A3 · 出版卷 4

蚀变、脉体和交代

蚀变矿物、脉体、交代结构与流体—岩石作用

学习目标

完成本课后，你应能够区分开放空间充填与交代，用矿物证据而非仅凭颜色描述蚀变，通过穿切和反应结构排列事件，解释围岩控制，并识别常用蚀变分带标签中的不确定性。

蚀变描述先存材料的矿物学、化学或物理改造。热液蚀变涉及岩石与热水流体反应；风化涉及近地表流体、气体和生物；变质反应则跨越广泛地壳条件。它们的产物可能重叠。细粒白云母、黏土、碳酸盐、绿泥石、二氧化硅和铁氧化物本身不携带唯一过程标签。

在指定蚀变类型前，应先描述发生变化的矿物、结构和几何，并把蚀变岩与可获得的最弱蚀变等价物比较，同时承认所谓前身岩本身可能存在原生成分差异。

脉体是占据裂隙或其他开口的矿物材料。开放空间生长证据包括由壁面向内生长的梳状晶体、对称条带、壳层状条带、晶洞和匹配壁面几何。交代发生在新矿物消耗先存矿物或岩石，同时近似保留部分外部体积或结构时。假象、港湾状前缘、残余岛和反应边支持交代解释。

两种过程可以同时发生。裂隙可张开、充填、封闭、再次张开，并与壁岩反应；脉体可含被交代岩屑，交代前缘也可沿高渗透裂隙推进。应记录观测几何，而不是强行二选一。

常用野外术语包括钾化、青磐岩化、千枚岩化或绢云母化、泥化、高级泥化、硅化和碳酸盐化。不同矿床模型和地区对其矿物定义及用法并不完全相同。稳健记录应列出实际矿物和结构，例如“石英 + 细粒白云母 + 黄铁矿交代长石”，再说明依据哪个体系称为千枚岩化或绢云母化。

组合取决于温度、压力、流体组成、水岩比、渗透率、反应进程、氧化还原状态和围岩组成。已有研究表明，同一种流体可在不同围岩中形成差异很大的产物。因此，单一蚀变矿物不是唯一温度计，也不能证明某一矿床类型。

交代蚀变包含化学质量迁移。若岩石总质量增加或减少，直接比较原始浓度会造成误导。可以选择假定相对不活动的元素作参照，但“不活动”是一项必须在不同样品和矿物载体中检验的假设。

对简单元素 i，浓度比 C_i^{\mathrm{alt}}/C_i^{\mathrm{fresh}} 本身不等于质量增加。密度、体积变化和参照系选择都很重要。等浓度线或质量平衡方法可以形式化比较，但结果仍继承样品匹配和不活动元素假设。

结构证据提供独立检查。新增石英可以充填裂隙、交代长石，或两者兼有；总体硅增加无法独自选择机制。

应描述脉体矿物、宽度、取向、壁面接触、内部条带、角砾化、晶体生长方向和蚀变边。穿切只在实际观测交点上提供相对年龄。截切外观也可能来自切面方向或露头不完整。

一个实用序列可以是：

在获得适宜材料和定年方法前，绝对年龄和持续时间仍未知。相隔露头中外观相似的脉体不一定属于同一期。

交代可把原始晶粒轮廓、解理迹线、化石、碎屑或条带保存为 残影结构。这些残余支持前身解释，但需要显微结构确认。完全交代可能擦除证据，形成类似原生岩石的等粒集合体。

反应前缘常呈分带，因为流体在反应过程中改变化学组成，且迁移与反应相互竞争。因此，可见蚀变晕同时记录通道和围岩缓冲，现今宽度不能简单等同于流体作用时间。

一块镁铁质岩石被石英—黄铁矿脉切穿，脉体旁有浅色富云母蚀变边。较晚方解石脉切穿石英—黄铁矿脉，边部有狭窄绿泥石带。

用不同图层绘制一件含脉标本或露头图像中的围岩岩性、裂隙、脉体期次、角砾、交代和风化。只给直接观测到的关系编号。对每个蚀变标签列出定义它的矿物，并给出至少一个替代成因。最后设计一条横跨最弱蚀变围岩、外部晕、内部蚀变边和脉体的取样线。