安徽省宿州地区含金刚石矿岩体主要指示矿物的化学特征

摘要：安徽省宿州地区金刚石普查是省基金项目。本文从金刚石矿的指示矿物的化学特征入手，依据金刚石指示矿物数据库，结合宿州地区2号岩筒所获得指示矿物电子探针分析结果并进行分析对比，从而得出宿州地区2号岩筒是富含金刚石矿的岩筒。

关键词：金刚石；指示矿物

1 区域地质背景

本区位于华北地台东南缘，属稳定的古老克拉通。华北地台是我国最重要的金刚石矿成矿区，已在山东、辽宁找到了具工业价值的金刚石原生矿，并在江苏、河南、山西、吉林以及我省发现了金刚石（和重要的金刚石找矿指示矿物）和金伯利岩。

1.1地层

工作区地层区划属华北地层区（Ⅰ）、淮河地层分区（Ⅰ1）、五河地层小区（Ⅰ11）。区域上基底为古老的新太古界变质岩（五河群2685±8Ma，霍丘群2681±6.5Ma―2963±7.98Ma），主要为一套低角闪岩相的变质岩。

1.2构造

查区大地构造位置属华北地台（Ⅰ级）淮河台坳（Ⅱ级）淮北陷褶断带（Ⅲ级）的灵璧台穹和宿州凹断褶束（Ⅳ级）。区域断裂构造发育，著名的郯庐断裂带在查区东部通过。

郯庐断裂带：该断裂带是我国东部一条著名的深大断裂带，它与金刚石成矿关系十分密切。在工作区通过部分断裂带宽约20km。关于郯庐断裂带的切割深度，带内不同断裂及各断裂不同部位，切割深浅不一，最大深达上地幔。曾发生了强烈的拉张活动，导致幔源岩浆的喷发。鲁、辽沿断裂带两侧金伯利岩的产出，其侵位时代一般认为是456～490Ma，这与郯庐断裂带当时的活动有关。

1.3岩浆岩

区内岩浆岩的产出，严格受地壳运动及地质构造环境的制约。工作区结晶基底没有出露，因此，本区造山前及同造山阶段的岩浆岩无法查明。本区进入地台阶段后，从青白口纪至三叠纪属相对宁静阶段，岩浆动较弱，区内代表性的岩体为加里东期（1：20万“宿县幅区域地质调查报告”）侵入的“老寨山岩体”（1：50万“安徽省区域地质志”改为晚震旦世产物）。

镁铝榴石是最常见的指示矿物，金伯利岩的镁铝榴石主要呈幔源相巨晶或粗晶产出，也有其岩浆结晶产物，而钾镁煌斑岩中的镁铝榴石含量较少，主要为捕虏晶，它们同样都有指示意义。金伯利岩中镁铝榴石化学成分有比较宽的含量区间，与非金伯利岩相比，Cr2O3、MgO含量高，Al2O3、Ca0、FeO含量低。其端元组份，可分为两种主要类型，即镁铬―钙铬―镁铝榴石和钙铝―铁铝―镁铝榴石。山东、辽宁金伯利岩中绝大部分是前一种端元，而非金伯利岩中则以后一种端元为主，即使有少量前一种端元，也是无镁铬榴石的钙铬―镁铝榴石。

根据Cr2O3―Ca0群点分布图解，再加上格尼两条85%线，以及Cr2O3―TiO2群点分布图，一般能判别岩体类型及含矿性。即具高铬低钙特征，在Cr2O3―Ca0群点分布图上，部分点位于两条85%线左上方者，Cr2O3―TiO2群点分图中，TiO2含量区间宽。符合上述条件时，多数情况属于含矿岩体。镁铝榴石Cr2O3的含量，两条85%线左上方的点数，TiO2含量区间等指标，往往和含矿性成正比。

2.2铬尖晶石

金伯利岩中的铬尖晶石主要是镁铬铁矿。金刚石包体中的铬尖晶石Cr2O3含量高，多大于60%。富含矿金伯利岩体中的铬尖晶石Cr2O3、MgO含量高，Cr2O>60%的多，贫含矿金伯利岩体中的铬尖晶石Cr2O3>60%的少、MgO含量变化小，相对集中。不含矿金伯利岩体中的铬尖晶石Cr2O3含量低，Cr2O3>60%的极少或没有。含矿金伯利岩中铬尖晶石TiO2含量区间宽（0―6%或更大），非金伯利岩铬尖晶石TiO2含量区间窄，一般在0―2%之间。金刚石的含量与铬尖晶石的Cr2O3含量、Cr/（Cr+Al）比值呈正相关关系。铬尖晶石是钾镁煌岩最主要的指示矿物，分捕虏晶和基质两类。捕虏晶铬尖晶石化学成分以富Cr2O3高Al2O3贫TiO2为特征，一般Cr2O3>60%，Al2O3=10―12%，TiO2

