蛇纹岩

蛇纹岩的结构与构造

蛇纹岩的结构与构造如下：一、概述蛇纹岩是一种主要由蛇纹石组成的变质岩石。是由橄榄岩经中低温热液交代作用或中低级区域变质作用，原岩中的橄榄石和辉石发生蛇纹石化而形成的，因外观像蛇皮的花纹，故名蛇纹岩。蛇纹岩是一种重要的建筑装饰材料和工艺雕刻材料，著名品种有大花绿、丹东绿、岫岩玉等。其中，岫岩玉是我国传统的玉石品种。二、矿物岩石学特征蛇纹石是一种层状硅酸盐矿物，其结构层是由一层硅氧四面体与一层氢氧镁八面体结合成的双层。其化学式为Mg6［Si4O10］（OH）8，其中含MgO 43.6%，SiO243.3%，H2O13.1%，有时混入少量的FeO、Fe2O3、NiO等成分。一般为隐晶质块状，常呈暗绿、黄绿至黑绿色，颜色不均匀，颜色的深浅由磁铁矿等金属矿物的含量和粒度而定，风化后颜色变浅，可变为灰白色土状。硬度2.5～4，密度2.5～2.62g/cm3，有较好的热稳定性和化学稳定性。蛇纹石主要以造岩矿物形式产出，形成蛇纹岩。主要矿物为各种蛇纹石，包括叶蛇纹石、纤维蛇纹石、利蛇纹石等，其次有磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、水镁石、镁铁碳酸盐矿物，有时含有少量透闪石、金云母、滑石等。工业级的蛇纹岩，主要利用其所含的蛇纹石矿物，故其化学、物理性质主要由蛇纹石本身的性质所决定。

蛇纹岩的用途

蛇纹岩是一种良好的化肥配料。蛇纹岩是重要的冶金工业、化学工业原料，由于纹理变化多，漂亮的蛇纹岩石也常被选做观赏石 ，著名的崂山蛇纹岩就是中国观赏石种之一。我国蛇纹岩矿主要用于如下三大方面：（1）利用蛇纹岩的光学效应，用于建筑装饰材料和玉石原料；（2）利用蛇纹岩耐高温性能而应用于耐火材料；（3）利用蛇纹岩晶体化学特性，开发应用其化学和物理性能，用于生产化肥、镁质瓷、冶金熔剂原料、轻质氧化镁和多孔氧化硅、医药等。蛇纹岩与磷灰石或磷块岩一起煅烧可制成钙镁磷肥。蛇纹岩除主要成分Mg、Si外，还含有Ni、Cr、Co、Mn、Ti、Cu等多种微量元素，如单独施用蛇纹岩粉于农田，能起到长效微肥的作用。利用蛇纹岩作为生产钙镁磷肥和钙镁磷钾肥的配料，具有长效肥的良好效果，是一种稳定增产的好肥料。蛇纹岩是重要的镁、硅资源，可从中制取轻质氧化镁和多孔氧化硅。轻质氧化镁纯度可达97%，是氯丁橡胶的重要原料：多孔氧化硅的SiO2含量达93%，用于吸附材料，有广泛用途。此外，含镁较高的蛇纹岩可以提炼金属镁。蛇纹岩作为Mg、Si的重要原料及其易于酸蚀等特点，以及蛇纹岩中伴生有许多金属元素和色泽、质地及加工方面的一些优点，已成为重要的非金属矿产，在化工、农业、建材、冶金及环保等领域有广泛的作用，其资源与应用前景可观。

