青海省塔鶴托板日一帶前寒武紀變質巖變質變形作用演化分析

劉應華

摘要：調查區(qū)變質巖區(qū)跨東昆侖變質地區(qū)和南昆侖變質地區(qū)。從前寒武紀至晚古生代地層均有分布，文章正對前寒武紀金水口巖群白沙河巖組變質巖進行研究?？偨Y其變質作用及其變質演化特征，希望為該地區(qū)地質研究工作提供有價值的參考依據。

關鍵詞：塔鶴托板日；寒武紀變質巖；變形作用；演化

1.前寒武紀區(qū)域變質巖

調查區(qū)前寒武紀區(qū)域變質巖在調查區(qū)的東北角和西北部零星出露，由晚太古—古元古代金水口巖群白沙河巖組中深變質巖系組成，它構成了東昆侖地層區(qū)的變質結晶基底。從調查資料來看，金水口巖群白沙河巖組變質巖保留相對較好。

1.1金水口巖群白沙河巖組變質巖

調查區(qū)內該套地層構成了東地層區(qū)的主要變質結晶基底，主體分布于那陵格勒河北部及河南側莫斯圖溝一帶，余者自卡而卻卡向西—喀爾洞一帶多呈海西—印支期巖漿巖中的頂蓋漂浮體或包體零星出露。地層邊界多與巖體呈侵入或斷層接觸關系，局部與早古生代地層呈斷層接觸。

1.2主要巖石及變質礦物特征

變質巖石類型主要以蝕變黑云二長變粒巖、石榴黑云更長變粒巖為主，部分黑云斜長角閃巖、中長角閃巖、倍長角閃巖、黑云斜長片麻巖，局部夾方解石大理巖、白云石大理巖等，可分別歸類為長英質變質巖、鈣質變質巖和鎂鐵質變質巖三類，夾少量變質基性火山巖。

（1）變粒巖類：

黑云二長變粒巖：殘余鱗片粒狀變晶結構，塊狀構造。部分巖石中見弱片麻狀構造。主要礦物及含量：斜長石20%～25%、鉀長石20%～25%、石英20%～25%、黑云母10%～20%、石榴石0～5%。副礦物少—微，以鋯石、磷灰石為主。主要巖性以黑云二長變粒巖為主，部分石榴黑云二長變粒巖、含石榴黑云二長變粒巖。

石榴黑云更長變粒巖：粒狀變晶結構；微定向構造。主要礦物及含量：更長石30%～35%、鉀長石0～8%、石英27%～ 37%、黑云母12%～21%，少部分巖石有絹云母1%。主要巖石以石榴黑云更長變粒巖為主、部分含石榴石黑云更長變粒巖。

黑云斜長變粒巖：殘余鱗片粒狀變晶結構，塊狀構造，部分具弱片麻狀構造。主要礦物及含量：斜長石28%～ 45%、石英20%～45%、黑云母5%～16%、少部分巖石有白云母1%；副礦物少—微，以磷灰石、榍石為主。主要巖石為黑云斜長變粒巖。

鉀長變粒巖：粒狀變晶結構；弱片麻狀構造。主要礦物及含量：斜長石2%～5%、鉀長石20%～50%、石英20%～ 40%、黑云母4%～8%、少部分巖石有白云母1%；主要巖石鉀長變粒巖為主、部分黑云鉀長變粒巖、黑云鉀長變粒巖。

（2）片麻巖類：

黑云斜長片麻巖：殘余鱗片粒狀變晶結構，片麻狀構造。主要礦物及含量：斜長石25%～40%、石英20%～40%、黑云母10%～20%；副礦物少—微，以磷灰石、榍石為主。主要巖石以黑云斜長片麻巖為主，部分黑云更長片麻巖。

長英質變質巖中特征礦物主要為更長石、普通角閃石、黑云母。該類巖石普遍不同程度遭受了后期韌性變質變形作用疊加改造，因能干性低于鎂鐵質變質巖，在強變形的長英質變粒巖、片麻巖中可看到未變形的斜長角閃巖包體，大部分巖石主期變質特征仍然保留。

（3）鈣質變質巖

方解石大理巖：粒狀變晶結構；無定向構造。主要礦物為方解石50%～83%，不同巖石含透閃石9%、透輝石1%～ 24%、橄欖石4%～23%、或蛇紋石6%～9%、金云母3%、或白云母3%。主要巖石為方解石大理巖、橄欖方解石大理巖、透輝方解石大理巖。

