冀北赤城紅旗營(yíng)子雜巖的地質(zhì)特征及意義

劉 瑤，倪志耀，孔 旭，盧俊生，張 靜，劉 胤

（1.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都610059；2.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局407隊(duì)，湖南 懷化418000；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，北京100049）

冀北地區(qū)位于華北克拉通北緣中段，區(qū)內(nèi)出露的主要是一套呈近東西向帶狀展布、變質(zhì)程度達(dá)角閃巖相的原紅旗營(yíng)子群［1－3］。在早前的研究成果中，大多認(rèn)為原紅旗營(yíng)子群是一套早前寒武紀(jì)（新太古宙或古元古宙）的火山－沉積變質(zhì)地層［4－7］。河北省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)在赤城原紅旗營(yíng)子群中識(shí)別出古元古代變質(zhì)花崗巖體，據(jù)此將其劃分為“變質(zhì)花崗巖體”和“變質(zhì)地層”兩部分［8］。其中，“變質(zhì)地層”被命名為云州表殼巖，其巖石組合主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾黑云角閃變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖，偶見(jiàn)蛇紋石化大理巖，時(shí)代仍然歸屬于古元古宙。

自倪志耀等（2004）首次在赤城云州表殼巖中發(fā)現(xiàn)晚古生代退變榴輝巖以來(lái)［9，10］，冀北基礎(chǔ)地質(zhì)研究已受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中，巖石組合、構(gòu)造屬性、變質(zhì)演化及其同位素地質(zhì)年代學(xué)等重新成為近十年來(lái)的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，并取得了顯著的研究成果［11－24］。從目前的研究成果來(lái)看，赤城云州表殼巖中的退變榴輝巖、蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）以及蛇紋石化（橄欖）大理巖等透鏡狀構(gòu)造巖塊應(yīng)該屬于“外來(lái)”的洋殼殘片，成因上可能與古亞洲洋的洋殼向南俯沖消減有關(guān)［11］。因此，單從“群”的概念來(lái)理解，赤城原紅旗營(yíng)子群應(yīng)該僅包括云州表殼巖。如果把退變榴輝巖、蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）以及蛇紋石化（橄欖）大理巖等構(gòu)造巖塊考慮進(jìn)來(lái)，將其稱為“紅旗營(yíng)子雜巖”更為合理。

本文主要總結(jié)和分析赤城紅旗營(yíng)子雜巖的巖石組合、構(gòu)造屬性、變質(zhì)演化及其地質(zhì)年代學(xué)等方面的研究進(jìn)展，并討論重新劃分冀北原紅旗營(yíng)子群的可能性，以期促進(jìn)冀北地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作的進(jìn)一步深入。

1 分布特征

赤城紅旗營(yíng)子雜巖主要分布在崇禮—赤城斷裂帶（韌性剪切帶）以北的赤城縣二堡子、鎮(zhèn)寧堡、東溝、馬營(yíng)、羊坊、三山村、清泉堡、舊站堡、云洲、呂和堡、夏家村和七里墩等地（圖1）。雜巖中的云州表殼巖，總體呈近北北西向帶狀分布，走向比較穩(wěn)定，傾向近北東，傾角變化較大，一般在55°左右?？拷喑恰缍Y斷裂帶，其傾角變大，可達(dá)70°～80°，局部則近于直立，同時(shí)伴隨有較強(qiáng)烈的混合巖化現(xiàn)象。

赤城紅旗營(yíng)子雜巖區(qū)域上分布不太均勻。其中，分布在云州以南的云州表殼巖比較完整，在東溝樓、七里墩和呂和堡一帶的石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖中分布有大小不等、數(shù)量不均的呈透鏡狀產(chǎn)出的退變榴輝巖、蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）和蛇紋石化（橄欖巖）大理巖等構(gòu)造巖塊。云州以北出露的云州表殼巖則不太完整，多以殘留體形式存在，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)退變榴輝巖或蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）等構(gòu)造巖塊。另外，赤城紅旗營(yíng)子雜巖多為后期不同時(shí)代的花崗質(zhì)巖體（印支期、燕山期黑云二長(zhǎng)花崗巖及海西期片麻狀花崗巖等）所侵入，其北西、南東一帶則被侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)火山－沉積地層所覆蓋（圖1）。

