充填于磁鐵礦(Mt)空隙，反射光；g-浸染狀磁鐵礦，發(fā)育綠簾石(Ep)化、鉀長石(Kf)化；h-鉀長石(Kf)與綠簾石(Ep)中磁鐵礦；i-半自形-自形磁鐵礦(Mt)，單偏光a-plagioclase (Pl) in andesite displaying pilotaxitictexture，cross-polarized light；b-K-feldspar (Kf) phanerocryst in andesite，amygdaloidal structure，cross-polarized light；c-epidotization (Ep) and kfeldsparization (Kf) in andesite，plan-polarized light；d-massive magnetite ore associated with scattered pyrite (Py)；e-brecciated magnetite ore associated with altered andesite brecciate；f-pyrite (Py) filling lattice voids of magnetite，reflective light；g-disseminated magnetite ore associated with epidotization (Ep) and kfeldsparization (Kf)；h-magnetite associated with epidote (Ep) and K-feldspar (Kf)；i-hypidiomorphic-automorphic magnetite (Mt)，reflective light

4.2 輝石

安山巖中的輝石含量約占10%左右，呈淺褐色，它形-半自形，不規(guī)則粒狀，多色性不明顯，正高突起，干涉色二級藍綠，節(jié)理發(fā)育，粒度0.2～0.4mm。

礦物學(xué)資料顯示(表2)，其具高TiO2、高Al2O3的特點。其中SiO2(47.89%～49.07%)，TiO2(1.34%～1.92%)，Al2O3(2.81%～4.70%)，F(xiàn)e2O3T(11.84%～13.47%)，MnO(0.08%～0.58%)，MgO(11.69%～12.65%)，CaO(18.16%～20.24%)，Na2O(0.52%～0.97%)，K2O(0.00%～0.01%)。輝石Wo-En-Fs分類圖解(圖4)顯示，安山巖中的輝石為普通輝石和少量的次透輝石。Kushiro(1960)和Le bas(1962)研究表明，單斜輝石的成分取決于母巖漿的成分與結(jié)晶環(huán)境，火成巖中的Si與Al有互不相容的作用，其Si和Al可以作為確定母巖漿類型的標型元素(孫傳敏，1994)，輝石Si-AlⅣ圖(圖5)顯示，大部分單斜輝石落入拉斑玄武巖區(qū)與不含似長石堿性巖區(qū)交匯區(qū)域。

圖3 智博安山巖中長石分類圖 (據(jù)Smith & Brown，1974)Fig.3 Classification of feldspars in the Zhibo andesite (after Smith & brown，1974)

4.3 角閃石

安山巖中的角閃石含量約25%左右，呈淺綠色，半自形-自形，板柱狀，多色性強，正中突起，干涉色二級藍，節(jié)理不發(fā)育，偶見閃石式節(jié)理，粒度0.1～0.2mm。

表1 智博鐵礦安山巖中斜長石的電子探針分析數(shù)據(jù)(%)Table 1 Electron microprobe analyses of plagioclase in andesite from the Zhibo iron deposit(%)

測試時間：2012年2月；測試單位：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)。

圖4 智博安山巖輝石分類圖(據(jù)Morimoto et al.，1988)Fig.4 Classification of pyroxene in the Zhibo andesite (after Morimoto et al.，1988)

礦物學(xué)資料顯示(表3)，角閃石具有低TiO2和Al2O3、高MgO，的特點。其中SiO2(49.67%～53.84%)，TiO2(0.00%～0.24%)，Al2O3(0.81%～4.92%)，TFe2O3(14.42%～17.42%)，MnO(0.05%～1.48%)，MgO(12.98%～15.02%)，CaO(10.99%～11.59%)，Na2O(0.22%～1.15%)，K2O(0.00%～0.54%)，Mg/(Mg+Fe)為0.64～0.76。根據(jù)角閃石分類圖解(圖6)中，本區(qū)安山巖中角閃石為鎂角閃石和陽起石，鎂角閃石有變化到陽起石的趨勢，說明受到了后期熱液的蝕變；依據(jù)Giret (1980) 劃分的巖漿成因的角閃石和次生角閃石，陽起石的Ca+ AlⅣ= 1.90～1.95，小于2.5，屬次生角閃石，鎂角閃石Ca+AlⅣ=2.21～2.44，略小于2.5，說明鎂角閃石也受到了后期熱液的一定影響；在角閃石來源圖解(圖7)中，陽起石落入殼源區(qū)，鎂角閃石落入殼?；煸磪^(qū)。但鑒于陽起石為蝕變礦物屬次生角閃石，故其母巖漿應(yīng)與鎂角閃石投點結(jié)果一致，為殼?；煸葱?。

