广西大化金伯利岩类岩石的岩石学特征

郑 翔，彭懋媛，胡贵昂，陆 刚，黄祥林

（广西区域地质调查研究院，广西　　桂林 541003）

广西大化金伯利岩类岩石的岩石学特征

郑 翔，彭懋媛，胡贵昂，陆 刚，黄祥林

（广西区域地质调查研究院，广西桂林 541003）

产于广西大化县的金伯利岩类岩石钾镁煌斑岩及金伯利斑岩，经岩石化学、重砂、岩矿鉴定、电子探针等分析，其主要化学成分为SiO2（42.60%～42.69%）、Al2O3（10%～11.07%），K2O＞Na2O、K/Al= 0.874 6～1.037 9、K/Na=4.970 7～5.215 6；主要矿物含铬，有含铬金云母（Cr2O31.05% ～1.72%）、含铬橄榄石（Cr2O30.1%～0.64%）、含铬透长石（Cr2O30.06%～0.2%）、含铬透辉石（Cr2O30～0.1%）、铬尖晶石、碳硅石等；岩石中微量元素Cr（404.9～478.6）×10-6、Ni（168.6～222.9）×10-6、Co（28.27～39.75）×10-6、Nb（36.55～50.19）×10-6，含量较高。岩石具同种矿物多世代结构、煌斑结构、卵斑结构，基质具隐晶质-显微球粒状结构、显微柱粒状-显微放射状结构、显微席状交织结构。岩中包体（捕掳晶、捕掳体）含量高，包体种类既有同源包体亦有异源包体。

金伯利斑岩；钾镁煌斑岩；化学成分；矿物成分；大化；广西

笔者等于2011年开展1∶25万广西南丹县幅区域地质调查工作中，首次发现了金伯利岩类岩石钾镁煌斑岩与金伯利斑岩（前人曾定名为云斜煌斑岩），岩管位于大化县雅龙乡南东，产于北北东向与北西向断裂交汇处，侵入上泥盆统融县组灰岩和泥岩中。露头可见长度＞50 m、宽度＞30 m，并沿北北东向延伸零星分布，倾向南东，倾角较陡，多为负地形。2012年经广西区域地质调查研究院与中国地质科学院矿产资源研究所共同采样，取金云母作同位素年龄测定，其40Ar/39Ar坪年龄为98.4±1.2 Ma。

金伯利岩类岩石是一种偏碱质（钾质）的、以浅成-超浅成相为主的超基性岩。钾镁煌斑岩与金伯利岩同属碱质超基性岩，一些学者认为二者成分是过渡的，均产在地台，与深大断裂有关，二者差异只是成岩作用上有差异，分异凝结不同。IUGS分类方案中，将钾镁煌斑岩划归金伯利岩类［1］。

1　岩石化学特征

1.1一般特征

显微镜观察，该类岩石可分钾镁煌斑岩与金伯利斑岩两个类型。在野外观察，这两种岩性无法区分，二者关系不清。岩石新鲜面呈灰绿-暗绿色，强碳酸盐化、微蛇纹石化、微绿泥石化及不均匀的钾长石化，风化后呈浅褐灰色。肉眼可见1～7 mm的金云母及碳酸盐化橄榄石晶体，岩石具同种矿物多世代结构、煌斑结构。岩中包体（捕掳晶、捕掳体）含量高、包体种类既有同源包体亦有异源包体。

1.2主要化学成分及微量元素标型特征

岩石化学分析结果见表1，其中：SiO242.60%～42.96%，Al2O310% ～11.07%，MgO 3.55%～5.02%，K2O 6.62%～7.10%，Na2O 1.42%～1.59%，K2O＞Na2O，含挥发分CO210.05% ～11.50%，H2O 0.95% ～1.27%。K/Al＞0.8，在0.874 6～1.037 9；K/Na＞3，在4.970 7～5.215 6。岩石中微量元素（wB/10-6）Cr（404.9～478.6）、Ni（168.6～222.9）、Co（28.27～39.75）、Nb（36.55～50.19）含量较高。据电子探针分析，主要矿物含铬，其中：金云母含 Cr2O31.05% ～1.72%，含TiO21.82%～4.13%（捕掳体、捕掳晶中的金云母不含铬，一般含钛稍高）；橄榄石含Cr2O30.1% ～0.64%，透长石含 Cr2O30.06% ～0.2%，同时含TiO21.22% ～2.5%；透辉石Cr2O30～0.1%，钛铁矿中含MgO 0.66%～1.05%。上述化学成分特征，基本符合钾镁煌斑岩的划分标准和原则［1-5］。

