湖南锡田花岗岩体岩石学特征及地质意义

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摘 要：本文从宏观方面报道了湖南锡田岩体岩石学结构、构造方面的特征；对岩体中发育的流面构造，边缘向斜，钾长石、斜长石巨斑晶，共结结构，闪长质包体以及聚斑团块进行解译，并对其地质意义进行了探讨。

关键词：锡田岩体；流面构造；长石巨斑晶；共结结构；闪长质包体

0 引言

湖南锡田岩体位于湘东茶陵县城东25km处，属湖南省茶陵县、江西省井冈山境内。岩体出露面积约238km2，有大小不等的侵入体40多个，岩体侵入于下古生界地层之中，围岩均发生较强的大理岩化、角岩化、矽卡岩化等热接触变质作用，岩体北西侧被白垩纪红层覆盖[1]，空间展布形态呈近南北向的葫芦状（图1），为一个复式岩基。锡田地区大地构造位置上位于南岭中段、扬子板块与华夏板块间的钦—杭结合带中部，茶陵—郴州深大断裂东侧（图1）。国土资源大调查以来，锡田岩体找矿成果突出，已探明钨、锡资源量32万吨，具有巨大的找矿潜力[2]，因此对锡田岩体岩石学结构、构造方面的研究，探讨其岩体成因、富矿岩石等信息具有重要意义。

1 锡田岩体的侵入接触特征、流线构造

锡田岩体牛皮垅处花岗岩与围岩呈“假整合”侵入接触，其侵入接触面与围岩的变余层产状基本相同（图2 a），均为（190°∠40°）；在侵入接触的内接触带，可见岩浆侵位形成的冷凝边，冷凝边在岩体的不同部位宽窄不一，从几厘米到十几厘米不等，岩性为二长花岗岩，呈细粒花岗结构（岩体边部的主体岩性为中粗粒花岗结构），含少量长石斑晶，在岩体内接触带，偶见岩体侵位时捕获的围岩碎块；在岩体侵入接触的外接触带，热接触变质明显，变质带宽200—1000m不等，有角岩化、大理岩化等；在近岩基的热接触变质带，广泛发育有侵位诱发的边缘向斜构造， 边缘向斜是岩基侵位在围岩中形成的具特色的褶皱构造之一，其规模大小不一。

岩体边部的中粗粒斑状黑云母二长花岗岩发育流面构造（图2 b），流面产状（160°∠35°），可见自形板状斜长石斑晶（图3 a）、扁平椭圆状捕掳体（图3 b）长轴呈平行排列。流面上的斑晶斜长石、钾长石为自形晶，无塑性变形；基质斜长石、钾长石、黑云母及石英为岩浆结晶矿物，呈中粗粒花岗结构，未见重结晶。据王涛（1990）将花岗岩中发育的流面构造划分为岩浆流动形成和构造作用形成两种。锡田岩体围岩接触面产状和流面产状基本一致，花岗岩组成矿物未见构造变形，因而流面构造为岩浆流动过程中形成，而非构造成因，而斜长石斑晶、扁平捕虏体的定向方位指示了岩浆侵位时的流动方向。

岩体边部的流面构造（矿物长轴方向）与岩体侵入接触界线倾向产状趋于一致，在岩体内接触带中发育冷凝边及可见围岩碎块，岩体外接触带变质特征明显，而且发育边缘向斜构造，表明锡田岩体以膨胀方式扩展侵位空间的主动侵位特征。

