安徽东部南黄变质核杂岩初步研究

2018-05-26李修钰朱琨涂荫玖吴礼彬

安徽地质 2018年1期

李修钰，朱琨，涂荫玖，吴礼彬

（1 安徽省地质调查院，安徽合肥 230001；2 安徽省地质矿产勘查局312地质队，安徽蚌埠 233040）

0 引言

变质核杂岩是伸展构造的重要表现形式及主要类型之一，其构造特征、形成机制和演化规律的研究，对于区域构造与大陆地壳演化研究，以及地质找矿都有着重要的理论与实际意义[1～7]。安徽境内有关变质核杂岩的报道及研究为数不多，研究较深入的仅有洪镇变质核杂岩[8～12]。

我们在野外调研工作中，通过1∶10000构造地质填图与构造解析，以及后期的专题研究，在安徽省明光市南黄村附近发现一变质核杂岩，命名为南黄变质核杂岩，并对其进行了初步研究。

1 地质概况

南黄变质核杂岩地处安徽省明光市南东36km的南黄村，南距滁州市29km；大地构造位置位于郯庐断裂带（F1）以东,北东向的黄栗树-庙集断裂（F2）西侧，处于扬子地块北东缘的滁州-巢湖前陆褶皱冲断带西侧。地表呈一不规则的穹形构造，穹形构造核部出露上元古界张八岭群下部的北将军组,面积约30km2，四周为张八岭群上部的西冷组环绕，西冷组与北将军组之间发育有缓倾斜的韧性剪切断层,西冷组底部大理岩构造透镜体的包络面，清晰地勾画出穹形构造的轮廓（图1）;穹形构造大体位于区域北西西向布格重力异常的核部，重力异常最高值+14mg。北将军组片理S1产状稳定，极密N86°W/NE10°，西冷组片理产状变化较大，极密N54°W/NE12°（图2）。

根据钻孔揭露，南黄地区地层从下至上，由老到新分为三大部分（段）：

图1 南黄变质核杂岩地质图Fig.1 Geological map of the Nanhuang metamorphic core complex

图2 南黄地区张八岭群片理S1等积投影图Fig.2 Equal-area projection of foliation S1 from the Zhangbaling Group in the Nanhuang area

（1）上太古界片麻岩段。岩性以黑云斜长片麻岩为主，其次为二长片麻岩，局部夹厚约10cm的角闪片岩；片麻理倾角35°～50°，见混合岩化及糜棱岩，揭露厚度大于83m。

通过变质岩原岩恢复，证实片麻岩原岩为岩浆岩，在An-Ab-Or图上，黑云斜长片麻岩投影点多数落入花岗闪长岩区，少数落入英云闪长岩区；二长片麻岩投影点均落入花岗岩区，岩石化学特征表明片麻岩段原岩是一套以高铝型花岗闪长岩、英云闪长岩为主的TTG岩系，角闪片岩可能为围岩包体,我们将其命名为“南黄片麻岩套”。单颗锆石U-Pb法年龄测定，得到不一致线上交点年龄为2493±19Ma[17]，说明南黄片麻岩套是新太古代末期的TTG质侵入体。

（2）中元古界大理岩段。岩性为灰白色细-中粒白云质大理岩，下部夹滑石片岩，上部夹黑云片岩，视厚度174～240m，产状近水平，片理∠5°～10°。

南黄大理岩Pb-Pb等时线年龄701±72Ma（图3），反映的是沉积后的一次构造-热事件的变质作用年龄;南黄大理岩与肥东群双山组大理岩、张八岭群北将军组大理岩稀土元素配分型式相似，曲线呈右倾型，δEu无明显异常，但其稀土元素总量介于后两者之间，说明其形成时代晚于双山组，而早于北将军组①江北过渡带金银等矿产找矿研究.安徽省地矿局327队，312队，物化探院，省地质调查院，2000.。