表1　广西大化金伯利岩类岩石化学成分Table 1 Chemical compsition of kimberlite petrographic category in Dahua，Guangxi wB/%

据靳是琴等［6］研究，金伯利岩中含碳可达1.9% ～4.3%，橄榄石中含Cr2O30.02% ～0.38%是金刚石高含量的标志。本地区金伯利岩类岩石中含碳达2.73% ～3.389%。橄榄石含 Cr2O30.1% ～0.64%。这对寻找金刚石矿有重要指示意义［7］，当然，也要考虑不同矿区指示意义可能有所不同。

2　岩石类型及特征

2.1岩石类型

据显微镜观察，岩石以钾镁煌斑岩为主，其次是金伯利斑岩。在2011年所采集蚀变较轻的13块标本中，7625-3、4、5、6、7为碳酸盐化橄榄金云钾镁煌斑岩；在7625-3橄榄金云钾镁煌斑岩中，含橄榄金云金伯利斑岩团块（2～30 mm），二者呈渐变过渡关系；7635-14为碳酸盐化橄榄金云金伯利斑岩。主要矿物都具有3个世代，具同种矿物多世代特征。

2.1.1碳酸盐化橄榄金云金伯利斑岩 斑晶：主要由第1和第2世代呈浑圆状含铬金云母（粒度（0.2 mm×1 mm）～（1 mm×7 mm））及浑圆状、卵圆状含铬橄榄石（0.2～2.2 mm）组成，使岩石形成同种矿物多世代结构。金云母、橄榄石晶体边缘常被熔蚀，具含镁钛铁矿和碳酸盐矿物反应边，或者金云母也沿橄榄石边缘交代，形成反应边结构、变余卵斑结构、交代结构。岩石局部受应力作用，部分金云母晶片已揉皱，含铬橄榄石斑晶已碎裂（图1）。

基质：主要由第3世代的显微针柱状含铬金云母组成，其间夹杂有极微量含铬透辉石（＜0.2 mm）及微量显微针柱状磷灰石、含镁钛铁矿等。呈变余席状交织结构（图1）。

岩中含各种同源和异源包体，因同化混染作用，使岩石呈不清晰的角砾状或斑杂状构造。

岩石中常见显微放射柱状含铬透长石呈微-细脉状穿插于岩石裂隙中交代岩石。

2.1.2碳酸盐化橄榄金云钾镁煌斑岩 钾镁煌斑岩的矿物成分与金伯利斑岩相当，但是，斑晶晶形及其大小、基质组分、结构与金伯利岩有所不同。钾镁煌斑岩以富钾特征最为明显，分异凝结时出现了大量含铬透长石。岩石除强烈碳酸盐化外，透长石同化混染、交代强烈。矿物晶形不同于金伯利斑岩，主要区别是：第1世代橄榄石斑晶不呈浑圆状，不具卵斑结构而呈碎裂自形晶，呈六方双锥和平顶六方双锥（图2），晶体稍大（0.2～3 mm）。斑晶具同种矿物多世代结构、变余煌斑状结构、交代结构，其基质不具席状交织结构，于岩体边缘呈变余隐晶质-变余显微球粒状结构（图2a、c），岩体内部呈变余显微柱粒状结构（图2b）。镜下可见钾镁煌斑岩与金伯利斑岩团块呈渐变过渡关系。

