黑龙江省毛家屯花岗岩中碱性暗色矿物特征及其地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.02.03

现代地质 ›› 2019, Vol. 33 ›› Issue (02): 271-283.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.02.03

黑龙江省毛家屯花岗岩中碱性暗色矿物特征及其地质意义

秦锦华¹^,²(), 刘翠¹(), 邓晋福¹, 段培新¹, 郭娜³

1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037
3.中国地质调查局西安矿产资源调查中心(原武警黄金五支队),陕西西安 710100

收稿日期:2018-03-21 修回日期:2018-11-20 出版日期:2019-05-08 发布日期:2019-05-08
通讯作者: 刘翠
作者简介:刘翠,女,副教授,1973年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事岩浆作用与成矿方向研究。Email: liucui@cugb.edu.cn。
秦锦华,男,博士研究生,1992年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事岩浆作用与成矿方向研究。Email: qjh1992@qq.com。
基金资助:
中国地质调查局项目“侵入岩1/5万专题地质填图试点及新方法填图(DD20160123(DD-16-049, D1522))”“全国陆域及海区地质图件更新与共享(DD20190370)之中国典型地区洋陆转换的火成岩记录”;中国地质调查局项目(1212011121075);中国地质调查局项目(1212010911028);中国地质调查局项目(12120114020901);国家自然科学基金青年基金项目(NSFC40802020)

Characteristics and Geological Significance of Alkaline Melano-minerals in Maojiatun Granite, Heilongjiang Province

QIN Jinhua¹^,²(), LIU Cui¹(), DENG Jinfu¹, DUAN Peixin¹, GUO Na³

1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
3. Xi’an Mineral Resources Survey Center(No.5 Gold Geological Party of PAP),China Geological Survey,Xi’an,Shaanxi 710100,China

Received:2018-03-21 Revised:2018-11-20 Online:2019-05-08 Published:2019-05-08
Contact: LIU Cui

摘要/Abstract

摘要：

碱性暗色矿物作为具有特殊指示意义的矿物,其存在对岩浆演化过程具有重要的意义。毛家屯花岗岩体位于兴蒙造山带东部的小兴安岭—张广才岭南段,岩体内部发育碱性暗色矿物。以毛家屯岩体内部发育的碱性暗色矿物为研究对象,进行了矿物学和矿物化学电子探针分析。研究表明,碱性角闪石的类型为铁-镁铝钠闪石,具有富碱,尤其富钠、富硅、富铁、贫钙、镁、钛等特征。辉石的类型为霓辉石,化学特征上高硅-高钠,高铁,低钛、镁、铝、锰。碱性暗色矿物主岩为碱性岩,成因类型为铝质A型花岗岩类。毛家屯花岗岩碱性角闪石具有很低的M值,证明其来源于地壳物质的熔融。毛家屯花岗岩中碱性角闪石的特征指示,在结晶过程中,岩浆体系处于封闭还原条件,且岩体从中央到边部存在偏酸性和偏基性组分分带现象。结合前人的同位素和年代学方面的分析资料,认为毛家屯碱性花岗岩形成于造山后期伸展转换环境中。

关键词: 黑龙江毛家屯, 碱性暗色矿物, 成因, 造山后伸展, 碱性花岗岩

Abstract:

Existence of alkaline melano-minerals is of great indicative significance for magmatic evolution processes. The Maojiatun alkaline granite body is located at the southern part of the Little Xing’an range-Zhangguangcai range, which represents the eastern part of the Xingmeng orogenic belt. The intrusion is characterized by the presence of alkaline melano-minerals with high contents of alkali and iron. In this study, we analyzed the mineralogical and EPMA chemical characteristics of the alkaline melano-minerals in the Maojiatun granite. Our study shows that the amphibole is iron magnesium-alumina natrium amphibole, and is featured by being Si, Na and Fe rich, and Ca, Mg and Al poor. The pyroxene is aegirine-augite, which is characterized by having high Si, Na and Fe, and low Ti, Mg, Al and Mn. We have determined that the host rock is alkaline magmatite, and the genetic type is aluminum-type A granite. Maojiatun alkaline granite has low M value, which indicates that it may have come from the remelting of juvenile crust. During crystallization, the magma system may have been under a closed and reducing condition, and there is a distinct zonation of acid and basic rocks from the center to margin of the intrusion. We concluded that the Maojiatun alkaline granite was formed in a late orogenic transition setting.

