桂北摩天嶺花崗巖體中片麻狀構(gòu)造的成因

于凱朋* 張桂林 李東輝 周守余 顏乾坤 李春雷

桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林，541004

桂北摩天嶺花崗巖體中片麻狀構(gòu)造的成因

于凱朋* 張桂林 李東輝 周守余 顏乾坤 李春雷

桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林，541004

摩天嶺花崗巖體為一大型韌性剪切帶，巖體中廣泛發(fā)育的片麻理實際上是糜棱面理，其總體走向為NNE向，傾向NWW-SWW，傾角30～70°，拉伸線理向SWW或NWW傾伏，根據(jù)S-C面理構(gòu)造、長石和石英不對稱眼球等剪切指向標(biāo)志體判斷，韌性剪切帶運(yùn)動學(xué)為正滑剪切。

花崗巖 片麻狀構(gòu)造 韌性剪切 摩天嶺

摩天嶺花崗巖體位于廣西融水苗族自治縣境內(nèi)，屬于新元古代侵入體，大地構(gòu)造位置屬黃汲清(1980)提出的“揚(yáng)子準(zhǔn)地臺”的東南緣，桂北臺隆之上【1】，屬桂北隆起之九萬大山褶皺帶。研究區(qū)面積約1400km2。

摩天嶺巖體中廣泛發(fā)育片麻狀構(gòu)造，較早被認(rèn)為是巖漿在冷卻凝結(jié)的過程中遭受同構(gòu)造擠壓形成的【2】，有人則認(rèn)為屬于動力變質(zhì)和重結(jié)晶作用的產(chǎn)物【3】，并得到了部分學(xué)者的支持【4】。后來，在摩天嶺巖體中發(fā)現(xiàn)了大型NNE向韌性剪切帶，韌性剪切帶中的巖石為花崗質(zhì)糜棱巖，其運(yùn)動學(xué)被確定為逆沖推覆性質(zhì)【5～6】]，但是，梁國寶(1997)判斷剪切指向的基本方法明顯存在問題，在沒有運(yùn)動學(xué)標(biāo)志數(shù)據(jù)的條件下，就根據(jù)所謂的“沿垂直韌性剪切帶走向的切面”判斷該韌性剪切帶為逆沖推覆性質(zhì)。并根據(jù)所謂的“從雪峰期至加里東期，本區(qū)一直受近東西向側(cè)向擠壓力的作用”的假定來推斷韌性剪切帶是受近東西向側(cè)向擠壓力的產(chǎn)物，在邏輯上也是欠妥的。本文通過大量的宏觀和微觀幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)分析，確定摩天嶺韌性剪切帶為一大型滑脫型韌性剪切帶。

1 韌性剪切帶幾何學(xué)特征

摩天嶺韌性剪切帶為一大型韌性剪切帶，寬15～20km，延伸至少30km，總體走向為NNE向，傾向NWW(圖1)。摩天嶺大型韌性剪切帶由一系列小型韌性剪切帶構(gòu)成，包括兩種類型：一是片麻狀韌性剪切帶，占主導(dǎo)地位，帶內(nèi)發(fā)育具片麻狀構(gòu)造的糜棱片麻巖及片麻狀花崗巖。片麻狀構(gòu)造往往切割巖體各單元界線，說明韌性剪切帶是巖漿侵位后的疊加構(gòu)造，而非同構(gòu)造成因；二是片狀韌性剪切帶，帶內(nèi)發(fā)育具片狀構(gòu)造的糜棱巖、千糜巖和構(gòu)造片巖。

此次野外調(diào)研共共發(fā)現(xiàn) 32條小型韌性剪切帶，其中多為糜棱巖帶，亦可見構(gòu)造片巖帶，帶寬窄者不過20cm，寬者達(dá)數(shù)米甚至百余米，證明該地區(qū)曾遭遇相當(dāng)劇烈的構(gòu)造運(yùn)動疊加。同時發(fā)現(xiàn)的韌性剪切帶數(shù)目滾貝剖面較三防剖面多，而且滾貝剖面剛好穿切摩天嶺花崗巖體中心，可能反映剪切作用中間強(qiáng)兩翼弱的特點(diǎn)。

韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育多種巖性，根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的差異，片麻狀花崗巖大致可分為千糜巖、糜棱巖和糜棱片麻巖，局部可見構(gòu)造片巖。在糜棱巖帶內(nèi)可見相當(dāng)明顯的分帶性現(xiàn)象，中心部位為強(qiáng)應(yīng)變作用形成的千糜巖，且多伴生石英脈存在，往外依次為糜棱巖、糜棱片麻巖，逐漸過渡為片麻狀花崗巖甚至是塊狀花崗巖（圖2），并廣泛發(fā)育S-C面理和線理。

韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育典型的花崗質(zhì)糜棱巖類，片麻理極為發(fā)育，與呈塊狀構(gòu)造的花崗巖具有明顯的構(gòu)造差異，是野外識別韌性剪切帶的主要標(biāo)志。在片麻理面上的線理以及長石、石英斑晶的眼球形態(tài)亦是證實韌性剪切的重要證據(jù)。

在摩天嶺韌性剪切帶糜棱面理極點(diǎn)赤平投影圖中（圖 3），大部分極點(diǎn)集中域為 SEE-NEE，寥寥幾點(diǎn)在NWW位置，反推得知其片麻理面產(chǎn)狀多數(shù)向NWW-SWW傾斜，少數(shù)向SEE緩傾斜。片麻理面的傾角變化較大，集中在 30°-70°范圍內(nèi)，一般在韌性剪切帶中部傾角較大，在韌性剪切帶邊部傾角較小。

在摩天嶺韌性剪切帶線理赤平投影圖中(圖 4)，該巖體拉伸線理總體產(chǎn)狀也多數(shù)向NWW-SWW傾伏，少數(shù)向 SEE緩傾斜。野外在片麻理面上觀察，拉伸線理的傾伏向一般與糜棱面理的傾向接近，說明剪切運(yùn)動方向是傾滑型，而非走滑型。

圖1 桂北摩天嶺地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological map of Motianling in North Guangxi

2 韌性剪切帶運(yùn)動學(xué)特征

摩天嶺韌性剪切帶在野外發(fā)育良好的剪切指向判別標(biāo)志，主要包括旋轉(zhuǎn)碎斑系、S-C面理構(gòu)造等。同時在野外觀察發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有大量拉伸線理，其側(cè)伏向數(shù)據(jù)范圍在50°～80°之間，推斷該區(qū)內(nèi)多數(shù)剪切帶應(yīng)屬于傾滑型。

2.1 旋轉(zhuǎn)碎斑系

旋轉(zhuǎn)碎斑系在糜棱片麻巖中廣泛發(fā)育。殘斑主要由長石和石英組成，粒徑0.2～5cm不等，在露頭尺度和顯微域內(nèi)均可見到，拖尾主要由細(xì)粒石英及長石類礦物組成，拖尾與碎斑的中軸線所夾銳角指示對盤的運(yùn)動方向。根據(jù)其結(jié)晶拖尾的形態(tài)，本區(qū)的旋轉(zhuǎn)碎斑系多為“σ”型殘斑（照片1），指示正滑剪切。

圖2 摩天嶺大型韌性剪切帶剖面圖Fig.2 Cross section of giant Motianling ductile shear zone

2.2 S-C面理

S-C面理構(gòu)造是研究區(qū)內(nèi)常見的一種變形構(gòu)造（照片2）。S面理是礦物的定向面理，由長石和石英顆粒的長軸優(yōu)選方位所顯示的不連續(xù)面狀構(gòu)造組成，C面理為片狀礦物黑云母定向排列組成的分隔面，二者所夾銳角指示對盤的運(yùn)動方向。對野外測得的S-C面理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)S面理較緩，且多處于25°～50°之間；C面理較陡，其傾角范圍在50°～70°之間，因此摩天嶺韌性剪切帶中的S-C面理構(gòu)造指示正滑剪切。

