辽南地区岫岩玉成矿研究

　　摘要：通过对岫玉成矿的岩石组合特征及矿物的同位素分析，结合对成矿时代、成矿温度的测定，揭示了岫玉在空间及时间的演化规律，认为岫玉的成矿作用可划分为两个阶段：接触交代成矿阶段和热液蚀变成矿阶段。

　　关键词：岫玉;岩石组合;同位素分析：成矿作用;成矿模式。

　　中图分类号： F407 文献标识码：A 文章编号：

　　Abstract: Through the Xiuyan jade ore rock assemblage features and mineral isotopes are analysed. Based on metallogenic epoch, metallogenic temperature measurement.. It reveals the Xiuyan jade in the space and time evolution law. This paper argues that the Xiuyan jade mineralization can be divided into two stages：contact metasomatic stage of mineralization and hydrothermal alteration mineralization stage.

　　Key Words: Xiuyan jade; Rock assemblage; Isotope analysis; Mineralization; Metallogenic model.

　　一、地质背景

　　辽南地区岫玉产于中朝准地台、胶辽台隆，主要分布于营口～宽甸古隆起南侧的三家子～王家堡子复式倒转向斜中，另外在区域东南部的东港市合隆～长安一带以及宽甸红石砬子等地也有同类玉矿石产出。区域内褶皱及断裂构造发育，岩浆活动频繁，变质作用强烈，含矿地层为辽河群大石桥组变质变质岩系。岫玉多产于元古代壳型黑云二长花岗岩及辽河群富镁大理岩接触带附近的层间断裂中，含矿带多呈似层状，矿体多呈大小不等的透镜状、扁豆状，偶见网脉状及团块状，极少数矿体沿断裂发育，而形成规模相对较小的不规则脉状矿体。

　　二、地质特征及成矿条件分析

　　1、岩石类型及组合特点

　　岫岩玉矿主要赋存在厚层状白云石大理岩层中，特别是夹在白云石大理岩中的菱镁大理岩透镜体中。含岫玉菱镁大理岩主要由菱镁大理岩、白云石菱镁大理岩、蛇纹石化镁橄榄岩、蛇纹石化白云石菱镁构造片岩、滑石片岩、蛇纹透闪石片岩、蛇纹石化菱镁质糜棱片岩、碳酸蛇纹岩等组成，其中蛇纹石化糜棱状镁橄榄菱镁大理岩、滑石片岩及蛇纹石化菱镁质糜棱片岩等多呈分支复合带状展布。

　　通过对赋存岫玉大理岩矿物成分研究，根据成矿作用可分为变形变质作用形成的矿物组合及热液交代蚀变作用形成的矿物组合两种类型：两种变质作用形成的矿物共生组合类型见CaO、MgO、SiO2 三角形矿物共生组合图解1(a、b)，其中变形变质作用(a)形成的矿物组合类型有：1.透闪石—透辉石—橄榄石2.橄榄石—透辉石—白云石3. 透辉石—白云石—方解石4.橄榄石—白云石—菱镁矿等，这种矿物共生组合类似镁质矽卡岩;交代蚀变作用(b)形成矿物共生组合类型有：1.蛇纹石—透闪石—滑石2.白云石—蛇纹石—透闪石3.透闪石—白云石—方解石4.蛇纹石—白云石—菱镁矿等。这些由两种不同性质的变质作用形成的矿物常常在一起出现，它们之间互相交代，蚀变矿物以叶蛇纹石化为主，其次为纤维状蛇纹石及细鳞片状蛇纹石，交代镁橄榄石、白云石、菱镁矿及早期结晶的叶蛇纹石、透闪石、滑石，并且伴随有少量的水镁石化、绿泥石化、碳酸盐化、海泡石化、磁铁矿化等，多数为含H2O蚀变矿物，为水化作用的产物。

　　2、氢、氧同位素分析

　　含矿带中岫玉的形成需要有一种含有成矿物质的流体水是无可置疑的，但对流体水的来源则一直是讨论的热点。根据氢、氧同位素分析结果能够确定流体水的来源，不同成因的流体水其δ18O值各有差异，如：

　　岩浆水：δ18O=+5.5～+8.5‰;δD=(-40)～(-80‰);

　　变质水：δ18O=+5～+25‰;δD =(-20)～-(-65)‰;

　　海 水：δ18O=0‰;

　　大气水：δ18O=<0‰(Suk(1983)认为在(-4)～(-10)

　　北京大学地质系王时麒教授对岫岩地区蛇纹石和透闪石两种岫玉样品进行了氢、氧同位素采样分析，其中蛇纹石岫玉分析结果见表1，经换算成溶液的相应值投影到δD-δ18O‰关系