图1　金伯利斑岩显微照片　　（-）Fig.1 Micrograph of kimberlite-prophyry Phl—金云母；“Ol”—橄榄石假晶

图2　钾镁煌斑岩显微照片　　（-）Fig.2 Micrographs of lamproite

斑晶：主要由第1、2两个世代呈半自形-自形晶片状的含铬金云母（粒度多在（0.2 mm×1 mm）～（1 mm×7 mm））、长六方双锥及平顶长六方双锥状含铬橄榄石（粒度0.2～3 mm）及微量自形晶柱粒状含铬透辉石（0.2～1 mm）组成。其中，含铬金云母微硅化或微碳酸盐化；含铬橄榄石与含铬透辉石（可见近似正方形的八边形横切面）多已碳酸盐化，微蛇纹石化、微绿泥石化（图3c）。各种斑晶普遍具含镁钛铁矿和碳酸盐类矿物反应边（图2），部分具金云母反应边（图2a），使岩石具同种矿物多世代结构、反应边结构、煌斑结构。

基质：有显微长柱状含铬金云母（＜0.2 mm）、显微放射柱状（＜0.2 mm）及显微球粒状含铬透长石、碳酸盐化透辉石（＜0.2 mm）、显微粒状橄榄石（＜0.2 mm）及微量显微针柱状磷灰石（粒度≤0.1 mm）、柱粒状钛铁矿（粒度＜0.1 mm）等。形成变余显微放射柱状结构、变余显微柱粒状结构（图2b）、变余隐晶质-显微球粒状结构（图2a、c）。

岩石中含有金伯利斑岩团块及各种异源、同源包体，透长石脉沿岩石裂隙交代，使岩石形成不清晰的角砾状构造、斑杂状构造。

2.2岩石矿物成分

岩浆期主要矿物有：含铬金云母（28%～48%）、含铬橄榄石（18%～30%）、含铬透辉石及透辉石（11%～15%）、含铬透长石（0～20%）、碳硅石（＜1%）、含铬尖晶石（＜1%）、含镁钛铁矿（＜1%）、钛铁矿（＜1%）、铬铁矿（＜1%）、磷灰石（＜1%）、锆石（＜1%）、金红石（＜1%）等。

岩浆期后蚀变矿物及热液交代矿物：碳酸盐类矿物（16%～28%）、含铬透长石（2%～20%）、绿泥石（0～5%）、蛇纹石（0～5%）、石英（0～5%）、黄铁矿（＜1%）、褐铁矿（＜1%）、赤铁矿（＜1%）、毒砂（＜1%）。

据人工重砂分析，在副矿物中含有微量灰绿色碳硅石碎屑、微量呈浅肉红色-浅褐红色石榴子石碎屑以及铬尖晶石等，详见表2。

2.3主要矿物特征

（1）含铬橄榄石（橄榄石）。多碳酸盐化、微蛇纹石化，多呈破裂假晶，具变余弧状裂纹。常见2～3个世代，大小为0.1～2.2 mm，≥0.2～2.2 mm者为斑晶。在钾镁煌斑岩中，第1世代斑晶较自形，呈六方双锥或平顶六方双锥自形晶岀现（图2），个别橄榄石还具金云母反应边（图2a）；在金伯利斑岩中，第1世代斑晶常被溶蚀成浑圆状、卵圆状，形成卵斑结构，第2、3世代晶体稍自形，均具含镁钛铁矿和碳酸盐反应边。

表2　广西大化金伯利岩类岩石的副矿物成分Table 2 Accessory mineral of kimberlite petrographic category in Dahua，Guangxi

（2）含铬金云母（金云母）。呈半自形-自形晶片状（（0.2 mm×1 mm）～（1 mm×7 mm）为斑晶，＜（0.2 mm×1 mm）者为基质），显微长柱-针柱状，解理沿（001）极完全，Ng—浅黄色-褐黄色、Np—无色或浅黄、浅褐黄色，具弱多色性，Ng =Nm＞Np正吸收性，（-）2V=0°～5°、5°～10°，常见3个世代，其中1、2世代往往是过渡的。局部因受应力作用，其粗大的晶片已破碎或揉皱弯曲，常见微量金云母沿橄榄石晶体裂隙和边缘交代（图2）。

金伯利斑岩中，第1世代金云母（斑晶）呈浑圆形、卵圆形片状，具含镁钛铁矿、碳酸盐矿物反应边，晶片中常包裹有钛铁矿、锆石，偶见碳硅石。同时，于基质中，大量第3世代金云母呈显针柱状，交织分布，形成显微席状交织结构（图1）。