Key words: Maojiatun in Heilongjiang Province, alkaline dark mineral, genesis, post-orogenic extension, alkaline granite

中图分类号:

P588.1

秦锦华, 刘翠, 邓晋福, 段培新, 郭娜. 黑龙江省毛家屯花岗岩中碱性暗色矿物特征及其地质意义[J]. 现代地质, 2019, 33(02): 271-283.

QIN Jinhua, LIU Cui, DENG Jinfu, DUAN Peixin, GUO Na. Characteristics and Geological Significance of Alkaline Melano-minerals in Maojiatun Granite, Heilongjiang Province[J]. Geoscience, 2019, 33(02): 271-283.

图/表 15

图1 毛家屯地区区域地质图 (a)东北地区构造简图,据Wu et al,2002 [10]修改;(b)毛家屯区域地质简图,据黑龙江区域地质调查所修改

Fig.1 Geologic map of the Maojiatun area

图2 毛家屯花岗岩体A—B剖面图

Fig.2 Cross section A-B profile map of the Maojiatun granite intrusion

图3 毛家屯岩体野外及显微照片 (a)岩体全貌图;(b)毛家屯花岗岩针柱状的暗色矿物;(c)、(d)碱性花岗岩镜下照片;Q.石英;Pl.斜长石;Kfs.钾长石;Aeg.霓辉石;Arf.钠铁闪石

Fig.3 Field photos and microphotographs of the Maojiatun granite intrusion

图4 毛家屯花岗岩中碱性暗色矿物镜下照片 (a)、(b)角闪石和辉石的交生关系;(c)、(d)蓝色角闪石;黄色虚线为角闪石和辉石接触边界;Arf.钠铁闪石;Aeg.霓辉石

Fig.4 Microphotographs of alkaline melano minerals in the Maojiatun granite

图5 毛家屯花岗岩中角闪石的电子探针分析点位

Fig.5 EPMA analysis spots of amphibole in the Maojiatun granite

图6 角闪石的(CaB+NaB)-NaB图解((a)底图据Leake等[15])和Mg/(Mg+Fe2+)-Si图解((b)底图据Leake等[16])

Fig.6 (NaB+CaB)-NaB((a) base map after Leake et al.[15])and Mg/(Mg+Fe2+)-Si diagram of amphibole ((b)base map after Leake et al.[16])

