青海省塔鹤托板日一带前寒武纪变质岩变质变形作用演化分析
2021-12-20刘应华
刘应华
摘要：调查区变质岩区跨东昆仑变质地区和南昆仑变质地区。从前寒武纪至晚古生代地层均有分布，文章正对前寒武纪金水口岩群白沙河岩组变质岩进行研究。总结其变质作用及其变质演化特征，希望为该地区地质研究工作提供有价值的参考依据。
关键词：塔鹤托板日；寒武纪变质岩；变形作用；演化
1.前寒武纪区域变质岩
调查区前寒武纪区域变质岩在调查区的东北角和西北部零星出露，由晚太古—古元古代金水口岩群白沙河岩组中深变质岩系组成，它构成了东昆仑地层区的变质结晶基底。从调查资料来看，金水口岩群白沙河岩组变质岩保留相对较好。
1.1金水口岩群白沙河岩组变质岩
调查区内该套地层构成了东地层区的主要变质结晶基底，主體分布于那陵格勒河北部及河南侧莫斯图沟一带，余者自卡而却卡向西—喀尔洞一带多呈海西—印支期岩浆岩中的顶盖漂浮体或包体零星出露。地层边界多与岩体呈侵入或断层接触关系，局部与早古生代地层呈断层接触。
1.2主要岩石及变质矿物特征
变质岩石类型主要以蚀变黑云二长变粒岩、石榴黑云更长变粒岩为主，部分黑云斜长角闪岩、中长角闪岩、倍长角闪岩、黑云斜长片麻岩，局部夹方解石大理岩、白云石大理岩等，可分别归类为长英质变质岩、钙质变质岩和镁铁质变质岩三类，夹少量变质基性火山岩。
（1）变粒岩类：
黑云二长变粒岩：残余鳞片粒状变晶结构，块状构造。部分岩石中见弱片麻状构造。主要矿物及含量：斜长石20%～25%、钾长石20%～25%、石英20%～25%、黑云母10%～20%、石榴石0～5%。副矿物少—微，以锆石、磷灰石为主。主要岩性以黑云二长变粒岩为主，部分石榴黑云二长变粒岩、含石榴黑云二长变粒岩。
石榴黑云更长变粒岩：粒状变晶结构；微定向构造。主要矿物及含量：更长石30%～35%、钾长石0～8%、石英27%～ 37%、黑云母12%～21%，少部分岩石有绢云母1%。主要岩石以石榴黑云更长变粒岩为主、部分含石榴石黑云更长变粒岩。
黑云斜长变粒岩：残余鳞片粒状变晶结构，块状构造，部分具弱片麻状构造。主要矿物及含量：斜长石28%～ 45%、石英20%～45%、黑云母5%～16%、少部分岩石有白云母1%；副矿物少—微，以磷灰石、榍石为主。主要岩石为黑云斜长变粒岩。
钾长变粒岩：粒状变晶结构；弱片麻状构造。主要矿物及含量：斜长石2%～5%、钾长石20%～50%、石英20%～ 40%、黑云母4%～8%、少部分岩石有白云母1%；主要岩石钾长变粒岩为主、部分黑云钾长变粒岩、黑云钾长变粒岩。
（2）片麻岩类：
黑云斜长片麻岩：残余鳞片粒状变晶结构，片麻状构造。主要矿物及含量：斜长石25%～40%、石英20%～40%、黑云母10%～20%；副矿物少—微，以磷灰石、榍石为主。主要岩石以黑云斜长片麻岩为主，部分黑云更长片麻岩。
长英质变质岩中特征矿物主要为更长石、普通角闪石、黑云母。该类岩石普遍不同程度遭受了后期韧性变质变形作用叠加改造，因能干性低于镁铁质变质岩，在强变形的长英质变粒岩、片麻岩中可看到未变形的斜长角闪岩包体，大部分岩石主期变质特征仍然保留。
（3）钙质变质岩
方解石大理岩：粒状变晶结构；无定向构造。主要矿物为方解石50%～83%，不同岩石含透闪石9%、透辉石1%～ 24%、橄榄石4%～23%、或蛇纹石6%～9%、金云母3%、或白云母3%。主要岩石为方解石大理岩、橄榄方解石大理岩、透辉方解石大理岩。
白云石大理岩：粒状变晶结构；微定向构造。主要矿物为白云石92%，含方解石5%、白云母1%、绿泥石1%、黑云母少量，其中黑云母具绿泥石化。
钙质变质岩中主要特征变质矿物为橄榄石、透辉石、透闪石及金云母。因该类岩石能干性较低，普遍遭受了后期韧性变质变形作用叠加改造，大部分岩石呈条带状分布，仅有少量区域变质岩在弱构造域保留。
