吉林南部地區(qū)老嶺群變質(zhì)作用特征研究

邢樹文, 李 軍, 馬玉波, 孫永杰, 李孝文, 李宏茂, 張?jiān)鼋?/p>

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京, 100037;2)吉林省地質(zhì)調(diào)查院, 吉林長(zhǎng)春, 130061;3)吉林省通化地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)研究院, 吉林通化, 134001

吉林南部地區(qū)老嶺群變質(zhì)作用特征研究

邢樹文1), 李 軍2), 馬玉波1), 孫永杰2), 李孝文3), 李宏茂2), 張?jiān)鼋?)

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京, 100037;2)吉林省地質(zhì)調(diào)查院, 吉林長(zhǎng)春, 130061;3)吉林省通化地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)研究院, 吉林通化, 134001

吉林南部地區(qū)老嶺群變質(zhì)礦物較為發(fā)育, 本文通過(guò)對(duì)其中發(fā)育的變質(zhì)礦物進(jìn)行詳細(xì)鑒定和大量探針?lè)治? 將老嶺群下亞群主要變質(zhì)礦物劃分為兩個(gè)世代, 分別代表兩期變質(zhì)作用M1和M2。結(jié)合研究區(qū)老嶺群變質(zhì)礦物組合、分布特征以及變質(zhì)相帶的研究, 認(rèn)為M1為中-低溫區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用, 可以劃分為低綠片巖相和高綠片巖相, 而 M2為局部熱變質(zhì)作用, 可以劃分為低綠片巖相、高綠片巖相及低角閃巖相。綜合研究認(rèn)為吉南地區(qū)老嶺群下亞群變質(zhì)作用由早到晚, 范圍逐漸縮小, 強(qiáng)度逐漸降低的特點(diǎn), 反映出了該地區(qū)古元古代地殼由活動(dòng)向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。

老嶺群; 變質(zhì)作用特征; 吉林南部

變質(zhì)作用主要是在固體狀態(tài)下, 巖石中礦物種類與礦物成分、及(或)巖石顯微構(gòu)造發(fā)生變化的過(guò)程(Smulikowski et al., 2007; 于振清等, 2009)。變質(zhì)作用研究的重要性早就引起國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者的重視,尤其是80年代以后, 對(duì)其研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段(England et al., 1984; 張壽廣, 1987; 蔣少涌等, 1992;Peter, 1997; 簡(jiǎn)平, 1999; Ernst, 2001; 李鵬武等,2007; Shigenori et al., 2010)。

吉林南部地區(qū)位于華北地臺(tái)北緣東段, 區(qū)內(nèi)結(jié)晶基底主要由太古代TTG質(zhì)片麻巖、變質(zhì)表殼巖和古元古代集安群和老嶺群變質(zhì)巖組成(圖 1)(張秋生等, 1987, 1988; 邢樹文等, 1993; Yoshihide et al.,1985; Miao et al., 2005), 蓋層為中上元古界、古生界、中生界和新生界沉積巖或火山沉積巖系, 以古元古代變質(zhì)巖系十分發(fā)育, 與金、鉛鋅成礦最為密切; 主要包括老嶺群和集安群, 并蓋層為中上元古界、古生界、中生界和新生界沉積巖或火山沉積巖系。除太古代、元古代變質(zhì)變形作用外, 還疊加了中生代強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿作用, 使得對(duì)老嶺群的變質(zhì)作用認(rèn)識(shí)爭(zhēng)議較大(張秋生等, 1984)。自50年代以來(lái),很多研究者對(duì)該地區(qū)不同時(shí)代的變質(zhì)作用進(jìn)行了研究, 并取得了一系列重要成果(畢守業(yè)等, 1991; 葛文春等, 1993; 劉志宏等, 1995)。胡國(guó)巍(1990, 1994)對(duì)老嶺群的變質(zhì)變形史、構(gòu)造演化以及疊加變質(zhì)作用進(jìn)行了研究; 賀高品和葉慧文(1998a, b)認(rèn)為老嶺群和集安群是兩個(gè)變質(zhì)地體的變質(zhì)巖系在古元古代晚期經(jīng)構(gòu)造作用拼貼在一起的; 路孝平等(2004)認(rèn)為遼吉花崗巖是遼吉地區(qū)古元古代地層沉積的基底巖石, 是地層沉積之前地殼拉張作用的結(jié)果。

鑒于此, 本文對(duì)老嶺群變質(zhì)礦物進(jìn)行了系統(tǒng)礦物組合鑒定和成分分析, 從礦物世代和變質(zhì)作用特征入手, 確立了其變質(zhì)相帶及疊加方式, 這些研究對(duì)該區(qū)的地質(zhì)找礦有重要的科學(xué)指導(dǎo)作用。

1 吉林南部老嶺群變質(zhì)礦物和成分分析

1.1 老嶺群下亞群變質(zhì)礦物

老嶺群下亞群主要巖石類型為二云片巖、千枚巖、絹云千枚巖、厚層大理巖及絹云千枚狀大理巖互層, 千枚狀片巖夾薄層大理巖、厚層石英巖夾二云片巖, 十字石二云片巖和絹云石英片巖等。

