中碎屑岩——砂岩

（一）标本描述

1颜色

用肉眼观察砂岩标本的直观色。

2结构

碎屑颗粒大小，指出粗、中、细即可，大小不均匀者应指出最大、最小和一般粒度及各粒度含量百分数。圆度可用放大镜初步确定。

3碎屑颗粒成分

为矿物碎屑和岩石碎屑。矿物碎屑主要为石英和长石，其次还有云母和极少量重矿物。其中石英无色透明，具油脂光泽和贝壳状断口；长石为肉红色或灰白色，具玻璃光泽和解理，表面易风化为土状物；云母为片状，具珍珠光泽。标本上观察矿物成分必须借助放大镜。各碎屑颗粒的含量只能大致估计。

4填隙物

包括胶结物和基质的成分含量、胶结坚固程度等。

5生物化石

生物化石的类型、生物化石保存的完整程度。

6构造

层理、层面构造等。

7次生变化

肉眼可见的次生变化，如铁质氧化形成的次生颜色，长石风化为黏土矿物，海绿石风化成褐铁矿等。

（二）薄片观察

砂岩由于粒度小，肉眼不易鉴定，因此薄片观察至关重要。主要观察内容如下：

1结构

包括粒度、分选性和圆度。

2碎屑颗粒成分

如石英有无波状消光和包裹体；长石是哪种长石，风化程度如何；云母和重矿物的特点；岩屑属于哪种岩石，等等。同时统计各碎屑颗粒的含量。

3填隙物和胶结类型

包括胶结物和基质的成分、含量及胶结类型。

4次生变化

不稳定矿物在沉积期后发生的各类次生变化。

5综合分析

通过薄片观察，把该岩石特点以及成因环境加以总结分析，可作某些推论或探讨。

（三）岩石定名

定名应反映出岩石的颜色、填隙物、粒度和碎屑颗粒成分，如紫红色铁质胶结中粒石英砂岩。有时把特殊的矿物反映在岩石的定名中，如灰白色硅质胶结细粒海绿石石英砂岩。

（四）描述实例

B—002，石英砂岩，陕西洛南长城系

1标本描述

岩石为暗紫色。中粒砂状结构，碎屑颗粒大小比较均匀，分选较好，磨圆度较高。碎屑颗粒几乎全为石英，具油脂光泽及贝壳状断口。氧化铁质胶结。胶结物分布不均匀，局部地方呈斑块状，岩石致密坚硬。岩石为块状构造，有些标本具缓的交错层理。

2薄片观察

岩石几乎全由石英颗粒组成，偶见正长石及黑云母，重矿物有锆石、电气石等，含量甚微。粒度多在025～04 mm之间，颗粒为圆—次圆状。

石英约占95%以上，为单晶石英，无色透明，低正突起，Ⅰ级黄白干涉色，部分具波状消光。其余颗粒不及5%，其中正长石表面浑浊，解理清楚，负低突起。黑云母具多色性、吸收性，正中突起，Ⅱ级干涉色。锆石无色透明，具磨圆的长柱状、短柱状，正突起很高，糙面显著，边缘有较宽的黑边，平行消光，干涉色较高，且晶体多具裂缝。电气石为蓝灰色，具多色性，磨圆很好，正突起高，糙面显著，干涉色为Ⅱ级。胶结物含量约占6%，其中主要为氧化铁，在岩石中分布不均匀，并且有溶蚀碎屑颗粒的现象。此外，尚有自生石英和自生钾长石，多围绕碎屑颗粒呈次生加大边。胶结类型主要为孔隙式、凝块式，局部为溶蚀式、再生式。

3岩石定名

暗紫色铁质胶结中粒石英砂岩。

B—003，石英砂岩，河北唐山长城系

1标本描述

岩石为灰绿色。中粒砂状结构，分选、磨圆较好。碎屑颗粒主要为石英，石英为油脂光泽，微带浅红色，可能由于表面染有氧化铁薄膜之故。长石、岩屑含量很少。此外，还含有海绿石，绿色，分布不均匀，有的风化成黄褐色褐铁矿。胶结物为硅质，胶结不很致密。块状构造，有的标本具微层理，是由于海绿石呈条带分布而引起的。

2薄片观察

碎屑颗粒的成分主要为石英及少量长石，云母及重矿物含量甚微。

石英约占碎屑颗粒的95%，粒度为02 mm左右，圆—次圆状。不少石英具波状消光及少量不规则的裂纹。绝大多数石英颗粒均被次生加大的二氧化硅胶结物沿碎屑周边共轴生长，消光位一致，加大后晶形趋于自形，但加大边不规则。同时，还见少量玉髓。长石包括具格子双晶的微斜长石、具卡式双晶的正长石和具聚片双晶的斜长石，含量不及5%，粒度在01～02 mm之间，次圆—次棱角状。表面较清洁，突起较低，具解理。此外，尚可见黑云母、白云母和泥质岩岩屑。重矿物中见有电气石、锆石、磷灰石、绿帘石、褐铁矿及黄铁矿，大都有磨圆，且多沿层理分布。

