大别山超高压变质带面理化榴辉岩中变形石榴石的几何学和运动学特征及其大地构造意义

大别山东部双河附近面理化榴辉岩中, 所有榴辉岩相矿物包括石榴石、绿辉石乃至金红石都受到强烈拉伸。用透射电镜可以观察到石榴石晶体中塑性变形的显微构造, 包括自由位错、位错环、位错壁和位错网。拉伸石榴石的应变轴比表现为 Ｘ＞ Ｙ＞ Ｚ。运动学标志如石榴石的不对称碎斑和旋转的金红石颗粒, 表明有旋转应变的作用。石榴石和金红石的福林系数分别为１１８ 和０９８。所有这些都表明石榴石是在接近于平面应变的条件下形成。由于石榴石颗粒在应变前后体积未变,因此也是在简单剪切作用条件下形成的。根据石榴石韧性变形要求的温度条件, 此种变形应在榴辉岩相条件下发生, 代表一次向南的逆冲作用, 经过展开后, 逆冲的方向为南西。根据石榴石的流变律, 其韧性变形的最低温度估计约为 ８００℃。石榴石中普遍有一组透入性破劈理, 它产生于面理化榴辉石折返后的角闪岩相早期, 形成于石榴石韧性变形之后。破劈理及其中反Ｓ形破劈理的运动指向表明有向北的滑动, 发生在主簿源复背斜形成之前; 主簿源复背斜使面理化榴辉岩的产状由倾向北改变为倾向南。根据面理化榴辉岩及其围岩的同位素年龄, 估算出面理化榴辉岩在２００～１９０ Ｍａ 期间的平均垂直折返速率为９ｍ ｍ ／ａ。此外, 还     

大别造山带黄镇榴辉岩矿物不同类型地质温度计应用和对比

常用于测定榴辉岩形成温度的有石榴石-绿辉石Fe-Mg配分温度计和石英-矿物对氧同位素温度计。最近的自然观察和实验测定发现，金红石中的Zr含量与温度之间存在线性关系，因此能够用于变质岩测温。本文首次将这三种温度计用于同一产地榴辉岩及其中的石英脉。对大别造山带黄镇低温超高压榴辉岩中金红石Zr含量的温度计算得到，产于矿物内部金红石Zr含量温度明显地高于粒间金红石Zr含量温度，产于矿物石榴石、绿辉石和黝帘石内部金红石Zr含量温度主要集中在528～589℃之间，而产于粒间金红石的温度主要集中在465～528℃之间。榴辉岩中金红石Zr含量最高的产于石榴石中，但是所计算的温度503～589℃仍然不同程度地低于榴辉岩形成温度670℃。石英脉中金红石Zr含量温度主要集中在465～528℃之间。石英-耐熔矿物对氧同位素温度主要集中在650～695℃之间，表明耐熔矿物石榴石、锆石和蓝晶石在该区榴辉岩中相对其它矿物来说保存最好，退变质作用最弱，因此其氧同位素温度与峰期超高压榴辉岩相变质奈件基本一致。而石英．易熔矿物对温度主要集中在450～510℃之间，与易熔矿物绿辉石、钠云母、斜黝帘石／黝帘石在榴辉岩中蚀变强烈一致，反映了角闪岩相退变质阶段的流体活动。石榴石-单斜辉石Fe-Mg配分温度结果分为三组：795～863℃、629～679℃和468～572℃，其中后两组与金红石Zr含量和石英-矿物对氧同位素测温结果具有可比较性，指示了榴辉岩相变质和角闪岩相退变质过程中的Fe-Mg交换平衡，而第一组温度明显高于已知的榴辉岩相变质温度，表明绿辉石后成合晶导致了部分石榴石与单斜辉石之间的Fe-Mg不平衡。榴辉岩折返过程中的流体活动可能是导致矿物之间元素和同位素扩散交换再平衡或不平衡的基本原因。粒内金红石Zr含量温度仍然不同程度地低于榴辉岩形成温度，可能说明其在进变质过程中形成后相对“孤立”，即使在峰期榴辉岩相条件下也不能与锆石之间达到Zr配分再平衡。粒间金红石Zr含量降低可能与金红石重结晶有关，结果导致它们与锆石之间的Zr配分平衡遭到破坏。     