表1 毛家屯花岗岩中角闪石电子探针分析计算结果

Table 1 EPMA results of amphibole in the Maojiatun granite

测试点号	w_B/%									T占位				C占位
测试点号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	Si	^ⅣAl	Ti	总计	^ⅥAl	Ti
MJT1-1	49.00	1.39	0.51	34.35	1.04	0.06	1.12	7.58	1.95	7.64	0.09	0.16	7.89	0	0
MJT1-2	48.71	1.28	0.56	34.32	1.17	0.01	1.11	7.76	2.15	7.59	0.10	0.15	7.84	0	0
MJT1-3	49.82	1.33	0.41	33.72	1.08	0.13	0.84	7.74	2.21	7.74	0.08	0.16	7.97	0	0
MJT1-4	48.87	1.45	0.42	34.22	1.23	-	1.09	7.73	2.01	7.61	0.08	0.17	7.86	0	0
MJT2-1	48.79	1.34	0.45	34.84	1.28	0.01	1.21	7.77	1.86	7.55	0.08	0.16	7.79	0	0
MJT2-2	48.87	1.27	0.40	34.42	1.16	0.11	1.11	7.80	2.20	7.59	0.07	0.15	7.81	0	0
MJT3-1	51.15	0.71	1.41	35.36	0.70	0.01	0.30	7.04	1.18	7.87	0.13	0	8.00	0.13	0.08
MJT3-2	48.66	0.70	1.42	36.05	1.01	0.13	0.32	8.08	1.22	7.44	0.26	0.08	7.78	0	0
MJT6-1	49.37	1.26	1.13	35.15	1.13	0.07	0.68	7.25	1.46	7.64	0.21	0.15	8.00	0	0
MJT6-2	49.74	1.30	0.91	34.46	1.27	0.14	0.36	7.69	1.47	7.68	0.17	0.15	7.99	0	0
MJT12-3	48.06	0.96	1.36	35.74	1.18	0.19	1.24	7.34	1.28	7.42	0.25	0.11	7.78	0	0
MJT13-1	48.63	1.14	1.20	34.42	1.14	0.24	2.00	7.63	1.35	7.45	0.22	0.13	7.80	0	0
MJT13-2	48.18	1.24	1.22	35.00	1.05	0.28	1.87	7.72	1.38	7.37	0.22	0.14	7.73	0	0
MJT13-3	49.78	0.93	1.27	34.82	0.84	0.27	1.29	7.11	1.30	7.67	0.23	0.10	8.00	0	0.01
测试点号	C占位					B占位						A占位			占位总量
测试点号	Fe³⁺	Mg	Fe²⁺	Mn	总计	Mg	Fe²⁺	Mn	Ca	Na	总计	Na	K	总计	占位总量
MJT1-1	0	0.01	4.48	0.14	4.63	0	0	0	0.19	1.81	2	0.48	0.39	0.87	15.39
MJT1-2	0	0	4.47	0.15	4.63	0	0	0	0.19	1.81	2	0.53	0.43	0.96	15.43
MJT1-3	0	0.03	4.38	0.14	4.55	0	0	0	0.14	1.86	2	0.47	0.44	0.91	15.44
MJT1-4	0	0	4.46	0.16	4.62	0	0	0	0.18	1.82	2	0.52	0.40	0.92	15.40
MJT2-1	0	0	4.51	0.17	4.68	0	0	0	0.20	1.80	2	0.53	0.37	0.90	15.37
MJT2-2	0	0.03	4.47	0.15	4.65	0	0	0	0.18	1.82	2	0.53	0.44	0.97	15.44
MJT3-1	0	0	4.55	0.09	4.85	0	0	0	0.05	1.95	2	0.15	0.23	0.38	15.23
MJT3-2	0	0.03	4.61	0.13	4.77	0	0	0	0.05	1.95	2	0.45	0.24	0.69	15.24
MJT6-1	0	0.02	4.55	0.15	4.72	0	0	0	0.11	1.89	2	0.29	0.29	0.58	15.29
MJT6-2	0	0.03	4.45	0.17	4.65	0	0	0	0.06	1.94	2	0.36	0.29	0.65	15.29
MJT12-3	0	0.04	4.62	0.15	4.81	0	0	0	0.21	1.79	2	0.40	0.25	0.66	15.25
MJT13-1	0	0.05	4.41	0.15	4.61	0	0	0	0.33	1.67	2	0.59	0.26	0.86	15.26
MJT13-2	0	0.06	4.48	0.14	4.68	0	0	0	0.31	1.69	2	0.60	0.27	0.86	15.27
MJT13-3	0	0.06	4.49	0.11	4.66	0	0	0	0.21	1.79	2	0.34	0.26	0.59	15.26