胶结物约占8%。二氧化硅呈石英的次生加大边存在，约占5%；浅绿色的海绿石多为细粒或土状位于粒间，具集合偏光，Ⅱ级干涉色，约占3%。胶结类型主要为再生式，也见孔隙式及薄膜式。

岩石的矿物成熟度和结构成熟度都较高，说明经过长期反复的搬运与改造。根据海绿石形成的条件，沉积区可能为海相环境，温暖、弱氧化—弱还原、弱碱性介质。

3岩石定名

灰绿色硅质胶结细粒海绿石石英砂岩。

B—004，石英砂岩，北京西山长城系

1标本描述

黄灰色，不等粒砂状结构。碎屑成分全部为石英，碎屑以粗粒者居多，最大可达2 mm以上。石英无色—浅**，油脂光泽。胶结物为浅褐**黏土。岩石致密坚硬，块状构造。

2薄片观察

碎屑全部由石英组成，颗粒大小不一，一般粒径07 mm±，大者可达2 mm以上，小者仅0014 mm。由于水云母化的作用，石英颗粒呈弯曲的锯齿状，圆度已分辨不清。石英又分为单晶石英和复晶石英，多具波状消光。

胶结物为水云母，无色至极淡的绿色，多呈束状集合体。低正突起，具微弱的闪突起。正交镜下呈扇状消光，干涉色为Ⅰ级黄至Ⅱ级蓝，色彩美丽，水云母可能是黏土矿物水云母化的结果。溶蚀式胶结。

3岩石定名

黄灰色水云母胶结粗粒石英砂岩。

B—005，石英砂岩，陕西铜川山西组

1标本描述

灰白色，粗粒砂状结构，碎屑基本上全为石英。石英颗粒无色透明，大小较均匀，磨圆较差。胶结物主要为黏土，也零星分布有褐铁矿斑点。岩石致密坚硬，块状构造。

2薄片观察

碎屑几乎全为石英颗粒，偶尔见有白云母片晶体。石英颗粒大小较均一，粒径多在067～08 mm之间。圆度较差，多呈次棱角状。石英颗粒部分具波状消光，主要为单晶石英和复晶石英，往往含有少量石英岩屑。

胶结物主要为高岭石，无色—淡**，但往往由于含Fe2O3而带褐色，正突起低，干涉色为Ⅰ级灰。自生石英胶结物围绕着石英颗粒生长，构成次生加大边，二者以氧化铁薄膜相隔，但光性方位一致，且加大边明亮洁白，个别加大边的接触处还略呈齿状，彼此交生。此外，还有零星分布的褐铁矿。孔隙式、再生式胶结。

3岩石定名

灰白色高岭石胶结粗粒石英砂岩。

B—006，长石石英砂岩，陕西延安侏罗系

1标本描述

灰白色，中粒砂状结构，碎屑成分为石英和长石，而以石英居多。颗粒大小较均匀，以中粒为主。胶结物为黏土，岩石致密坚硬，块状构造。

2薄片观察

碎屑主要由石英和长石组成，偶含少量白云母。颗粒大小不一，粒径一般在04～05 mm之间，大者08 mm，小者仅01 mm。圆度呈次棱角状—次圆状。

石英分单晶石英和复晶石英，且含少量石英岩屑，部分具波状消光，某些颗粒边缘可见次生加大现象，石英约占88%。长石主要为具格式双晶的钾长石和具聚片双晶的斜长石，约占10%。此外，还含少量白云母片，浅蓝绿色，正突起低，长条形，完全解理，最高干涉色Ⅱ级，近于平行消光。

胶结物主要为高岭石，无色，但往往因含Fe2O3而微带褐色，呈蠕虫状，干涉色为Ⅰ级灰。石英颗粒也有次生加大现象。此外，尚零星分布有褐铁矿。孔隙式胶结。

3岩石定名

灰白色高岭石胶结中粒长石石英砂岩。

B—007，长石石英砂岩，陕西韩城二叠系

1标本描述

绿灰色，粗—中粒砂状结构，碎屑主要由石英组成，其次为钾长石、岩屑和黑白云母片等。分选磨圆均较差，颗粒大小悬殊，且分布不均匀，多为棱角状。

石英无色透明，钾长石肉红色，玻璃光泽。岩屑辨认不清，黑、白云母分布广泛。胶结物观察不清，胶结较为疏松，块状构造。

2薄片观察

碎屑主要为石英，其次为长石、岩屑。碎屑分选、磨圆均较差。一般粒径为04～068 mm，其中又以04～05 mm者居多，大者可达27 mm，小者仅0054 mm，颗粒多呈棱角状，少数呈次棱角状。