2 地質(zhì)特征

2.1 巖石組合及其構(gòu)造屬性

圖1 冀北赤城紅旗營(yíng)子雜巖的分布特征Fig.1 The distribution of the Hongqiyingzi complex in Chicheng，North Hebei

河北省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)曾認(rèn)為赤城紅旗營(yíng)子雜巖中的云州表殼巖主要由黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾黑云角閃變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖以及少量蛇紋石化大理巖等組成，并具有火山－沉積變質(zhì)巖系的特征［8］。然而，據(jù)本文項(xiàng)目組的研究成果，赤城紅旗營(yíng)子雜巖的巖石組合為云州表殼巖（巖性主要為石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖）以及呈透鏡體產(chǎn)出于其內(nèi)部的退變榴輝巖、蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）和蛇紋石化（橄欖）大理巖等構(gòu)造巖塊，這些構(gòu)造巖塊均為無(wú)根塊體，大小不等，空間上緊密相伴，“形影不離”，常成群成帶出現(xiàn)（圖2）。這些呈透鏡體產(chǎn)出的構(gòu)造巖塊在空間展布方向上與石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的區(qū)域片麻理方向一致。河北省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)描述的斜長(zhǎng)角閃巖［8］，其野外產(chǎn)狀與退變榴輝巖極為相似，應(yīng)該為榴輝巖發(fā)生強(qiáng)烈退變質(zhì)作用的產(chǎn)物［10］。

石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖是赤城紅旗營(yíng)子雜巖中真正的巖石（地層）單元，具斑狀變晶結(jié)構(gòu)，變基質(zhì)為中、細(xì)粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，局部保留有變余砂狀結(jié)構(gòu)及變余層狀構(gòu)造，其原巖為泥質(zhì)（含泥質(zhì)）砂巖，形成于大陸島弧環(huán)境［12］。巖石中礦物成分主要有斜長(zhǎng)石（質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w＝28%～35%；An為36.5～44.2）、石英（w＝30%～38%）和黑云母（w＝18%～25%），另有少量石榴石（w＝2%～8%）和石墨（w＝1%～5%）等。其中，黑云母的化學(xué)成分，除大榆溝巖石樣品比較特殊（MgO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.28%～16.17%）外，七里墩、呂和堡及東溝樓等地巖石樣品中黑云母屬于高鎂黑云母（MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.31%～11.77%）［25］（圖3-A），而水溝、東溝和廟溝等地黑云母屬于高鐵黑云母（MgO含量則相對(duì)較低，w＝7.78%～9.69%）［25］（圖3-A）。巖石中石榴石主要由鐵鋁榴石（w＝49.15%～71.28%）、鈣鋁榴石（w＝4.07%～21.82%）和鎂鋁榴石（w＝9.91%～27.08%）等組成，也見(jiàn)不等量的錳鋁榴石（w＝0.62%～14.76%）及少量的鈣鐵榴石（質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多數(shù)為0.00%～3.22%，個(gè)別可達(dá)14.81%）。據(jù)圖3-B顯示，石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖中石榴石顆粒的核部及邊部成分與赤城退變榴輝巖相比均相對(duì)貧CaO（Grs＋ And），表明石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的形成壓力低于退變榴輝巖。而呂和堡、七里墩和東溝樓等地石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的石榴石顆粒的核部成分與華北高壓麻粒巖的石榴石成分相當(dāng)，只是前者石榴石顆粒邊部的MgO含量（Prp）明顯低于后者；水溝、東溝和大榆溝等地石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的石榴石核部和邊部的MgO含量均低于華北高壓麻粒巖的石榴石MgO含量，顯示水溝、東溝和大榆溝等地石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的形成溫度要低于華北高壓麻粒巖。

圖2 紅旗營(yíng)子雜巖中退變榴輝巖及蛇紋巖（方輝橄欖巖）構(gòu)造透鏡Fig.2 The retrogradrd eclogite and serpentinite（harzburgite）tectonic lenses in the Hongqiyingzi complex

圖3 紅旗營(yíng)子雜巖石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的黑云母（A）和石榴石（B）成分特點(diǎn)［12］Fig.3 The mineral composition of the biotite and garnet from garnet-biotite plagiogneiss samples in the Hongqiyingzi complex

