基本信息
交代結構岩石變質作用的一種,主要表現在接觸交代作用過程中。
變質過程中,圍岩與侵入體發生物質交換,代入某些新的化學組分,代出一些原有的化學組分,從而使岩石的化學組成和礦物組成發生變化,形成新岩石。在這一過程中岩石成分發生顯著變化,新礦物大量產生。這種化學成分和礦物成分發生變化的作用即稱交代作用。典型的岩石是矽卡岩。
這種作用產生的主要礦物有石榴子石,綠簾石,透閃石,透輝石,陽起石,矽灰石等。形成的岩石通常包括兩三種主要礦物和一些次要礦物,常為顆粒狀和不等粒狀變晶結構,塊狀構造。
交代變質岩是在氣水熱液(或稱熱液)的作用下,已存在的岩石主要通過交代作用使岩石的化學成分、礦物成分和結構、結構發生變化,形成的新的岩石。又稱為氣-液變質作用或蝕變作用。
變質作用通常沿構造破碎帶及礦脈兩側發育,在礦脈兩側發育時也稱圍岩蝕變,交代變質岩也可稱為蝕變岩。
交代作用的方式
(1)滲透交代作用 組分呈真溶液或膠體狀態藉助裂隙溶液的流動被搬運、遷移(即組分隨介質一起遷移)。遷移的驅動力是壓力差,與組分本身在溶液中的濃度無關。滲透的速度與溶液本身的密度、粘度及通道的寬度和形態有關。滲透交代作用的規模較大,可影響到好幾公里。(2)擴散交代作用 組分的遷移是通過在不流動的孔隙溶液中的擴散作用方式進行的。組分遷移的驅動力是不同部位的濃度差,即由濃度高的部位向濃度低的部位遷移。擴散速度還與溫度有關。擴散作用是通過礦物晶格或沿礦物顆粒表面進行的,一般只能影響幾米寬的範圍內,規模較小。
實際上,滲透交代作用和擴散交代作用常同時存在,在交代過程中共同起作用。
氣-液變質岩的一般特徵
1. 產狀 常產於侵入體和圍岩的內外接觸帶、礦脈兩側、斷裂帶、韌性剪下帶等熱液易於集中、活動的地帶,形態呈脈狀、透鏡狀、囊狀及不規則狀等。
2. 礦物成分 多為低溫含揮發分的礦物組合,常含金屬礦物,並有原岩殘留礦物。
3. 組構 多為不等粒變晶結構、交代結構,也見變余結構;常見塊狀、條帶狀、斑雜狀、角礫狀構造及變余構造。
4.交代分帶現象明顯 氣液活動中心附近原岩特徵保留較少,礦物組合簡單,有時甚至可出現單礦物岩,遠離熱液活動中心,原岩特徵保留漸多,礦物組合複雜。這種分帶性一般發育於很窄的範圍內(幾十公分~數米)。
5.形成過程具多期多階段性 與成礦作用關係密切,是良好的找礦標誌。
矽卡岩的主要礦物
透輝石一鈣鐵輝石系列和鈣鋁榴石一鈣鐵榴石系列,在接觸帶的分布是:各系列所有的含鎂鋁的造岩組份都集中在直接接觸處,而含鐵的端員組份則分布在遠離接觸帶的地方。矽卡岩可分兩種:簡單矽卡岩和複雜矽卡岩。
簡單矽卡岩主要由輝石和石榴石組成,此外還常有符山石、方柱石、矽灰石等,它是早期交代作用的產物。
CaCO3+MgCO3+2SiO2——CaMgSi2O6+CO2↑
3CaCO3+Al2O3+3SiO2——Ca3Al2Si3O12+3CO2↑
CaCO3+SiO2——CaSiO3+CO2↑
複雜矽卡岩: 礦物成份比較多樣,除含上述的輝石、石榴石外,還常含電氣石、白雲母、金雲母、鋰雲母、陽起石、綠簾石、黝簾石、螢石、石英、鈉長石等。它是早期的矽卡岩又經晚期的熱液作用交代而成的。
2CaCO3+5MgCO3+8SiO2+H2O——
CaMg5Si8O22(OH)2 + 7CO2↑
2CaMgSi2O6 + 3MgCO3 + 4SiO2 + H2O——
CaMg5Si8O22(OH)2 + 3CO2↑
金屬礦物出現磁鐵礦,有時形成富集的磁鐵礦礦體。
矽卡岩的形成
是交代作用的過程,對碳酸鹽圍岩來說,在交代過程中,帶出全部CO2及部分CaO。帶入的首先是Fe,其次是SiO2和AI2O3,它們是形成石榴石、輝石等所必須的組份,其量視原岩成分而定。某些矽卡岩中還有Mn及其它重金屬元素的加入。內接觸花崗質岩石矽卡岩化時,伴有大量CaO的加入及鹼金屬和SiO2的帶出。與矽卡岩有關的礦產
最主要為鐵和多金屬,其次為鉑、鎢、鈷、金、錫、鉍、鈹等,它們主要形成於較低溫的硫化物階段。不同矽卡岩類型所含礦稱常也不同,如鈣鐵榴石矽卡岩常與Fe、Pb、Zn及Cu、Be等礦種有關;含鈣鋁石榴石、符山石矽卡岩則與白鎢礦有關;成分界於二者之間的矽卡岩則主要與銅礦及部分鎢礦共生。矽卡岩型礦床的分布 非常廣泛,如湖北大治、長江中下游、山東金嶺鎮等地的鐵礦,安徽銅官山、湖北陽新、吉林天寶山、河北壽王墳等地的銅的湖南水口山的鉛鋅礦,湖南瑤崗仙的白鎢礦,雲南箇舊的錫礦等。