老嶺群下亞群變質(zhì)礦物主要有黑云母、石榴子石、十字石、綠泥石、綠簾石、絹云母及石英、方解石、白云石、長(zhǎng)石等。其主要變質(zhì)礦物特征和成分如下:

1、黑云母

老嶺群下亞群黑云母可以劃分出兩個(gè)世代。

第一世代: 呈棕褐色, 多色性明顯, Ng-棕紅色,Nm-紅褐色, Np-淺褐色。吸收性 Ng＞Nm＞Np, 多呈自形晶、半自形晶, 平行定向排列, 為區(qū)域性片理S1的主要構(gòu)成礦物之一。該期黑云母屬于富鈦鐵質(zhì)黑云母, 且鈷的含量高于第二世代(圖2)。

第二世代: 該世代黑云母自形程度較好, 多為深褐色, 綠褐色, 多色性也很明顯, Ng-深綠色, Nm-綠色, Np-淺綠褐色。吸收性Ng≥Nm＞Np, 晶體片徑可達(dá)2 mm, 橫切片理分布明顯。晶體內(nèi)部包含有大量定向排列的石英、絹云母微晶, 其排列方向同晶外片理 S1一致, 表現(xiàn)為后期構(gòu)造重結(jié)晶特征, 具有低鈉富鐵鎂的鐵質(zhì)黑云母成分特征(圖2)。

2、石榴子石

老嶺群下亞群石榴子石也可劃分為兩個(gè)世代。

第一世代: 晶體常呈半自形、它形粒狀, 粒度一般＜1.0mm, 內(nèi)部包含有大量定向排列的石英包體,構(gòu)成篩狀變晶結(jié)構(gòu)。該世代石榴子石屬于鐵鋁榴石,具有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu), 具有較高的鈣和錳含量, 它具有屬于低角閃巖相以下變質(zhì)作用形成的石榴石礦物特征(圖 3)。

第二世代: 單晶石榴子石自形程度較好, 篩狀變晶構(gòu)造不很發(fā)育, 晶體邊界與片理 S1相切, 反映片理之后生成的特點(diǎn), 該世代石榴子石最典型的特征是在第一世代石榴子石邊部形成環(huán)帶。

根據(jù)電子探針剖面成分分析數(shù)據(jù)作出的石榴子石MgO、MnO、FeO成分剖面圖顯示(圖4), 中心部分FeO、MgO、MnO成分變化均不太明顯, 而邊緣部分FeO、MgO含量明顯增高, MnO含量降低, 并形成斷帶, 這種特征表明第二次變質(zhì)作用發(fā)生時(shí)溫度明顯高于第一次變質(zhì)作用。

圖2 黑云母在Mg-(Al+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)三角圖上投影Fig. 2 Projection of biotite on triangular diagram Mg-(Al+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn)

圖3 泥質(zhì)變質(zhì)巖中石榴子石化學(xué)成分與變質(zhì)程度的關(guān)系圖(據(jù)Nandi, 1967修改)Fig. 3 Relationship between chemical composition and metamorphic grade of garnet in argillaceous metamorphic rock (modified after Nandi, 1967)

圖4 石榴子石MgO、MnO、FeO成分剖面圖Fig. 4 Compositional profile of MgO、MnO、FeO in garnet

3、十字石

根據(jù)十字石共生礦物組合, 結(jié)晶習(xí)性可以明顯地將其劃分為兩個(gè)世代:

第一世代十字石十字雙晶特別發(fā)育, 長(zhǎng)寬比也較大, 退變質(zhì)作用強(qiáng)烈, 現(xiàn)已大部分被絹云母交代,顯示構(gòu)造前生成特點(diǎn)。

第二世代十字石均未受明顯的應(yīng)力作用。根據(jù)其晶型特征及產(chǎn)出位置, 可以劃分出四種類型:

A 型: 十字雙晶極發(fā)育, 晶形較好, 基質(zhì)是由極細(xì)粒的長(zhǎng)英質(zhì)礦物和絹云母等組成的絹云片巖。

B型: 呈柱狀, 短柱狀, 十字雙晶不甚發(fā)育, 表面呈褐色, 共存礦物主要為第一世代黑云母、石英等。絹云母化也比較強(qiáng)烈。

C型: 單晶較小, 但雙晶比較發(fā)育, 長(zhǎng)寬比也較大, 一般為 3～4。占巖石 10%左右, 其晶內(nèi)包裹大量第一世代黑云母、石英, 晶內(nèi)外片理方向一致。

D 型: 晶體粗大, 無(wú)完整晶形, 篩狀變晶結(jié)構(gòu)發(fā)育, 內(nèi)部包含有大量定向排列的第一世代黑云母和石英, 且內(nèi)外片理方向完全一致。

上述四種類型的十字石實(shí)際上是反映了一個(gè)遞進(jìn)變質(zhì)的過(guò)程, 從A型到D型, 其共生礦物和共存礦物由絹云母、黑云母到石榴子石, 反映變質(zhì)級(jí)的逐步升高。