退變榴輝巖巖塊在空間上形成2條近北西向展布的退變榴輝巖帶。其中一條（南帶）位于東溝樓至七里墩一線，分布于該區(qū)域的退變榴輝巖已發(fā)生強(qiáng)烈的角閃巖相退變質(zhì)作用，礦物組合主要為斜長(zhǎng)石、角閃石及石榴石（以殘留顆粒形式存在）；另一條（北帶）則位于西溝窯至呂和堡一線，該區(qū)域的退變榴輝巖的角閃巖相退變質(zhì)作用相對(duì)較弱，巖石的礦物成分中除角閃巖相礦物組合外，尚有綠輝石（殘留顆粒，主要分布在石榴石之中）和鈉質(zhì)透輝石及斜長(zhǎng)石組成的蠕蟲(chóng)狀后生合晶（由綠輝石退變而成）。退變榴輝巖的原巖為兼具洋中脊和島弧地球化學(xué)屬性的拉斑玄武巖類(lèi)，在后期的俯沖消減過(guò)程中，這些拉斑玄武巖因俯沖作用而發(fā)生榴輝巖相高壓變質(zhì)，并混入了部分陸殼物質(zhì)［11］。

蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）巖塊的礦物成分有蛇紋石（w≈85%，具橄欖石粒狀變晶假象）、絹石或滑石（w≈10%，保留斜方輝石假象）和鉻鐵礦（w≈5%，分布在蛇紋石顆粒之間）等，部分巖石樣品存在橄欖石（Fo為90.53～92.75）和斜方輝石（En為92.37～96.89）的殘留顆粒。蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）的地球化學(xué)特征表明其原巖相當(dāng)于SSZ型（super-subduction zone）地幔橄欖巖，可能來(lái)自于消減帶之下的上地幔，屬于部分熔融程度很高的虧損地幔巖，因構(gòu)造侵位而就位于云州表殼巖之中［13］。

蛇紋石化（橄欖）大理巖巖塊主要分布在赤城二堡子一帶，在馬營(yíng)—羊坊等地也有零星出露。巖石主要由白云石（w＝80%～85%）組成，另有少量方解石和蛇紋石（由鎂橄欖石蝕變而成，殘留橄欖石顆粒的Fo為97.35～98.91），屬于白云質(zhì)大理巖。巖石的MgO和CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為21.69%～21.70%和29.16%～29.33%，MgO＋CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.86%～51.02%；CaO 與MgO分子數(shù)之比（NCaO/NMgO）為0.965 9～0.972 0；巖石的 Al2O3（w＝0.30%～0.33%）、TFeO（w＝0.52%～0.54%）和 Na2O＋K2O（w＝0.10% ～0.12%）含量均很低，SiO2（w＝2.90%～3.04%）應(yīng)該來(lái)源于化學(xué)沉積。巖石的稀土總量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）較低（ΣREE＝3.74×10－6～10.83×10－6），wLREE/wHREE和（wLa/wYb）CN分別為 9.332～14.538 和 10.93～21.23；（wEu/wEu＊）CN＝0.72～0.98，（wCe/wCe＊）CN＝0.85～0.74，二者之間具負(fù)相關(guān)關(guān)系。另外，巖石的Rb（w＝0.33×10－6～0.63×10－6）、Sr（w＝84.4×10－6～98.1×10－6）、Cs（w＝0.04×10－6～0.07×10－6）、Ba（w＝14.7×10－6～16.6×10－6）、Zr（w＝0.55×10－6～0.59×10－6）、Hf（w＝0.02×10－6～0.03×10－6）、Nb（w＝0.17×10－6～0.26×10－6）、Ta（w＝0.01×10－6～0.08×10－6）、U（w＝0.10×10－6～0.14×10－6）和 Th（w＝0.05×10－6～0.16×10－6）的含量都很低，顯示沉積碳酸鹽巖的地球化學(xué)特征。因此，蛇紋石化（橄欖）大理巖的原巖應(yīng)該為一套碎屑含量極低、經(jīng)化學(xué)沉積形成的白云巖。