苏鲁榴辉岩型金红石矿床研究进展

文章对苏鲁榴辉岩型金红石矿床的研究进展进行了简单综述。苏鲁超高压变质带金红石矿床的勘探可追溯到20世纪50年代末，近年来找矿工作取得重要进展，已查明金红石矿床总储量达数千万吨。矿床属典型的榴辉岩型金红石矿床，与超高压变质作用关系密切。金红石在榴辉岩中最主要也最具工业价值的赋存方式是呈粒间颗粒充填于主矿物绿辉石和石榴石之间，金红石中的微量元素与其寄主榴辉岩的类型和产状有明显的相关性，并且可反映其形成温度，因此在苏鲁超高压变质榴辉岩和金红石矿床的研究中具有重要价值。富钛基性原岩是榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础，高压区域变质作用是这类矿床形成的必要条件。     

两类榴辉岩的石榴石变形特征差异——来自TEM研究的证据

大陆碰撞造山带中超高压榴辉岩从变形程度上通常可以分为面理化榴辉岩和块状榴辉岩两类。本文利用透射电子显微镜对中国大陆科学钻探主孔岩心中面理化榴辉岩和块状榴辉岩的石榴石变形特征进行了比较研究。结果表明:(1)面理化榴辉岩中石榴石的位错密度比块状榴辉岩中石榴石的位错密度高大约3个数量级,位错密度达1.2×1010/cm2。并且有水分子团与高密度位错共存,表明主导石榴石发生强烈塑性变形的机制为水弱化的位错滑移。(2)块状榴辉岩中石榴石的位错密度低,没有观察到水分子团,虽然在局部发现有位错网,但总体上仍呈刚性。(3)两类榴辉岩的石榴石中占主导地位的位错滑移系都是1/2<111>{110},其次为<100>{010}。本文对变形石榴石晶体中水的赋存状态、水弱化机制及变形石榴石形态优选方位与晶格优选方位不协调问题进行了讨论:(1)水在石榴石晶体中有三种可能赋存状态:第一种是吸附于位错管道中的极化水分子;第二种是通过晶体表面以及位错管道扩散进入晶格的间隙水分子;第三种是以4OH-替代SiO44-形式的结构水。(2)石榴石水弱化机制有两种可能:一种是水弱化促进的位错滑移机制,在面理化榴辉岩石榴石的塑性变形中起主导作用;另一种是水弱化促进的扩散和颗粒边界滑移机制,在面理化榴辉岩石榴石的塑性变形中只起次要作用。(3)变形石榴石不产生明显的LPO是由其晶体结构本身特征所决定的,并不能排除其主导变形机制仍然是位错滑移的可能性。     

隐藏在苏鲁地体斜长角闪岩锆石中超高压变质作用的信息

运用激光拉曼和阴极发光技术，配备电子探针测试，发现苏鲁地体地表露头和中国大陆科学钻探工程预先导孔CCSD-PP1和CCSD-PP2斜长角闪岩锆石中均保存以柯石英为代表的典型超高压矿物组合：柯石英 石榴石 绿辉石 金红石；柯石英 石榴石 绿辉石；柯石英 石榴石 绿辉石 多硅白云母 金红石 磷灰石；柯石英 绿辉石 金红石；柯石英 菱镁矿。该类矿物包体组合与苏鲁地体超高压榴辉岩的峰期矿物组合十分相似，表明斜长角闪岩可能是由超高压变质的榴辉岩在构造抬升过程中退变质而成。     

CCSD主孔超高压榴辉岩金红石中的矿物包裹体研究

金红石是榴辉岩中的主要含钛副矿物。中国大陆科学钻探工程（CCSD）主孔100～2000m岩心样品中，金红石榴辉岩、多硅白云母榴辉岩和蓝晶石榴辉岩中都程度不等地含有金红石。金红石既可以与其他矿物一起被石榴石、绿辉石等主要变质矿物包裹，也可以包裹其他矿物。本文利用电子探针技术，对CCSD所揭示的超高压榴辉岩的金红石中的矿物包裹体进行了鉴定和分析。结果显示，绿辉石、富铪锆石、高铝榍石、韭闪石和红闪石、斜黝帘石等矿物包裹体形成于榴辉岩相进变质至峰期变质阶段；随着超高压变质带快速折返，榴辉岩经受强烈的退变质作用，包括金红石、绿辉石在内的多种矿物都经受了退变质作用，与金红石共生的钛铁矿完全或者部分退变成含铁金红石和钛铁晶石。在退变的金红石中，还发现了透辉石＋斜长石后成合晶、低铝榍石、镁绿闪石等退变质矿物组合。     