石英颗粒约占73%，其中包括单晶石英、复晶石英、石英岩屑和燧石岩屑。单晶石英和复晶石英无色透明，粒状，正突起低，表面光滑，Ⅰ级黄白干涉色，多具波状消光。石英岩屑罕见，呈拉长条状彼此镶嵌在一起。燧石岩屑少见，正交镜下呈霏细晶结构。

长石颗粒约占14%，其中包括钾长石、斜长石和花岗岩屑及花岗斑岩屑。长石一般在薄片中无色透明，负突起低，干涉色为Ⅰ级灰白。微斜长石具格式双晶，斜长石具聚片双晶。花岗岩屑内含石英、黑云母和绢云母化的褐色土状长石，长石负突起低，石英颗粒无磨圆痕迹，接触紧密而无胶结物。花岗斑岩屑具清晰的文象结构，长石表面风化或褐灰色，石英颗粒镶嵌在钾长石之中（正交镜下清楚）。

岩屑颗粒约占12%，其中包括变质岩屑、黑云母和白云母。变质岩屑又包括千枚岩屑和片岩屑，灰褐色，正突起低。正交镜下小绢云母呈定向排列，并含石英小颗粒，转动物台同时消光。黑云母褐绿—**，正突起中，具多色性和吸收性，一组解理完全，平行消光，常发生水云母化呈弯曲状。白云母无色透明，正突起低，具一组解理完全，平行消光，部分水化弯曲。

重矿物约占1%，其中有石榴子石、角闪石、辉石、黝帘石、十字石和榍石等。石榴子石无色，正突起高，全消光。角闪石黄绿—深绿色，多色性强，正突起中，两组解理，解理夹角分别为565°和1235°。辉石无色—浅绿色，微弱多色性，柱状，正突起中，斜消光，Ⅱ级黄绿干涉色。黝帘石无色Ⅰ级淡**，正突起高，正交镜下呈浅蓝色或**。十字石为淡**，多色性显著，正突起高，糙面显著，Ⅰ级黄至橙红干涉色。榍石淡绿色，正突起高，高级白干涉色。

胶结物主要为沸石，无色透明，负突起低，常可见到两组直交解理或一组解理，有时看不到解理，缩光圈后显橙**，Ⅰ级灰白干涉色。碎屑颗粒互相接触，沸石胶结物充填在碎屑留下的孔隙中。沸石胶结物约占7%。此外，还可见到零星分布的黄铁矿（1%），常呈方形、长方形和不规则粒状，不透明，反射光下呈浅**，正交镜下为均质光性，个别颗粒边缘氧化成褐铁矿。孔隙式胶结。

3岩石定名

绿灰色沸石胶结粗—中粒岩屑长石石英砂岩。

B—008，石英杂砂岩，北京昌平长城系

1标本描述

岩石为浅灰色。中粒砂状结构，碎屑颗粒大小比较均匀，分选、磨圆均较好。碎屑颗粒几乎全部由石英组成，具油脂光泽及贝壳状断口。填隙物可能为白云石，表面滴酸微弱起泡，胶结致密坚硬。岩石为块状构造。

2薄片观察

碎屑颗粒的成分几乎全部由石英组成，偶见长石、白云母、电气石及其他岩屑。粒度一般为04 mm左右，大者07 mm。颗粒为次棱角—次圆状。

石英约占99%，主要为单晶石英，部分具波状消光。多晶石英含量甚少，为石英岩岩屑和燧石岩屑。石英边缘往往受白云石的溶蚀交代，出现微弱的弯曲和锯齿状，个别颗粒见次生加大现象。

填隙物为泥晶白云石基质，含量约占25%。大多数白云石晶体很难分开，集合体糙面显著，具集合偏光，干涉色为高级的黄褐色。也有少量白云石晶体较大且较自形，彼此接触界线平直，菱形解理，闪突起及高级白干涉色。胶结类型主要为基底式，其次为溶蚀式。岩石的矿物成熟度和结构成熟度较高，反映了搬运距离较远。似沙坝、沙滩产物，经结构退变，搬运到能量较低的滩后环境再沉积，呈基质支撑。母岩区化学风化强烈，气候潮湿。而沉积环境则气候干燥，pH值、盐度、温度都较高。

3岩石定名

浅灰色中粒石英杂砂岩。

B—009，长石砂岩，河北唐山长城系

1标本描述

岩石为黄红色。不等粒砂状结构，以中粗粒者居多，最大可达15 mm。分选、磨圆较差。碎屑颗粒主要为石英及钾长石，少量白云母。石英无色透明，油脂光泽。钾长石呈肉红色，表面新鲜，解理清楚，玻璃光泽。白云母呈白色，具珍珠光泽。填隙物为黏土基质和少量铁质，胶结较致密。岩石具块状构造。

2薄片观察

碎屑颗粒主要为石英和钾长石，白云母少量，偶见重矿物及岩屑。颗粒大小不一，一般粒度多在03～07 mm之间，大者可达15 mm，小者仅02 mm。分选、磨圆较差，多呈次棱角状，个别大颗粒呈次圆状。