2.2 變質(zhì)演化

退變榴輝巖的變質(zhì)演化可分為3個(gè)不同的階段：（1）峰值榴輝巖相變質(zhì)階段，即洋殼（巖石類(lèi)型為兼具洋中脊和島弧地球化學(xué)屬性的拉斑玄武巖）在深俯沖過(guò)程中所發(fā)生的進(jìn)變質(zhì)作用，以巖石中石榴石顆粒內(nèi)部存在的綠輝石為標(biāo)志。（2）高壓麻粒巖相變質(zhì)階段，在榴輝巖折返過(guò)程中所發(fā)生的一種退變質(zhì)作用，以存在鈉質(zhì)透輝石和斜長(zhǎng)石（An＝20.4～30.7）組成的蠕蟲(chóng)狀后生合晶為特征。（3）角閃巖相變質(zhì)階段，為榴輝巖巖塊構(gòu)造侵位于石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的原巖之后所發(fā)生的區(qū)域變質(zhì)作用。以石榴石顆粒邊部的角閃石和斜長(zhǎng)石（An＝38.6～45.5）次變邊、保留輝石假象的角閃石和斜長(zhǎng)石（An＝31.6～36.8）的蠕蟲(chóng)狀后生合晶、保留石榴石假象的角閃石和斜長(zhǎng)石（An＝44.5～54.8）的粒狀后生合晶、保留輝石假象的角閃石和角閃石與斜長(zhǎng)石（An＝53.1～56.7）發(fā)生變質(zhì)重結(jié)晶作用而形成的粒狀變晶結(jié)構(gòu)為特征。此階段的退變質(zhì)作用應(yīng)該與區(qū)域角閃巖相變質(zhì)作用相對(duì)應(yīng)，以出現(xiàn)近等軸粒狀的角閃石和斜長(zhǎng)石平衡礦物組合而形成斜長(zhǎng)角閃巖［10，11］為最終結(jié)果。

石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的變質(zhì)演化目前還不太清楚。從石榴石顆粒的成分剖面特征來(lái)看，呂和堡石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖樣品的石榴石具有明顯的成分環(huán)帶，自顆粒的核部到邊部，CaO含量明顯降低，MnO含量明顯增加，MgO含量也有一定程度的降低。CaO及MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最大值和MnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最小值均出現(xiàn)于石榴石顆粒的近中部（圖4-A）。因此，呂和堡的石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖中石榴石顆粒的成分特征應(yīng)為典型的降溫、降壓石榴石環(huán)帶［26，27］。如果石榴石核部成分與華北高壓麻粒巖相當(dāng)?shù)脑挘▓D3-B），那么該石榴石成分環(huán)帶反映的應(yīng)該是石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖樣品自高壓麻粒巖相到角閃巖相的退變質(zhì)過(guò)程。然而，水溝退變榴輝巖中石榴石的成分環(huán)帶不太明顯。除石榴石顆粒邊部的MgO和MnO含量分別有一定程度降低和升高外，其CaO含量基本不變（圖4-B）。因此，該地石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的變質(zhì)演化僅顯示為后期的降溫過(guò)程，且壓力基本不變。但呂和堡和水溝兩地石榴石成分環(huán)帶的差異性與退變榴輝巖的變質(zhì)演化（尤其退變榴輝巖巖塊的折返）是否有關(guān)，目前還不太清楚，尚需后續(xù)工作的深入研究。

2.3 同位素年代學(xué)

通過(guò)對(duì)退變榴輝巖所進(jìn)行的鋯石SHRIMP U-Pb測(cè)齡，獲得退變榴輝巖原巖的形成年齡為～438Ma［11］，而峰值榴輝巖相的變質(zhì)事件則發(fā)生在355Ma B.P.左右［14，24］，后期在341.2Ma B.P.（圖2、圖5-A）和321.8～325.7Ma B.P.［14］（圖2、圖5-C）分別發(fā)生了麻粒巖相和角閃巖相的退變質(zhì)事件。對(duì)于321.8～325.7Ma的年齡數(shù)據(jù)所代表的變質(zhì)事件，本項(xiàng)目組曾一度將其歸為峰值榴輝巖相變質(zhì)年齡［11］，在補(bǔ)充測(cè)定退變榴輝巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡和角閃石40Ar/39Ar年齡（331.43～332.97Ma）之后，最終確認(rèn)其為退變榴輝巖所經(jīng)歷的區(qū)域角閃巖相變質(zhì)事件［14］。

圖4 紅旗營(yíng)子雜巖石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的石榴石成分剖面Fig.4 The composition profiles of garnet from the garnet-biotite plagiogneiss samples in the Hongqiyingzi complex

圖5 赤城退變榴輝巖及石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡Fig.5 Zircon SHRIMP U-Pb ages of the retrograded eclogite and garnet-biotite plagiogneiss samples from Chicheng

