角闪石

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角闪石为本区的重要造岩矿物之一，也是各种岩石中的贯通矿物；它们集中分布在超镁铁质变质岩和镁铁质变质岩石中。赋存的岩石类型主要为角闪辉石岩—辉石角闪岩、角闪二辉麻粒岩、二辉斜长角闪岩、含石榴子石辉石斜长角闪岩以及紫苏花岗质岩石等。角闪石在角闪质岩石或麻粒岩中含量（体积%）一般超过20%，有的可高达50%。和角闪石共生的矿物有斜方辉石、单斜辉石、斜长石等，少数角闪石包于辉石中或呈细粒集合体生长在辉石边部；所以角闪石至少有三个世代，即早于辉石的、和辉石同期的及晚于辉石的。在中酸性（黑云）斜长片麻岩或紫苏花岗岩类岩石中，角闪石的晶体大小、分布特征以及含量等变化都较大，常呈变斑晶出现，角闪石粒度可大于2mm，有时为细粒集合体环绕单斜辉石边缘分布，又被黑云母穿切（图版Ⅲ-5、6）。

部分角闪石和辉石的共生，说明在麻粒岩相变质条件下存在着大量的H2O流体，因为角闪石含有结晶水。

本区角闪石除了少量铁英岩中出现镁铁闪石外，其它均为钙质角闪石。主期形成（与辉石共生）的角闪石具明显的多色性：Ng呈褐绿色，Nm呈绿褐色，Np呈浅绿**，c∧Ng'＝22°，常见波状和环带消光；稍晚形成的钙质角闪石多色性减弱，Ng＝绿色，有的过渡到阳起石。

钙质角闪石化学成分的电子探针分析结果（表4-5）显示，它们的总含量多介于96%～98%之间，可推测角闪石中含2%～4%的结晶水。

表4-5　角闪石化学成分分析结果（wB/%）

注：电子探针分析结果，由中国地质大学（北京）和中国地质科学院矿床地质研究所测试。序号1,2,5,8和21代表浅闪石质角闪石；4,6,7,9,10,11和22代表镁角闪石；12代表铁角闪石；3代表镁绿钙闪石质角闪石；13和16～20代表含镁绿钙闪石，14和15代表钙镁闪石。以上按Leeke（1962）钙角闪石分类。

与冀东地区麻粒岩中的角闪石对比，本区麻粒岩相岩石中角闪石的w（TiO2）较低是其主要特点，尤其是镁铁质岩石，其w（TiO2）≤1.18%。紫苏花岗岩中角闪石的w（SiO2）变化较大（表4-5中序号为14～22的样品）。

所计算阳离子的（Ca+Na）B大于1.34和（Na）B小于0.67，按国际矿物协会的角闪石命名原则（Leake,1962），属钙质（普通）角闪石。根据本区角闪石Ti小于0.5,（Na+K）A值从0.282到0.659的特点，再按（Na+K）A小于0.50和大于（或等于）0.50的划分，分别投影到钙质角闪石的A类和B类。本区钙质角闪石共有六个种属，即镁角闪石、铁角闪石、钙镁闪石、浅闪石质角闪石、含镁绿钙闪石和镁绿钙闪石（前三种属A类，后三种属B类）。其中以镁角闪石、浅闪石质角闪石和含镁绿钙闪石三个种属居多。有的种属，如铁角闪石很个别。不同种属的角闪石从光学性质上很难区分，但是角闪石的不同种属与它们赋存的岩石性质有一定的相关性，如超镁铁质岩石中为浅闪石质角闪石、镁绿钙闪石质角闪石和镁角闪石（表4-5中（下同）1～4的样品）；镁铁质变质岩石中以镁角闪石为主，其次为浅闪石质角闪石，个别为铁角闪石（序号为12的样品）；紫苏花岗岩中以含镁绿钙闪石为主（序号为16～20的样品），其次少量钙镁闪石（序号为14～15的样品）、浅闪石质角闪石（序号为21的样品）和镁角闪石。总的趋势表现为钙质角闪石在变质表壳岩（镁铁质为主）中相对高Si，而在紫苏花岗岩中则相对低Si，且与寄主岩石中的w（SiO2）呈负相关关系，说明角闪石的形成一般要晚于其它变质矿物；尤其是紫苏花岗岩中，常常呈变斑晶或者交代辉石生长。

本区钙质角闪石的w（CaO）变化较小（见表4-5）。相对来说，在镁铁质变质岩中，角闪石的w（CaO）（11%～12%）更加稳定；而在紫苏花岗岩中变化范围则较大，相差3%左右。钙质角闪石中w（FeO）和w（MgO）变化均较大，其中w（FeO）介于7.43%与27.88%之间，镁铁质变质岩中角闪石的w（FeO）较低，一般为12%～15%，而紫苏花岗岩中角闪石的w（FeO）则多大于20%，少数为16%。相对而言，镁铁质岩石中角闪石w（MgO）（10%～12%）较稳定，但它们作为紫苏花岗岩的包裹体时，其中角闪石的w（MgO）波动较大，如11号样和3号样分别为15.48%和8.20%。紫苏花岗岩中角闪石的w（MgO）变化于4.90%与10.29%之间，略低于镁铁质变质岩中角闪石的w（MgO）。钙质角闪石的XMg[Mg/（Mg+Fe2+）］值，与寄主岩石的类型有关，在镁铁质岩石的角闪石中则稳定在0.60左右，在紫苏花岗岩中为最低（0.33）；超镁铁质岩石中角闪石的XM。值高达0.85。