白云石大理巖：粒狀變晶結構；微定向構造。主要礦物為白云石92%，含方解石5%、白云母1%、綠泥石1%、黑云母少量，其中黑云母具綠泥石化。

鈣質變質巖中主要特征變質礦物為橄欖石、透輝石、透閃石及金云母。因該類巖石能干性較低，普遍遭受了后期韌性變質變形作用疊加改造，大部分巖石呈條帶狀分布，僅有少量區(qū)域變質巖在弱構造域保留。

（4）鎂鐵質變質巖

黑云斜長角閃巖：殘余粒柱狀變晶結構，塊狀構造。主要礦物及含量：斜長石43%、石英3%、角閃石40%、黑云母6%、白云母2%；副礦物少—微，以磷灰石為主。其中角閃石具黑云母化。

中長角閃巖：殘余粒柱狀變晶結構，塊狀構造。部分巖石中見鱗片粒柱狀變晶結構；微定向構造。主要礦物及含量：中長石25%～35%、石英3%～16%、角閃石40%～52%；副礦物少—微，以磷灰石、榍石為主。主要巖石以中長角閃巖為主，部分黑云中長角閃巖。

倍長角閃巖：粒柱狀變晶結構，微定向構造。主要礦物及含量：倍長石40%、角閃石50%、黑云母7%，其中倍長石具絹云母化。

鎂鐵質變質巖中特征礦物主要為中長石、倍長石、普通角閃石、黑云母。該類巖石后期亦遭受韌性變質變形作用改造，因能干性程度較高，故僅有少部分巖石形成了片狀角閃巖類，極少部分巖石中有較明顯的礦物變形特征。

1.3巖石化學特征及原巖恢復

（1）長英質變質巖巖石化學特征：巖石的SiO2含量在57.12%～75.58%之間，石英數qz一般在25.12～224.88，屬于SiO2過飽和的巖石；Al2O3為12.65%～19.45%，K20為1.95%～ 5.15%，CaO為1.04%～7.53%，Na2O為2.16%～3.39%，礦物成分以石英、長石為主，以較高鉀為特征；其中變粒巖尼格里參數ALALK+C，屬于鋁過飽和型。

（2）鎂鐵質變質巖巖石化學特征：巖石類型主要為角閃巖類。巖石的SiO2為47.25%～50.53%，石英數qz在-24.24～-20.87之間，個別為0.79，一半為SiO2不飽和型，一半為SiO2飽和型巖石。Al2O3為12.04%～18.95%，K2O為0.77%～2.12%，CaO為8.07%～9.30%，Na2O為2.15%～ 3.28%，FeO為9.35%～16.18%，礦物成分缺乏石英，以較高鐵為特征；其尼格里參數AL

（3）野外宏觀及室內微觀特征

白沙河巖組變質巖石達中深變質程度，原始面理已被改造殆盡，現有面理多為片麻理或糜棱面理，故其上下巖層關系已不清。在角閃巖、片麻巖、變粒巖中可見到透鏡狀或夾層狀大理巖出現；縱向上出露有較厚的變粒巖、斜長角閃巖巖層；橫向上因后期構造改造及巖漿侵吞而變化較大。從薄片來看，巖石中副礦物多以它形粒狀榍石、磷灰石為主，顯示了副變質碎屑巖的特征。

綜上所述，金水口巖群區(qū)域變質巖石主體原巖類型主要為一套火山巖—沉積巖建造，夾碳酸鹽巖的巖石組合。

2.變質作用特征

2.1變質特征礦物

綜合前述巖石中主要變質特征礦物，長英質變質巖中主要為更長石、普通角閃石、黑云母等；鈣質變質巖中主要為橄欖石、透輝石、透閃石及金云母等，鎂鐵質變質巖中主要為普通角閃石、中長石、倍長石、黑云母；變質火山巖為陽起石、透閃石、黑云母。

除上述主要特征礦物外，各巖石中的斜長石其種屬也有所不同，其中長英質巖石中多以偏基性更長石為主，一般An=26-32，個別為中長石An=32-45，在更長石中見鈉長石雙晶、卡鈉復合雙晶、卡斯巴雙晶、聚片雙晶，大致定向，具絹云母化；角閃質巖中多為中長石An=35-45，易見鈉長石雙晶、卡鈉復合雙晶，環(huán)帶構造，具絹云母化、大致定向。此外，在蝕變輝綠玢巖中透閃石、黑云母是與陽起石相伴分布。