石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡數(shù)據(jù)表明，巖石中殘留的巖漿成因碎屑鋯石（wTh/wU＞0.1）的年齡值為368.7～1 855.8Ma（主要為414.6～483.0Ma），說(shuō)明石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的原巖形成于晚古生代（不會(huì)早于～369 Ma B.P.），且物源區(qū)主要為形成時(shí)限介于414.6～483Ma B.P.之間的巖漿巖。這些殘留鋯石顆粒邊 部 變 質(zhì) 重 結(jié) 晶 鋯 石（wTh/wU＜0.1）的SHRIMP U-Pb年齡分別為340.3～340.5Ma（圖2、圖5-B）和320.8～321.4Ma（圖2、圖5-D），應(yīng)該是后期2次變質(zhì)事件的年齡記錄。這2個(gè)年齡數(shù)據(jù)分別與赤城退變榴輝巖高壓麻粒巖相退變質(zhì)年齡（341.2Ma）和角閃巖相退變質(zhì)年齡（321.8～325.7Ma）相對(duì)應(yīng)。從石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的石榴石成分剖面（圖4）來(lái)看，“退變榴輝巖”巖塊較為集中的呂和堡石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的變質(zhì)演化似乎經(jīng)歷了降溫、降壓過(guò)程。若真是如此，那么石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖原巖應(yīng)該經(jīng)歷了早期高壓麻粒巖相和晚期區(qū)域角閃巖相2次變質(zhì)事件。前者可能與榴輝巖的構(gòu)造折返有關(guān)，分布較為局限；而后者使得已經(jīng)構(gòu)造侵位于泥質(zhì)（含泥質(zhì)）砂巖（石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的原巖）中的退變榴輝巖構(gòu)造巖塊與泥質(zhì)（含泥質(zhì)）砂巖一起經(jīng)歷區(qū)域角閃巖相退變質(zhì)作用，從而形成石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖及其內(nèi)部的石榴斜長(zhǎng)角閃巖（部分樣品）組合。因此，冀北赤城似乎存在晚古生代（321～326 Ma B.P.）區(qū)域角閃巖相變質(zhì)事件，“冀北屬于早前寒武紀(jì)變質(zhì)地塊”這一傳統(tǒng)觀點(diǎn)是值得商榷的，這對(duì)冀北基礎(chǔ)地質(zhì)研究來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)重要進(jìn)展。

對(duì)于赤城紅旗營(yíng)子雜巖的時(shí)代歸屬，由于早前的一些鋯石U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù)以及全巖Sm-Nd或Rb-Sr等時(shí)線年齡均存在著或多或少的不確定性，致使其時(shí)代歸屬一直存在著新太古宙［7］與古元古宙［4］之爭(zhēng)。劉樹(shù)文等［19］對(duì)赤城紅旗營(yíng)子雜巖中石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖（樣號(hào)JB6045，取樣地點(diǎn)在七里墩附近）進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb測(cè)齡。他們認(rèn)為2 650Ma的鋯石點(diǎn)記錄了圍巖或者繼承鋯石的年齡，而片麻巖原巖的巖漿結(jié)晶年齡為2 529～2 480Ma，后期發(fā)生的一次重要變質(zhì)事件的年齡約為333Ma。事實(shí)上，該文報(bào)道的年齡數(shù)據(jù)跨度很大，除上述幾個(gè)年齡值外，尚有1 841Ma、1 095Ma和399Ma等年齡數(shù)據(jù)，對(duì)它們的巖石成因意義該文并沒(méi)有給出相應(yīng)的解釋。由于石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖原巖為泥質(zhì)（含泥質(zhì)）砂巖［12］，因此，劉樹(shù)文等將2 529～2 480Ma解釋為片麻巖原巖的巖漿結(jié)晶年齡［19］似乎不太合適。其實(shí)，它們同1 841Ma、1 095Ma和399Ma等年齡數(shù)據(jù)一樣，代表的應(yīng)該是石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖中不同來(lái)源巖漿成因碎屑鋯石的年齡值，而333 Ma可能是后期變質(zhì)事件的年齡記錄。這樣，石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖原巖的沉積時(shí)限應(yīng)該介于晚泥盆世（～369Ma B.P.）與早石炭世（～340Ma B.P.）之間，而其隨后所經(jīng)歷的區(qū)域角閃巖相變質(zhì)作用則發(fā)生在321Ma B.P.左右。據(jù)此，我們認(rèn)為赤城紅旗營(yíng)子雜巖中石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖（云州表殼巖）應(yīng)該屬晚古生代沉積－變質(zhì)巖系，不宜再將其作為新太古宙或古元古宙的變質(zhì)（巖石）地層。