圖5 智博安山巖輝石Si-AlⅣ圖(據(jù)Kushiro，1960)Fig.5 Si-AlⅣ diagram of pyroxene in the Zhibo andesite (after Kushiro，1960 ) 1-拉斑玄武巖；2-不含似長石的堿性巖；3-含似長石的堿性巖1-tholeiitic basalts；2-alkaline rocks without feldspathoid；3-alkaline rocks with feldspathoid

樣號SiO2TiO2Al2O3TFe2O3MnOMgOCaONa2OK2OTotalZB0748.91.372.8113.470.3611.6920.240.670.0099.5ZB0848.41.924.4613.430.3211.7419.280.520.00100.08ZB0947.891.723.9313.410.3212.2819.110.640.0099.3ZB1049.071.343.7613.110.4112.6518.530.690.0199.58ZB1148.611.704.4013.430.5812.0918.160.970.0099.94ZB1248.971.834.7011.840.0811.8919.520.690.0099.52以6個氧原子為基準計算的陽離子數(shù)樣號SiAlⅣAlⅥFe3+TiFe2+MnMgCaNaKTotalWoEnFsZB071.8330.1240.0000.0850.0390.3040.0110.6530.8130.0490.0003.91145.9136.9017.19ZB081.7960.1950.0000.0270.0540.3590.0100.6500.7670.0370.0003.89543.1836.5920.24ZB091.7950.1740.0000.0940.0480.2940.0100.6860.7670.0460.0003.91443.9239.2716.81ZB101.8250.1650.0000.0590.0370.3180.0130.7010.7380.0500.0003.90742.0139.9118.07ZB111.8050.1920.0000.0740.0470.3110.0180.6690.7220.0700.0003.90942.4339.3118.25ZB121.8170.1830.0220.0000.0510.3420.0030.6580.7760.0500.0003.90143.7037.0419.27

測試時間：2012年2月；測試單位：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)。

表3 智博鐵礦安山巖中角閃石的電子探針分析數(shù)據(jù)(%)Table 3 Electron microprobe analyses of amphibole in andesite from the Zhibo iron deposit(in percentage)

測試時間：2012年2月；測試單位：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)；Mg#為Mg/(Mg+Fe2+)。

圖6 智博安山巖角閃石分類圖(據(jù)Leake et al.，1997)Fig.6 Amphibole classification of Zhibo andesite (after Leake et al.，1997)

圖7 智博安山巖角閃石來源投點圖(據(jù)姜常義等，1984)Fig.7 Projection diagram of the sources of amphibole in Zhibo andesite (after Jiang et al.，1984)

4.4 磁鐵礦

安山巖中磁鐵礦礦物的主要氧化物含量見表4，磁鐵礦具高TiO2，低MgO和Al2O3的特點。FeO含量多高于理論值(31.06%)，F(xiàn)e2O3含量低于理論值(68.94%)，其中SiO2(0.22%～0.37%)，TiO2(9.67%～11.07%)，F(xiàn)e2O3(45.48%～61.92%)，F(xiàn)eO(30.32%～41.14%)，MnO(0.07%～0.90%)。蝕變安山巖中磁鐵礦TiO2含量較低，僅為0.00%～0.02%，F(xiàn)eO、Fe2O3含量接近于磁鐵礦理論值，分別為Fe2O3(66.57%～68.16%)，F(xiàn)eO(31.12%～31.77%)。另外，SiO2含量為0.07%～0.59%，兩種磁鐵礦化學(xué)成分上的差異，可能暗示其成因的不同。

