祁连山高压变质富锰硅质岩中砷硅锰矿的矿物学研究

北祁连山缝合带是一条典型的早古生代大洋型俯冲带,其中发育两条蓝片岩带:含硬柱石的低级蓝片岩带和含榴辉岩的高级蓝片岩带。在清水沟地区含榴辉岩的高级蓝片岩带中的高压变质富锰硅质岩中发现稀有的砷硅锰矿,这是国内首次发现砷硅锰矿。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、拉曼光谱、透射电镜等方法对其进行了详细的矿物学研究。研究发现,砷硅锰矿密度为3. 69～3. 75 g/cm3,硬度为6～7,与石英、红帘石、蓝闪石、多硅白云母和赤铁矿等矿物共生,二轴晶,正光性,(010)解理完全,从淡黄色到金黄色,多色性强烈;砷硅锰矿的主要成分是Si、Al、Mn,富含As,并含有少量的F、V、P;在拉曼图谱上,砷硅锰矿具有许多明显的特征峰,且显示出砷酸根、钒酸根以及MnO键和Si O3基团的存在;在晶体结构上,砷硅锰矿为斜方晶系,空间群为Pnmm,晶轴参数为a=8. 934、b=5. 817、c=19. 005。这些矿物学特征可以作为砷硅锰矿的鉴定和研究依据。

北祁连清水沟红帘石变硅质岩矿物学、原岩特征及地质意义

北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿(混杂)岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析,发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成,结合矿物化学及围岩变质条件,推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明,北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩,由于热液活动的参与,使得Fe、Mn富集沉积,进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中,共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件,而石榴子石中的Fe3+从核部到边部的降低趋势,也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化,这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。