2.4 與紅旗營(yíng)子雜巖演化密切相關(guān)的花崗質(zhì)巖石形成時(shí)代

區(qū)內(nèi)與赤城紅旗營(yíng)子雜巖演化關(guān)系密切的花崗質(zhì)巖石主要有片麻狀花崗巖和黑云二長(zhǎng)花崗巖。其中，片麻狀花崗巖主要分布在鎮(zhèn)寧堡—東柵子（原西柵子片麻巖）、樣墩—宋家窯（原樣墩片麻巖）以及鎮(zhèn)安堡—長(zhǎng)溝門(mén)（原鎮(zhèn)安堡片麻巖）等地，在空間上與紅旗營(yíng)子雜巖緊密相連（圖1）。這些片麻狀花崗巖曾是赤城紅旗營(yíng)子雜巖的主要組成部分［28］，后來(lái)才從其中劃分出來(lái)并被認(rèn)為是古元古宙變質(zhì)花崗巖體［8］。其實(shí)，它們應(yīng)該屬于不同時(shí)代的花崗巖體（如鎮(zhèn)安堡片麻巖就保留有變余似斑狀結(jié)構(gòu)），后期的變形變質(zhì)才使它們轉(zhuǎn)變成片麻狀花崗巖，部分地段受動(dòng)力變質(zhì)作用則形成碎裂花崗巖、花崗碎裂巖和糜棱巖等。從片麻狀花崗巖的鋯石U-Pb同位素年齡來(lái)看，除原鎮(zhèn)安堡片麻巖屬于古元古宙似斑狀花崗巖（本項(xiàng)目組測(cè)定鋯石SIMS U-Pb年齡為1 834～1 863 Ma）外，原西柵子片麻巖和原樣墩片麻巖均不是古元古宙變質(zhì)花崗巖體，它們的鋯石U-Pb年齡分 別 為 279 ～ 282Ma［18，21，23］和 338 ～ 377 Ma［18，21，23］，應(yīng)為海西期（晚古生代）的片麻狀花崗巖。

黑云二長(zhǎng)花崗巖包括獨(dú)石口的冰山梁、馬營(yíng)的紅墩梁、鎮(zhèn)寧堡的東溝樓和云州水庫(kù)的舍身崖等巖體，這些巖體都明顯侵位于紅旗營(yíng)子雜巖之中（紅墩梁巖體部分侵入樣墩片麻狀花崗巖，圖1）。對(duì)于這些花崗巖體的成巖時(shí)代，過(guò)去大多認(rèn)為它們形成于海西晚期［8］，但一直沒(méi)有相應(yīng)的同位素年齡數(shù)據(jù)。從本項(xiàng)目組所獲得的鋯石SHRIMP U-Pb年齡數(shù)據(jù)來(lái)看，冰山梁花崗巖體形成于印支期（228.0Ma B.P.，中三疊世），而紅墩梁花崗巖體則形成于燕山期（143.9Ma B.P.，晚侏羅世，圖6）。結(jié)合舍身崖和東溝樓花崗巖體的形成年齡（分別為136.0Ma和138.0Ma），冀北赤城存在印支期和燕山期的花崗巖漿作用［15］。其中，印支期巖漿事件的年齡數(shù)據(jù)與石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的黑云母40Ar/39Ar年齡（～238Ma）比較接近［16］，說(shuō)明石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖所經(jīng)歷的印支期構(gòu)造熱事件可能與該期花崗巖漿作用有關(guān)。

圖6 赤城黑云二長(zhǎng)花崗巖體的鋯石SHRIMP U-Pb年齡［15］Fig.6 Zircon SHRIMP U-Pb ages of the biotite monzonitic granite samples from chicheng

