新疆天湖岩群镁铁质变质岩原岩恢复

韩飞 李天慧

（新疆工程学院矿业工程与地质学院，新疆乌鲁木齐 830023）

天湖岩群为西安地质矿产研究所李建星等（2009 年）在东天山大黑山阿拉塔格一带开展1∶5 万区域地质调查时新建岩石地层单位，为一套中深变质岩系[1]。天湖岩群分布于中天山地块，其北界以阿其克库都克大断裂与雅满苏石炭纪岛弧盆带相邻，南以红柳河大断裂为界与红柳河蛇绿混杂带相接。天湖岩群主要分布有片麻岩、片岩、斜长角闪岩、大理岩等。其中斜长角闪岩、斜长角闪片岩属镁铁质变质岩，前人对天湖岩群中镁铁质变质岩研究较少，本文的报道有助于人们了解该区镁铁质变质岩的形成原因。

1 地质背景

天湖岩群位于阿拉塔格-图兹雷克-尖山子断裂以南，沙垄铁矿-天湖铁矿一带的一套中深变质岩，遭受区域动力热流变质作用，主要形成中深变质岩系[2]。天湖岩群镁铁质变质岩多以透镜状、夹层状分布于片麻岩、片岩中。

2 岩相学特征

2.1 剖面特征

在野外地质路线观察的基础上，测制了天湖岩群雅-磁公路西侧剖面，该处变质岩为经过多期变质变形的中深变质岩系，岩石原始层理（S0）也无保存，现表现为片理、片麻理，片理、片麻理已被“Ⅰ”型置换平行化，仅局部残留有无根褶皱，为一套层状无序地层。斜长角闪岩、斜长角闪片岩走向NE73°，长近2000m，宽50-150m，与片麻岩、片岩呈构造面理接触。

2.2 镁铁质变质岩岩相学特征

露头上，斜长角闪岩、斜长角闪片岩呈黑色，多为透镜状、夹层状分布于天湖岩群片麻岩、片岩中，呈北东向展布。显微镜下观察，斜长角闪岩具细粒-中粗粒柱粒状变晶结构，主要成分：斜长石5-50%、普通角闪石50-75%、石英0-10%、黑云母0-10%、绢云母0-5%，绿泥石0-5%，副矿物以磁铁矿、碳酸盐为主。其中斜长石绢云母化明显，粒径0.1-3mm；石英为重结晶产物，粒径1mm左右；黑云母多见绿泥石化，粒径1.5mm 左右；角闪石呈绿色，粒径1-3mm，变质岩中绿色角闪石属低角闪岩相，棕色属高角闪岩相-麻粒岩相。因此，通过显微镜下角闪石颜色判断，研究区斜长角闪岩属低角闪岩相。

3 岩石化学特征及原岩恢复

3.1 镁铁质变质岩岩石化学特征

天湖岩群镁铁质变质岩岩石化学分析结果和特征值见表1，其中岩石的SiO2含量为27.25-69.10%；Al2O3含量一般为13.3-19.6%,个别2.8%、3.44%；FeO含量为1.71-16.33%；MgO 含量为0.16-23.62%；CaO含量为1.57-15.59%；MnO 含量较低，在0.042-0.33%；Na2O含量在0.3-4.3%之间，K2O含量在0.064-2.86%之间，大多样品Na2O＞K2O；TiO2值多在0.09-1.25%，个别达到2.36%，平均值为1.02%，这与低TiO2（＜1.25%）特征的活动大陆边缘岛弧玄武岩较为相似[3]。其尼格里参数值：9 个样品AL＜ALK+C，属正常类型岩石，2 个样品AL＞ALK+C 属铝过饱和型岩石；氧化铝数t 在-30.34～-6.81 之间，个别为7.32%、15.84%；石英数在-64.89-128.68%之间，大多数为SiO2不饱和型岩石，岩石化学成分与基性火山岩化学成分较为类似。

表1 天湖岩群镁铁质变质岩岩石化学分析结果（ωt%）

3.2 镁铁质变质岩原岩恢复

对岩石化学数据进行计算调整后，在Si-mg图解中[4]，样品多落在火成岩区，仅1 个样品落在沉积岩区。在TiO2-10MnO-10P2O5图解上[5]，5 个样品落入岛弧拉斑玄武岩区，3 个样品落入岛弧钙碱性玄武岩，2个样品落入大洋岛屿碱性玄武岩，1个样品落入洋中脊玄武岩。综上，新疆天湖岩群镁铁质变质岩原岩为基性火山岩类，多形成于板块边缘消减带中的岛弧环境。

4 结论

（1）通过野外地质路线观察及测制地质剖面，天湖岩群镁铁质变质岩主要为斜长角闪岩、斜长角闪片岩，在宏观上呈透镜状、夹层状分布于片岩、片麻岩中。

（2）通过室内岩矿鉴定观察，镁铁质变质岩中角闪石显绿色，表明研究区镁铁质变质岩属低角闪岩相。

（3）分析其岩石化学特征，镁铁质变质岩原岩主要为基性火山岩类，TiO2平均值为1.02%，与低TiO2（＜1.25%）特征的活动大陆边缘岛弧玄武岩较为相似。

（4）利用岩石化学数据投图，样品多落入岛弧拉斑玄武岩区。

（5）综上，天湖岩群镁铁质变质岩的原岩为岛弧拉斑玄武岩，其形成于板块边缘消减带中的岛弧环境。