（3）上元古界南华系张八岭群。张八岭群下部为北将军组，上部为西冷组。北将军组视厚度273～371m，下段（Nhb1）岩性为深灰色微粒大理岩；上段（Nhb2）岩性以石英绢云千枚岩为主，夹绢云绿泥千枚岩，石墨片岩。西冷组（Nhx）揭露厚度大于98m，岩性为变石英角斑岩及凝灰岩，底部夹大理岩构造透镜体。北将军组与西冷组片理倾角平缓，大多在10°±。据赵田等对张八岭群西冷组变火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，得到原岩时代为754～753Ma[14]，应属上元古界南华系。

图3 南黄大理岩Pb-Pb等时线图Fig.3 Pb-Pb isochrone map of the Nanhuang marble

区内构造变形强烈，张八岭群中可以识别出三期褶皱：第1期褶皱（F01）为平卧褶皱、片内无根褶皱，其枢纽呈北西西-近东西向；伴生有第1期A形线理（La1），La1主要为绢云母、绿泥石等矿物生长线理，长英质集合体定向拉长所形成的拉伸线理，以及露头尺度A型褶皱枢纽，其表现形式为片理S1之上的矿物集合体颜色条带及凸脊、凹槽，极密为N38°W∠6°（图4-a），与区域內张八岭群拉伸线理产状相似,反映的是印支期扬子地块向华北地块斜向俯冲时剪切滑动的矢量[15]。第2期褶皱（F02）为北东-北北东向褶皱，局部发育为褶劈。第3期褶皱（F03）为南北向开阔、平缓褶皱。

图4 南黄地区两期拉伸线理等密图Fig.4 Contour diagram of two-phase stretching lineations in the Nanhuang area

断裂极其发育，按其变形机制可以分为两大类：

（1）韧性剪切带（断裂）。按产状又分为两种：①“顺层”韧性剪切带。糜棱面理平行片理S1，与围岩之间无明显破裂面，形成较早。②缓倾斜韧性断裂。其走向多数近东西，∠20°以下，它们切过“顺层”韧性剪切带；磨棱面理上发育有第二期A形线理（La2），表现以擦痕为主，以及少量长英质集合体拉伸线理，其方向大多近南北，极密为N3°W∠10°（图4-b），露头上可见La2切过La1。

（2）脆性断裂，走向多为北北西、北北东向，倾角陡立。

第一期拉伸线理，6 2个，等值线1.6%～8.1%～14.5%～21.0%～27.4%；第二期拉伸线理，36个，等值线2.8%～11.1%～19.4%～27.8%。

岩浆活动强烈，南黄村北东2km有戈郢花岗闪长岩体，正东5km处有屯仓二长花岗岩体分布；区内岩脉发育，以闪长玢岩、花岗闪长岩为主，次为煌斑岩、辉绿岩。

2 南黄变质核杂岩的结构及构造特征

南黄变质核杂岩由①变质杂岩核；②中间韧性流变层；③滑脱剥离断层系；④沉积盖层四部分组成，各部分主要构造特征如下：

2.1 变质杂岩核

由上太古界南黄片麻岩套组成，其中黑云斜长片麻岩矿物共生组合为石英+斜长石+黑云母+普通角闪石，二长片麻岩矿物共生组合为黑云母+石英+斜长石+条纹微斜长石，黑云母呈棕褐色，属高角闪岩相。片麻岩的片麻理∠35°～50°，与上覆中元古界大理岩段及上元古界张八岭群的片理（∠5°～10°）明显不一致。片麻岩中发育有两期糜棱岩，早期糜棱岩的糜棱面理∠40°±，其中有眼球状长英质集合体定向排列；晚期糜棱岩的糜棱面理∠10°～20°，明显切过前者。糜棱岩中退化变质强烈，斜长石退变为钠长石、黝帘石、绿帘石，黑云母退变为绿泥石。