5 討論

5.1 巖石成因及構(gòu)造背景

單斜輝石的成分與巖漿和構(gòu)造環(huán)境有密切關(guān)系，特別是Ti、Al、Na等的含量對判斷巖漿系列和構(gòu)造環(huán)境有良好的指示作用(Le Base， 1962； Leterrieretal.，1982；sunetal.，1991)。孫傳敏(1994)研究指出火成巖中的Si與Al有互不相容的作用，其Si和Al可以作為確定母巖漿類型的標型元素。在輝石Si-AlⅣ圖(圖5)上大部分單斜輝石落入拉斑玄武巖區(qū)與不含似長石堿性巖區(qū)交匯區(qū)域，但在智博礦區(qū)以及整個大哈拉軍山組均無不含似長石的堿性巖發(fā)育(馮金星等，2010)，因此輝石Si-AlⅣ圖(圖5)中單斜輝石應(yīng)屬于拉斑玄武巖區(qū)，智博礦區(qū)安山巖的母巖漿應(yīng)為玄武質(zhì)巖漿。

表4 智博鐵礦安山巖中磁鐵礦的電子探針分析數(shù)據(jù)(%)Table 4 Electron microprobe analyses of magnetite in andesite from the Zhibo iron deposit(%)

測試時間：2012年2月；測試單位：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)。

Nisbet等(1973)對單斜輝石的成分進行了多元統(tǒng)計分析，建立了用F1、F2劃分構(gòu)造環(huán)境的判別圖(圖8)，其中：

在圖8中，部分單斜輝石在火山弧玄武巖+洋底玄武巖區(qū)域內(nèi)，部分在洋底玄武巖+板塊內(nèi)拉斑玄武巖范圍內(nèi)。由于巖漿快速冷卻，導(dǎo)致TiO2和Al2O3的富集(Leterrieretal.，1982)，使F2數(shù)據(jù)偏小。若不考慮TiO2和Al2O3的富集作用的影響，單斜輝石投點應(yīng)向上偏移，更傾向于火山弧玄武巖范圍內(nèi)。姜常義等(1995)巖石地球化學(xué)研究表明石炭紀火山巖形成于島弧環(huán)境，朱永峰等(2005)通過詳細的巖石學(xué)與巖石地球化學(xué)研究，認為大哈拉軍山組火山巖形成于古南天山洋的火山島弧。對于智博礦區(qū)火山巖，蔣宗勝等(2012)對其進行了詳細的巖石地球化學(xué)研究，結(jié)合馮金星等(2010)智博礦區(qū)火山巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)，在Th-Ta-Hf/3圖解、Zr/4-Y-Nb×2圖解、Nb/Th-Zr/Nb圖解及Nb/Yb-Th/Yb圖解中，均指示智博礦區(qū)火山巖具火山島弧玄武巖的特點。由此看來，輝石的礦物學(xué)特征與巖石地球化學(xué)特征指示的構(gòu)造背景具有一定的一致性，智博安山巖形成的構(gòu)造環(huán)境應(yīng)為火山島弧環(huán)境。

圖8 智博安山巖單斜輝石F1-F2圖解(據(jù)Nisbet等，1973)Fig.8 F1 versus F2 diagram of clinopyroxene in Zhibo andesite (after Nisbet et al.，1973) WPT-板塊內(nèi)拉斑玄武巖；WPA-板塊內(nèi)部堿性玄武巖；VAB-火山弧玄武巖；OFB-洋底玄武巖WPT-within plate tholeiite；WPA-within plate alkali basalt；VAB-volcanic arc basin；OFB-ocean floor basalts

