藏北亭貢地區(qū)變質(zhì)作用分析

平措多吉，劉保民，劉建新，馮光生

（西藏地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，西藏拉薩，850000）

1 地質(zhì)背景

測(cè)區(qū)位于藏北高原中部，大地構(gòu)造位置處于班公錯(cuò)-怒江結(jié)合帶北緣，地層系統(tǒng)隸屬于羌塘-三江復(fù)合板片的羌南-保山地層區(qū)中多瑪?shù)貙臃謪^(qū)［1］。

測(cè)區(qū)出露石炭-二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系等各時(shí)代地層，但總體連續(xù)性差，變質(zhì)程度較淺。巖漿活動(dòng)相對(duì)較弱，分布范圍局限，主要為中-酸性侵入巖，呈巖脈、巖瘤狀沿北東向斷裂兩側(cè)分布。構(gòu)造特征中斷層表現(xiàn)為一系列小型北東、北西向走滑斷層及南北向張性斷裂；褶皺主要產(chǎn)生于古生代地層，造成巖石地層變形強(qiáng)烈。

2 區(qū)域變質(zhì)作用、變質(zhì)期次及變質(zhì)環(huán)境

測(cè)區(qū)變質(zhì)巖分布廣泛見(jiàn)圖1，除第四系松散堆積物和古近系、新近系松散膠結(jié)的巖石未變質(zhì)外，其余各類、各時(shí)代巖層（體）均遭受了不同時(shí)期、不同成因的變質(zhì)作用，并形成了相應(yīng)的變質(zhì)巖石類型。測(cè)區(qū)內(nèi)區(qū)域變質(zhì)作用與地質(zhì)演化關(guān)系密切，本區(qū)先后經(jīng)歷了早期埋深變質(zhì)及后期疊加區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)，主要變質(zhì)時(shí)期有海西期及燕山期。

圖1 測(cè)區(qū)變質(zhì)巖分布圖Fig.1 Distribution map of Metamorphic Rocks in the survey Area

2.1 區(qū)域變質(zhì)作用

擦蒙組、展金組、曲地組的地層先期變質(zhì)主要是埋藏變質(zhì)作用，普遍成為絹云母-黑云母級(jí)變質(zhì)巖，變質(zhì)礦物具有定向性。石炭系-二疊系以后地層主要受區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)影響，受變地層有亭貢組、色洼組、美日切錯(cuò)組、阿布山組等，同時(shí)擦蒙組、展金組和曲地組地層［2］受其影響，變質(zhì)礦物含量增多，其逆沖斷層附近甚至分布有片巖及千枚巖，達(dá)到黑云母-白云母級(jí)。晚白堊系地層即阿布山組受變質(zhì)作用時(shí)間最短，主要為一期變質(zhì)作用，而其下覆地層及更老的地層都受到多期變質(zhì)作用，巖石變質(zhì)程度不斷加深。顯而易見(jiàn)，測(cè)區(qū)區(qū)域變質(zhì)巖不是同時(shí)同類變質(zhì)作用形成的。

2.2 區(qū)域變質(zhì)期次及變質(zhì)環(huán)境

根據(jù)變質(zhì)地層、構(gòu)造變形及變質(zhì)巖石特征等因素綜合分析，區(qū)域變質(zhì)四個(gè)大的階段，各受特定地質(zhì)環(huán)境控制。

（1）石炭紀(jì)-中二疊世擴(kuò)張裂陷活動(dòng)海西期-區(qū)域埋深變質(zhì)作用。岡瓦納大陸與歐亞大陸的進(jìn)一步裂解階段，隨著裂谷的不斷下陷，沉積地層不斷增厚，導(dǎo)致區(qū)域埋深變質(zhì)的發(fā)生。受變質(zhì)地層為擦蒙組、展金組、曲地組，變質(zhì)程度為低綠片巖相，形成了測(cè)區(qū)廣泛分布的一套淺變質(zhì)巖系。

（2）晚二疊-中三疊世古特提斯消減階段低溫動(dòng)力變質(zhì)作用。晚二疊世開(kāi)始，一些弧后洋盆轉(zhuǎn)入俯沖消減階段。岡瓦納大陸與歐亞大陸碰撞、古特提斯的消失階段，伴隨板塊的俯沖、碰撞，造成早期埋深變質(zhì)作用疊加低溫動(dòng)力作用，受變質(zhì)地層包括區(qū)內(nèi)擦蒙組、展金組和曲地組。同時(shí)區(qū)域內(nèi)該時(shí)期內(nèi)碳酸鹽為主的巖性如龍格組、吉普日阿組地層，處于淺表構(gòu)造位，幾乎未受變質(zhì)作用影響。