2.2 中间韧性流变层

由中元古界大理岩段，以及上元古界南华系张八岭群西冷组、北将军组组成，岩石显示近水平的强烈剪切应变：①发育有缓倾斜-近水平的韧性剪切带及糜棱岩，早期“顺层”韧性剪切带产状与片（层）理一致，晚期韧性断裂，切过早期韧性剪切带；糜棱面理上发育有第2期线理La2，其走向近南北，在穹形构造的南北侧分别缓倾向南或北；以往碳酸盐质糜棱岩中的显微分层构造，曾被误认为“纹层状构造”。②发育有褶叠层（顺层掩卧褶皱），其特点是岩石中平卧褶皱、片内无根褶皱发育，其规模从露头尺寸到显微镜下构造，轴面与片理及（或）糜棱面理平行，它们只发育在同一套地层之中，造成小尺度上的岩层重复，但大尺度上各套地层层序仍然正常。

2.3 滑脱剥离断层系

区内“顺层”韧性剪切带及缓倾斜韧性断层非常发育，根据南黄地区钻孔ZK01、ZK02揭露，厚度大于1m的糜棱岩就有16条，单条最大厚度在15m。滑脱剥离断层带内发育有长英质及碳酸盐质糜棱岩，北将军组千枚岩中还发育有千糜岩。在糜棱岩边部变形较轻部分，显微镜下见斜长石组成残碎斑晶，斜长石斑晶有波状消光（图5-a），变形条纹（图5-b），裂隙中有细小石英充填，细粒化石英条带环绕其分布；随着变形作用的加强，长石斑晶变小，两端出现细粒石英、长石组成的结晶尾及拔丝构造（图5-c），亚晶粒与核幔构造,强变形石英、云母与变形相对较弱的长英质形成显微分层（图5-d）；变形强烈部分，出现超糜棱岩（图5-e）；岩石中旋转碎斑（图5-f）、S-C组构非常普遍；另外，还见到黑云母组成书斜构造(图5-g),静态重结晶石英组成矩形条带（图5-h）[16]，其中的旋转碎斑大多为σ型，表明是具低剪切应变的剪切带，其重结晶速率高于旋转速率。

图5 滑脱剥离断层带内糜棱岩定向薄片XZ面显微照片Fig.5 Micrograph of XZ plane of directional thin slice of mylonite from the slip detachment fault zone

据南黄ZK02附近薄片资料，西冷组内糜棱岩变形强度在靠近剥离断层处，糜棱基质内石英粒径多在1.7×10-2mm，长石碎斑含量在1%以下，新生矿物绢云母含量大于10%；远离剥离断层，糜棱基质石英粒径大多为6.7×10-2mm，长石碎斑5%～8%，新生矿物绢云母含量小于3%，显示变形强度随着与剥离断层距离的增加而明显减弱。

按照其构造层次，滑脱剥离断层从深部至浅部可以分为四个部分：①基底剥离断层带（基底滑脱带），发育于变质杂岩核与中元界大理岩段之间，这是滁州-巢湖前陆褶皱冲断带上地壳内深构造层次构造滑脱带[13]；据钻孔揭露，其走向近东西，缓向北，剥离断层带顶部有辉绿岩岩脉分布。②中部剥离断层带，发育于中元古界大理岩内，其产状与基底滑脱带相近，缓倾向北；在接近基底滑脱带附近，有闪长玢岩平行片理S1呈岩床产出，闪长玢岩边部的黑云母、斜长石平行接触面定向分布，具同构造期岩体的特征。③上部剥离断层带，发育于上元古界南华系张八岭群北将军组上，下段，以及北将军组与西冷组之间；总体走向近东西，产状平缓，在穹形构造南北两侧分别缓倾向南、北，∠10°～15°，略呈缓波状；在南黄变质核杂岩西部地质剖面图上（图6），显示它们缓倾向南，与中部剥离断层带似乎呈小角度相交。④顶部剥离断层,位于中间韧性流变层与上覆沉积盖层之间；由于强烈的构造剥蚀作用，在南黄村以北的广大区域内，未见震旦系及以上沉积盖层出露；仅在南黄村南东7Km的来安县练子山、大庵山一带有震旦系灯影组白云质大理岩零星分布，总体产状近东西（N70°E～N70°W/S30°～40°），白云质大理岩中也发育有“顺层”韧性剪切带，以及走向近东西、缓倾向南（∠20°±）的正断层，断层两盘相对运动方向为上盘由北向南滑动，它们是残存之顶板剥离断层的一部分，变形强度明显低于中间韧性流变层，其中未见褶叠层构造及拉伸线理。