眾所周知，高壓含水情況下，玄武巖很容易結(jié)晶出角閃石或形成角閃巖，而在造巖礦物的演化過程中，角閃石出現(xiàn)于無水硅酸鹽向含水硅酸鹽轉(zhuǎn)化的最初階段，直接反映成巖作用物化條件的轉(zhuǎn)變，故角閃石可作為指示成巖作用的標型礦物(陳光遠等，1987)。巖石中的鈣質(zhì)角閃石的化學(xué)成分可以反映其母巖漿的性質(zhì)(馬潤則等，1997，2001；肖淵甫等，1998)。姜常義等(1984)指出角閃石中TiO2和Al2O3的含量可以指示其母巖漿性質(zhì)，根據(jù)其建立的TiO2-Al2O3角閃石來源圖解(圖7)，圖中顯示陽起石落入殼源區(qū)，鎂角閃石落入殼幔混源區(qū)。而陽起石為后期熱液蝕變礦物，鎂角閃石才能較為真實反映其巖漿來源，所以其母巖漿應(yīng)屬殼幔混源系列。

由上述礦物學(xué)資料可知，智博鐵礦區(qū)安山巖的母巖漿屬于殼?；煸吹男滟|(zhì)巖漿，構(gòu)造環(huán)境為火山島弧環(huán)境。

5.2 溫壓條件

斜長石中Al的含量與壓力的大小有一定關(guān)系。前人研究表明，玄武巖巖漿在高壓結(jié)晶時，Al易于進入單斜輝石中，故高壓結(jié)晶的輝石富鋁，低壓結(jié)晶時Al易進入斜長石，因而低壓結(jié)晶的斜長石富鋁(Kushiro，1960；Thompson，1974；邱家驤，1987)。本區(qū)安山巖中斜長石中Al含量相對較高(>19.38%)，表明斜長石可能為低壓環(huán)境下結(jié)晶的產(chǎn)物。

智博安山巖中角閃石主要為陽起石和鎂角閃石，礦物學(xué)數(shù)據(jù)顯示它們都受到不同程度熱液作用的影響，遭受熱液蝕變致使成分上發(fā)生了一定的變化，不能真實反映其溫壓條件，故采用輝石對溫壓進行估算。

Thompson(1974)通過大量實驗研究，建立了以單斜輝石Al含量為參數(shù)計算不同類型玄武巖中單斜輝石結(jié)晶溫度和壓力的公式，在此基礎(chǔ)上，周新民(1982)總結(jié)了堿性玄武巖中單斜輝石的溫壓回歸方程：P(0.1GPa)=-7.5382+83.1692Al，T(℃)=1056.8986+902.7978Al (Al，以6個氧原子計算陽離子數(shù))。據(jù)此對本區(qū)玄武質(zhì)安山巖中單斜輝石的結(jié)晶溫壓進行估算(見表5)，結(jié)晶溫度為1205.677～1242.404℃，平均值為1225℃，結(jié)晶壓力為0.6168～0.9551GPa，平均值為0.795 GPa，對應(yīng)深度為26km(按1GPa≈33.0km換算結(jié)晶深度)。

表5 單斜輝石溫壓計算結(jié)果Table 5 Geothermobarometer calculations of clinopyroxene

由上所述，智博安山巖中單斜輝石結(jié)晶溫度為1225℃左右，結(jié)晶壓力約0.795GPa，結(jié)晶深度約26km。

5.3 熱液成礦作用

根據(jù)野外及鏡下觀察，智博礦區(qū)內(nèi)發(fā)育大量鉀長石化、綠簾石化等熱液蝕變，角閃石中陽起石也為蝕變礦物，說明智博鐵礦后期有大量熱液的侵入，并且離礦體越近蝕變越強烈，礦體中也發(fā)育大量綠簾石化、鉀長石化蝕變，條帶狀礦石(圖2g)、稀疏浸染狀礦石(圖2h)及網(wǎng)脈狀礦石即為熱液期形成的典型礦石，這些礦石中磁鐵礦與鉀長石、綠簾石密切共生(圖2i)，表明熱液作用與智博礦區(qū)磁鐵礦成礦有密切的聯(lián)系。