表1 毛家屯花岗岩中角闪石电子探针分析计算结果

Table 1 EPMA results of amphibole in the Maojiatun granite

测试点号	w_B/%									T占位				C占位
测试点号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	Si	^ⅣAl	Ti	总计	^ⅥAl	Ti
MJT1-1	49.00	1.39	0.51	34.35	1.04	0.06	1.12	7.58	1.95	7.64	0.09	0.16	7.89	0	0
MJT1-2	48.71	1.28	0.56	34.32	1.17	0.01	1.11	7.76	2.15	7.59	0.10	0.15	7.84	0	0
MJT1-3	49.82	1.33	0.41	33.72	1.08	0.13	0.84	7.74	2.21	7.74	0.08	0.16	7.97	0	0
MJT1-4	48.87	1.45	0.42	34.22	1.23	-	1.09	7.73	2.01	7.61	0.08	0.17	7.86	0	0
MJT2-1	48.79	1.34	0.45	34.84	1.28	0.01	1.21	7.77	1.86	7.55	0.08	0.16	7.79	0	0
MJT2-2	48.87	1.27	0.40	34.42	1.16	0.11	1.11	7.80	2.20	7.59	0.07	0.15	7.81	0	0
MJT3-1	51.15	0.71	1.41	35.36	0.70	0.01	0.30	7.04	1.18	7.87	0.13	0	8.00	0.13	0.08
MJT3-2	48.66	0.70	1.42	36.05	1.01	0.13	0.32	8.08	1.22	7.44	0.26	0.08	7.78	0	0
MJT6-1	49.37	1.26	1.13	35.15	1.13	0.07	0.68	7.25	1.46	7.64	0.21	0.15	8.00	0	0
MJT6-2	49.74	1.30	0.91	34.46	1.27	0.14	0.36	7.69	1.47	7.68	0.17	0.15	7.99	0	0
MJT12-3	48.06	0.96	1.36	35.74	1.18	0.19	1.24	7.34	1.28	7.42	0.25	0.11	7.78	0	0
MJT13-1	48.63	1.14	1.20	34.42	1.14	0.24	2.00	7.63	1.35	7.45	0.22	0.13	7.80	0	0
MJT13-2	48.18	1.24	1.22	35.00	1.05	0.28	1.87	7.72	1.38	7.37	0.22	0.14	7.73	0	0
MJT13-3	49.78	0.93	1.27	34.82	0.84	0.27	1.29	7.11	1.30	7.67	0.23	0.10	8.00	0	0.01
测试点号	C占位					B占位						A占位			占位总量
测试点号	Fe³⁺	Mg	Fe²⁺	Mn	总计	Mg	Fe²⁺	Mn	Ca	Na	总计	Na	K	总计	占位总量
MJT1-1	0	0.01	4.48	0.14	4.63	0	0	0	0.19	1.81	2	0.48	0.39	0.87	15.39
MJT1-2	0	0	4.47	0.15	4.63	0	0	0	0.19	1.81	2	0.53	0.43	0.96	15.43
MJT1-3	0	0.03	4.38	0.14	4.55	0	0	0	0.14	1.86	2	0.47	0.44	0.91	15.44
MJT1-4	0	0	4.46	0.16	4.62	0	0	0	0.18	1.82	2	0.52	0.40	0.92	15.40
MJT2-1	0	0	4.51	0.17	4.68	0	0	0	0.20	1.80	2	0.53	0.37	0.90	15.37
MJT2-2	0	0.03	4.47	0.15	4.65	0	0	0	0.18	1.82	2	0.53	0.44	0.97	15.44
MJT3-1	0	0	4.55	0.09	4.85	0	0	0	0.05	1.95	2	0.15	0.23	0.38	15.23
MJT3-2	0	0.03	4.61	0.13	4.77	0	0	0	0.05	1.95	2	0.45	0.24	0.69	15.24
MJT6-1	0	0.02	4.55	0.15	4.72	0	0	0	0.11	1.89	2	0.29	0.29	0.58	15.29
MJT6-2	0	0.03	4.45	0.17	4.65	0	0	0	0.06	1.94	2	0.36	0.29	0.65	15.29
MJT12-3	0	0.04	4.62	0.15	4.81	0	0	0	0.21	1.79	2	0.40	0.25	0.66	15.25
MJT13-1	0	0.05	4.41	0.15	4.61	0	0	0	0.33	1.67	2	0.59	0.26	0.86	15.26
MJT13-2	0	0.06	4.48	0.14	4.68	0	0	0	0.31	1.69	2	0.60	0.27	0.86	15.27
MJT13-3	0	0.06	4.49	0.11	4.66	0	0	0	0.21	1.79	2	0.34	0.26	0.59	15.26