石英约占65%以上，部分具波状消光，由单晶石英和多晶石英组成。多晶石英主要为石英岩岩屑，此外，还有少量燧石岩屑。石英岩岩屑外形呈锯齿状，彼此镶嵌接触，常呈拉长条状，排列不规则，大小不一，晶粒一般多于5个。燧石岩屑无色透明，表面光洁，折光率近于树胶。正交镜下常呈小米粒状结构，消光紊乱，微细石英颗粒轮廓界线不清楚，边缘较圆滑。钾长石含量约占30%，表面新鲜，多为具格子双晶的微斜长石，也可见具卡式双晶的正长石，不具双晶者根据有微弱高岭土化可识别之。具聚片双晶的斜长石含量甚微。此外，尚可见到零星的略微弯曲的白云母片以及泥质岩、中酸性喷出岩岩屑，电气石、磷灰石、锆石等重矿物偶尔可见。

填隙物主要为黏土基质，多已重结晶为钾长石，或呈细小微晶，或呈次生加大边围绕长石生长。自生长石为负低突起，折光率略低于碎屑长石，干涉色Ⅰ级灰。此外，氧化铁质呈星散状分布于基质中，使薄片呈**。填隙物总计不足10%，胶结类型为孔隙式、再生式。

长石的性质不稳定，推测形成此种岩石的母岩区可能为花岗岩或花岗片麻岩。长石表面比较新鲜，说明在形成过程中以物理风化为主，气候干燥或寒冷；遭受强烈侵蚀和快速堆积，构造运动比较剧烈的地区；埋藏后，在成岩后生阶段中蚀变作用很弱。只有在这样的条件下，长石才得以大量保存并形成长石砂岩。

3岩石定名

黄红色中—粗粒长石砂岩。

B—010，岩屑杂砂岩，山西柳林二叠系

1标本描述

岩石为灰绿色。粗粒砂状结构，碎屑颗粒磨圆、分选均较差。颗粒成分主要为石英、长石和岩屑，黑云母、白云母含量甚少。石英无色透明，油脂光泽。长石灰白色或肉红色，玻璃光泽，可看清解理。填隙物为绿泥石基质，滴酸起泡，可能还有少量方解石胶结物，胶结致密坚硬。岩石为块状构造。

2薄片观察

碎屑颗粒的成分主要为石英、长石和岩屑，黑云母、白云母零星分布。粒度大都在01～1 mm之间，以06 mm左右的为主，最大可达12 mm，粗粒者约占60%。石英、长石颗粒多呈次棱角状，岩屑颗粒多呈次圆状。分选中等。

石英约占50%，主要为单晶石英，多具波状消光。其次有来自花岗片麻岩的多晶石英、来自花岗岩的等轴状多晶石英及少量石英岩岩屑。

长石约占20%，以斜长石为主（＞2/3），多已方解石化。钾长石主要为条纹长石。

岩屑约占30%，成分复杂，主要有安山岩、玄武岩、凝灰岩，多已绿泥石化。其次为酸性喷出岩、千枚岩、板岩等，泥岩、页岩及细晶质的花岗岩岩屑少量。黑云母、白云母个别。安山岩岩屑为玻基交织结构，玻璃质折光率略低于树胶，有针状或长条状斜长石微晶，长石结晶较差，且大致平行排列。玄武岩岩屑为间隐结构，基质为铁质浸染成黑色或红褐色的玻璃质，其中板条状或小柱状长石微晶呈骨架状交叉在一起，凝灰岩岩屑为凝灰结构，透明且常有灰色、红褐色云雾状物质，可见弓形、管状、骨叉状等玻屑，还可见少量石英晶屑和棱角状长石晶屑，根据玻屑的折光率低于树胶这一现象，确定为流纹质凝灰岩。酸性喷出岩岩屑具霏细结构或放射状的球粒结构。千枚岩、板岩岩屑为褐色、灰色，正交镜下有明显的片理，鳞片结构的绢云母呈定向排列，转动物台往往同时消光。泥岩、页岩岩屑颗粒细小，表面污浊，土褐色，页岩可见页理，正交镜下可见细小的鳞片状绢云母及黏土矿物。花岗细晶岩岩屑表面也常呈云雾状，长石风化成高岭土及绢云母，具细晶结构。黑、白云母常水化膨胀弯曲变形。

填隙物主要为绿泥石基质，含量约占20%以上，方解石胶结物含量很小，仅占1%左右。绿泥石黏土为绿—褐绿色，隐晶质。方解石则不均匀地充填在绿泥石基质的残余孔隙中，具高级白干涉色。胶结类型为孔隙式、基底式，局部为薄膜式，而方解石胶结物则是充填式。