3 討論

冀北原紅旗營(yíng)子群最早為命名于冀西北崇禮縣紅旗營(yíng)子村的一套太古宙變質(zhì)地層［8，28］，張家口綜合地質(zhì)大隊(duì)（1964）在赤城地區(qū)將這套太古宙變質(zhì)地層自下而上分為紅旗營(yíng)子組和白花溝組［28］。其后，河北省地質(zhì)局區(qū)測(cè)隊(duì)［28］、河北省地礦局地質(zhì)三隊(duì)［29］和河北省地礦局區(qū)調(diào)隊(duì)［8，30］等對(duì)分布于崇禮—赤城一帶的原紅旗營(yíng)子群開(kāi)展了相應(yīng)的地質(zhì)研究工作，雖然在紅旗營(yíng)子群的名稱表述、巖石組合和形成時(shí)代等方面存在著不同的認(rèn)識(shí)，但均將其作為一套完整的變質(zhì)地層對(duì)待。胡學(xué)文等通過(guò)區(qū)域?qū)Ρ?，認(rèn)為冀北承德—平泉一帶的原單塔子群上部鳳凰嘴組、劉營(yíng)組的變質(zhì)巖與紅旗營(yíng)子群相當(dāng)，都為一套中—低級(jí)變質(zhì)的火山－沉積巖系，遂將其一并歸入原紅旗營(yíng)子群［31，32］。這樣，冀北原紅旗營(yíng)子群的范圍就擴(kuò)大到崇禮—赤城—大廟—平泉斷裂帶以北的崇禮—赤城、豐寧—鳳山—隆化和承德—平泉等地，并一直沿用至今。

事實(shí)上，赤城紅旗營(yíng)子雜巖的巖石組合、構(gòu)造屬性、變質(zhì)演化以及同位素地質(zhì)年代學(xué)等方面的特征明顯不同于冀北其他地區(qū)的紅旗營(yíng)子群。因此，冀北不同地區(qū)的原紅旗營(yíng)子群是有明顯區(qū)別的，它們似乎不是“鐵板一塊”，應(yīng)該是由不同構(gòu)造（巖石）塊體組合而成的，不宜再將其作為統(tǒng)一的變質(zhì)地層來(lái)加以考慮，需要在深入、全面的地質(zhì)研究（區(qū)域?qū)Ρ龋┖笾匦聞澐?。劉?shù)文等也曾認(rèn)為作為內(nèi)蒙地軸（華北克拉通北緣中段）重要組成部分的冀北原紅旗營(yíng)子群從東到西可能由不同來(lái)源的微陸塊組成，它們均經(jīng)歷了晚古生代的構(gòu)造－巖漿－變質(zhì)事件，且認(rèn)為這些微陸塊可能是在晚古生代時(shí)期才拼貼在華北克拉通北緣中段之上的［9，19，22］。重新劃分冀北原紅旗營(yíng)子群（內(nèi)蒙地軸）的想法最早由王東方等提出［33－35］，雖然后來(lái)因小殼化石確認(rèn)有誤以及同位素年齡數(shù)據(jù)可靠性較差而受到廣泛質(zhì)疑［36］，但現(xiàn)在看來(lái)是有可取之處的。重新劃分冀北原紅旗營(yíng)子群對(duì)于冀北地區(qū)的構(gòu)造屬性及其變質(zhì)演化的研究無(wú)疑具有十分重要的意義，將有助于我們正確分析華北克拉通北緣中段（冀北）的地質(zhì)特征，進(jìn)而深入揭示古亞洲洋（中亞造山帶）的地質(zhì)演化。

4 結(jié)論

a.冀北赤城紅旗營(yíng)子雜巖由云州表殼巖（主要為石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖）及其內(nèi)部存在的退變榴輝巖、蛇紋石化（橄欖）大理巖以及蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）等構(gòu)造巖塊組成。其中石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖的原巖為形成于大陸島弧環(huán)境的泥質(zhì)（含泥質(zhì)）砂巖，而蛇紋石化（橄欖）大理巖、退變榴輝巖以及蛇紋巖（蛇紋石化方輝橄欖巖）等構(gòu)造巖塊應(yīng)該屬于洋殼殘片，成因上可能與古亞洲洋的洋殼俯沖消減有關(guān)。

b.退變榴輝巖的變質(zhì)演化經(jīng)歷了峰值榴輝巖相、高壓麻粒巖相和區(qū)域角閃巖相變質(zhì)作用等3個(gè)階段，而石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖則主要經(jīng)歷了區(qū)域角閃巖相變質(zhì)作用，僅局部存在有高壓麻粒巖相變質(zhì)作用的記錄（顯示降溫、降壓過(guò)程）。