（3）晚三疊世-中侏羅世班公錯(cuò)-怒江帶裂解拉張階段區(qū)域埋深變質(zhì)變質(zhì)作用。隨著班-怒洋盆的不斷擴(kuò)張，先后于盆地北緣沉積了具被動(dòng)陸緣性質(zhì)的陸棚淺海相碎屑巖和碳酸鹽日干配錯(cuò)和次深海環(huán)境的斜坡-盆地相的類復(fù)理石沉積色洼組；該期變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為埋深變質(zhì)［3］。

（4）晚侏羅世-晚白堊世洋盆俯沖消減階段低溫動(dòng)力變質(zhì)作用。由于班公湖-怒江特提斯洋盆隨著的南、北向俯沖，本區(qū)進(jìn)入弧盆系統(tǒng)演化階段。區(qū)域變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為低溫動(dòng)力變質(zhì)作用。受變質(zhì)地層為晚侏羅世-晚白堊世間的地層，測(cè)區(qū)出露主要有：美日切錯(cuò)組、阿布山組。巖石普遍遭受長(zhǎng)期的變形作用，產(chǎn)生變質(zhì)礦物，形成低溫低壓的綠片巖相區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)巖。

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料分析，發(fā)生于測(cè)區(qū)內(nèi)區(qū)域變質(zhì)主要為海西期埋深變質(zhì)作用和各時(shí)期區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用。區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用的主導(dǎo)因素為板塊運(yùn)動(dòng)即板塊的擴(kuò)張和消減［4］。

3 接觸變質(zhì)作用

測(cè)區(qū)內(nèi)接觸變質(zhì)巖為熱接觸變質(zhì)巖為主，局部見(jiàn)接觸交代變質(zhì)巖。接觸變質(zhì)巖僅見(jiàn)于燕山期中酸性侵入巖體的接觸帶，及輝綠巖巖脈周圍。導(dǎo)致產(chǎn)生接觸變質(zhì)巖的侵入巖體包括輝綠巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖等。受變質(zhì)地層有展金組、亭貢組、色洼組、美日切錯(cuò)組。受圍巖性質(zhì)制約，接觸變質(zhì)巖的種類及變質(zhì)帶的規(guī)模都有所差異。圍巖為非碳酸鹽巖時(shí)，形成角巖化變質(zhì)巖，變質(zhì)帶規(guī)模小；圍巖為碳酸鹽巖時(shí)主要形成大理巖化灰?guī)r。

3.1 熱接觸變質(zhì)作用

巖漿侵入體與相鄰圍巖直接接觸，在高溫作用影響下，圍巖產(chǎn)生吸熱反應(yīng)，通過(guò)變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶，形成新礦物組合和組構(gòu)的作用類型為熱接觸變質(zhì)作用，這種作用類型是測(cè)區(qū)中分布較為有限。

3.2 熱變質(zhì)帶相特征

從熱接觸變質(zhì)巖石中所出現(xiàn)的特征變質(zhì)礦物如圖2可見(jiàn)，在測(cè)區(qū)內(nèi)巖石變質(zhì)礦物大部分為絹云母、綠泥石、綠簾石。一般由于圍巖受到巖漿所散發(fā)的熱量及揮發(fā)的影響，引起一種以巖體為中心，由內(nèi)到外依序生成新礦物的變質(zhì)效應(yīng)，但是根據(jù)測(cè)區(qū)變質(zhì)巖變質(zhì)礦物組合特征，其新生變質(zhì)礦物種類不多，只能通過(guò)單一礦物，可以將內(nèi)到外依序生成新礦物分為硅化帶、絹云母化帶、綠泥石化帶。

4 接觸交代變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)有基性及中酸性侵入巖，變質(zhì)基性巖主要分布在測(cè)區(qū)西部擦蒙組、展金組地層出露區(qū)，呈似層狀巖脈產(chǎn)出，多為變質(zhì)輝綠巖，變質(zhì)玄武巖等。圍巖均為石炭系的變質(zhì)巖，噴發(fā)巖時(shí)代與圍巖相同。絕大多數(shù)變質(zhì)基性巖為弱變質(zhì)基性巖，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造保存良好或具清晰易辨的殘余結(jié)構(gòu)，原來(lái)的結(jié)晶礦物部分發(fā)生次生變化，即便被新生礦物完全替代時(shí)也還保留原有假象晶形。