　　透闪石岫玉其分析结果经计算成溶液的相应值投影到δD—δ18O关系图3上，从表及图中可见透闪石岫玉成矿溶液主要靠近岩浆水的变质水范围内。

　　从两种类型岫岩玉中不同成因的水在图中的位置如图所示，均可看到变质水与岩浆水分配区有一重迭区间，结合岫玉常产出在酸性花岗岩体与白云石大理岩接触带的特征看，认为形成岫玉的流体为多源渗合而成，是区域变质水和岩浆水的混合热水成矿。

　　3、硅同位素分析

　　通过蛇纹石岫玉的硅同位素测定，其分析值见表3。从表上看蛇纹石岫玉的硅同位素测定值为0.1～0.2，与白云石大理岩中的硅质条带或结核的硅同位素值相差很远，而与角闪岩、变粒岩及浅粒岩等变质岩相近，落在花岗岩的硅同位素(-0.4～+0.4)值的范围内。

　通过对透闪石岫玉的硅同位素测定，其分析值见表4。从表看出透闪石岫玉的硅同位素值为-0.2～0.5，与蛇纹石岫玉相似，与白云石大理岩相差甚远，并靠近变质岩，在花岗岩的范围内。

　　由国土资源部矿产资源研究所测试 (资料来源于北京大学地质系)

　　综合以上特征，推测岫岩玉石的硅质来源于区域变质作用及岩浆活动，一部分来源于含硅变质粒岩及片岩中，另一部分来源于花岗岩。

　　4 、硫同位素分析

　　从透闪石岫玉中选取了共生的黄铁矿和磁黄铁矿，进行了硫同位素的测定结果见表5。

　　表5 硫同位素分析结果表

　　样品号W6—1W7—1W8W6—2W7—-2平均

　　矿物名称黄铁矿黄铁矿黄铁矿磁黄铁矿磁黄铁矿

　　δ34S13.518.014.98.216.014.1

　　从表中可以看出，本区透闪石软玉的硫同位素值为8.2—18，数值变化范围相对比较宽。投入到图4上与各类地质体硫同位素值相比较，偏离玄武岩和花岗岩数值范围，且处在沉积岩和变质岩的数值范围内，结合本区岫玉成矿成矿地质条件，区域内里尔峪组变质岩系中普遍含有黄铁矿推断岫玉中的硫应来源于变质岩。

　　5 、稀土元素的对比分析

　　通过采集蛇纹石岫玉及大理岩的样品进行稀土元素分析，从稀土配分图5看，岫玉与大理岩的稀土配分图形大同小异，非常相似，都是左高右低，轻稀土含量相对较高，曲线较陡，重稀土含量相对较低，曲线平缓，Eu或正异常或无异常。表明蛇纹石岫玉的稀土元素来源于赋矿围岩大理岩，继承了大理岩稀土配分特征。

　　6、 成矿时代

　　北京大学地质系王时麒教授采用Ar—Ar法对岫玉进行同位素年代的测定结果见表6，年代从8～18亿年，区间范围变化较大，但根据岫玉一般产出在元古代辽河群大石桥组白云石大理岩层与元古代花岗岩外接触带内，推论岫玉成矿为元古代(约18亿年左右)。

　　北京大学地质系同位素实验室 (资料来源于北京大学地质系王时麒)

　　8、成矿温度

　　岫玉矿物粒度较细，显微镜下采用均匀法进行包裹体的观察非常困难，采用爆裂法又无爆裂温度，因此利用岫玉中共生及伴生的黄铁矿及方解石来进行成矿温度测定，黄铁矿一般呈浸染状或团块状分布在岫玉中，属于成矿同期的共生矿物，通过9件样品的爆裂法温度测定结果可知，其成矿温度为195℃～392℃，测定结果。

　　方解石一般是呈脉状分布于岫玉中，常充填在岫玉的裂隙中，表明是成矿晚期产物，通过对2件样品的均一法测温结果可知，其成矿温度为121℃—223℃，测定及如果见表8。

　　三、岫玉的成矿模式

　　岫岩玉矿床的形成在空间上和时间上具有一定的演化规律，其在空间分布上具有明显的区域集中性，多赋存于辽河群大石桥组大理岩层及花岗岩接触带上，并且在时间上同18亿年发生的大规模的区域变质作用、花岗岩的侵入及造山运动相吻合。从稳定同位素分析、稀土元素分析结果可知，岫玉的成矿物质主要来自周围的变质岩层及花岗岩岩浆，岫岩玉的形成首先是花岗质岩浆岩与大理岩接触交代形成镁橄榄岩及硅镁石大理岩，之后经热液交代蚀变作用形成岫玉，镁橄榄岩的形成为岫玉矿体的形成奠定由橄榄石向蛇纹石转变的物质基础，因此，岫玉形成先后可划分为两个成矿阶段：1接触交代作用阶段，2热液交代蚀变作用阶段。这也是热液活动直接交代镁质大理岩，形成蛇纹石化的现象比较普遍，但很少形成岫玉矿的原因。

　　参考文献

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　　9.中国宝玉石资源大全——科技出版社2001年。