据研究，在含矿较富的金伯利中，铬尖晶石的Cr/（Cr+Al）>80%，贫含矿金伯利中的铬尖晶石的Cr/（Cr+Al）

3.1（碳酸盐化）玻基辉橄质角砾熔岩（ZK01b01）

总的格局系角砾为熔岩物质所胶结，致岩石具熔岩角砾构造，胶结物具玻基结构。角砾成分为玻基辉橄岩，具玻基斑状结构，杏仁构造，并含少量同成分岩屑。斑晶矿物为橄榄石和单斜辉石。橄榄石：自形、柱状，常呈两端被封闭的六边形，横切面菱形，均已蛇纹石化。辉石：自形，切面多呈短柱状，横切面呈近于正方形的八边形，测得C∧Ng=40°，属透辉石。杏仁体：少量，椭圆状，很小，内核为碳酸盐矿物，边部为绿泥石。褐色玻质：其中含少量斜长石微晶和辉石微晶，正交下显均质性。胶结物：属玻基成分，在玻基底面上布满星点状碳酸盐矿物，局部尚可见到一些斜长石（残余）以及方解石交代辉石微晶而保留其柱状假象。蚀变现象：碳酸盐化强烈，主要见于熔岩胶结物中。

3.2（超基性）玻基辉橄质火山角砾岩（ZK01b16）

岩石具火山角砾结构，岩石由2―5.6mm，大小不等的火山碎屑物（角砾）及50%。角砾及大的岩屑棱角明显，以压紧胶结方式成岩。角砾成分复杂，以玻基辉橄质角砾居多，玻基斑状结构显著，斑晶为橄榄石和辉石。橄榄玄武岩的角砾其次，特点在于它具斑晶结构，以及基质呈交织结构。有少量角砾岩性属玻基纯橄岩，特点是在其褐色火山玻璃底面上散布着自形的橄榄石斑晶（已蛇纹石化）。胶结物，即充填在角砾和大的岩屑之间的充填物均为细小提同成分火山凝灰物质：小的岩屑、辉石和橄榄石的晶屑以及更细的尘状物，同时在某些角砾、岩屑之间空隙处尚可见到蚀变的帘石类矿物和充填胶结的碳酸盐矿物（方解石）。

3.3橄榄玄武岩（ZK01b18）

斑状结构，基质交织结构―间粒结构。斑晶大小0.2―0.5mm，斑晶矿物为辉石和橄榄石，量约15%左右。单斜辉石，无色，切面呈短柱状，见横切面呈八边形；橄榄石，切面自形，两端封闭的长六边形及菱形横切面常见，全为蛇纹石交代，局部有透闪石和黑云母交代的现象。黑云母，棕褐色，多色性显著，很少有规则的板条状轮廊，多数为不规则鳞片状或不规则细脉状，概无暗化现象，疑为蚀变矿物。基质矿物为斜长石微晶、不透明矿物微粒及较多的磷灰石小晶体，基质部位多数呈交织结构，但有些地段斜长石微晶之间夹有辉石和磁铁矿微粒，从而呈间粒结构特征。

4 结语

本区仍处于普查阶段，获得指示矿物数量有限，还有部分分析结果未到，仅2号岩筒所取得的指示矿物镁铝榴石、铬尖晶石稍有代表性，而其它指示矿物数量少，不具统计意义，所以本文以2号岩筒取得的指示矿物镁铝榴石、铬尖晶石的主要元素化学成分进行分析。以上对指示矿物镁铝榴石、铬尖晶石主要元素化学成分与国内外数据库对比，说明本区2号岩筒是富含金刚石矿的岩筒。根据其岩石学特征说明该岩筒为含金刚石矿的新的载体岩石类型，不妨称为角砾辉石橄榄岩（与金伯利岩的老名称角砾云母橄榄岩对应）。