表2 毛家屯花岗岩体辉石电子探针分析计算结果(wB/%)

Table 2 EPMA results of pyroxene in the Maojiatun granite(%)

样品编号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Cr₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	总量	Si	^ⅥAl
MJT12-1	52.48	0.29	0.35	0.57	0	29.88	0.42	0.01	3.64	12.19	0.01	99.84	2.13	0.01
MJT12-2	52.06	0.25	0.22	0.07	0	30.36	0.33	0.07	3.14	12.66	0.02	99.18	2.13	0.01
样品编号	Ti	Cr	Fe³⁺	Fe²⁺	Mn	Mg	Ca	Na	Li	阳离子总量	Wo	En	Fs	Ac
MJT12-1	0.01	0.02	0.83	0.17	0.01	0	0.15	0.95	0	3.54	0.05	13.48	86.46	41.05
MJT12-2	0.01	0	0.91	0.12	0.01	0	0.14	1.01	0	3.54	0.36	11.64	87.99	43.14

图7 辉石Q-J(a)和Q-Jd-Ae(b)组分图解(底图据Morimoto等[17])

Fig.7 Q vs.J diagram and ternary Q-Jd-Ae discrimination diagram of pyroxenes

图8 岩体不同位置角闪石成分变异图

Fig.8 Variation diagrams of amphibole components in different parts of the intrusion

图9 角闪石Al/Si-Mg/(Fe+ⅥAl)((a)底图据薛君治等[25],1986)、Mg-(Na+K+Ca)-(Fe2++Fe3+)((b)底图据陈光远[20],1987)、Al2O3-TiO2图解((c)底图据姜常义等[26],1984)和Ca-(Fe2++Fe3+)-Mg图解((d)底图据谢应雯等[4],1990) 1.超基性岩浆角闪石;2.基性岩浆角闪石;3.中性岩浆角闪石;4.酸性岩浆角闪石;5.碱性岩浆角闪石;6.接触交代角闪石;7.区域副变质角闪石

Fig.9 Al/Si-Mg/(Fe+AlⅥ)(a), Mg-(Na+K+Ca)-(Fe2++Fe3+)(b), Al2O3-TiO2(c) and Ca-(Fe2++Fe3+)-Mg(d) diagrams of amphibole

表3 角闪石ΔNNO计算结果

Table 3 ΔNNO calculation results of amphiboles

样品号	MJT1-1	MJT1-2	MJT1-3	MJT1-4	MJT2-2	MJT3-1	MJT3-2
ΔNNO	-4.14	-4.12	-4.04	-3.78	-3.93	-4.08	-3.78
样品号	MJT6-1	MJT6-2	MJT12-3	MJT2-1	MJT13-1	MJT13-2	MJT13-3
ΔNNO	-3.93	-4.08	-4.06	-3.98	-4.00	-4.01	-3.92

图10 温度-氧逸度图解实线为氧缓冲线,据Eugster等,1962[32];虚线为毛家屯岩体中碱性角闪石的氧逸度;IQF.铁-石英-铁橄榄石组合;IM.自然铁-磁铁矿组合;IW.自然铁-方铁矿组合;WM.方铁矿-磁铁矿组合;NNO.镍-氧化镍组合;MH.磁铁矿-赤铁矿组合

Fig.10 Temperature vs. oxygen fugacity diagram

图11 角闪石的Ti-ⅣAl图解

Fig.11 Ti vs. ⅣAl diagram of amphibole

图12 角闪石的阳离子协变图

Fig.12 Variation diagrams of cations in amphibolite

参考文献 38

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[2]	韦栋梁, 夏斌, 张玉泉, 等. 滇西卓潘—六合碱性岩的辉石成分及其岩石化学特征[J]. 矿物岩石, 2005,5(2):15-19.
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黑龙江省毛家屯花岗岩中碱性暗色矿物特征及其地质意义

Characteristics and Geological Significance of Alkaline Melano-minerals in Maojiatun Granite, Heilongjiang Province

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