（4）镁铁质变质岩
黑云斜长角闪岩：残余粒柱状变晶结构，块状构造。主要矿物及含量：斜长石43%、石英3%、角闪石40%、黑云母6%、白云母2%；副矿物少—微，以磷灰石为主。其中角闪石具黑云母化。
中长角闪岩：残余粒柱状变晶结构，块状构造。部分岩石中见鳞片粒柱状变晶结构；微定向构造。主要矿物及含量：中长石25%～35%、石英3%～16%、角闪石40%～52%；副矿物少—微，以磷灰石、榍石为主。主要岩石以中长角闪岩为主，部分黑云中长角闪岩。
倍长角闪岩：粒柱状变晶结构，微定向构造。主要矿物及含量：倍长石40%、角闪石50%、黑云母7%，其中倍长石具绢云母化。
镁铁质变质岩中特征矿物主要为中长石、倍长石、普通角闪石、黑云母。该类岩石后期亦遭受韧性变质变形作用改造，因能干性程度较高，故仅有少部分岩石形成了片状角闪岩类，极少部分岩石中有较明显的矿物变形特征。
1.3岩石化学特征及原岩恢复
（1）长英质变质岩岩石化学特征：岩石的SiO2含量在57.12%～75.58%之间，石英数qz一般在25.12～224.88，属于SiO2过饱和的岩石；Al2O3为12.65%～19.45%，K20为1.95%～ 5.15%，CaO为1.04%～7.53%，Na2O为2.16%～3.39%，矿物成分以石英、长石为主，以较高钾为特征；其中变粒岩尼格里参数AL
（2）镁铁质变质岩岩石化学特征：岩石类型主要为角闪岩类。岩石的SiO2为47.25%～50.53%，石英数qz在-24.24～-20.87之间，个别为0.79，一半为SiO2不饱和型，一半为SiO2饱和型岩石。Al2O3为12.04%～18.95%，K2O为0.77%～2.12%，CaO为8.07%～9.30%，Na2O为2.15%～ 3.28%，FeO为9.35%～16.18%，矿物成分缺乏石英，以较高铁为特征；其尼格里参数AL （3）野外宏观及室内微观特征 白沙河岩组变质岩石达中深变质程度，原始面理已被改造殆尽，现有面理多为片麻理或糜棱面理，故其上下岩层关系已不清。在角闪岩、片麻岩、变粒岩中可见到透镜状或夹层状大理岩出现；纵向上出露有较厚的变粒岩、斜长角闪岩岩层；横向上因后期构造改造及岩浆侵吞而变化较大。从薄片来看，岩石中副矿物多以它形粒状榍石、磷灰石为主，显示了副变质碎屑岩的特征。 综上所述，金水口岩群区域变质岩石主体原岩类型主要为一套火山岩—沉积岩建造，夹碳酸盐岩的岩石组合。 2.变质作用特征 2.1变质特征矿物 综合前述岩石中主要变质特征矿物，长英质变质岩中主要为更长石、普通角闪石、黑云母等；钙质变质岩中主要为橄榄石、透辉石、透闪石及金云母等，镁铁质变质岩中主要为普通角闪石、中长石、倍长石、黑云母；变质火山岩为阳起石、透闪石、黑云母。 除上述主要特征矿物外，各岩石中的斜长石其种属也有所不同，其中长英质岩石中多以偏基性更长石为主，一般An=26-32，个别为中长石An=32-45，在更长石中见钠长石双晶、卡钠复合双晶、卡斯巴双晶、聚片双晶，大致定向，具绢云母化；角闪质岩中多为中长石An=35-45，易见钠长石双晶、卡钠复合双晶，环带构造，具绢云母化、大致定向。此外，在蚀变辉绿玢岩中透闪石、黑云母是与阳起石相伴分布。 2.2变质相带划分及变质相系分析 据上述各岩石中主要变质特征矿物及矿物组合，泥质、泥沙质碎屑岩中以石榴石+石英+黑云母+白云母的矿物组合为代表，归为高绿片岩相；以绿帘石+黑云母+石英、斜长石+黑云母+石英和斜长石+黑云母+白云母+石英的矿物组合归为绿片岩相。基性火山岩中以斜长石+角闪石+黑云母±石英±绿帘石的矿物组合归为低角闪岩相；以阳起石+斜长石+透闪石+黑云母±石英的矿物组合归为低绿片岩相。