黑龙江呼玛地区区域变质岩分类及其地球化学指示意义

李英丽

（黑龙江省第五地质勘查院，黑龙江哈尔滨 150036）

1 地质概况

研究区位于大兴安岭山脉北东端与小兴安岭山脉的北西端接壤处，属于兴安地块东北缘，是中亚造山带的重要组成部分[1]，地层区划分属于古生界北疆－兴安地层大区额尔古纳地层分区达来－兴隆地层小区和中生界滨太平洋地层区小兴安岭地层小区[2－3]，构造活动频繁，岩浆活动强烈[4]。

2 基本分类

研究区内变质岩主要出露在兴华渡口岩群，其矿物组合比较复杂，岩石类型也较多。基本可归纳为：片麻岩类、片岩类、变粒岩类和板岩类等。现分述如下[5－6]：

（1）片麻岩类：岩性以黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩为主。

黑云斜长片麻岩多为细粒片状粒状变晶结构，片麻状构造。岩石矿物成分为钾长石10%、斜长石45%、石英30%、黑云母15%，粒径一般在0.2～1mm。黑云二长片麻岩岩石矿物成分为钾长石30%、斜长石30%、石英30%、黑云母10%，粒径0.2～2mm。在片麻岩中，斜长石呈板状、粒状、透镜状，聚片双晶显示；钾长石则呈透镜状或等轴粒状；石英为透镜状、眼球状或为多晶镶嵌矩形体；黑云母一般呈长条状沿粒状矿物间隙断续状分布，组成片麻状构造。

（2）片岩类：岩性以千枚状片岩、二云石英片岩、二云片岩为主。

①绢云千枚状片岩

多呈细粒片状变晶结构，岩石中细小片状矿物黑云母、绢白云母条带构成千枚状片状构造，微细粒状石英、长石隐含其中或条带状与云母条带相间分布。绢白云母为细小片状，长轴定向，首尾相连呈条带状分布，具同一消光位，干涉色鲜艳，含量30%；黑云母呈细长片状，颜色偏褐色，具有吸收性，干涉色暗，长轴定向首尾相连和白云母组成条带，长轴一般小于0.3mm，含量15%；石英为微细粒状，大部分呈压扁拉长状彼此镶嵌，条带状分布或隐含于云母条带中，粒径一般在0.5mm 以下，含量45%；长石一般是细小压扁微粒、板状与石英微粒彼此镶嵌，呈模糊状，一级灰干涉色，含细小矿物包体，粒径一般在0.5mm以下，含量10%。

②含石榴二云石英片岩

岩石中白云母、黑云母、绿泥石呈细长条状，长轴定向，首尾相连组成条带与石英条带相间分布构成片状构造，具有片状、粒状、斑状变晶结构，相伴铁质条纹发育，砂粒轮廓部分保留。白云母含量10%、黑云母含量10%、绿泥石含量5%；石英为细小粒状，大部分呈压扁拉长状彼此镶嵌，条带状分布，粒径一般在0.2mm 以下，含量69%；长石表面浑浊，粘土矿物、绢云母交代，多为透镜状，具一级灰干涉色，钾长石、钠长石中含细小矿物包体，粒径一般在0.5mm 以下，含量5%；石榴石是粒状，正高突起、均质分布，多沿边部绿泥石交代或全部为绢云母、绿泥石代替，粒径0.5mm，含量1%。

③含石榴二云片岩

岩石中白云母、黑云母、绿泥石纤维状集合体条带状与石英条带状相间，分布构成片状构造。具有片状、粒状、斑状变晶结构。白云母、黑云母、绿泥石消光位相同，含量35%；石英呈压扁拉长状彼此镶嵌，条带状分布，粒径一般在0.06～0.5mm，含量65%；粒状石榴石由微晶黑云母、绿泥石代替，保留晶形假象，粒径0.5mm，几粒。

（3）变粒岩类：岩性以黑云钾长变粒岩、黑云斜长变粒岩为主。

黑云钾长变粒岩的岩石矿物成分为钾长石35%、绿泥石10%、石英35%，黑云母15%，石榴石5%组成。岩石中黑云母、绿泥石长轴定向，沿石英间隙断续状分布构成弱片麻状构造，片状粒状变晶结构，黑云母为褐色-浅褐，吸收性不明显，干涉色暗，长轴定向，局部首尾相连条带状分布。

（4）板岩类：主要岩性有绢云粉砂质泥质板岩等。

具有变余粉砂质泥质结构，斑状变晶结构，板状构造。岩石由新生绢云母、微晶黑云母、变余粉砂屑、重结晶长英质微细粒及隐晶质粘土矿物组成，并含少量石榴石变斑晶。新生绢云母鳞片、微晶黑云母长轴定向沿粒状矿物间隙少量分布。粉砂屑多呈棱角状，以石英为主，粒径0.06mm 以下，普遍分布重结晶长英质成分，粒径小于0.1mm；石榴石多沿边部绿泥石交代或大部分为绢云母、绿泥石代替，核部残留，粒径0.5-1mm。