蛇纹石化岩及其找矿意义

一、概述蛇纹石Mg6〔Si4O10〕（OH）8是含水的镁硅酸盐矿物，其中包括鳞蛇纹石、叶蛇纹石、胶蛇纹石、纤维蛇纹石、蛇纹石石棉等；不同种类蛇纹石在光性上都有较大差别。过去对鳞蛇纹石不太注意，它为负光性，一轴晶或具小的一光轴角，Ng-Np=0.006，负延长，这些特征可以与叶蛇纹石和纤维蛇纹石相区别。蛇纹石石棉的结构和光性与纤维蛇纹石基本上是相同的。有的人把交代辉石而形成的蛇纹石称为绢石，其中大多为鳞蛇纹石和叶蛇纹石。此外还有一种均质的蛇纹石，对其研究还不足，被称为胶蛇纹石或非晶蛇纹石。由于蛇纹石是含镁很高的硅酸盐（MgO含量达43%左右），而MgO组分在热液中的含量常很低，因此围岩提供镁常是最重要的。易被蛇纹石化的岩石最主要有两种含镁高的围岩，其一是超铁镁火成岩，如橄榄岩、纯橄榄岩、金伯利岩及辉石岩等；另一类是含镁高的碳酸盐岩石，如白云岩、白云质灰岩以及菱镁矿化的岩石等。与蛇纹石化有关的矿床种类有铜、铅、锌、镍、金、铀、硼、菱镁矿和金云母等。应当指出，一些与超基性岩有关的铬、镍、钴、铜等晚期岩浆矿床，如矾-钛-磁铁矿床、晚期岩浆铬铁矿矿床、铜-镍硫化物矿床的形成经常有水等挥发分参加，因此在后期常表现出不同程度的热液交代蚀变，特别是蛇纹石化的特征。二、主要岩石类型（1）镁质碳酸盐岩（白云岩和白云质灰岩）的蛇纹石化岩：镁质碳酸盐岩（白云岩、白云质灰岩和菱镁矿岩）遭受热液交代时，蛇纹石化现象相当常见，这是因为热液可提供充足的水和SiO2，与围岩中的MgO结合就可以形成蛇纹石，从而发生较普遍的蛇纹石化现象。如河北涞源、南京冶山和镇江象山铁矿周围的白云岩中，形成由叶蛇纹石、胶蛇纹石、鳞蛇纹石和纤蛇纹石等组成的浸染状、脉状、网脉状和团块状蛇纹石化岩，其中还发育横蛇纹石石棉和纵蛇纹石石棉（照片637，638，639，640；彩照195，196，197）。（2）碳酸盐-蛇纹石岩：由于白云岩在遭受蛇纹石化过程中发生重结晶，并与纤蛇纹石、胶蛇纹石及蛇纹石石棉等达成相平衡，从而形成碳酸盐-蛇纹石岩（照片640，641；彩照198，199，200）。镁质矽卡岩晚期进一步热液交代蚀变往往发生蛇纹石化，这是由于其中存在易受蛇纹石化的镁橄榄石、粒硅镁石等矿物存在的缘故。我国著名的辽南大石桥的菱镁矿，其本身是在白云岩基础上经菱镁矿化作用形成的。由于菱镁矿含镁更高、更易发生蛇纹石化，局部还发育镁质矽卡岩，其中橄榄石首先遭到蛇纹石化（彩照201）。菱镁矿易形成蛇纹石岩，其中还可发育蛇纹石石棉（彩照202，203）。蛇纹石石棉也经常是在前阶段的叶蛇纹石化、纤维蛇纹石化和胶蛇纹石化基础上产生的，往往明显地受裂隙带控制，交代早期蛇纹石化岩石，或是进一步蛇纹石化而成。蛇纹石化岩石的颜色为白色、浅绿、浅黄绿、黄绿、褐绿、绿、暗绿等色；由于蛇纹岩中矿物分布的不均匀性，特别是各种蛇纹石化大理岩中，常形成斑杂状以及各种不同的花纹图案，而成为建筑装饰材料。强烈蛇纹石石棉则呈白色、灰白色、浅黄色的微脉、网脉、小脉和透镜体等，具明显的纤维结构。纯粹的灰岩很少发生蛇纹石化，这足以证明蛇纹石化过程中，MgO组分主要取自围岩。