大别山金河桥榴辉岩矿物O—Nd—Pb同位素体系及其对扩散速率的制约

对大别山太湖金河桥超高压榴辉岩作了矿物Sm-Nd内部等时线定年研究和激光氧同位素分析。石榴石+绿辉石Sm-Nd等时线给出了较低年龄210±3Ma,石榴石+金红石Sm-Nd等时线给出了较高年龄237±4Ma。岩相学观察发现,绿辉石具有角闪石退变质边。氧同位素分析表明,石榴石与绿辉石之间的氧同位素体系处于不平衡状态。据此,石榴石+绿辉石Sm-Nd同位素体系因退变质作用导致Nd同位素不平衡而给出不合理偏低年龄。较老的石榴石+金红石Sm-Nd年龄有可能指示了榴辉岩相前期阶段的时代,且在温度变质峰期没有使它们之间的Nd同位素再次均一化,它指示Nd在金红石中的扩散速率较慢,可能与石榴石相当。矿物对氧同位素测温得到,石英—石榴石对温度为695±35℃,石英—金红石对为460±15℃,与根据金红石U—Pb内部等时线估计的Pb扩散封闭温度470±50℃一致。对比表明,O在石榴石中的扩散速率与Nd相当或略低,而O和Pb在金红石中的扩散速率相近,且均比Nd快。     

金红石和榍石Zr温度计在新疆西南天山榴辉岩中的应用

应用LA-ICP-MS方法对新疆西南天山高压-超高压变质带中的榴辉岩及其高压脉体中的金红石和榍石进行了Zr含量的检测和Zr温度计的计算。榴辉岩中位于石榴石幔部且与绿辉石共生的金红石包体Zr含量都集中于10~20μg/g;而基质金红石的Zr含量为30~50μg/g,高于包体金红石。榍石均为金红石退变质的产物,且各样品间的榍石Zr含量较均一,都集中在3~5μg/g之间。脉体金红石Zr含量则与榴辉岩中基质金红石的Zr含量相当甚至偏高一些,为30~60μg/g。金红石和榍石的Zr温度计研究也表明,榴辉岩石榴石中的金红石包体生长于压力峰期阶段,温压条件为480~540℃、2.7~3.0 GPa;基质金红石随温度增加达到退变质再平衡,记录了温度峰期的条件,约530~590℃、2.4~2.7 GPa;榴辉岩中高压脉体中的金红石则生长于退变质榴辉岩相阶段,金红石Zr温度计给出结果为540~580℃、1.5~2.1 GPa,记录了近等温降压的过程;榴辉岩中的榍石在1.0 GPa左右达到平衡,榍石Zr温度计给出的温度为540~560℃,记录了进一步的近等温降压的过程。根据以上4个阶段的分析结果,得出一个较完整的顺时针p-T轨迹,且与相平衡模拟所限定的p-T轨迹相一致。金红石的Zr含量可以作为压力的指示,表明压力校正在金红石Zr温度计中起到了重要作用。在对金红石和榍石Zr温度计进行应用时,要结合细致的岩相学观察,综合考虑压力、活度、扩散速率、退变质作用和流体影响等方面的因素,才能得到比较精确的温压估算结果和pT轨迹。     

苏北榴辉岩中的宝石矿物及其经济意义

一、榴辉岩中宝石矿物据报导~*,苏北榴辉岩一般由19种矿物组成(表1)。本文作者认为,该区榴辉岩中的许多矿物可作为宝石资源看待。其中最重要的宝石矿物有6种。它们是石榴石(包括镁铝榴石和铁铝榴石)、绿辉石、金红石、蓝晶石、蓝闪石、绿帘石。(一)石榴石石榴石是榴辉岩中的主要造岩矿物。其含量占岩体组分的40—62%。组分也复杂,大多为铁铝榴石与镁铝榴石。深红、橙红、粉红和浅玫瑰红色。颗粒一般较小,大者1cm 左右。玻璃光泽。硬度7.16-7.95,比重3.52-4.04。化学性质稳定。     