3岩石定名

灰绿色粗粒岩屑杂砂岩。

B—011，长石岩屑砂岩，陕西韩城二叠系

1标本描述

灰绿色，中粒砂状结构，碎屑由石英、长石、岩屑和黑云田、白云母组成。分选较好，圆度较差。石英无色透明，钾长石呈肉红色，岩屑辨认不清，黑云母、白云母均匀分布。可能为绿泥石胶结。另外，滴盐酸起泡，证明也含有方解石胶结物。岩石致密坚硬，块状构造。

2薄片观察

碎屑主要为石英、长石、岩屑和黑白云母及少量重矿物。分选较好，圆度较差。碎屑粒径一般都在027～040 mm之间，大者不超过054 mm，小者仅005 mm，多呈次棱角状—棱角状，个别呈次圆状。

石英约占48%，其中包括单晶石英、复晶石英、石英岩屑和燧石岩屑。单晶石英和复晶石英无色透明，粒状，表面光滑，无解理，干涉色为Ⅰ级黄白，多具波状消光。石英岩屑和燧石岩屑少见，其中石英岩屑呈不规则拉长，彼此镶嵌在一起。燧石岩屑无色透明，表面光滑，正交镜下呈霏细结构。长石约占23%，主要为具聚片双晶的斜长石和具格子双晶的微斜长石，正长石、条纹长石和具文象结构的细晶岩少见。长石在薄片中一般无色透明，负突起低，干涉色为Ⅰ级灰白。斜长石表面常风化呈雾状，少数碎屑表面之绢云母化。

岩屑约占28%，其中有千枚岩、片岩等变质岩屑，有泥岩、页岩等泥质岩屑，还有酸性喷出岩屑以及黑白云母等。变质岩屑灰褐色，正突起低，正交镜下小绢云母片呈定向排列，转动物台同时消光，并含石英小颗粒。泥质岩屑表面浑浊，褐灰色，个别可见页理，干涉色低，表面可见小云母片杂乱排列。酸性喷出岩表面也较浑浊，灰褐色，可见石英、长石斑晶，正交镜下呈霏细结构。黑云母褐绿—**，具多色性和吸收性，当解理在平行下偏光镜振动方向时，吸收性最强，正突起中，一组解理完全，近于平行消光，绝大部分已水化并已变成绿泥石胶结物。白云母无色透明，正突起低，具一组解理完全，近于平行消光，部分已水化。

重矿物约占1%，其中有石榴子石、锆石、磷灰石和绿帘石等。石榴子石无色，边缘微紫色，锁光圈后尤为明显，具方形或菱形轮廓，正突起高，糙面显著，全消光。个别颗粒已被黑云母、方解石或褐铁矿交代。锆石无色透明，柱状，正突起高，糙面显著，具解明的Ⅲ至Ⅳ级干涉色，蓝色、紫红色和苹果绿色。磷灰石无色透明，圆柱状，正突起中，平行消光，一级灰白干涉色。绿帘石无色，粒状，正突起高，糙面显著，异常干涉色。

胶结物约占32%，成分复杂，有绿泥石、高岭石和方解石。绿泥石为褐绿色或绿色，主要由黑云母蚀变而来，多为细鳞片状集合体或非晶质集合体，具多色性和吸收性，正突起中，一级灰干涉色。绿色的往往具放射状球粒结构。绿泥石胶结物常为薄膜式胶结。高岭石基质分布不均匀，有时呈脉状产出，结晶较好。无色，正突起低，常呈放射状集合体，一级灰白干涉色。方解石无色，呈微晶质，具显著糙面和闪突起，高级白干涉色。孔隙式胶结。此外，还含有少量褐铁矿（2%）和黄铁矿（2%），褐铁矿不透明，反射光下为褐色，可能为黑云母、绿泥石氧化而来。黄铁矿不透明，呈正方形、长方形或不规则粒状，反射光下呈浅黄铜色。黄铁矿的形成可能早于褐铁矿。孔隙式、薄膜式胶结。

3岩石定名

灰绿色中粒长石岩屑砂岩。

一、岩石化学特征

各类蚀变变形岩石的岩石化学成分列于表4－3，由表可知，从蚀变较弱的千枚岩到超糜棱岩，SiO2和Na2O的含量逐渐增加，Al2O3，TiO2，TFe，MgO，K2O的含量逐渐减少，而P2O5和MnO2的含量基本不变。由千枚岩到超糜棱岩，岩石的密度逐渐降低。由岩石化学成分变异图(图4－2)可知，Al2O3，TiO2，TFe，MgO，P2O5，LOI与SiO2有明显的负相关关系，而与Na2O，K2O，CaO则没有明显的相关关系。

表4－3 江西金山金矿蚀变变形岩石化学成分测试结果

续表

从未蚀变的千枚岩到超糜棱岩，SiO2和Na2O含量的增加反映了韧性剪切变形过程中的硅化作用和钠长石化作用;Al2O3，TFe，MgO，K2O含量的降低则与斜长石、钾长石、黑云母以及玄武岩的破碎、分解有关;超糜棱岩中高CaO则可能与超糜棱岩带铁白云石化有关。各类岩石常量元素的变化主要取决于水－岩反应(蚀变)的种类，SiO2和Na2O在超糜棱岩带升高的特征，说明它们为主要的带入组分，而Al2O3，TiO2，TFe，MgO，K2O含量的降低，说明它们为主要的带出组分。这在一定程度上反映了成矿流体的性质和成分。