（3）铁镁-超铁镁岩的蛇纹石化及其有关的交代蚀变岩：铁镁岩，特别是超铁镁岩石，如橄榄岩、纯橄榄岩、二辉橄榄岩和金伯利岩在中温，特别是在低温热液作用下，往往大规模地发生蛇纹石化，形成蛇纹石岩体。虽然这些蛇纹石岩体并不一定都是一般成矿热液交代蚀变的产物，但由于这些与超铁镁岩有关的铬、镍矿床的形成，常有流体参加成矿过程，因此在晚期由于热液的集中常发生自变质现象，这也属热液交代蚀变作用。当超铁镁岩发生热液交代蚀变时，橄榄石往往先发生蛇纹石化（照片641，642；彩照204），然后才是辉石。交代作用不完全时，少量辉石常可局部残留（彩照205）。在辉石岩中，斜方辉石（顽火辉石、紫苏辉石）一般比单斜辉石更易遭受蛇纹石化，这是由于前者含镁更高。所以在蛇纹石化不完全的超基性岩中，橄榄石和斜方辉石往往全部转变为蛇纹石，而残留单斜辉石，当强烈蛇纹石化时，除橄榄石外，辉石以及角闪石等全都可为蛇纹石所交代，形成规模较大的蛇纹岩体。超铁镁岩的蛇纹石化，以叶蛇纹石化最为普遍（特别是由超铁镁岩变成的蛇纹岩体中，叶蛇纹石化往往最为重要）；其次是鳞蛇纹石化和纤维蛇纹石化；蛇纹石石棉分布局部，主要分布在裂隙带中，特别是剪切裂隙带中。在蛇纹石化岩石中，各种蛇纹石往往是复合共生的，这主要与交代蚀变作用的多阶段性或物理化学条件变化有关。如辽东金伯利岩中，当橄榄石等被蛇纹石交代时，形成环带状构造，其核心为碳酸盐，向外为胶蛇纹石，再向外为叶蛇纹石，最外又是胶蛇纹石（彩照204）；在一般情况下，先形成鳞蛇纹石，其后是纤维蛇纹石或叶蛇纹石。在热液交代蚀变的蛇纹岩（蛇纹石相）中，由于多阶段蛇纹石化作用的结果，也往往具有复合共生的现象，如我国四川力马河铜镍硫化物矿床中，后期热液交代蚀变现象较普遍；由二辉橄榄岩形成的蛇纹岩中，具有鳞蛇纹石、纤维蛇纹石及叶蛇纹石，并可见到叶蛇纹石交代前两种蛇纹石的现象和氧化铁的析出（照片643；彩照206）。在有些蛇纹石化超基性岩中，胶蛇纹石或非晶蛇纹石较多，如在强碳酸盐化的金伯利岩中，不论基质或是橄榄石斑晶，都可见被胶蛇纹石所交代的现象，由于它常与碳酸盐共生，因此可形成碳酸盐-蛇纹石岩。由金伯利岩既可形成蛇纹石岩，也可形成碳酸盐岩。在晚期铬铁矿矿床中，蛇纹石化现象是十分普遍的（照片644）。在各种蛇纹石化超基性岩中，金云母-蛇纹石相是较常见的，如果有较多的碳酸盐参加，则成为金云母-碳酸盐-蛇纹石岩。我国著名的四川石棉县的石棉矿属于蛇纹石石棉，它是由超铁镁岩交代蚀变而成的。三、找矿意义与蛇纹石化有关的围岩，几乎都是含镁高的超铁镁岩和碳酸盐岩石，其找矿意义如下：（1）蛇纹石化本身可形成蛇纹石石棉矿；我国四川石棉县的石棉矿即是由超铁镁岩石经蛇纹石化后，又进一步形成脉状的以横石棉为主的优质石棉矿。（2）当镁质碳酸盐沉积岩在区域变质过程中，由于变质热液作用，可发生大范围蛇纹石化。形成图纹美丽的蛇纹石白云大理岩时，可成为工艺石料矿床。（3）镁质碳酸盐地层的蛇纹石化，除了指示找寻硼矿、白云石和菱镁矿外，也是找寻矽卡岩型铁、铜、钼等矿床的重要线索。（4）超铁镁岩和铁镁岩的蛇纹石化是找寻晚期岩浆铬矿床和铜-镍硫化物熔离矿床的标志。（5）由于镁质碳酸盐地层有利于铁、铜、铅、锌和硼等矿床的形成，因此蛇纹石化现象常可作为找寻这些矿床的线索。