第十章 碱性中性、碱性、脉岩类

 

第十章  碱性中性、碱性、脉岩类

 

一、碱性中性侵入岩类

以正长岩为代表本类岩石的SiO₂含量同闪长岩近似，但稍偏高，平均约60%左右。σ=3.3～9,与闪长岩的主要区别是Na₂O和K₂O含量高，可达10%左右。Al₂O₃含量亦高，为15～20%，CaO含量很低。因而，它在矿物成分上的突出特点是出现大量碱性长石，斜长石和石英很少。暗色矿物也不多，一般小于20%，有时可出现碱性暗色矿物。

 

(一)常见岩石类型

按长石性质、石英的有无划分如下类型：

 

1.正长岩

除碱性长石外，可出现少量斜长石和石英，暗色矿物为黑云母、角闪石和辉石，按石英含量分为两种：

正长岩：石英含量0～5%；

石英正长岩：石英含量5～20%。

根据暗色矿物定名，如黑云母正长岩、角闪正长岩等。

 

2.二长岩

碱性长石和斜长石含量相近，石英与暗色矿物的含量和正长岩大致相同，因而也可分为二长岩和石英二长岩。

 

3.碱性正长岩

全部为碱性长石，不含斜长石，其特点是出现碱性暗色矿物，如霓辉石、霓石、碱性角闪石等。

 

4.基他变种

正长斑岩:矿物成分和正长岩相同，仅以其具斑状结构区别之。

微晶正长岩:矿物成分和正长岩相同，但以其具细粒结构为特征。

 

(二)次生变化

正长岩主要发生钠长石化、高岭石化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化和帘石化等次生变化。

 

(三)产状、分布和矿产

本类岩石自然界产出很少，据统计，连同与之相当的喷出岩(粗面岩)一起只占整个岩浆岩分布面积的千分之六(0.6%)。在产状上正长岩极少单独产出，主要与花岗岩或碱性岩共生。同花岗岩共生时，它作为花岗岩的边缘相存在，如瑞典的乌普拉萨、美国的弗蒙特、北京西山诸岩体；同碱性岩共生时，则它们之间构成复杂的碱性岩杂岩体，如四川南江、山西临县等地所见。

与正长岩有关的矿产不多，目前已知者有矽卡岩型铁矿。稀有、稀土和放射性元素矿产则多与碱性正长岩有关。新鲜而较纯的正长岩(暗色矿物极少或无)可作为陶瓷原料，富钾者可作为钾肥原料。

 

二、碱性中性喷出岩类

粗面岩是在成分上和正长岩相当的喷出岩，因此，也可分为粗面岩(相当于正长岩和碱长粗面岩(相当于碱性正长岩)。

 

1.粗面岩

多具斑状结构，斑晶中有钾长石也有斜长石，钾长石往往是透长石和正长石。基质是隐晶质(长石等)。岩石均为浅色，一般呈浅绿色、灰色或铁红色，块状构造。根据其暗色矿物种类可命名为云母粗面岩、角闪粗面岩和辉石粗面岩。

 

2.碱性粗面岩

同粗面岩的主要区别是斑晶由碱性长石(钾长石和钠长石)组成，含碱性暗色矿物，如霓辉石、钠闪石等。

 

3.角斑岩

是浅绿色、灰色、致密的角质状岩石，斑状结构。斑晶主要是钠长石或酸性斜长石，原生暗色矿物几乎不存在，多已被绿泥石、绿帘石、方解石所交代。有时具杏仁构造。

它本质上是一种富钠质的火山岩，同细碧岩、角斑岩共同组成细碧—角斑岩建造，是优地槽海底火山的产物。其成因同细碧岩相似。

 

三、碱性侵入岩类

以霞石正长岩为代表。碱性岩类主要是指K₂O和Na₂O含量很高,σ>9,因而含较多的副长石(如霞石)和碱性暗色矿物的岩石,不含石英。按SiO₂含量同样可分为:

中性碱性侵入岩：霞石正长岩；

基性碱性侵入岩：霞斜岩；

超基性碱性侵入岩：霓霞岩。

本类岩石岩性复杂，岩体小，多呈碱性杂岩体产出；自然界很少见，属稀少岩类，特别是霞斜岩(由霞石、基性斜长石和碱性暗色矿物组成)、霓霞岩(由霓石和霞石组成，不含长石)极为少见。本书仅介绍霞石正长岩。