钾镁煌斑岩中，3个世代金云母均呈自形-半自形晶，在岩体边缘可见极少量碎屑状镁铁黑云母（0.2 mm±）捕掳晶与金云母相伴沿定向分布（图3d）。

将其光性特征、化学成分与国内外金伯利岩中的金云母进行了比较，其光性特征与国内各地金伯利岩中的金云母光性特征基本相当（表3）；其化学成分与国内及世界各地金伯利岩中的金云母成分也很相近（表4）。

（3）含铬透长石。Na2O 0.41% ～5.96%，K2O 6.58%～13.44%，K＞Na，含Cr2O30.01% ～0.21%，N＜树胶，于岩体边缘呈隐晶质-显微球粒状，岩体内部呈显微放射柱状，干涉色呈一级灰白，b‖Ng，a∧Np=5°，常呈放射状聚集晶体，不匀匀地分布于钾镁煌斑岩基质中；部分含铬透长石聚集体呈脉状，沿裂隙交代岩石；部分在金云母团块中与之共同组成包体（图3a）。

（4）含铬透辉石（透辉石）。晶体呈自形晶短柱状，多已碳酸盐化、微绿泥石化，可见近似正方形的八边形横切面，颗粒大小不等，0.05～0.2 mm，主要分布于钾镁煌斑岩基质中（图3c）。

（5）磷灰石。呈显微短柱状-显微针柱状，偶尔可见2个世代，主要分布于基质中。

（6）含镁钛铁矿（钛铁矿）。呈显微柱状，其中含MgO 0～0.66%，金云母包体中钛铁矿含MgO 1.05%。含镁钛铁矿中MgO的含量对岩石的含矿性有重要指示意义［7］。

金伯利岩类岩石产状特殊，来自深源（达260 km），岩浆上升又是一个相当复杂而漫长的过程。在这漫长的过程中矿物结晶先后不同。据镜下观察，本区矿物结晶顺序见表5。

表3　广西大化金伯利岩类岩石与国内金伯利岩中原生金云母的光性特征Table 3 Optical characteristics of protogenic phlogolite of kimberlites petrographic category from Dahua of Guangxi and kimberlite from other places

表4　广西大化金伯利岩类岩石与其他产地金伯利岩中原生金云母的化学成分Table 4 Chemical compositions of protogenic phlogolite of kimberlites petrographic category from Dahua of Guangxi and kimberlite from other places　wB/%

续表4

据电子探针分析，同一种矿物有的含铬，有的不含铬；钛铁矿中，有的含镁，有的不含镁，这与岩石包体（捕掳体、捕掳晶）的同化混染有关。

表5　广西大化金伯利岩类岩石主要矿物结晶顺序Table 5 Crystallographic order of main minerals of kimberlite petrographic category in Dahua，Guangxi

2.4岩石包体（捕掳体与捕掳晶）特征

在金伯利岩类岩石中，金伯利斑岩与钾镁煌斑岩的岩浆来源都很深［8］，温度高，上升缓慢，上升中要穿过地壳，往往捕掳不同时代、不同岩性的围岩碎块和同源包体。据化学分析，本地金伯利岩类中，岩浆分异不好，分异指数很低（DI= 49.24～67.9）。据镜下观察，包体 （捕掳体与捕掳晶）含量在2%～15%。有同源包体和异源包体，以同源包体居多。各种包体均多呈浑圆形-半浑圆形或呈碎屑状，多具含镁钛铁矿、碳酸盐矿物或金云母反应边。常与母岩混熔界线模糊，由于这些包体的熔融混染，导致岩石成分复杂多变、结构不均匀（图3）。

（1）来自围岩的异源包体（1%～4%）。其中有重结晶灰岩（＜1%，大小1～10 mm）、大理岩（＜1%，1～7 mm）、碳酸盐化硅化岩团块（＜1%，1～20 mm）、石英捕掳晶及石英聚集体（3% ±，2～8mm）。

