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user: 5. 绿泥石矿物学特征 5.1. 变质成因绿泥石特征 Bourdelle et al (2015)通过总结不同地区变质成因绿泥石和热液成因绿泥石的规律，提出了基于绿泥石阳离子总数R 2+ 和Si离子数的成因判别图 [ 13 ]。使用该判别图对本次测试点进行投影，如图8所示。C m 期绿泥石全部落位于变质成因绿泥石中，展现出了比热液绿泥石更低的Si含量更高的二价阳离子R 2+ 的含量。根据图9所示，变质成因绿泥石的Al VI :Al IV 比相比于热液成因绿泥石，更接近于Al VI :=Al IV 的近线性分布。这表明变质成因绿泥石具有更弱的di-trioctahedral置换。 5.2. 各期次绿泥石在不同岩石单元中的化学特征 如附录A所示，C m 变质成因绿泥石的Si、Fe、Mg含量变化很大，各类岩石中 的SiO 2 含量在22.56%~29.80%，Al 2 O 3 在16.67%~20.81%，FeO在15.53%~42.00%，MgO在2.19%~22.87%；在 期，从黄铁绢英岩到绿泥石–绿帘石化围岩和红化片麻岩，整体上表现出FeO、SiO 2 降低，MgO升高，而Al 2 O 3 变化较小；C 2 期各岩石单元的绿泥石均呈高FeO、低MgO的特征；各岩石单元中的C 3 期绿泥石均表现出低FeO、高MgO的特征。从C 2 到C 3 ，SiO 2 和Al 2 O 3 的变化范围都不大。综上所述，无论是从空间上还是从时间上看，胶东热液绿泥石都表现出从早到晚、从近矿端至远矿端绿泥石Fe含量下降、Mg含量上升的规律，体现了从早期至晚期、从近矿端至远矿端，绿泥石的氧化性逐渐增加的特性。 图8. 变质–热液成因绿泥石判别图(Bourdelle et al.， 2015) 这些性质在Foster (1962)和Zane and Weiss (1998)的分类图解上也有体现 [ 36 ] [ 37 ]。如图9所示，两种分类图解在不同岩石单元共同体现了规律性，C 1 、C 2 期绿泥石均表现出富Fe、贫Mg、富Al IV 的特征，C 3 期绿泥石表现为富Mg、贫Fe和贫Al IV 的特征。以上规律指示了绿泥石向晚期演化的过程中环境流体酸性减弱，氧逸度升高的特征 [ 17 ]。 图9. 夏甸绿泥石分类图解(Foster et al.， 1962; Zane and Weiss 1998) 5.3. 各期绿泥石的离子置换反应规律 根据绿泥石的离子相关性程度可以判断绿泥石发生的离子置换反应种类和强度。如图10所示。 Al VI 和Al IV 相对关系可用衡量绿泥石di-trioctahedral置换的程度。在理想状态下，di-trioctahedral置换作用不强时，可以认为散点趋近于Al VI = Al IV 的拟合线。在di-trioctahedral离子置换正向进行时，2个Al IV 被3个Fe 2+ 或Mg 2+ 取代，使得Al VI 含量减少，Al VI :Al IV 低于1，反之则反。从Al VI -Al IV 关系图(图10(c))可以看出，整个系统中的绿泥石都发生了di-trioctahedral置换。各岩石单元的绿泥石向成矿晚期的演化过程中都表现出了3(Fe， Mg)→□ + 2Al IV 置换的逐渐增强，与流体向晚期演化过程中氧化程度增强的事实相吻合。相比之下，以钻孔19ZK4为代表的红化片麻岩中的di-triotahedral置换明显弱于以钻孔15ZK5和钻孔15-5为代表的青磐岩化蚀变岩的置换强度，指示了以钻孔19ZK4红化片麻岩受热液影响较弱的特点。 Fe和Mg的相对关系可以用于指示绿泥石Fe-Mg置换的进行程度。在Fe 2+ -Mg 2+ 相关性图中(图10(g))，整个系统的绿泥石均展现了很强的负相关性(R 2+ = 0.959)，表明整个系统中的绿泥石都发生了强烈而持续的Fe→Mg置换。Fe→Mg置换作用的持续进行促使各岩体单元中的绿泥石向晚期演化的过程中Fe不断降低，Mg不断升高。 Al IV 的含量可以认为是衡量Tschermark置换进行程度的指标。在Al IV -Si关系图中(图10(a))，所有绿泥石都发生了强烈的Tschermark蚀变，而在各岩体单元中，C 1 到C 2 绿泥石Tchermark置换的强度变化不显著，从C 2 到C 3 绿泥石在各岩石单元中均表现出Tschermark置换程度减弱的特征。在近矿端的黄铁绢英岩中从C 2 到C 3 置换强度减弱的幅度较小，而在红化片麻岩和绿泥石–绿帘石化围岩中，从C 2 到C 3 的Tschermark置换强度迅速减弱。 在Al VI -Fe、Al VI -Mg关系图中(图10(d)、图10(e))，Al VI 与Fe表现出了弱正相关性，与Mg之间呈弱负相关性，表明在所有绿泥石的八面体位上广泛发生了Al VI →Mg置换和Fe→Mg置换，其中以Fe→Mg为主，Al VI →Mg置换为辅。Al IV -Fe/(Fe + Mg)图解中(图10(b))，散点展现了显著的正相关关系，表明Fe→Mg置换作用促进了Tschermark作用的进行。 