二、微量元素地球化学

金山金矿田千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉微量元素分析结果列于表4－4。由表可知，从未蚀变的千枚岩到超糜棱岩，亲石元素Sc，V，Ga，Se，Rb，Zr，Nb，Ba，Hf，Ta，Th，U和亲铁元素Co含量逐渐降低，说明它们在蚀变变形作用过程中为带出组分;亲硫元素Cu，Zn和亲铁元素Ni以及亲石元素Sr，W在糜棱岩中含量最低，但是Ni，Cu，Zn在千枚岩中含量最高，而Sr和W在超糜棱岩中含量最高。这些说明在蚀变变形过程中，糜棱岩带和超糜棱岩带组分带入和带出有所不同。元素Rb和Sr的变化与K2O和CaO的变化基本一致，这与它们主要以类质同像形式进入钾、钙矿物有关。成矿元素Au含量的逐渐升高，则说明了超糜棱岩中金的矿化。

与大陆上部地壳相比，金山金矿田各类岩石中Ga和W为强富集元素，富集系数＞1(富集系数为某元素岩石的平均含量与大陆上部地壳平均含量的比值)。除Ga和W外，在千枚岩中，V，Ni，Cs等为强富集元素，Sc，Co，Cu，Zn，Sc，Rb，Hf，Th等为中等富集元素(富集系数为1～2)，其他元素则为贫化元素(富集系数＜1);在糜棱岩中，除Ga，W，V，Ni，Cu，Rb，Hf，Se，Au外，其余元素均为贫化元素，在超糜棱岩和含金石英脉中，Au、Ga、W为富集元素，但富集系数比其他岩石要小得多，其余元素均表现为贫化。这种现象可能与蚀变变形过程中元素的大量带出有关，说明剪切带中有较大的水－岩比。

图4－2 江西金山金矿蚀变变形岩石化学成分变异图

表4－4 江西金山金矿蚀变变形岩石微量元素测试结果及特征值

续表

在微量元素比值蛛网图(图4－3)上，千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉呈现出一致的变化规律，并且元素总量逐渐降低。除超糜棱岩贫Rb外，各类岩石均富集La，Ce，Nd，Sm，Tm，贫K，Nb，Sr，Tb等。

图4－3 金山金矿微量元素比值蛛网图

在微量元素比值上，千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉中，Co/Ni，U/Th，Th/Sc，Th/Co比值较为一致，而超糜棱岩和含金石英脉具有较高的Au/Ag。从千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩到含金石英脉Co/Ni比值逐渐降低。总之，在微量元素变化规律上，千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉具有一致的表现，反映了成矿物质来自地层的特点。

三、稀土元素地球化学

金山金矿千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉稀土元素分析测试结果列于表4－5。由表可知，金山金矿田由千枚岩，经糜棱岩、超糜棱岩到含金石英脉，轻、重稀土含量和稀土元素总量呈现降低的趋势，轻稀土元素由17411×10－6变化到2089×10－6;重稀土元素由2641×10－6变化到294×10－6;稀土元素总量由20052×10－6变化到2383×10－6。在上述各类岩石中，轻稀土元素的含量远远大于重稀土元素的含量;LREE/HREE的比值变化范围为599～711，轻、重稀土元素分馏中等，其中以含金石英脉中为最高。

表4－5 江西金山金矿蚀变变形岩石稀土元素测试结果及特征值

续表

矿区千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉稀土元素分配模式十分相似(图4－4)，具有右倾缓倾的特点。铕亏损较明显(δEu=062～071)，而铈基本没有明显的富集或者亏损(δCe=097～101)。由(La/Yb)N－YbN图解(图4－5)、(La/Sm)N－SmN图解(图4－6)、(Gd/Yb)N－YbN图解(图4－7)等图解可以看出，由千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩到含金石英脉，随着REE含量的降低，REE、LREE和HREE的饱和程度逐渐下降。总的来说，金山金矿区稀土元素地球化学研究表明，千枚岩、糜棱岩、超糜棱岩和含金石英脉具有相同的物质来源。