霞石正长岩按SiO₂含量属中性岩，我国和世界上该类岩石的SiO₂平均含量是55.17%；FeO、CaO、MgO含量低；K₂O和Na₂O含量很高，一般大于10%，可高达16%。大量出现副长石(主要是霞石)，一般其含量大于10%，可达20%。碱性长石含量可达60%左右。碱性暗色矿物的含量通常是15～20%。副矿物中常出现含稀土元素的铌钽硅酸盐类。

岩石颜色较浅，多呈浅灰色、肉红色，比重小，一般是半自形粒状结构，有时矿物呈定向排列而成流状构造。岩体很小，自然界少见，出露面积不及整个岩浆岩出露面积的1%。主要同稀有、稀土和放射性元素的矿产有关。

 

(一)主要岩石类型及产地

根据结构和暗色矿物划分如下类型：

 

1.流霞正长岩：

主要矿物呈定向(流状)排列。是本类岩石中的常见类型。辽宁凤城、云南个旧均有产出。

 

2.云霞正长岩：

暗色矿物以黑云母为主。云南永平产之。

 

3.霓辉霞石正长岩：

暗色矿物为霓辉石。辽宁凤城、山西临县产之。

 

4.霞石正长斑岩：

具斑状结构，斑晶为钾长石。基质由霞石、钾长石和碱性暗色矿物构成。山西临县有产。

 

(二)次生变化

霞石不很稳定，它变化后多为沸石和钙霞石所代替。它也可变成长石和绢云母的集合体。在岩石中霞石经次生变化后常呈肉红色，使岩石具有一种“红疹状”斑点；或者它被溶蚀后岩石表面呈现出一个个小凹洞，颇具特色。

 

(三)产状、分布和矿产

1.产状

多呈岩床、岩盆、岩株以及韵律层状侵入体，单独产出者少见，绝大多数构成碱性杂岩体。

 

2.分布

自然界少见，我国辽宁凤城、云南个旧和永平、山西临县以及大别山、河南原阳、河北阳原有产出。世界上的著名碱性岩产地有苏联的科拉半岛、瑞典的阿尔诺岛(岩体直径约4公里)、挪威的奥斯陆、加拿大的蒙特利尔、南非的谢库库兰(135平方公里的岩体)等。

 

3.矿产

主要与稀有、稀土及放射性元素的矿产有关， 还可有磷灰石矿床。霞石正长岩中的长石和霞石可直接作为提炼铝的原料。总之，该类岩石分布很少，但与之有关的矿产不少，而且是一些重要矿种，因此它是值得注意研究的岩类。

 

四、碱性喷出岩类

响岩是本类的代表，与霞石正长岩成分相当的，呈灰色、浅灰色或灰绿色，具斑状结构或隐晶质结构，在斑状结构的岩石中斑晶主要由霞石和碱性长石组成，暗色矿物斑晶较少。

 

五、碳酸岩类

碳酸岩的化学成分以CaO和CO₂为主，CaO平均含量为41.96%，CO₂平均为37.87%，而SiO₂极低，平均3.86%。矿物成分以方解石为主，可有白云石。有少量硅酸盐矿物(霞石、霓石等)。副矿物有磷灰石、磁铁矿、锆石、独居石及其它稀有、稀土元素矿物。岩石呈粒状结构、块状构造，有时呈条带构造。

该类岩石的侵入岩常呈岩株、岩脉、岩墙产出，多数与碱性岩构成杂岩体。喷出岩则呈火山颈、熔岩流产出。1960年10月，坦桑尼亚东部的一个火山口喷出大量碳酸盐熔体，证明自然界存在碳酸盐岩浆，并可由它生成碳酸盐岩浆岩。

我国湖北竹山、四川南江、山西临县均发现有碳酸岩产出。国外产地亦极有限，到目前为止，仅在挪威、瑞典、德国、南非、肯尼亚、苏联(亚库特)、美国(亚利桑那)、巴西(东部的哈库皮兰加)和法国(拉凯尔)等国家的一些地区有少量产出，多与金伯利岩或碱性岩共生。

碳酸岩的含矿性基本上和碱性岩相同。有些碳酸岩岩体如南非帕拉博纳岩体富含铜的硫化物，成为一种独特的铜矿床。碳酸岩经一定处理后是良好的水泥原料。

 