2 钾长石、斜长石巨斑晶

锡田岩体主体岩性中粗粒斑状黑云母二长花岗岩（ηγT3b）中发育含10%左右的钾长石巨斑晶[据路风香（2002），粒径大于1cm的矿物，可称巨晶]，巨斑晶（如图4 a）呈半自形宽板状，大小不等，一般4×6cm，个别更大，且分布不均匀。钾长石巨斑晶的新鲜断面上，可见环带结构和卡氏双晶，巨斑晶中包裹有斜长石、石英、黑云母等细粒矿物，包裹矿物呈同心环状排列，显示出环带特征；斑晶边缘凹凸不平，呈齿状轮廓，且有大量的石英、黑云母出现。钾长石巨斑晶中出现简单双晶、环带结构，斜长石、黑云母包裹体，因而钾长石巨晶是岩浆成因的[3—4]。钾长石巨晶的形成是岩体侵位后，首先结晶出斜长石、黑云母、石英等矿物，其后钾长石开始成核结晶[5]。在钾长石结晶的过程中，环境振荡、早结晶的矿物不断的迁移，正在结晶的钾长石捕获了这些迁移的矿物，因而在晶体内形成斜长石、黑云母等矿物包裹体。钾长石巨斑晶中呈环带状分布的包裹体，标志着结晶条件的改变，是温压变化的转换界面[3]。

中细粒斑状黑云母二长花岗岩（ηγT3c）中含8 %左右的斜长石巨斑晶，巨斑晶呈长条状、自形板状，大小2×5cm，大者到3×10cm，在岩石中呈不均匀分布；斜长石巨斑晶中环带结构发育，环带清晰，巨斑晶与基质的接触界线平直（如图4b），表明斜长石巨晶与基质为同时结晶[6]。此时的温压条件及岩浆组分，对斜长石的快速生长极其有利，这时结晶出来的刚性晶体，在熔体中处于一种似悬浮状态[7]，晶体之间没有相互挤压及塑性变形 ，生长空间也相对充足，因而形成自形板状的斜长石巨晶。

斜长石、钾长石巨斑晶环带结构的发育，是晶体在不同温度和压力交互作用下，其生长的过程中不断地与环境（熔体）发生能量和物质交换，通过能量耗散、成分变化过程形成一种宏观时空有规律的结构[8—9]。因此，钾长石、斜长石巨晶的形成环境，是温压条件不断变化的振荡的环境中结晶而成。

3 共结结构

锡田岩体潭前处中粗粒斑状黑云母二长花岗岩呈共结结构（图5a），斑晶钾长石呈半自形—他形板状，大小3×6cm左右；石英斑晶呈他形粒状，大小1cm左右，石英斑晶嵌生在钾长石斑晶边部及其中。表明岩浆冷却时，结晶路线直达共结点，钾长石和石英同时结晶而交生在一起[6]。

然而，在斑晶周围，分布中粗粒的斜长石、黑云母及石英粒（图5b），这些矿物充填于斑晶的裂隙中，可见结晶时间明显晚于斑晶，说明中粗粒斑状黑云母二长花岗岩是两阶段结晶的产物。

4 闪长质包体及钾长石聚斑团块

锡田岩体中细粒斑状黑云母二长花岗岩中广泛发育暗色闪长质包体（图6a），包体呈微细粒结构，矿物的粒径在0.3—1.2mm间，由斜长石（60%—70%）、黑云母（约15%—25%）、石英（约10%—20%）、少量的钾长石组成，含有副矿物锆石、磷灰石等。斜长石呈半自形板状，黑云母呈半自形板片状，石英呈它形粒状充填于斜长石、黑云母的间隙，副矿物磷灰石呈针状，长宽比可达1：30。获得闪长质包体及其寄主花岗岩的LA—ICP—MS锆石U-Pb年龄分别为（145.09±0.63）Ma、（150.04±0.52）Ma（年龄数据在中国地质待刊），表明闪长质包体和寄主花岗岩形成于晚侏罗世。闪长质包体中发育淬冷边，反向脉及钾长石、斜长石捕获晶；淬冷边宽5—10mm，颜色较包体深，呈微细粒结构或玻璃质；闪长质包体中反向脉呈细脉状，偶尔可见；钾长石、斜长石捕获晶有的位于包体与寄主岩石的接触边界上，有的部分挤入包体，部分留在寄主岩石中，有的则完全被包体捕获。上述特征表明，闪长质包体是岩浆混合成因的。