中酸性侵入巖見(jiàn)到明顯的接觸變質(zhì)帶，其分布于侏羅系-白堊系地層中。在不同種類的花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖外接觸帶，不同程度地見(jiàn)有接觸變質(zhì)巖。接觸變質(zhì)巖巖性與原巖性質(zhì)相關(guān)。與非碳酸鹽巖接觸時(shí)，有板巖、黑云長(zhǎng)英角巖、蝕變碎裂英安巖等，主要是熱接觸變質(zhì)巖。與碳酸鹽巖接觸時(shí)有大理巖。

非碳酸鹽巖接觸變質(zhì)常見(jiàn)變質(zhì)礦物為綠簾石、綠泥石，為低至中級(jí)之熱接觸角巖。碳酸鹽巖接觸變質(zhì)常見(jiàn)變質(zhì)礦物為方解石、綠簾石、綠泥石。已知接觸變質(zhì)帶之中酸性侵入巖都是燕山期侵入巖，因而接觸變質(zhì)時(shí)期為燕山期。

燕山期接觸變質(zhì)巖的變質(zhì)時(shí)期晚于燕山期區(qū)域變質(zhì)巖。燕山期區(qū)域變質(zhì)巖與燕山期褶皺同時(shí)，中酸性侵入巖侵入時(shí)間晚于燕山期褶皺，接觸變質(zhì)巖的原巖為區(qū)域變質(zhì)巖。在接觸變質(zhì)巖中出現(xiàn)了新的變質(zhì)礦物綠泥石、綠簾石、絹云母等，尚保留一些原有的絹云母、綠泥石、石英等變質(zhì)礦物，在一些地點(diǎn)保存了原有的定向組構(gòu)。

5 動(dòng)力變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)環(huán)境及變質(zhì)時(shí)期

測(cè)區(qū)構(gòu)造發(fā)育，廣布各種性質(zhì)的構(gòu)造斷裂，斷裂構(gòu)造產(chǎn)生傳統(tǒng)的動(dòng)力變質(zhì)巖，我們將其歸為線型動(dòng)力變質(zhì)作用。測(cè)區(qū)內(nèi)所見(jiàn)動(dòng)力變質(zhì)巖有主要為碎裂巖，它們的分布局限于斷層附近。

動(dòng)力變質(zhì)巖與測(cè)區(qū)不同方向、不同構(gòu)造階段及不同構(gòu)造層次的斷裂構(gòu)造緊密伴生，少數(shù)斷裂表現(xiàn)出多期活動(dòng)特點(diǎn)，造成不同區(qū)段具有不同系列的動(dòng)力變質(zhì)巖，或不同系列的變質(zhì)巖疊加于同一巖石內(nèi)。測(cè)區(qū)主要表現(xiàn)為與淺層次的脆性變形相關(guān)碎裂巖系列，而糜棱巖則不發(fā)育。

斷層角礫巖、碎裂化巖等動(dòng)力變質(zhì)巖，與斷裂構(gòu)造直接相關(guān)。都是淺表層次的脆性斷裂形成的，遍及全區(qū)各種斷層之?dāng)嗔哑扑閹?。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，從地層接觸關(guān)系，截割地層、巖體的關(guān)系等，可以確認(rèn)在燕山期、喜馬拉雅期及新構(gòu)造期都有斷裂活動(dòng)，大多數(shù)斷層與區(qū)域褶皺相關(guān)，是燕山期和喜馬拉雅期的，有些斷層是多期活復(fù)。因而，與斷層活動(dòng)相關(guān)的動(dòng)力變質(zhì)巖也有不同時(shí)期或多期復(fù)合的。

由于本區(qū)是曾經(jīng)廣泛夷平的高原，大片第四系掩覆，而且大斷層往往形成溝谷，接觸帶多被掩蓋，不同等級(jí)、不同性質(zhì)、不同活動(dòng)歷史的斷層。

6 變質(zhì)作用序列探討

巖石中的變質(zhì)作用及其演化是個(gè)復(fù)雜過(guò)程，它不僅與區(qū)域性熱流狀態(tài)直接有關(guān)，而且也與區(qū)域動(dòng)力條件有密切聯(lián)系，因而時(shí)常表現(xiàn)出明顯的多種變質(zhì)作用類型、多相變質(zhì)及多期變質(zhì)作用共存。測(cè)區(qū)不同類型變質(zhì)巖石的時(shí)空分布特征、變形—變質(zhì)特征及相互疊加、置換以及同區(qū)域構(gòu)造的制約關(guān)系等，筆者通過(guò)綜合分析和歸納建立本區(qū)變質(zhì)作用序列?？蓪⒈緟^(qū)變質(zhì)作用劃分為三個(gè)階段。