图4－4 金山金矿岩石稀土元素分配模式

图4－5 金山金矿稀土元素(La/Yb)N－YbN图解

图4－6 金山金矿稀土元素(La/Sm)N－SmN图解

图4－7 金山金矿稀土元素(Gd/Yb)N－YbN图解

四、铂族元素地球化学

由于缺乏成熟的理论体系支持，以及测试分析技术等手段的不完善(李胜荣等，1994)，因此铂族元素(Os，Ir，Ru，Rh，Pd，Pt)这一组与Au物理化学性质十分相似的贵金属元素，能否像稀土元素一样成为地球化学示踪剂，一直困扰着地质学家。随着等离子质谱(ICP－MS)技术的推广和应用，人们逐渐认识到铂族元素(PGE)在岩浆结晶分异、部分熔融、岩浆演化以及硫化物饱和程度和流体/岩石反应研究中的应用价值，并发现不同动力学背景下幔源岩石具有不同的PGE分配模式和特征。Zhouetal(1999)则通过PGE分配模式，认为两种豆荚状铬铁矿是两类成分不同的熔浆与地幔岩石作用的结果。

此次工作采集的超糜棱岩和含金石英脉样品均产在金矿体中;炭质千枚岩样品则取自金山韧性剪切带外的地层中。炭质千枚岩矿物组合为石英、高岭石、绢云母、绿泥石和黄铁矿等;超糜棱岩产于韧性剪切带中，呈灰白—烟灰色，呈似层状、透镜状产出，块状构造;矿物成分主要是石英，另有少量黄铁矿及绢云母;含金石英脉呈烟灰色、灰白色，具晶粒结构与碎裂结构，主要由石英组成，其次是少量黄铁矿、绢云母和绿泥石等。

由表4－6可知，与原始地幔相比，金山金矿炭质千枚岩、超糜棱岩和含金石英脉明显亏损铂族元素。由炭质千枚岩、超糜棱岩到含金石英脉铂族元素总量呈现降低的趋势。炭质千枚岩、超糜棱岩和含金石英脉铂族元素原始地幔标准化分配模式基本一致(图4－8)，而且Pt/Ir和Pd/Pt值逐渐减小。Pd和Au具有明显的负相关关系(R=－09443)(图4－9)，而Ir和Pt的相关性不明显(图4－10)，说明在热液流体作用过程中，铂族元素的Ir组元素和Pd组元素具有不一致的地球化学行为，也存在Pd组元素分离现象。Barnesetal(1998)认为这种现象可能与热液蚀变作用有关，蚀变作用对Pd组元素影响比较大，碳酸盐蚀变可以改变Au和Pt的分配，热液蚀变使Pd迁移。尽管炭质千枚岩、超糜棱岩和含金石英脉铂族元素地球化学方面存在一些差异，但是它们却有相似的变化规律，而且它们也遵循热液系统中铂族元素的演化规律(即形成时代较新)，演化末期的地质体铂族元素总量较低。因此，从铂族元素地球化学特征来看，金山金矿成矿物质来源与炭质千枚岩有密切的关系。

表4－6金山金矿蚀变岩石的PGE元素和Au的含量(wB)

注:数据引自Barnes(1988);括号内表示样品的个数。

五、蚀变岩石的氧同位素特征

以20m左右的间距，系统采集了钻孔ZK6545的样品，分析其中的岩石化学成分和氧同位素，以便认识蚀变岩石的氧同位素组成在垂向上的变化，结果列于表4－7。由表可知，从地表到地表下300m，岩石的化学成分变化极不均匀，没有明显的规律。氧同位素自上至下δ18O由85降低到465(图4－11)，说明金山金矿流体作用过程中有大气降水的参与，大气降水的运移过程由下而上，水－岩作用使岩石的δ18O值降低。由图4－12可知，钻孔δ18O与Al2O3，TiO2，TFeO，MgO，P2O5，Na2O，K2O，CaO没有明显的相关关系。

图4－8 金山金矿铂族元素原始地幔标准化配分模式

图4－9 金山金矿铂族元素Pd－Au相关关系图

图4－10 金山金矿铂族元素Pt－Ir相关关系图

表4－7 江西金山金矿钻孔ZK6545全岩岩石化学分析及氧同位素测试结果

续表

图4－11 金山金矿钻孔ZK6545氧同位素变化曲线

六、韧性剪切过程中的构造化学作用

构造化学作用主要是由构造变形引起的，并伴随构造变形的过程而发展(何绍勋，1996)，它受构造作用的性质、环境、岩石矿物自身及流体特点的影响。构造化学作用的结果是引起元素及物质组分的活化、改造、迁移及重新配套，形成新的岩石或者矿物。分析结果表明，本区的千枚岩、糜棱岩和超糜棱岩岩石，在化学成分和微量元素特征方面都有明显的不同，说明韧性剪切带岩石除经受强烈的韧性变形外，还伴随有化学成分的变化。金山金矿蚀变变形岩石中的构造化学作用主要表现在4个方面。

1压溶作用

压溶作用是指岩石或者矿物在应力的作用下，发生可溶物质的溶解、迁移和再沉淀的过程。它是物质的扩散过程，也是晶界的迁移过程。在压溶作用下，矿物在高应力部位溶解、在低应力部位沉淀，造成物质的再分配，并形成压力影等构造。