综上所述，各岩石单元的绿泥石均发生了Fe-Mg置换、Tschermark置换和di-trioctahedral置换，其中Tschermark置换和di-trioctahedral置换随着成矿流体进入晚期而逐渐减弱，Fe-Mg置换的强度则保持稳定。Fe→Mg的置换作用改变了绿泥石的结构，进一步促进了Tschermark置换的进行。随着流体向晚期演化，以上三种置换作用促使了更多的Mg进入热液绿泥石中。 前人认为控制置换反应强度的因素包括岩石组分、水岩反应和物理化学环境 [ 17 ] [ 38 ] [ 39 ]，在变质岩老地层中，部分离子置换强度的减弱或与流体温度的改变和水岩反应强度的减弱有关。从早期到晚期，部分离子置换强度的减弱表现为进入绿泥石中的物质减少，或可以指示流体从围岩中物质的能力减弱。 5.4. 绿泥石结晶温度演化特征 前人通过大量研究论证了温度对于绿泥石的结构和成分具有重要的影响，温度的变化可以导致成分上有规律的改变，基于这种线性关系，可以利用建立的温度–成分模型来推算绿泥石的结晶温度。常用的温度计算模型包括Cathelineau and Nieva (1985)、Kranidiotis and Maclean (1987)、Jowett (1991)、Zang and Fyfe (1995)、Battaglia (1999)方法等 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 36 ] [ 40 ]。其中Kranidiotis and Maclean (1987)方法要求绿泥石形成于富Al环境。而C3阶段的绿泥石不与富铝矿物共生，不属于富Al环境，不同阶段的绿泥石温度不具有可靠的比较意义。所以不使用Kranidiotis and Maclean (1987)方法用于计算胶东热液绿泥石的结晶温度。由于红化片麻岩和绿泥石–绿帘石化围岩中同期次的绿泥石结晶温度计算结果重合度较高，所以将两类数据合并统称为前寒武变质岩中的绿泥石。对绿泥石结晶温度的计算结果统计如表2所示，对比前人对夏甸金矿床各阶段流体包裹体的统计数据 [ 28 ] [ 41 ] 如表3所示 图10. 滇西小龙河锡Ag-Au-Pb-Zn矿床中绿泥石矿物特征及其指示意义 Table 2 Table of crystallization temperature range of chlorites in Xiadian gold deposi 测温位置 形成阶段 Cathlineau & Nieva1985 (℃) Jowett 1991 (℃) Zang & Fyfe1 995 (℃) Battaglia 1999 (℃) 水平剖面 C 1 220~284 255~344 214~269 195~247 C 2 206~289 242~360 195~280 194~250 C 3 128~278 111~345 139~266 126~253 竖直钻孔 C 1 234~268 329 210~259 220~230 C 2 209~291 242~365 198~282 196~257 C 3 131~272 115~332 143~269 129~220 表2. 夏甸金矿床绿泥石结晶温度范围统计表 Table 3 Table of homogenized temperature of fluid inclusions in Xiadian gold deposit (Liu et al. 2017; Chai et al. 2017 测温位置 成矿阶段 不同类型包裹体的均一化温度(℃) H C-H C-H-CH 4 水平剖面 成矿早期 241.9~375.9 — 282~368.6 成矿期 213.3~289.9 247.5~333.5 210~298.9 成矿晚期/成矿后 110.6~216.9 — — 竖直钻孔 成矿早期 241.9~375.9 272~417.6 282~368.6 成矿期 213~289 247.5~333.5 210~298.9 成矿晚期/成矿后 110~216.9 — — 表3. 夏甸金矿床流体包裹体均一化温度统计表(Liu et al. 2017; Chai et al. 2017) 可见四种模型的夏甸的热液绿泥石结晶温度计算结果中，整体上使用Zang and Fyfe (1995)方法的计算结果与流体包裹体的测温结果最接近，而在C 3 期绿泥石中，结晶温度Battaglia (1999)的计算结果与事实更为接近。综合考虑后选取Zang and Fyfe (1995)温度计的计算值作为绿泥石结晶温度的计算结果，即C 1 期绿泥石的形成温度的范围为210℃~269℃，C 2 期绿泥石形成温度的范围为195℃~282℃，C 3 期绿泥石形成温度的范围为139℃~269℃。 结合绿泥石温度计算值频率统计图可以看到(如图11所示)，在不同的岩石单元中，绿泥石的结晶温度从早期到晚期的演化过程中均表现出下降趋势。其中C 1 和C 2 期绿泥石的温度非常接近，而C 3 期绿泥石的温度有显著的下降。结合热液绿泥石在组分上的差异，可以认为C 1 期和C 2 期绿泥石具有同源性。而晚期的C 3 绿泥石表现出显著的低温以及与C 1 、C 2 期绿泥石在成分上的差异。 综上所述，可以认为形成C 1 、C 2 期绿泥石的流体为同一期，相比于形成C 3 期绿泥石的流体，具有低氧逸度、相对高温的环境。 图11. 绿泥石结晶温度频数统计直方图