柴北缘沙柳河榴辉岩岩石学及年代学初步研究

柴达木盆地北缘东端沙柳河一带榴辉岩呈布丁构造赋存在新元古代末期花岗片麻岩中 ,榴辉岩主要由石榴石、绿辉石和金红石等矿物组成 ,石榴石含有 38%～ 4 4 %的铁铝榴石、2 2 %～ 2 3%的钙铝榴石和 31%～ 38%的镁铝榴石分子 ,绿辉石含有 35 %～ 38%硬玉分子。榴辉岩变质作用过程可分为三个阶段 ,第一阶段可能为绿帘角闪岩相 ,形成了残留在石榴石中的绿帘石 +角闪石早期矿物组合 ;第二阶段为榴辉岩相 ,形成了绿辉石 +石榴石 +金红石矿物共生组合 ,其温压条件为 :T =730℃ ,P >1.6Gpa ,代表了强烈俯冲时期 ;第三阶段为高角闪岩相 ,形成了普通辉石 +角闪石 +斜长石矿物共生组合 ,其温压条件为 :T =6 70℃ ,P =0 .3～ 0 .5Gpa。变质作用演化及P -T -t轨迹反映了其地球动力学过程是板块碰撞模式。榴辉岩的颗粒锆石U -Pb年龄 (484± 3)Ma可能代表榴辉岩相变质年龄。研究表明柴北缘存在一条早古生代的高压碰撞带     

苏北榴辉岩的岩石性质及其金红石的嵌布特征

苏北榴辉岩主要产于由角闪岩相变质的长英质片麻岩，根据其赋存部位划分为3类：Ⅰ类榴辉岩，通常形成独立块体，有时夹薄层片麻岩、片岩，岩石呈块状、条带状、斑杂状、条纹状和片麻状等；Ⅱ类榴辉岩，与超基性岩相伴，矿石主要呈块状和斑杂状；Ⅲ类榴辉岩，与大理岩整合接触，岩石呈块状、片麻状。3类榴辉岩在变晶矿物组合中具有一定的差异。面积测量法统计结果表明：Ⅰ类榴辉岩的晶间金红石占12．49%，间粒金红石占85．69％，包体金红石占1．81％；Ⅱ类榴辉岩的晶间金红石占36．40％，间粒金红石占44．17%，包体金红石占19．43％．Ⅲ类榴辉岩的晶间余红石占27．49％．间粒会红石占53．43%，包体金红石占19．09％。     

中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩中金红石微量元素地球化学特征

本文利用电子探针分析了中国大陆科学钻探工程主孔各种类型榴辉岩中金红石的Nb、Cr和Zr含量。Zack等(2002)的金红石Nb-Cr图解表明榴辉岩的原岩均为镁铁质岩,但不同类型榴辉岩具有不同的地球化学特征,即:1金红石榴辉岩、石英榴辉岩、角闪岩和钛铁矿榴辉岩中金红石的Nb和Cr含量大致相同,主孔中上述榴辉岩中金红石的Nb、Cr含量与区域上小焦金红石矿区金红石榴辉岩中金红石的Nb、Cr含量基本相同。总体来讲,区域和主孔榴辉岩中金红石以低Nb为特征,反映它们的原岩为镁铁质岩石。2蓝晶石多硅白云母榴辉岩中金红石具最高的Nb和Cr含量,其Nb和Cr均值分别为720×10-6和712×10-6,多硅白云母榴辉岩中金红石比金红石榴辉岩、石英榴辉岩、角闪岩和钛铁矿榴辉岩中金红石富集Cr。利用Zack等(2004)提出的金红石地质温度计,计算得出金红石榴辉岩的金红石形成温度介于608~746℃,石英榴辉岩的金红石温度介于629~680℃,钛铁矿榴辉岩金红石的形成温度介于629~704℃,蓝晶石多硅白云母榴辉岩的金红石形成温度为600℃,角闪岩的金红石形成温度为629℃。一种可能的解释是,榴辉岩在折返过程中退变质作用明显,流体活动强烈,导致金红石中Zr扩散丢失,金红石中Zr含量不同程度地受到角闪岩相退变质过程中再平衡作用的影响,致使计算的温度偏低。     

苏北榴辉岩型金红石资源的综合利用

金红石和铁铝榴石是中国榴辉岩型金红石资源中可供综合利用的两种重要矿物组分。目前苏北地区众多的选矿企业针对此类型资源的开发,仅选铁铝石榴石,导致佥红石在废弃的尾矿中高度畜集。金红石在尾矿中的含量,一般在3．16％～7．59％之间,最高的接近8％,平均5．24％。尾矿实质上已成为品位极高的人工金红石砂矿。综合利用,不但可大幅度提高企业的经济效益,更重要的是可避免国家宝贵资源的浪费。     