六、脉岩类：伟晶岩、细晶岩、煌斑岩类

脉岩类是一种浅成侵入岩，因其呈岩脉、岩墙产出并常具有特殊的矿物成分和结构因而将它们单独归为一类。脉岩在物质成分上和空间分布上常与一定的侵入岩有关。

根据物质成分和结构特征，脉岩在物质成分上和空间分布上常与一定的侵入岩有关。

根据物质成分和结构特征，脉岩可分三类：伟晶岩、细晶岩和煌斑岩。

 

(一)伟晶岩类

顾名思义，构成这类岩石的晶体一般都很粗大，个别的甚至以米来衡量或以吨来计算。按矿物成分，前述的辉长岩、闪长岩、花岗岩、正长岩等均有其相应的伟晶岩，如辉长伟晶岩、闪长伟晶岩、花岗伟晶岩、正长伟晶岩等。伟晶岩中最常见、也最重要的是与花岗岩相当的花岗伟晶岩。所以，一般指的“伟晶岩”就是花岗伟晶岩；其余产出均很少，工业价值也不大。

花岗伟晶岩是由粗大的钾长石、石英、斜长石构成。常具文象结构。其附属矿物可达300多种。化学成分复杂，特别富含稀有、稀土及放射性元素，如Li、Be、B、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf、TR…等近50种，几乎占天然元素的一半。这些元素可富集成重要的矿床。

伟晶岩常与岩基或岩株状侵入体相联系，它既可以产于岩基、岩株内部，也可以分布于邻近的围岩中。伟晶岩脉在空间上往往成群出现。有时成千上万条伟晶岩脉聚集成一个大伟晶岩区。如新疆阿尔太伟晶岩区，已知伟晶岩脉两万余条。秦岭东段伟晶岩区有伟晶岩脉数千条，且多含稀有元素。

关于伟晶岩的成因争论很多，一种认为是富含挥发组份的岩浆在封闭条件下的结晶产物，一种认为是来自深部的气化—热液或岩浆结晶后的残余热液沿围岩裂隙进行交代的结果，在交代过程中小晶粒长成大晶体，并有稀有元素矿物沉淀。根据目前研究，伟晶岩形成的最小深度是2公里，温度在500～700℃之间。

 

(二)细晶岩

因岩石具细粒他形结构而得名，颜色较浅，不含或很少含暗色矿物，前述各大类岩石中常有与其成分相当的细晶岩，如辉长细晶岩、闪长细晶岩、花岗细晶岩等。其中以花岗细晶岩最常见，主要由细粒石英和长石组成，又称长英岩。

细晶岩含矿的可能性很小，在我国仅在华南某地发现有具工业价值的含钽细晶岩脉。关于细晶岩的成因，多数认为它是岩浆结晶冷凝后所残余的岩浆结晶而成，因含挥发份很少，这种残余岩浆中组分不易扩散，不利于晶体生长，故呈细粒它形结构。

 

(三)煌斑岩

富含暗色矿物，且以黑云母和角闪石最常见，多具斑状结构。斑晶为自形的角闪石和黑云母是其最大特点，硅铝矿物(长石)少，且分布于基质中。有的也可为细粒结构。不论基质或斑晶中的暗色矿物均呈完美的自形晶，此为煌斑岩所特有。常见类型如下：

 

1.云煌岩

它主要由黑云母、正长石组成，黑色，斑状结构，斑晶为自形的黑云母，新鲜的黑云母斑晶辉煌发亮。正长石分布于基质中。

 

2.斜云煌岩

与云煌岩的区别仅在于含斜长石，但二者肉眼不易鉴别开，常统称云母煌斑岩。

 

3.斜闪煌斑岩

由角闪石、斜长石组成，斑状结构，角闪石为斑晶。

煌斑岩呈脉状或岩墙产出，规模不大，长仅数米至数十米，其分布很广，以酸性岩侵入体中分布最多，有时也呈岩脉群分布，多数在岩体项部或边缘，少数在岩体附近的围岩中。我国研究较详细的煌斑岩有河北涞源、青海茶卡、北京八达岭及江苏宁镇山脉等地。

关于煌斑岩的成因，主要有两种观点，一种认为煌斑岩由岩浆物质直接结晶而成，是岩浆分异的产物，甚至认为是地幔岩浆源分异作用形成的，并推测在其中可能找到金刚石(地幔型煌斑岩)。另外一种观点则认为它是岩浆同化围岩后形成的，例如，基性岩浆同化花岗岩后即可形成煌斑岩。目前尚未发现煌斑岩同矿产的直接关系。