圖3 摩天嶺韌性剪切帶糜棱面理赤平投影圖（極點(diǎn)投影法n=68）Fig.3 Stereographic projection of foloation

圖4 摩天嶺韌性剪切帶拉伸線理赤平投影圖 (極點(diǎn)投影法n=30)Fig.4 Stereographic projection of lineation of Motianling ductile shear zone

但是，在研究區(qū)的局部地段，如在巖體西部邊緣，可以見到剪切指向為由西向東逆沖的現(xiàn)象。此類現(xiàn)象的出現(xiàn)可能與巖體邊界巖石組構(gòu)出現(xiàn)強(qiáng)烈差異引起構(gòu)造運(yùn)動異常有關(guān)，也不排除后期造山運(yùn)動疊加在巖體邊界的可能性。

2.3 電英巖包體

電英巖包體沿片麻理面的定向排布也是該區(qū)發(fā)生韌性剪切作用的有力佐證，此次野外調(diào)查便多次發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，通常電英巖包體長2～7cm、寬約2cm，不過也曾發(fā)現(xiàn)長達(dá)數(shù)十厘米寬近十厘米的超大電英巖包體。電英巖包體多發(fā)育于細(xì)?；◢弾r中，可見片麻理穿過包體，在片麻理發(fā)育的地區(qū)其定向尤為明顯。

照片1摩天嶺韌性剪切帶中的“σ”型殘斑

照片2摩天嶺韌性剪切帶中的S-C面理構(gòu)造

3 顯微構(gòu)造特征

通過在顯微鏡下觀察，證實摩天嶺巖體發(fā)育的片麻狀花崗巖為典型的花崗質(zhì)糜棱巖類，具有明顯的塑性—半塑性變形特征，長石殘斑及石英集中域呈透鏡狀，絹云母圍繞透鏡體定向排列，有明顯構(gòu)造分異現(xiàn)象。由于韌性剪切過程中的應(yīng)力分解作用，具片麻狀構(gòu)造的花崗巖中長石含量顯著減少，一般占20%—30%，片狀礦物絹云母和綠泥石的含量顯著增加，約占35%—45%；石英含量達(dá)35%以上；黑云母基本上已全部轉(zhuǎn)變?yōu)榻佋颇富蚓G泥石。位于韌性剪切帶中心的千糜巖在極為強(qiáng)烈的韌性剪切作用和變質(zhì)分異作用下，巖石基本上由片狀的絹云母、白云母及少量綠泥石組成，長石基本上完全消失，石英含量顯著增加，多以石英脈出現(xiàn)。

鏡下摩天嶺巖體發(fā)育的糜棱結(jié)構(gòu)極為典型，原巖中的長石在鏡下主要表現(xiàn)為脆性破碎，形成殘斑，粒徑明顯減小；石英則以塑性變形為主，原巖中粗粒石英的殘斑，呈眼球狀，包括動態(tài)重結(jié)晶石英顆粒一般分布在石英殘斑眼球體的兩側(cè)三角區(qū)，與白云母一起構(gòu)成眼球體拖尾，形成不對稱眼球。鏡下石英的波狀消光、動態(tài)重結(jié)晶、亞晶粒等顯微構(gòu)造特征同時也反映了石英經(jīng)歷了強(qiáng)烈的塑性變形過程。顯微域內(nèi)糜棱巖發(fā)育良好的剪切指向判別標(biāo)志，包括：鉀長石不對稱眼球、石英不對稱眼球、S-C面理構(gòu)造和“云母魚”構(gòu)造等，剪切指向多為右旋效應(yīng)。進(jìn)而結(jié)合宏觀巖體特征以及巖體片麻理側(cè)伏角推斷該地區(qū)片麻狀花崗巖為韌性剪切機(jī)制成因。鏡下的千糜巖中石英殘斑幾乎完全消失，流動構(gòu)造發(fā)育，主要表現(xiàn)為絹云母的定向排列，相對粗大的白云母則形成“云母魚”。

