(一)前麻峪蛇纹岩(变辉石橄榄岩)
区内仅见3个侵入体,出露于昌乐阿陀汶河官庄一带和大宅科西北等地,以包体形式存在于新太古代二长花岗岩中。该岩体为新太古代第一套超镁铁质和镁铁质岩石序列,并经受了绿帘角闪岩相区域变质作用改造,其原岩为辉石橄榄岩、橄榄角闪辉石岩等。
1.地质特征
汶河官庄侵入体出露于昌乐阿陀的辛宅子—汶河官庄的南山上,呈条带状包体残存于傲徕山岩套松山中细粒二长花岗岩中。该侵入体呈北东走向,规模较小,长约560m,最大宽度70m,出露面积约0.2km2,由三个较大的脉状体构成。
2.岩石学特征
主要岩性为透闪阳起片岩、石棉透闪角闪片岩。岩石呈灰绿色,风化后为褐色。岩石为纤维状结构、叶片状结构,片状构造。主要矿物有蛇纹石、阳起石、透闪石、滑石、角闪石、石棉等。据山东省第四地质矿产勘查院(1999),镜下可看到残留的橄榄石被蛇纹石呈网格状交代。侵入体内部岩石类型较多,主要有蛇纹岩、阳起石岩、滑石透闪石岩等。这些岩石之间均呈渐变过渡关系,是超基性岩发生不同程度变质的产物。
主要矿物特征简述如下:
蛇纹石:叶片状、纤维状,无色,一级灰黄干涉色,主要为叶蛇纹石、纤维蛇纹石及胶蛇纹石。
透闪石:半自形长柱状、针状集合体,无色,二级干涉色,c∧Ng'=18°,晶体长度为0.50～1.00mm。
阳起石:半自形柱状、针状集合体,有的呈“束状”集合体,定向分布,粒径一般为0.20～1.00mm。
滑石:呈细小的鳞片状集合体杂乱分布。副矿物主要为磁铁矿及少量黄铁矿。
石棉:呈纤维状、针状集合体,纤维长度2～20mm,为透闪石石棉和角闪石石棉。
3.岩石化学、地球化学特征
岩石化学成分及特征参数:SiO2含量37.93%～41.09%,属超基性岩,MgO含量大于30%,属镁质超镁铁岩。与中国橄榄岩相比:岩石中SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO含量偏高,Na2O偏低。固结指数(SI)为83.03～71.18,平均为78.2左右,分异指数(DI)0.14～0.74,平均为0.53左右, AR碱度指数为1.15左右,氧化度(OX')为0.89～0.75,平均为0.84左右,表明岩石为幔源岩浆直接结晶分异的产物,且岩体侵位中等。
该岩体被新太古代晚期花岗质岩体侵入,结合区域资料,推断其形成年龄在2600～2700Ma之间。该侵入体规模较小,但在花岗质岩体中呈包体状广泛分布,其分布有一定区域性,说明花岗岩侵位之前曾存在过规模较大的超基性岩体,由于后期大规模岩浆侵入而使其残缺不全了。该期岩体与泰山岩群遭受同期区域变质作用,岩体显示程度不同的片麻状构造。
(二)安子沟中粗粒变角闪石岩
1.地质特征
分布于马宋-荆山洼单斜断凸王家河南村东以及新二甲附近,***2个侵入体,呈透镜状、长条状包体产出,北东向展布,包于傲徕山岩套杜家岔河岩体和条花峪岩体中。面积约0.03km2。边部接触交代蚀变强烈,多为蛭石化和透闪石化蚀变。主体已变为角闪透闪岩、滑石透闪岩、黑云透闪岩。侵入体特征见表1-4-2。
表1-4-2 安子沟中粗粒变角闪石岩主要侵入体一览表
2.岩石学特征
岩性为中粗粒变角闪石岩。岩石新鲜面呈墨绿色—浅绿色,风化面呈灰黑色,中粗粒变晶结构,平行构造。主要矿物成分:普通角闪石15%～30%,透闪石20%～60%,直闪石＜25%,滑石＜15%,绿泥石＜15%,蛭石＜20%。主要矿物粒径2.5～6.0mm。副矿物为磷灰石、磁铁矿,少量或微量。
普通角闪石为长柱状晶体,具浅黄—黄绿色多色性,菱形解理发育,中突起,常被透闪石、绿泥石、蛭石交代。矿物粒径大者6mm左右。
透闪石为长柱状晶体,无色,正低突起,菱形解理发育,交代普通角闪石而成。
3.地球化学特征
岩石化学成分及有关参数见表1-4-3,其SiO2含量为52.18%,类型属偏中性的基性岩类(实为镁铁质岩),M/F=1.299,为铁质基性岩(吴利仁,1963)。与中国辉长岩平均值(黎彤,1962)相比,明显偏酸性,富SiO2和CaO,贫TiO2、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、K2O,其他氧化物含量相近。里特曼指数为0.16,为钙性岩系。分异指数为DI=13.26,固结指数为SI=65.61,反映岩浆分异程度很低。氧化度OX'=0.76,岩体侵位较浅。
表1-4-3 昌乐辖域侵入岩岩石化学成分(%)及有关参数一览表
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注:数据引自1∶5万安丘市幅、北岩幅和1∶25万潍坊市幅区调报告。