6.1 第一階段：古特提斯演化階段

第一期變質(zhì)作用：大約發(fā)生于晚石炭世-早二疊世，岡瓦納大陸與歐亞大陸的進(jìn)一步裂解階段，隨著裂谷的不斷下陷，沉積地層不斷增厚，導(dǎo)致區(qū)域埋深變質(zhì)的發(fā)生。變質(zhì)程度為絹云母-黑云母級(jí)的低綠片巖相，變質(zhì)影響主要是擦蒙組、展金組和曲地組，形成了工作區(qū)西部廣泛分布的一套淺變質(zhì)巖系。

第二期變質(zhì)作用：大約發(fā)生于晚二疊世-中三疊世，岡瓦納大陸與歐亞大陸碰撞、古特提斯的消失階段［4］。伴隨板塊的俯沖、碰撞，造成早期埋深變質(zhì)作用疊加低溫動(dòng)力作用，受變質(zhì)地層包括區(qū)內(nèi)擦蒙組、展金組和曲地組。同時(shí)區(qū)域內(nèi)該時(shí)期碳酸鹽為主的巖性處于淺表構(gòu)造位，幾乎未受變質(zhì)作用影響，如龍格組、吉普日阿組地層。

6.2 第二階段：班公錯(cuò)—怒江帶的形成發(fā)展

第一期變質(zhì)作用：大約發(fā)生于晚三疊世至中侏羅世，隨著班-怒洋盆的不斷擴(kuò)張，先后于盆地北緣沉積了具被動(dòng)陸緣性質(zhì)的陸棚淺海相碎屑巖和碳酸鹽的日干配錯(cuò)組和次深海環(huán)境的斜坡-盆地相類復(fù)理石沉積的色洼組；該期變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為埋深變質(zhì)。

第二期變質(zhì)作用：大約發(fā)生于晚侏羅紀(jì)-早白堊世，由于班公湖-怒江特提斯洋盆隨著向南、向北俯沖［5］，本區(qū)進(jìn)入弧盆系統(tǒng)演化階段。區(qū)域變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為低溫動(dòng)力變質(zhì)作用。廣泛分布于測(cè)區(qū)各變質(zhì)巖帶中的受變質(zhì)地層（體）包括晚侏羅世-晚白堊世間的地層，測(cè)區(qū)出露主要有美日切錯(cuò)組。同時(shí)區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用與褶皺和主期斷層同步，造成區(qū)內(nèi)構(gòu)造應(yīng)較強(qiáng)烈發(fā)生，動(dòng)力變質(zhì)巖的廣泛發(fā)育。

該時(shí)期，伴隨班公湖-怒江特提斯洋盆北向俯沖，在區(qū)內(nèi)形成南羌塘南緣扎普-多不雜火山-巖漿弧，陸緣弧特征，并伴有大量的火山活動(dòng)。地殼中形成的巖漿上升侵位，侵位于島弧火山巖及早期地層中，使圍巖產(chǎn)生熱接觸變質(zhì)作用，形成角巖化、大理巖等接觸變質(zhì)巖石類型。斷裂帶邊界俯沖，在其強(qiáng)大的應(yīng)力作用下，斷裂帶巖石產(chǎn)生韌性變形，并在此過(guò)程中形成動(dòng)力變質(zhì)巖。

第三期變質(zhì)作用：大約發(fā)生于晚白堊世，隨著班公湖-怒江特提斯洋閉合［5］，進(jìn)入碰撞造山階段，測(cè)區(qū)全面抬升，伴隨這一過(guò)程，測(cè)區(qū)內(nèi)業(yè)已形成的各類巖石遭受低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，形成綠片巖相區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)巖，同時(shí)產(chǎn)生透入性劈理等組構(gòu)。同時(shí)，由于碰撞造山作用，早期形成阿布山組磨拉石盆地，后期由于應(yīng)力松弛，在伸展背景下發(fā)育的康托、嗩吶湖組，主要表現(xiàn)為埋深變質(zhì)作用。

該時(shí)期產(chǎn)生了一系列淺表層次的逆沖、走滑斷層和正斷層，逆沖斷層多繼承早期的斷裂面進(jìn)一步發(fā)展。在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)展階段，發(fā)育大規(guī)模NW向、NE向走滑剪切帶；第四紀(jì)塊斷抬升，發(fā)育近南北向正斷層系，北西、北東向共軛剪切斷裂，伴隨上述構(gòu)造均產(chǎn)生了新的以碎裂巖為特征的動(dòng)力變質(zhì)巖。