德国Munchberg地块榴辉岩的岩石学研究

Ｍｕｎｃｈｂｅｒｇ地块是一个角闪岩相变质的结晶基底,构造推覆于极低级变质古生代火山－沉积岩之中。榴辉岩呈透镜状或互层状产于斜长角闪岩、片麻岩和大理岩之中。榴辉岩的原生矿物组合是石榴石、绿辉石、石英和金红石,可含少量蓝晶石、多硅白云母和黝帘石,峰期变质作用的温度为６００￣７００℃,压力〉２．５ＧＰａ,接近柯石英的稳定范围。在榴辉岩的抬升过程中经历了从榴辉岩到角闲岩相、绿片岩相和葡萄石棣纤石相退变质作     

江苏东海榴辉岩型金红石矿床基本特征

榴辉岩型金红石矿是我国近两年新发现的一种矿床类型。它与高级区域变质岩——榴辉岩密切相关。含金红石块状榴辉岩为主要矿层,呈透镜状、长条状产出。金红石含量1.02—5.5％,平均2.32％,其赋存状态主要呈分散状分布在矿物品隙间。矿石中富含石榴石、绿辉石和磷灰石等。综合利用价值高,选矿效果好,可获得四种合格产品。矿床规模大,品位较富,露头矿,交通方便,开采条件优越。     

苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用:大陆板块汇聚边界的成矿作用

榴辉岩型钛矿床是重要的钛矿床类型之一。苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用以金红石型钛矿床为主,其中金红石以变质矿物中的包裹体、晶间颗粒或脉状形式出现。富钛石榴子石是金红石包裹体出溶的初始矿物。岩石地球化学研究表明,有利于金红石成矿的榴辉岩为高钛榴辉岩,其源岩为富钛基性岩。利用红外显微镜对金红石进行的流体包裹体研究表明,金红石中主要存在三类流体包裹体,即型H2O溶液包裹体、型CO2-H2O包裹体和型CH4包裹体,其中I型原生和假次生流体包裹体和型流体包裹体反映出的压力范围为0.6~1.3GPa,与榴辉岩角闪岩相退变质作用的压力相当,说明与这类金红石形成有关的变质流体源于榴辉岩退变质作用所释放的水。苏鲁地区超高压榴辉岩是华南—华北板块碰撞的结果,巨量陆壳物质俯冲—折返形成了多样式的高压—超高压岩石,与此同时也发生了以金红石为主要矿石矿物的钛成矿作用。综合矿物学、岩石学、地球化学等研究,我们提出大陆板块汇聚边界的钛成矿作用应该经历了原岩的初始富集、陆壳物质俯冲过程中钛的成矿作用、俯冲板块折返过程中钛的成矿作用和流体阶段的金红石成矿作用四个主要成矿阶段。     

柴北缘鱼卡榴辉岩型金红石矿床成矿物理条件

鱼卡榴辉岩型金红石矿床位于柴北缘超高压变质带西侧,是青藏高原发现的第一个超大型金红石矿床。为研究该矿床的控矿因素和成矿机制,在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,利用电子探针对该矿床榴辉岩中的各特征矿物进行分析。研究表明,粗粒块状高钛榴辉岩的石榴子石保存了较完整的成分环带,从核部到边部,石榴子石的化学成分、矿物包裹体的种类和粒度都具有明显的分带性;细粒片麻状低钛榴辉岩的矿物颗粒较小,石榴子石的成分环带较差。鱼卡榴辉岩的p-T演化特征反映,它们经历了深俯冲阶段的升温升压到早期折返阶段的升温降压,再到之后的降温降压的顺时针演化轨迹。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明,榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用时金红石很少发生转变。超高压变质前后为金红石最主要的成矿期。     

CCSD主孔榴辉岩中金红石微量元素特征：LA-ICPMS分析及其意义

对中国大陆科学钻探（CCSD）主孔200~1005m范围内8件榴辉岩样品的金红石进行了LA-ICPMS原位微区微量元素分析,结合前人已发表的全岩和金红石分析数据,研究结果发现：在不同类型榴辉岩中,金红石的微量元素与其全岩成分具有不同的相关关系。金红石中的Nb和Ta元素含量不同程度地受控于全岩Nb和Ta含量。在高钛和低镁钛榴辉岩中,金红石的Cr与全岩Cr/TiO₂正相关;在富镁榴辉岩中,金红石的Cr含量受全岩MgO含量的控制;在高钛和富镁榴辉岩中,全岩成分明显影响着金红石的Zr含量,金红石Zr温度计可能不适用。低镁钛榴辉岩的金红石的平衡温度普遍低于榴辉岩峰期变质温度,可能是变质流体参与下的扩散作用和退变质作用所致;多数情况下,单个样品中大部分金红石颗粒的Zr含量是均匀的,金红石Zr温度计所给出的温度可能代表着退变质再平衡的温度;CCSD榴辉岩的全岩Nb/Ta比值普遍低于其中金红石的Nb/Ta比值,不支持金红石榴辉岩可能是地球上超球粒陨石Nb/Ta比值储库的观点。     