碳酸盐岩中以方解石+橄榄石+透闪石±金云母的矿物组合归为高绿片岩相；以方解石+绿泥石±白云母±黑云母的矿物组合归为绿片岩相。通过剖面ⅩⅠ、ⅩⅠ-1划分变质带如下： （1）PMⅩⅠ-2b1～21b1以出现斜长石、角闪石、黑云母等矿物或斜长石+角闪石+黑云母±石英组合为代表。 （2）PMⅩⅠ-22b1～34b1以出现石榴石、白云母、黑云母、橄榄石、透闪石等矿物或石榴石+石英+黑云母+白云母、方解石+橄榄石+透闪石±金云母组合为代表。 （3）PMⅩⅠ-1-2b1～10b1以出现石榴石、白云母、黑云母、绿帘石、阳起石等矿物或斜长石+绿帘石+黑云母±石英、斜长石+绿帘石+黑云母±阳起石组合为代表。 以斜长石+角闪石+黑云母±石英的矿物组合为代表，归为低角闪岩相，其变质岩石形成温压环境应当于中高温、低压环境。在角闪石消失，铁鋁榴石开始大量出现或出现石榴石+石英+黑云母+白云母组合的情况下，反映了在一定低压区域内，在相对较高温条件下形成的矿物在温度降低后被交代成其他矿物，表明了退变质作用特征。 根据卡尔（Carr，1963）资料，斜长石+普通角闪石的组合，其形成温度在500℃～540℃，压力为1Kb～3Kb。因此，调查区白沙河岩组主期变质作用的相系，其温度下限在400℃～500℃左右，最高上限在800℃左右；压力应小于4Kb。 3.变质时期 区域上金水口岩群白沙河岩组中多获得有大于1900Ma的Sm-Nd及U-Pb年龄值，调查区内仅出露部分白沙河岩组地层，该地层变粒岩中获得有424±10Ma的U-Pb年龄值，说明该地层主期变质时期应当为加里东期。 4.变质变形作用演化分析 根据该地层构造运动期次结合变质相及矿物残留、假晶被新生矿物充填或交代特征分析，岩组在晋宁期经历了四期变质作用演化： （1）早期：晋宁运动使古元古代火山—沉积岩系发生了低角闪岩相中高温低压变质作用，并伴随强烈的伸展体制下的水平分层韧性剪切变形，形成固态流变构造形迹，统一的或具相似特征的基底。其变质岩石以角闪岩、变粒岩为主要组合；以斜长石、角闪石、黑云母等矿物或斜长石+角闪石+黑云母±石英组合为代表，变质环境为低角闪岩相。因此该期变质作用为低角闪岩相的退变质阶段，具有低压相系变质环境特征。 （2）第二期：加里东早期受区域低温变质作用，并伴随中深构造层次下的固态流变作用，变质岩石以承袭原岩矿物组合发生韧性变形和铁铝榴石的大量出现为特征。其变质岩石以变粒岩、大理岩为主要组合；以石榴石+石英+黑云母+白云母、方解石+橄榄石+透闪石±金云母组合为代表，变质环境为高绿片岩相，变质带可划为铁铝榴石带高绿片岩相。因此该期变质作用为高绿片岩相的退变质阶段。 （3）第三期：加里东晚期受区域低温动力变质作用，其变质以变粒岩为主；出现白云母、黑云母等矿物或斜长石+绿帘石+黑云母±石英、斜长石+黑云母组合为代表，变质环境为低绿片岩相，具退变质特征。 （4）第三期：华力西期受区域性动力变质作用，是在浅部构造层次伸展机制下发生的动力变质作用。该期变质作用发生于浅部构造层次的挤压性韧性剪切，形成一些糜棱岩化变粒岩及糜棱岩。 参考文献： [1]长安大学地质调查研究院.柴达木地块北缘含镍铜铂硫化物镁铁质-超镁铁质岩体优选[R]. 2014.3 [2]路风香，桑隆康，等；岩石学.北京：地质出版社. 2002年， 1-137. [3]李锦轶，王克卓，孙桂华， et al.东天山吐哈盆地南缘古生代活动陆缘残片：中亚地区古亚洲洋板块俯冲的地质记录[J].岩石学报. 2006， 22（05）： 1087-1102. [4]秦克章，方同辉，王书来，等；东天山板块构造分区、演化与成矿地质背景研究[J].新疆地质. 2002年第4期. P302-308.