磁鐵礦礦物化學(xué)特征表明智博安山巖中磁鐵礦明顯分為兩種類型，一種是安山巖中晶形較小的磁鐵礦，其Ti含量較高；另一種是蝕變較強烈的安山巖中的磁鐵礦，其Ti含量較低。陳光遠(1987)研究指出，在不同的地質(zhì)作用下，磁鐵礦具有明顯的專屬性，據(jù)前人(林師整，1982；陳光遠等，1984；闕梅英，1984)整理的磁鐵礦平均化學(xué)成分表，晶形較小的磁鐵礦化學(xué)成分接近于中基性至超基性巖中副礦物成分；而蝕變安山巖中磁鐵礦接近于熱液成因的磁鐵礦，表明后期的熱液作用也參與了磁鐵礦成礦。

綜合野外、鏡下觀察及磁鐵礦礦物化學(xué)特征，說明智博礦區(qū)后期的熱液作用也參與了磁鐵礦成礦，對智博鐵礦的成礦有一定的貢獻。

6 結(jié)論

(1) 智博安山巖中斜長石主要為Na-高鈉長石，具低TiO2，高Na2O，高Al2O3的特點；輝石主要為普通輝石，具高TiO2，高Al2O3的特點；角閃石為鎂角閃石與陽起石，具低TiO2，高MgO，低Al2O3的特點；副礦物磁鐵礦具高TiO2，低MgO，低Al2O3的特點。

(2) 智博安山巖中輝石、角閃石礦物化學(xué)特征表明，智博鐵礦安山巖的母巖漿屬于殼?；煸吹男滟|(zhì)巖漿，構(gòu)造環(huán)境為島弧環(huán)境。

(3) 智博安山巖中單斜輝石結(jié)晶溫度為1225℃左右，結(jié)晶壓力約0.795GPa，結(jié)晶深度約26km。

(4) 智博礦區(qū)后期的熱液作用也參與了磁鐵礦成礦，對智博鐵礦的成礦有一定的貢獻。

致謝 野外工作得到了新疆自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院總工程師王磊、新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局教授級高工李鳳鳴、屈迅以及地礦局第三地質(zhì)大隊和十一地質(zhì)大隊的大力相助，匿名審稿專家認真細致地審閱了本文，并提出寶貴的修改建議，作者在此一并表示衷心的感謝！

[注釋]

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SHEN Li-jun1,2，DU Yang-song2，WANG Shu-xing3，LI Da-peng2,4，GE Song-sheng2,5，WANG Kai-hu6

(1. Shandong Provincial Research Institute of Coal Geology Planning and Exploration, Taian, Shandong 271000； 2. China University of Geoscience, Beijing 100083； 3. The 8th Institute of Geology and Mineral Exploration of Shandong Province, Rizhao, Shandong 276826； 4. Shandong Geological Sciences Institute, Jinan, Shandong 250013；5. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029; 6. China Chemical Geology and Mine Bureau,Beijing 100101)

Petrographic and mineralogical characteristics of andesite from the Zhibo iron deposit have been investigated through field investigations，and electron microscope and EMPA observations.The results indicate that the plagioclase is dominated by albite，characterized by low TiO2and high Na2O，Al2O3content.The pyroxene is mainly augite and contains high TiO2and high Al2O3.The amphibole is magnesiohornblende or actinolite that has low TiO2and Al2O3，and high MgO.The magnetite includes more TiO2and less MgO and Al2O3.The parental magma of the Zhibo andesite is basaltic magma derived from mixing sources of crust and mantle.Its tectonic environment is a volcanic island arc.The clinopyroxene crystallization temperature is about 1225℃；the crystallization pressure is about 0.795 GPa，and its corresponding depth is 26 km.The later hydrothermal action in the Zhibo iron deposit also involved in the magnetite’s formation，and the hydrothermal metallogenesis had a certain contribution to the formation of the Zhibo iron deposit.

andesite，petrography，mineralogy，petrogenesis and mineralization，Zhibo iron deposit

2012-06-17；

2013-01-04；[責任編輯]郝情情。

中國地質(zhì)調(diào)查局天山成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價項目(編號1212011120497)資助。

沈立軍(1988年—)，男，中國地質(zhì)大學(xué)(北京)在讀碩士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)。E-mail：cugbslj@gmail.com。

P588.144+P575.1

A

0495-5331(2014)02-0321-11