2应力腐蚀作用

应力腐蚀作用是指在应力作用下，矿物晶格发生位错、畸变，岩石结构内部也发生变化，从而聚集了大量的位能，并引起矿物、岩石的分解，降低岩石的强度，促进化学反应和压溶作用的发生和发展的过程。晶格位错和动态重结晶作用是应力腐蚀作用的主要表现形式。

图4－12 金山金矿钻孔ZK6545氧同位素、岩石化学协变图

3构造变质作用

构造变质作用是由构造作用引起并发生于构造变形过程中的分解、化合、交代、沉淀等一系列化学反应的总称。绝大多数的变形岩石都伴随有变质作用，随着变形作用的加强，构造变质作用也加强。构造变质作用的总趋势是产生易变形的矿物以抵消构造应力的影响。流体作用下，韧性剪切带内的构造变质作用常常表现为退变质作用(张伯友等，1992;林传勇等，1994;卢焕章，1997)。在金山金矿，构造变质作用主要表现在绿泥石、绢云母、伊利石和钠长石等新矿物相的出现，以及硅化、黄铁矿化和碳酸盐化等。

(1)绿泥石的形成

在韧性剪切和流体作用过程中，原生黑云母的蚀变和玄武岩的分解都可以产生Fe2+和Mg2+，从而与斜长石发生反应形成绿泥石:

江西德兴金山金矿

(2)绢云母(伊利石)的形成

流体作用下，钾长石、斜长石破碎分解，释放出其中的K+，蚀变成为绢云母。如钾长石的绢云母化:

江西德兴金山金矿

另外，水－岩反应产生的绿泥石也可以转化为绢云母。

(3)钠长石的形成

在玄武岩蚀变成为绿泥石，以及斜长石、钾长石蚀变成为绢云母的过程中，析出Na+和SiO2，它们可与斜长石进一步反应，形成钠长石:

江西德兴金山金矿

(4)硅化、黄铁矿化和碳酸盐化在韧性剪切和流体的联合作用下，剪切带内水－岩反应的结果是形成大量的SiO2，使剪切带内出现硅化作用，Na+参与钠长石的形成，K+参与伊利石或者绢云母的形成。Ca2+参与碳酸盐(主要是铁白云石)的形成。

4构造分异作用构造分异作用是指在构造作用中，由于非均匀变形引起组分的迁移，并分别集中于不同的位置上，在变形岩石中形成新的矿物组合及各种新的矿物配置关系，同时形成许多宏

观与微观构造。在金山韧性剪切带中，由于构造分异作用而形成的分异流劈理比较发育。

七、成矿深度的构造校正

在同构造成矿作用过程中，岩石除受静岩压力外，还受构造附加应力的影响，它直接影响着矿床成矿深度的计算。为了进行金山金矿成矿深度的构造校正，在金山韧性剪切带糜棱岩带、超糜棱岩带的矿化部位采集了6块样品。按照AC和AB变形面进行切片，分别观测AC主变形面上石英变形轴比α和AC、AB面上动态重结晶颗粒的大小，并利用Mercier(1997)公式计算AC、AB变形面上的差异应力值。成矿期平均差应力以及成矿期松弛阶段的应力值(表4－8)以换算参数等于0618换算得到。

根据吕古贤(1993，1995，1997，1998a，998b)所提供的方法，计算了金山金矿成矿期应力场的三维应力值(δ1，δ2，δ3)和上覆岩石的厚度，计算结果见表4－9。由表可见，金山金矿的成矿深度为2405～3339m，平均为2900m左右。

表4－8 金山金矿构造蚀变带古应力值计算结果105Pa

表4－9 金山金矿构造蚀变带成矿深度校正计算结果

变质岩

变质岩是在地球内力作用，引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和

重结晶

，形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。

变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩是在地下深处的高温（要大于150

摄氏度

）高压下产生的，后来由于

地壳运动

而出露地表。

一般变质岩分为两大类，一类是

变质作用

作用于

岩浆岩

（

火成岩

），形成的变质岩成为

正变质岩

；另一类是作用于

沉积岩

，生成的变质岩为副变质岩。

大面积变质的岩石为区域性的，但也有局部性的，局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为

接触变质岩

；如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为

动力变质岩

。

原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级变质。变质级别越高，变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成

板岩

；在中级变质时形成

云母片岩

；在高级变质作用下形成

片麻岩

。

岩石在变质过程中形成新的矿物，所以变质过程也是一种重要的成矿过程，中国鞍山的铁矿就是一种

前寒武纪

火成岩形成的一种变质岩，这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、

云母矿

、

石墨矿

、石棉矿都是变质作用造成的。

千枚岩

区域变质浅变质带岩之一。由

粘土岩

或

火山凝灰岩

等变质而成。主要特征是能被剥成叶片状的薄片，表面呈显著的丝绢光泽。矿物成分以

绢云母

为主，多呈微粒状或片状；有时含有

绿泥石

、

黑云母

、

石榴石

或

十字石

等。常见的有绢云母千枚岩、绿泥石千枚岩等。