2.2變質相帶劃分及變質相系分析

據上述各巖石中主要變質特征礦物及礦物組合，泥質、泥沙質碎屑巖中以石榴石+石英+黑云母+白云母的礦物組合為代表，歸為高綠片巖相；以綠簾石+黑云母+石英、斜長石+黑云母+石英和斜長石+黑云母+白云母+石英的礦物組合歸為綠片巖相?；曰鹕綆r中以斜長石+角閃石+黑云母±石英±綠簾石的礦物組合歸為低角閃巖相；以陽起石+斜長石+透閃石+黑云母±石英的礦物組合歸為低綠片巖相。碳酸鹽巖中以方解石+橄欖石+透閃石±金云母的礦物組合歸為高綠片巖相；以方解石+綠泥石±白云母±黑云母的礦物組合歸為綠片巖相。通過剖面ⅩⅠ、ⅩⅠ-1劃分變質帶如下：

（1）PMⅩⅠ-2b1～21b1以出現斜長石、角閃石、黑云母等礦物或斜長石+角閃石+黑云母±石英組合為代表。

（2）PMⅩⅠ-22b1～34b1以出現石榴石、白云母、黑云母、橄欖石、透閃石等礦物或石榴石+石英+黑云母+白云母、方解石+橄欖石+透閃石±金云母組合為代表。

（3）PMⅩⅠ-1-2b1～10b1以出現石榴石、白云母、黑云母、綠簾石、陽起石等礦物或斜長石+綠簾石+黑云母±石英、斜長石+綠簾石+黑云母±陽起石組合為代表。

以斜長石+角閃石+黑云母±石英的礦物組合為代表，歸為低角閃巖相，其變質巖石形成溫壓環(huán)境應當于中高溫、低壓環(huán)境。在角閃石消失，鐵鋁榴石開始大量出現或出現石榴石+石英+黑云母+白云母組合的情況下，反映了在一定低壓區(qū)域內，在相對較高溫條件下形成的礦物在溫度降低后被交代成其他礦物，表明了退變質作用特征。

根據卡爾（Carr，1963）資料，斜長石+普通角閃石的組合，其形成溫度在500℃～540℃，壓力為1Kb～3Kb。因此，調查區(qū)白沙河巖組主期變質作用的相系，其溫度下限在400℃～500℃左右，最高上限在800℃左右；壓力應小于4Kb。

3.變質時期

區(qū)域上金水口巖群白沙河巖組中多獲得有大于1900Ma的Sm-Nd及U-Pb年齡值，調查區(qū)內僅出露部分白沙河巖組地層，該地層變粒巖中獲得有424±10Ma的U-Pb年齡值，說明該地層主期變質時期應當為加里東期。

4.變質變形作用演化分析

根據該地層構造運動期次結合變質相及礦物殘留、假晶被新生礦物充填或交代特征分析，巖組在晉寧期經歷了四期變質作用演化：

（1）早期：晉寧運動使古元古代火山—沉積巖系發(fā)生了低角閃巖相中高溫低壓變質作用，并伴隨強烈的伸展體制下的水平分層韌性剪切變形，形成固態(tài)流變構造形跡，統一的或具相似特征的基底。其變質巖石以角閃巖、變粒巖為主要組合；以斜長石、角閃石、黑云母等礦物或斜長石+角閃石+黑云母±石英組合為代表，變質環(huán)境為低角閃巖相。因此該期變質作用為低角閃巖相的退變質階段，具有低壓相系變質環(huán)境特征。

（2）第二期：加里東早期受區(qū)域低溫變質作用，并伴隨中深構造層次下的固態(tài)流變作用，變質巖石以承襲原巖礦物組合發(fā)生韌性變形和鐵鋁榴石的大量出現為特征。其變質巖石以變粒巖、大理巖為主要組合；以石榴石+石英+黑云母+白云母、方解石+橄欖石+透閃石±金云母組合為代表，變質環(huán)境為高綠片巖相，變質帶可劃為鐵鋁榴石帶高綠片巖相。因此該期變質作用為高綠片巖相的退變質階段。

（3）第三期：加里東晚期受區(qū)域低溫動力變質作用，其變質以變粒巖為主；出現白云母、黑云母等礦物或斜長石+綠簾石+黑云母±石英、斜長石+黑云母組合為代表，變質環(huán)境為低綠片巖相，具退變質特征。

（4）第三期：華力西期受區(qū)域性動力變質作用，是在淺部構造層次伸展機制下發(fā)生的動力變質作用。該期變質作用發(fā)生于淺部構造層次的擠壓性韌性剪切，形成一些糜棱巖化變粒巖及糜棱巖。

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