（2）同源包体（≥8%）。其中有金伯利斑岩团块（2%，10～30 mm）、橄榄金云团块（0～1%，1.2～2 mm）、透长石金云母团块（1% ～5%，1～7 mm）、金云母团块（3%，1～2.5 mm）、黑云母团块（1%～2%，0.2～1.5 mm）、橄榄石（＜1%，1 mm±）、镁铁黑云母捕掳晶（＜1%，1.2 mm±）等。

3　结束语

（1）金伯利岩类岩石是金刚石的母岩，本地区钾镁煌斑岩和金伯利斑岩的发现，对本区区域构造的研究和寻找钾镁煌斑岩型及金伯利型金刚石矿具有重要意义。

（2）本地区橄榄金云钾镁煌斑岩与橄榄金云金伯利斑岩多已碳酸盐化、微蛇纹石化、微绿泥石化；岩中包体种类较多，含量较高。虽然岩石同化混染与风化都较强，会直接影响到化学成分的准确性和岩石的鉴别，但已尽量采集蚀变稍微轻的样品，所得岩石与矿物的化学成分、岩石的矿物组分、矿物晶形及岩石的结构、构造等与理论上的金伯利类岩石特征基本相符合。

（3）本地区金伯利岩类岩石中含有含铬橄榄石、含铬金云母、含铬透辉石、含镁钛铁矿等矿物及肉红色-浅褐红色石榴子石、灰绿色碳硅石碎屑和铬尖晶石等矿物，这对岩石的含矿性研究具有重要指示意义。

（4）由于1∶25万修测工作的精度和进度关系，目前，在野外对不同岩性的区分及其相互关系，对岩石相带划分及其含矿性尚需深入研究；岩中包体的种类较多，包体（捕掳体、捕掳晶）可以提供岩浆来源深度和形成温度，也值得进一步研究。

图3　包体特征Fig.3 Inclusion characteristic

化学分析由国土资源部武汉矿产资源监督检测中心完成，金云母同位素年龄测定由中国地质科学院矿产资源研究所完成，电子探针分析由桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室完成，在此一并致谢。

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Petrological characteristics of kimberlite category in Dahua of Guangxi

ZHENG Xiang，PENG Mao-yuan，HU Gui-ang，LU Gang，HUANG Xiang-lin
（Guangxi Institute of Region Geological Survey，Guilin 541003，China）

The kimberlite type rock（lamproite and kimberlite-prophyry）was discovered in Dahua of Guangxi. Through chemical analysis，panning analysis，mineral-rock identification and electronic probe results，the major chemical compositions are SiO242.60%-42.69%，Al2O310%-11.07%，K2O＞Na2O，K/Al=0.874 6-1.037 9，K/Na=4.970 7-5.215 6.In the major mineral of Cr，they are Cr-phlogolit（Cr2O31.05%-1.72%），olivine with Cr（Cr2O30.1%-0.64%），sanidine with Cr（Cr2O30.06%-0.2%），diopside with Cr（Cr2O30-0.1%）and chrom-spinel etc.The content of trace elements in rock is high：Cr（404.9-478.6）×10-6，Ni（168.6-222.9）×10-6，Co（28.27-39.75）×10-6，Nb（36.55-50.19）×10-6.There are texture of generations，for example，lamorophyric texture，oval-striped texture.The groundmass has cryptocrystalline-micrgranular ball-shuped texture，microgranular pillar-shaped-microradioactive-spaped texture and microsill-like damascened texture.There are more rock-exclaves（xenocryst，xenolith）.The enclosure has not only cognate enclosure，but also accidental inclusion.

kimberlite-prophyry；lamproite；chemical composition；mineral composition；Dahua；Guangxi

P588.125

A

1674-9057（2016）03-0418-08

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.03.002

2015-11-03

中国地质调查局地质调查工作项目 （1212011120794）

郑 翔 （1975—），男，研究方向：地质调查与岩矿鉴定，67130173@vip.qq.com。

彭懋媛，高级工程师，2304473830@qq.com。

引文格式：郑翔，彭懋媛，胡贵昂，等.广西大化金伯利岩类岩石的岩石学特征［J］.桂林理工大学学报，2016，36（3）：418-425.