3 地球化学特征

（1）岩石化学特征

为了能够系统的研究兴华渡口岩群化学特征及推断构造环境，选择采集了不同岩性、不同位置的分析样品。将兴华渡口岩群变质岩（Pt3xh）的岩石化学分析了SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、MnO 以及LOS。片麻岩类的Al203值在13.28-14.63%之间，基本上样品均符合MgOCaO，Na2OCaO；变粒岩类的Al203值为47.22%-50.68%之间，MgO>CaO，Na2O>K2O。

（2）稀土元素地球化学特征

稀土元素样品共送10 个，其中片麻岩类4 个，石英片岩类3个，片岩类2个，变粒岩类1个。稀土总量上，片麻岩类、变粒岩类样品总量在55.35-75.84，其他样品稀土总量在185.09-220.16。片麻岩类、石英片岩类、片岩类样品∑LREE/∑HREE=3.57-15.33，La/Yb=0.93-23.15，反映REE 分馏程度较大，轻稀土明显富集；La/Sm=0.94-7.92，反映轻稀土间分馏程度较大，同时Sm/Nd=0.16-0.31，据赫尔曼Sm/Nd＜0.333 为轻稀土富集型，与上述分析一致；同时，该比值也反映物质来源，一般来源各类沉积岩的Sm/Nd一般＜0.3；从样品δEu 值来看大多数具中等铕亏损。变粒岩类样品∑LREE/∑HREE=2.18，La/Yb=1.24，反映REE 分馏程度较小，稀土配分曲线为平坦型。La/Sm=1.54，反映轻稀土间分馏程度较大而δEu=1.24，反映铕具有正异常，为铕富集型。配分曲线见图1。

图1 变质岩稀土元素配分曲线图

从稀土配分曲线看，片麻岩类、石英片岩类、片岩类样品曲线右倾，较平滑，轻稀土曲线斜率较大，重稀土斜率较小，略具“V”字型。变粒岩类样品曲线平坦，与上述结论一致。片麻岩类样品稀土总量偏低，具明显的Eu 负异常。其他样品Eu 无明显异常。曲线具较好的一致性，反映成因的相关性。

（3）微量元素地球化学特征

区域变质岩微量元素样品共取10 个样品，其中片麻岩类4 个，石英片岩类3 个，片岩类2 个，变粒岩类1 个，见图2。特征参数中Sr/Ba 的平均值是0.47，小于1。从分析结果可知，表现出大离子亲石元素相对富集，P负异常的特征。

图2 变质岩微量元素蛛网图

4 原岩恢复

变质岩的原岩恢复主要依据变质岩地质产状和岩石共生组合及岩相学标志，辅以岩石化学和地球化学为手段来进行。利用西蒙南1953年提出的尼格里值（al+fm）-（c+fm）对Si 图解，可区分火山岩和不同建造的沉积岩。通过分析得出片麻岩类、石英片岩类样品原岩为沉积砂岩、泥岩；片岩类、变粒岩类样品原岩为火山岩。

图3 （al+fm）-（c+alk）-Si图解（据A.Simonen，1953）

因研究区内的变质岩以残留体形式产出，出露不完整，对其形成环境的研究仅依据岩石化学资料作简单讨论。将原岩为火山岩的样品进行岩石系列、组合划分，均属于亚碱性区，变粒岩类样品原岩为玄武岩、玄武安山岩；片岩类样品原岩为粗面岩、粗面英安岩。变粒岩类样品属于拉斑系列岩区，片岩类样品属于钙碱系列岩区，故兴华渡口岩群火成变质岩形成环境为岛弧或大陆边缘环境[7]。沉积岩类反映的构造环境为活动大陆边缘，说明这套变质沉积岩的成分介于大陆岛弧和活动大陆边缘泥质砂岩的成分特点，应属于过渡类型的沉积碎屑岩类。

5 结论

（1）研究区内变质岩由于受后期构造影响，多呈捕掳体形式零星产出，原始层状岩系特征已不存在，时代归新元古代。其锆石U-Pb 加权平均年龄为850±4Ma。结合其变质程度和区域资料对比，将兴华渡口岩群的变质时代置于泛非期。

（2）黑龙江省呼玛地区的兴华渡口岩群变质岩形成环境为活动大陆边缘，形成了一套含硅铁建造的火山-沉积变质岩系。

（3）新元古界兴华渡口岩群As、Sb、Bi、Hg、Au、W、Pb等元素富集，可能会是贵金属元素的矿源层。