微量元素含量(表1-4-4)与维氏(1962)基性岩相比,亲石元素Zr、Sr、Ba、Nb含量偏高, Rb元素基本相当。过渡性元素Ti、V含量偏高,Cr、Mn、Co、Cu、Ni含量偏低,其他元素含量相近;Rb/Sr为0.4,Ba/Sr为3.20。
表1-4-4 昌乐辖域侵入岩微量元素含量(10—6)及有关参数一览表
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注:数据引自1∶5万安丘市幅、北岩幅和1∶25万潍坊市幅区调报告。
稀土元素含量见表1-4-5。稀土总量ΣREE为48.93×10-6,ΣLREE/ΣHREE为6.32,δEu为0.79。稀土总量不高,稀土分馏不好,稀土配分曲线(图1-4-1)呈略右倾平坦型曲线,斜率较小,铕谷不明显,属铕弱亏损轻稀土弱富集型。其曲线反映出幔源并受壳源混染的特征。
表1-4-5 昌乐辖域侵入岩稀土元素含量(10-6)及有关参数一览表
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4.副矿物特征
锆石:晶体呈自形柱状,晶棱平直,晶面清晰且光亮,少量见有熔(溶)蚀凹坑和裂纹。浅黄色和浅粉色,透明,玻璃光泽,硬度较大。锆石特征见表1-4-6。
表1-4-6 调查区侵入岩副矿物锆石特征一览表
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(三)南官庄中细粒变辉长岩(斜长角闪岩)
1.地质特征
零星分布于马宋-荆山洼单斜断凸的王家河南、驻马河、庙子官庄、郭庄、南崔、大吉阿以及大刘家庄附近,呈长条状、透镜状包体产出,多北东至北北东向展布,包于傲徕山岩套蒋峪岩体、杜家岔河岩体以及松山岩体中,面积约0.015km2左右。侵入体特征见表1-4-7。
表1-4-7 南官庄中细粒变辉长岩主要侵入体一览表
2.岩石学特征
主体岩性为中细粒斜长角闪岩,原岩为辉长岩。岩石呈灰黑色,细粒柱状变晶结构,局部斑状变晶结构,块状构造或平行构造,主要矿物粒径0.8mm±。主要矿物成分:普通角闪石50%、斜长石45%、金红石1%、黑云母1%。次生矿物:绢云母、绿脱石、白钛石、榍石、绿帘石。微量矿物:锆石、磁铁矿、磷灰石、钾长石。
角闪石呈柱状变晶d=0.8mm±,具绿色多色性,长柱大体平行排列,分布比较均匀,有时成条带状分布,有的已被绿脱石和绿帘石交代。
斜长石呈粒状变晶d=0.5mm±,有程度不同的绢云母化,绿帘石在颗粒边部有时可见到有聚片双晶的新鲜偏酸性斜长石和钠长石,偶尔也有钾长石出现在斜长石粒间。
石英主要分布在斜长石中,呈粒状变晶d=0.3mm±。
金红石呈粒状,d=0.2mm±,晶体周边有时有榍石和白钛石等次生矿物。黑云母呈褐色交代角闪石。
岩石是角闪岩相变质的基性岩后经蚀变,主要是绢云母化、绿脱石化、黝帘石化,绿脱石可能交代了辉石。
3.地球化学特征
岩石化学成分及有关参数见表1-4-3,其SiO2含量为49.06%～49.48%,类型属基性岩类(镁铁质岩),M/F=1.408～4.037,为铁质基性岩—富铁质基性岩区(吴利仁,1963)。与中国辉长岩平均值(黎彤,1962)相比,富SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO,贫TiO2、FeO、MnO、Na2O、K2O、P2O5。里特曼指数为0.91～2.17,为钙碱性岩系。分异指数为DI=20.02～29.29,岩浆分异程度较低。氧化率OX'=0.7～0.74,反映岩体侵位较浅。
微量元素含量(表1-4-4)与维氏(1962)基性岩相比,亲石元素Sr、Ba、Zr含量偏低,Rb、Nb含量明显偏高。过渡性元素Cr含量偏高,V、Ti、Mn、Co、Cu、Ni含量偏低。其他微量元素含量基本相当。Rb/Sr为0.56和1.10,Ba/Sr为2.86和1.90。
稀土元素含量见(表1-4-5)。稀土总量ΣREE为57.99×10-6～62.09×10-6,ΣLREE/ΣHREE为3.25和1.62,δEu=0.97～0.99。稀土总量不高,稀土分馏不好,稀土曲线(图1-4-1)呈略右倾平坦型曲线,斜率较小,铕异常不明显,属轻稀土弱富集型。
图1-4-1 新太古代基性-超基性岩稀土元素配分曲线
(四)基性-超基性侵入岩成因及形成时代讨论
南官庄中细粒变辉长岩的固结指数SI=34.46～38.48,小于40,指示其为幔源原生岩浆经过分异或同化而形成。
安子沟中粗粒变角闪石岩的分异指数为DI=13.26,固结指数为SI=65.61,反映岩浆分异程度很低。
新太古代基性—超基性侵入岩呈长条状、透镜状存在于古元古代二长花岗岩中,邻区同位素年龄锆石(U—Pb)安子沟测年结果为2713Ma,南官庄测年结果为2706Ma、2697Ma,区域上侵入泰山岩群并被蒙山岩套侵入,认为其形成时代为新太古代阜平期。