岩石中局部可见钾长石聚斑团块（图6 b），大小在十几厘米到几十厘米不等。团块有两种，一种是由暗色包体和钾长石斑晶组成，钾长石斑晶以包体为中心在其边缘聚集；另一种仅由钾长石斑晶聚集而成。上述两种团块的钾长石巨晶间隙中均充填中粗粒的斜长石、石英、黑云母等矿物。一般而言，钾长石聚晶团块常与暗色包体共生，呈正相关关系，但也有不相关的情况[10]。聚斑团块与暗色包体的共生关系，可能是由于巨斑晶在岩浆里运移过程中， 遇到呈固态的暗色包体受阻而聚集所致[3]。另外，岩浆在运移的过程中，岩浆的流动速度、斑晶的大小的差异，也能导致局部斑晶的聚集，呈现不均一分布。

5 主要的地质意义

（1）锡田岩体内接触带及其边缘发育流面、流线构造，内接触带中可见围岩碎块以及外接触带热接触变质特征和发育边缘向斜构造，表明锡田岩体以膨胀方式扩展侵位空间的主动侵位特征。

（2）锡田岩体中发育斜长石、钾长石巨斑晶，并且斑晶中环带、矿物包裹体发育，表明巨斑晶是温压条件不断变化、振荡的环境中结晶而成；而在共结结构的花岗岩中，清晰可见两个时代的结晶矿物，表明锡田岩体是多阶段侵位的花岗岩体，陈迪等（2013）获得锡田岩体锆石U—Pb 年龄230.4±2.3Ma、215.7±3.3Ma、151.6±2.8Ma、141.6±4.1Ma也表明锡田岩体是多阶段侵位的花岗岩。

（3）锡田岩体中的闪长质包体具有淬冷边、反向脉，含有捕获晶钾长石、斜长石以及发育针状磷灰石，表明闪长质包体是岩浆混合成因的；而钾长石聚斑团块的发育表明，基性岩浆注入酸性岩浆过程中发生岩浆混合作用，快速冷凝的基性岩浆在运移的过程中受到熔体中钾长石的阻力而聚结成团块。

参考文献：

[1] 马铁球， 柏道远， 邝军， 等. 湘东南茶陵地区锡田岩体锆石SHRIMP定年及其地质意义[J]. 地质通报， 2005， 24 （5）： 415-419.

[2] 蔡新华， 贾宝华. 湖南锡田锡矿的发现及找矿潜力分析[J]. 中国地质， 2006， 33 （5） ： 1100-1108.

[3] 白宜真. 北京大庄科花岗岩岩体中钾长石巨斑晶的岩浆结晶成因特征[J]. 河北地质学院学报， 1986， 9 （2） ：123-133.

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[5] 李小伟， 莫宣学， 赵志丹， 等. 花岗岩类中钾长石巨晶成因研究进展[J]. 矿物岩石地球化学通报. 2010 （9） ： 210-215.

[6] 路凤香， 桑隆康， 邬金华， 等. 岩石学[M]. 地质出版社. 2002。

[7] 王涛， 刘先文. 花岗质岩石中岩浆面理和构造面理鉴别标准的评述[J]. 世界地质，1990 （4） ： 188-194.

[8] 何安明. 斜长石环带结构成因机理研究[J]. 西安地质学院学报.

[9] 何安明. 斜长石环带结构与相干结构[J]. 西安地质学院学报，1989（11）.

[10] 王德滋， 谢 磊. 岩浆混合作用：来自岩石包体的证据[J]，高校地质学报， 2008 （1） ： 16-21.

[11] 陈迪， 马爱军， 刘伟， 等. 湖南锡田花岗岩体锆石U—Pb年代学研究[J]. 现代地质， 2013， 27 （4）： 1—12.

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