4 結(jié)論

(1)摩天嶺大型韌性剪切帶包括兩種類型：一是片麻狀韌性剪切帶，占主導(dǎo)地位，帶內(nèi)發(fā)育具片麻狀構(gòu)造的糜棱片麻巖及片麻狀花崗巖；二是片狀韌性剪切帶，帶內(nèi)發(fā)育具片狀構(gòu)造的糜棱巖、千糜巖和構(gòu)造片巖。

(2)在摩天嶺韌性剪切帶片麻理產(chǎn)狀多數(shù)向NWW-SWW傾斜，少數(shù)向SEE緩傾斜。拉伸線理總體產(chǎn)狀也多數(shù)向NWW-SWW傾伏，少數(shù)向SEE緩傾斜，說明其剪切運(yùn)動方向為傾滑型。

(3)旋轉(zhuǎn)碎斑系、S-C面理構(gòu)造在摩天嶺韌性剪切帶中廣泛發(fā)育，其運(yùn)動學(xué)特征均指示正滑剪切；韌性剪切帶中拉伸線理的傾伏向與糜棱面理的傾向接近，電英巖包體長軸方向與線理產(chǎn)狀近于一致，進(jìn)一步證實該巖體內(nèi)多為傾滑型而非走滑型。

(4)鏡下觀察糜棱片麻巖類和糜棱巖發(fā)育良好的顯微剪切指向判別標(biāo)志，包括：旋轉(zhuǎn)碎斑系、S-C面理和“云母魚”構(gòu)造等。剪切指向多為右旋效應(yīng)，進(jìn)而結(jié)合宏觀巖體特征以及巖體片麻理側(cè)伏角推斷該摩天嶺花崗巖體中的片麻狀構(gòu)造為韌性剪切機(jī)制成因。

1 黃汲清.中國大地構(gòu)造及其演化[M].北京：科學(xué)出版社，1980，29～66

2 廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)局.羅城幅1∶20萬區(qū)域地質(zhì)測量報告書[R].1968，73～83

3 莫柱孫.南嶺花崗巖地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1980, 36～43

4 汪紹年.廣西及其鄰區(qū)片麻狀花崗質(zhì)巖石成因初議[J]. 廣西地質(zhì)，1988，1（1），55～64

5 廣西壯族自治區(qū)第七地質(zhì)隊區(qū)調(diào)分隊.1∶5萬滾貝、大平東、三防、為才東幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R].1995，152～153

6 梁國寶，黃少棠.桂北三防地區(qū)韌性變形帶研究[J]，廣西地質(zhì)，1997，10（4），1～4

GENETIC OF THE GNEISSIC STRUCTURE IN MOTIANLING GRANITIC PLUTON IN NORTH GUANGXI

Yu Kaipeng Zhang Guilin Li Donghui Zhou Shouyu Yan Qiankun Li Chunlei
College of Earth Sciences,Guilin University of Technology，Guilin,Guangxi,541004,China

The Motianling granitic pluton is a large scale extensional shear zone,the gneissic schistosity in the pluton actually is mylonitic foliation，which develop foliations striking to NNE and dipping to NWW-SWW at dip angle from 30°to 70°, stretching lineations plunging to SWW or NWW. Shear sense indicators,including S-C fabric, unsymmetrical feldspar and quartz phenocryst augens, indicate a ductile shearing.

granite, gneissic structure, ductile shear, Motianling

P588.121∶P583

：A

：1006-5296（2010）02-0119-04

* 第一作者簡介：于凱朋（1982～），男，地球科學(xué)專業(yè)，在讀碩士研究生

2010-01-06，改回日期：2010-006-02