中国大陆科学钻探主孔0～4500米变质岩石锆石中保存的超高压矿物包体

中国大陆科学钻探主孔0-4500米的岩心主要由榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩、正片麻岩以及少量的超基性岩所组成。岩相学研究结果表明,榴辉岩的围岩普遍经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压变质的矿物组合已完全被后期退变质过程中角闪岩相矿物组合所替代。采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,发现主孔224件岩心中有121件(包括榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩和正片麻岩)样品的锆石中普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体,且不同岩石类型锆石中所保存的超高压矿物包体组合存在明显差异。(含多硅白云母)金红石石英榴辉岩锆石中保存的典型超高压包体矿物组合为柯石英 石榴石、柯石英 石榴石 绿辉石 金红石和柯石英 多硅白云母 磷灰石。黑云绿帘斜长角闪岩锆石中保存的超高压矿物组合为柯石英 石榴石 绿辉石、柯石英 石榴石 多硅白云母和柯石英 绿辉石 金红石,与榴辉岩所保存的超高压矿物组合十分相似,表明该类斜长角闪岩是由超高压榴辉岩在构造折返过程中退变质而成。在副片麻岩类岩石,如石榴绿帘黑云二长片麻岩锆石中,代表性的超高压包体矿物组合为柯石英 多硅白云母和柯石英 石榴石等;而在石榴黑云角闪钠长片麻岩锆石中,则保存柯石英 硬玉 石榴石 磷灰石、柯石英 硬玉 多硅白云母 磷灰石和柯石英 石榴石 磷灰石等超高压矿物包体。在正片麻岩锆石中,标志性的超高压矿物包体为柯石英、柯石英 多硅白云母、柯石英 蓝晶石 磷灰石和柯石英 蓝晶石 榍石等。此外,在南苏鲁东海至临沭一带的地表露头以及一系列卫星孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的标志性超高压矿物包体,表明在南苏鲁地区由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质(方圆>5000km2,厚度超过4.5km)曾整体发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。该项研究对于重塑苏鲁-大别超高压变质带俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩中的钛矿化

中国大陆科学钻探工程100～2000m的岩心、矿心的观察、编录揭示主要有经济价值的舍钛相是金红石．其次是钛磁铁矿。主要含矿岩石是普通金红石榴辉岩和石英金红石榴辉岩，其次有多硅白云母金红石榴辉岩，蓝晶石金红石榴辉岩，金红石黑云绿帘纤闪石岩(退变的石榴辉石岩)和金红石-含钒钛磁铁矿榴辉岩。划分了四个矿化层位。金红石在矿层中的含量一般为2％～5％(体积)，多高达8％～10％。金红石的TiO2含量在95％(重量)以上，多产于石英榴辉岩、多硅白云母榴辉岩中。钛磁铁矿的TiO2含量在49％～55％(重量)，钛磁铁矿多见于黄铁矿-金红石-钛磁铁矿榴辉岩(546～608m岩性段)中，含钛磁铁矿5％～25％，石榴单辉橄榄岩(608～683m岩性段)，含钛磁铁矿达5％～10％和第三含矿层中局部黑云绿帘角闪岩夹层内，舍钛磁铁矿可达6％。30个榴辉岩和超铁镁质岩中8种主要造岩矿物148个点的电子探针分析结果揭示：榴辉岩可分为壳源和幔源两大类，钛磁铁矿富含V、Ni、Cr说明来自幔源，大部分金红石则来自壳源榴辉岩，它们的原岩是曾经居留地表的基性火成岩，在深俯冲的过程中经超高压变质成为含柯石英的榴辉岩。岩石薄片中金红石和柯石英的假像共存于同一石榴石或绿辉石晶粒中，也见金红石粒内有“柯石英”假象，这清楚说明金红石结晶于超高压的峰期变质阶段，在后继的变质地体隆升过程中，钛磁铁矿和金红石都有退变质成为钛铁矿和榍石的种种岩石记录，因此，退变质作用势必导致钛矿品位的降低。