c.退變榴輝巖的原巖形成年齡為～438Ma，其峰值榴輝巖相變質(zhì)發(fā)生在355Ma B.P.±，后期麻粒巖相和角閃巖相退變質(zhì)年齡分別為341.2 Ma和321.8～325.7Ma；石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖殘留的巖漿成因碎屑鋯石年齡為368.7～1 855.8 Ma，顆粒邊部變質(zhì)重結(jié)晶鋯石年齡分別為340.3～340.5Ma和320.8～321.4Ma，說(shuō)明石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖原巖的沉積作用發(fā)生在晚古生代（340～369Ma B.P.），后期曾經(jīng)歷過(guò)2次（～340Ma B.P.和～321Ma B.P.）變質(zhì)事件的影響。這2次變質(zhì)事件的年齡分別與退變榴輝巖的高壓麻粒巖相變質(zhì)和角閃巖相變質(zhì)作用相對(duì)應(yīng)。赤城紅旗營(yíng)子雜巖中的云州表殼巖（石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖）應(yīng)屬于晚古生代的沉積－變質(zhì)巖系，不宜再將其作為新太古宙或古元古宙的變質(zhì)（巖石）地層。

d.赤城紅旗營(yíng)子雜巖周邊的原西柵子、樣墩和鎮(zhèn)安堡等花崗片麻巖應(yīng)分屬不同時(shí)代的片麻狀花崗巖類(lèi)。其中，原鎮(zhèn)安堡片麻巖屬于古元古宙似斑狀花崗巖，而原西柵子片麻巖和樣墩片麻巖應(yīng)為海西期（晚古生代）的片麻狀花崗巖。另外，侵位于紅旗營(yíng)子雜巖之中的冰山梁、紅墩梁、東溝樓和舍身崖等花崗巖體分別形成于印支期（冰山梁巖體）和燕山期（紅墩梁、東溝樓和舍身崖等巖體）。

e.赤城紅旗營(yíng)子雜巖的巖石組合、構(gòu)造屬性、同位素地質(zhì)年代學(xué)以及變質(zhì)演化等特征明顯不同于冀北其他地區(qū)的紅旗營(yíng)子群。因此，冀北原紅旗營(yíng)子群已不宜作為統(tǒng)一的變質(zhì)地層，需要在深入、全面的區(qū)域?qū)Ρ群笥枰灾匦聞澐帧?/p>

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［28］河北省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測(cè)量大隊(duì).龍關(guān)幅1∶20萬(wàn)（K-50-25）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告［R］.石家莊：河北省地質(zhì)局，1970.Regional Geological Surveying Team，Hebei Bureau of Geology.Geological Survey Report of Longguan（SHEET K-50-25）with a Scale of 1∶200 000［R］.Shijiazhuang：Hebei Bureau of Geology，1970.（In Chinese）

［29］河北省地礦局地質(zhì)三隊(duì).下兩間房幅（K-50-111-A）、崇禮幅（K-50-111-B）和鎮(zhèn)寧堡幅（K-50-112-A）1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.石家莊：河北省地礦局，1989.The Third Geological Team of HBGMR.Geological Survey Report of Xialiangjianfang（SHEET K-50-111-A），Chongli（SHEET K-50-111-B）and Zhenningpu（SHEET K-50-112-A）with a Scale of 1∶50 000［R］.Shijiazhuang：Hebei Bureau of Geology and Mineral Resources，1989.（In Chinese）

［30］河北省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).冀北地區(qū)紅旗營(yíng)子群時(shí)代歸屬及含礦性研究報(bào)告［R］.石家莊：河北省地礦局，1989.Regional Geological Surveying Team of HBGMR.Geological Report of the Dating and Ore-Bearing Characteristics for the Hongqiyingzi Group within North Hebei Area［R］.Shijiazhuang：Hebei Bureau of Geology and Mineral Resources，1989.（In Chinese）

［31］胡學(xué)文，張江滿，權(quán)恒.燕遼地區(qū)太古宇與下元古界間不整合面的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義［J］.地質(zhì)論評(píng)，1996，42（3）：245－250.Hu X W，Zhang M J，Quan H，etal.The discovery of unconformity between the Archean and the Lower Proterozoic in the Yanliao area and its geological significance［J］.Geological Review，1996，42（3）：245－250.（In Chinese）

［32］王仁民，倪志耀，童英.是地層單元還是構(gòu)造單元［J］中國(guó)地質(zhì)，2002，29（3）：281－285.Wang R M，Ni Z Y，Tong Y，etal.Stratigraphic unit or tectonic unit［J］.Geology in China，2002，29（3）：281－285.（In Chinese）

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