斯洛伐克西喀尔巴阡山脉Gemerská Poloma滑石-菱镁矿矿床中镁的交代作用

Gemerska Poloma矿床是个重要的滑石矿床(储量20万吨),位于西喀尔巴阡山脉Germeric地区.部分滑石化的镁质碳酸盐体赋存在早古生代火山沉积杂岩体中(黑色片岩,变质泥岩),在Variscan变质作用(M1)过程中受到了绿泥石-黑云母带区域变质相的改造.这种原岩是石灰岩的矿体由白色-灰白或者灰色-黑色的菱镁矿与白云石1组成,被次生的白云石2和滑石脉切割.本次研究考察了两次变质事件(M1和M2)的几个连续的矿物组合,最早的组合包括铁白云石,镁菱铁矿与菱铁矿,(并与黑电气石,铁绿泥石,磷灰石,与伊利石-白云母伴生),它们以微小残留物形式产出在菱镁矿和白云石1中,其形成可能早于M1变质作用高峰期.M1变质事件的高峰期以富铁金云母,镁绿泥石1,镁电气石(黑电气石的边缘)和石英的组合为代表.在M1退变质作用过程中,发生了镁交代作用,开始是白云石1结晶,接下来形成菱镁矿,最后是以铁菱镁矿沿裂隙的形成而终.根据碳酸盐地质测温原理,M1变质事件的高峰期温度为460～490°C,变质矿物组合特征也支持这一测温结果.滑石,白云石2,与镁绿泥石2沿着镁碳酸盐岩石裂隙的发育,主要受到M2变质事件的影响,这个变质事件与较年青的Alpine造山事件有关.菱镁矿流体包裹体的研究表明,成矿流体具有复杂的组成,可能以MgCl2组分为主,主要来源于蒸发卤水的演化.原生流体包裹体的盐度～35(wt%MgCl2),均一温度变化范围是216～235℃.石英中流体包裹体也显示了以MgCl2组分为主的相似流体组成,但均一温度比较高,为248～313℃.如果假定石英与M1变质事件同期,那么由流体包裹体计算出的M1变质峰期压力范围是250～350MPa(9～13km),因此地温梯度是35～40℃/km.假定这个梯度在镁交代成矿过程中保持不变,那么相关流体在180～280MPa(7～11km)的压力下的温度为300～350℃.流体包裹体的淋滤分析表明,流体中Cl/Br与Na/Br都很高,说明流体具有蒸发特征.而在Gemeric地区只有在晚二叠纪到早三叠纪这段时间才有如此大量的卤水形成.因此,二叠纪的伸展构造运动与形成菱镁矿的热液系统的形成有关.

Mg replacement at the Gemerská Poloma talc-magnesite deposit, Western Carpathians, Slovakia