本区钙质角闪石的w（TiO2）普遍较低，一般Ti离子小于0.14；少数紫苏花岗岩中的角闪石的w（Ti）稍高，但也只有0.26。角闪石中低钛的特点很可能与其寄主岩石的化学成分有关，故采用Na2O+K2O-TiO2关系（图4-5）判断本区角闪石形成的变质相明显偏低。如应用Ti-AlⅥ关系图解（图4-6），除部分紫苏花岗质岩石和少量麻粒岩中角闪石属麻粒岩相外，大部分属角闪岩相。如应用角闪石和寄主岩石中w（TiO2）与变质相的关系图解（图4-7），大部分亦在角闪岩相区。如应用靳是琴（1991）修正后的Ti-AlⅥ图解（图4-8），大部分紫苏花岗岩中和麻粒岩中的角闪石，极大部分位于麻粒岩相区或过渡区。若按钙闪石中四价AlⅥ和六价Ⅵ关系（3aкpуTкиH,1968）判断，它们基本属于麻粒岩相变质成因。另据AlⅥ大致判断（Helz），其形成温度为700～800℃，据AlⅥ-Si变异图推算的角闪石形成压力大于（或等于）0.5GPa。本区钙质角闪石的XCa[Ca/（Ca+Na+K）值为0.69～0.75，个别达0.78；相对其它参数变化较小。尤其镁铁质变质岩石中角闪岩（见表4-5中序号为5～8和10的样品）的XCa值稳定在0.71与0.74之间。根据同一岩石中共生角闪石与斜长石的XCa值的关系推算，它们形成的温度大致在700℃与800℃之间，峰期温度大于800℃，这同角闪石-单斜辉石等地质温度计估算的温度相吻合。表4-4中序号为8～10的样品为同一角闪石颗粒从核部到边部的成分，由此看出，w（Na2O）和w（SiO2）从核部到边部明显下降，对应的斜长石An也从核部到边部下降（详见本章第五节）。根据上述方法推算，角闪石从核部到边部的形成温度有下降的趋势，核部温度约800℃，边部温度为650℃。

图4-5　角闪石的Na2O+K2O和TiO2关系图解

1—角闪辉石岩；2—麻粒岩和二辉斜长角闪岩；3—马山岩体；4—雪山岩体

图4-6　角闪石中Ti和AlⅥ关系图解

（岩性符号同图4-5）

图4-7　角闪石和寄主岩石中TiO2的含量与变质相的关系

（岩性符号同图4-5）

图4-8　角闪石的Ti-AlⅥ图解

（靳是琴等，1991；岩性符号同图4-5）

Ⅰ—麻粒岩相区；Ⅱ—高角闪岩相区；Ⅲ—低角闪岩相区；Ⅳ—绿片岩相区

综上所述，本区钙质角闪石有6个亚种，分别属于利克分类的A类和B类，但从光学性质上难以区分它们。从角闪石和辉石等矿物的共生关系以及环带成分的变化看，它们形成于麻粒岩相-角闪岩相的变质条件下，形成温度从800℃到650℃，压力也有相应的下降。不同种属的角闪石形成条件并不相同，其中浅闪石质角闪石和镁角闪石多数达麻粒岩相变质级，而铁角闪石和部分镁角闪石则为角闪岩相变质级。紫苏花岗岩中出现钙镁闪石和含镁绿钙闪石。同种岩石中可出现不同种属的钙质角闪石。同一颗粒从核部到边部可从浅闪石质角闪石演化到镁角闪石，后者形成温度相对要低。

根据AlⅥ值推算，含石榴子石二辉斜长角闪岩中铁角闪石（序号为12的样品）应属角闪岩相变质成因，代表了麻粒岩相退变到角闪岩相时形成的钙质角闪石。

根据沂水地区变质岩中角闪石的Na-Ti图解（图4-9），可分为三个区域。一个区域分布于B区，相当于高绿片岩相-角闪岩相区及其附近（共四个点）。另一个区域（E1）大体与冀东的C区和D区相当，Ti离子位于0.11与0.25之间，而Na离子（介于0.3与0.5之间）比冀东地区稍低。还有一个区域（E2）,Ti离子与B区相同（0.03～0.10），而Na离子特别高（于0.60～0.70区间）。上述说明本区角闪石形成于不同变质相和不同的温压条件下，其生成是多期次的。

图4-9　角闪石的Na与Ti离子关系图解

B区为冀东地区的高绿片岩相-角闪岩相范围（孙大中等，1984）；C区为冀东地区的麻粒岩相范围（孙大中等，1984）；D区为内蒙古中南部集宁岩群麻粒岩相范围（沈其韩等，1990）；E1和E2区为山东沂水地区角闪石的分布范围

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