图6 南黄地区构造剖面图Fig.6 Structural section of the Nanhuang area

从广义上来讲，变质杂岩核以上由上述四个不同构造层次的剥离断层带，以及夹持其间变形相对较弱的岩片，组成厚度在500m以上的滑脱剥离断层系。

2.4 沉积盖层

从区域上来看，南黄地区以北未见张八岭群上覆的震旦系-奥陶系沉积盖层出露，而南黄村南东7km的练子山、大庵山一带有震旦系灯影组白云质大理岩分布，其走向近东西，倾向南，∠30°～40°。值得强调的是：它们与位于南黄村南西约40km滁州市施集一带出露的灯影组构造特征明显不同，后者与其上覆寒武系、奥陶系共同组成北东向印支期滁州复式褶皱，其特点是发育有走向北东的紧闭同斜倒转褶皱，轴面陡倾向北西，∠70°，伴生同方向的高角度逆冲断层，逆冲方向由北西→南东；而练子山、大庵山一带分布的震旦系与后者在构造型式、变形样式上明显不同，说明它们是形成晚于北东向印支期褶皱的南黄变质核杂岩沉积盖层的一部分。

3 南黄变质核杂岩的厘定

3.1 南黄地区地质构造特征如下：

（1）平面上呈不规则穹形，穹形构造内部出露南华系张八岭群北将军组，四周环绕张八岭群西冷组，两者之间发育有缓倾斜的韧性剥离断层。

（2）具有由上太古界TTG质南黄片麻岩套组成的变质杂岩核，变质相达高角闪岩相，与上覆浅变质的绿片岩相中元古界及上元古界中间层呈突变；围绕变质核发育有多层顺层韧性剪切带及缓倾斜韧性断层。

（3）由中元古界大理岩段及上元古界张八岭群绿片岩相浅变质岩系组成中间韧性流变层，其中糜棱岩类非常发育，顺层掩卧褶皱（褶叠层构造）十分普遍，造成小尺度上的岩层重复，但大尺度上层序仍然正常；

（4）地层强烈拉伸变薄及缺失，南黄ZK01、ZK02两个钻孔相距仅750m，可是ZK01孔内中元古代大理岩段及上元古界北将军组的厚度较ZK02分别减薄98m及65m（图6）；从扬子地块北东缘的大范围来看，南黄地区由于强烈拉伸而缺失早元古代及部分中元古代（肥东群）地层，造成地质柱切失。

（5）发育不同构造层次的滑脱剥离断层，糜棱岩内宏观及微观尺度的S-C构造，以及定向薄片中旋转碎斑、S-C组构都指示断层上盘相对下滑，具正断层性质。

（6）岩浆活动强烈。穹形构造北东有燕山期戈郢花岗闪长岩体，正东有屯仓斑状二长花岗岩体分布；区内岩脉发育，并有与滑脱剥离断层产状一致的闪长玢岩及煌斑岩岩床。

3.2 滑脱剥离断层剪切滑动方向

滑脱剥离断层的剪切滑动方向根据下列标志推断：① 根据地表缓倾斜韧性剥离断层内S-C构造。南黄村东1km处剥离断层内Sm产状N80°E/NW6°，Ss产状N80°W/NW30°， S-C构造指示左旋,即缓倾斜韧性剥离断层向南剪切滑动（图7-a）。②根据剪切带内褶皱轴面倒向。南黄村南东缓倾斜韧性剥离断层发育有剪切带内无根褶皱，其轴面倒向南，指示向南剪切滑动（图7-b）。③根据定向薄片显微构造推断。据9块定向薄片XZ面内旋转碎斑、S-C组构等指向构造统计，大多数指示左旋（图6-b-f）,仅个别指示右旋（图6-g）,总体指示朝南南东方向剪切滑动。④根据地层减薄方向及沉积盖层分布推断。地质剖面上张八岭群内上部滑脱剥离断层缓倾向南，中元古界及北将军组地层自北向南减薄，沉积盖层灯影组仅分布在区外南东的练子山一带。综前所述，根据现有资料来看，南黄变质核杂岩滑脱剥离断层总体剪切滑动方向应是由北向南-南南东。

综上所述，南黄地质构造是一个典型的具有三层式结构的变质核杂岩，按其大地构造位置，属陆内造山型变质核杂岩[18]。

4 南黄变质核杂岩形成时代及成因初探

4.1 形成时代

为了研究南黄变质核杂岩的形成时代，我们在中部剥离断层带底部的同构造期闪长玢岩岩床中采集同位素年龄样1个，闪长玢岩边部发育由斜长石、黑云母定向排列组成的流面构造，但本身并没有糜棱岩化现象，说明它们是同构造期岩体。K-Ar稀释法测定结果为147±4.4Ma（表1）。

表1 南黄闪长玢岩K-Ar稀释法年龄测定Table 1 Dating of the Nanhuang diorite porphyrite by K-Ar dilution

同位素年龄数值说明南黄变质核杂岩形成于晚侏罗世的末期；另外，闪长玢岩稀土元素测定结果δE=1.02，无负Eu异常的中酸性火成岩标志着加厚陆壳的存在,或者是具山根的造山带环境[19]；上述数据及区域地质资料表明，南黄变质核杂岩形成于滁州-巢湖前陆褶皱冲断带由侏罗纪燕山运动早期挤压推覆向燕山运动晚期伸展滑覆作用构造转化过程的初期。

4.2 南黄变质核杂岩形成机制初探

变质核杂岩形成机制有多种解释，概括起来主要有区域抽拉模式和热隆伸展模式，前者强调地壳的拉伸引起核杂岩的上升和岩浆侵入，后者则强调由于地幔上隆、加热与岩浆侵入引起地壳的伸展。

在探讨南黄变质核杂岩形成机制时，我们注意到以下事实：①南黄变质核杂岩位于扬子地块北东缘前陆褶皱冲断带与大别-苏鲁造山带的过渡部位，长江下游北东向地幔隆起带的北坡;扬子地块北缘的崆岭、星子、洪镇（董岭）和南黄变质核杂岩，虽然都分布在古大陆的边缘，但其分布明显地非线（带）状。②地表呈不规则穹形，位于区域北西西向重力高异常的核部，该重力异常是深部密度较大的中元古界大理岩段与上太古界南黄片麻岩套之反映。③区内岩浆活动强烈，同构造期侵入岩脉同位素地质年龄147±4.4Ma，正是区域应力场由挤压机制向拉伸机制转变的初期。④第2期A形线理（La2）指示中间韧性流变层在总体由北向南剪切滑动的前提下，穹形构造有向四周滑动的分量。这些特点很难单纯用上述某一种模式解释，很可能是两者共同作用的结果。

5 结论与讨论

（1）南黄变质核杂岩分布在扬子地块北东缘滁州-巢湖前陆褶皱冲断带与大别-苏鲁造山带的过渡部位，属陆内造山型变质核杂岩。以具三层式结构为特征，变质杂岩核为高角闪岩相的上太古界南黄片麻岩套，中间韧性流变层由绿片岩相的上元古界张八岭群和中元古界大理岩段组成，沉积盖层为震旦系；宏观及微观指向构造，反映总体由北向南-南南东剪切滑动。

（2）南黄变质核杂岩形成时代为晚侏罗世末期，是造山后期伸展作用过程的产物，受区域地幔上隆、岩浆侵入与区域伸展作用共同控制形成。

（3）南黄变质核杂岩是继洪镇变质核杂岩以后，在扬子地块东北缘发现的又一变质核杂岩。同时，北将军组中次级剥离断层附近发现金矿化，在次级剥离断层与有利层位（如黄铁矿化石墨片岩）及高角度脆性断层复合部位，是寻找金及多金属矿的有利部位。因此，它的发现和厘定，对区域早前寒武纪地质、中生代大陆造山作用研究，以及地质找矿都有重要意义。但是，其形成机制、形成时代，以及构造演化等问题，都还有待进一步深入研究。

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