4、綠泥石

根據(jù)綠泥石特征及共生礦物, 明顯可以劃分為兩個(gè)世代。

第一世代綠泥石, 鏡下見到細(xì)小片狀定向性極好的綠泥石小片同絹云母、石英、長(zhǎng)石微晶一同構(gòu)成千枚理, 有時(shí)它也呈綠色小斑晶產(chǎn)出。

第二世代: 部分呈不定向的斑晶產(chǎn)出, 另一部分則以交代早期黑云母、十字石等形式產(chǎn)出。推測(cè)其成因?yàn)樵谠缙谧冑|(zhì)作用過(guò)程中處于高級(jí)變質(zhì)帶的礦物, 在晚期變質(zhì)作用過(guò)程中處于相對(duì)較低變質(zhì)帶中, 而發(fā)生退變質(zhì)作用。

5、綠簾石

可劃分為兩個(gè)世代。

第一世代: 自形程度較好, 解理清楚, 粒度同長(zhǎng)英質(zhì)礦物粒度相仿, 常集中呈平行片理的條帶,呈同構(gòu)造重結(jié)晶特征。

第二世代: 呈它形, 晶體粒度變化大, 呈無(wú)定向的顆粒狀、團(tuán)狀, 解理不清, 較大粒度的多呈斑晶狀, 屬后期構(gòu)造重結(jié)晶的產(chǎn)物。

1.2 老嶺群上亞群變質(zhì)礦物

老嶺群上亞群主要巖石類型上部主要為炭質(zhì)大理巖, 透閃石條帶、炭質(zhì)條帶、硅質(zhì)條帶狀白云質(zhì)大理巖, 塊狀白云質(zhì)大理巖。下部石英巖(含底礫巖), 中部大理巖、黑云變粒巖、黑云片巖, 上部炭質(zhì)板巖。

老嶺群上亞群變質(zhì)礦物發(fā)育相對(duì)較少, 且很難將其進(jìn)行世代的劃分, 對(duì)其簡(jiǎn)述如下:

1、黑云母: 褐色, 細(xì)小片狀, 多色性較明顯, 略具定向排列。在巖石中一般含量10%左右, 片度0.1 mm×0.6 mm, 屬綠泥石轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。

2、石英: 粒狀晶體, 表面較干凈, 粒度 0.01～0.1 mm, 顆粒之間緊密相嵌。

3、斜長(zhǎng)石: 它形粒狀為主, 表面絹云母化, 粒度0.1 mm, 主要出現(xiàn)在黑云變粒巖中。

4、方解石、白云石: 重結(jié)晶較好, 顆粒之間緊密相嵌, 鏡下見到其內(nèi)突起明顯, 菱形解理清楚。

5、透閃石: 柱狀、粒狀、纖狀, 晶體較大, 內(nèi)有碳酸鹽礦物包體, 排列無(wú)方向性。

2 吉林南部老嶺群變質(zhì)相帶劃分

2.1 老嶺群下亞群特征變質(zhì)礦物組合、分布特征及變質(zhì)相帶劃分

以上論述可知, 老嶺群下亞群大部分特征變質(zhì)礦物都具有兩個(gè)世代特征。其中: 第一世代的礦物和區(qū)域透入性片理S1是同時(shí)生成的, 是S1的主要顯示礦物; 而第二世代礦物的形成晚于區(qū)域性片理,但沒有沿 S2(折劈理)分布, 顯示老嶺群下亞群至少經(jīng)歷了兩次變質(zhì)作用(M1和M2)。前者發(fā)生于穩(wěn)定的原始沉積碎屑、泥質(zhì)巖的礦物組合中, 后者發(fā)生于經(jīng)M1之后。值得關(guān)注的是隨著M2的溫壓范圍不同,按照高于、等于、低于早期變質(zhì)礦物的穩(wěn)定區(qū)間, 其變質(zhì)礦物可以發(fā)生a、進(jìn)變質(zhì), 形成新礦物; b、不變;c、發(fā)生退變質(zhì)亦形成新礦物; 即發(fā)生疊加變質(zhì)的巖石常有大量早期變質(zhì)礦物殘留。鑒于第二世代的礦物產(chǎn)出無(wú)明顯的優(yōu)選方位, 顯然早晚兩期變質(zhì)作用形成的礦物是共存關(guān)系, 而不是共生關(guān)系。

通過(guò)對(duì)兩次變質(zhì)礦物典型的礦物組合的分析以及變質(zhì)帶的劃分依據(jù), 將第一次變質(zhì)作用劃分為兩個(gè)變質(zhì)帶, 將第二次變質(zhì)作用劃分為三個(gè)變質(zhì)帶以及變質(zhì)相(圖5和圖6), 顯示這兩期變質(zhì)相在空間上具有明顯的疊加(表1)。

表1 老嶺群下亞群典型礦物組合、分布特征及變質(zhì)相帶劃分Table 1 Typical mineral assemblage, distribution and metamorphic zone division of lower sub-group of Laoling Group

圖5 老嶺群下亞群第一期變質(zhì)示意圖Fig. 5 Sketch map showing the first metamorphic stage in lower sub-group of Laoling Group

圖6 老嶺群下亞群第二期變質(zhì)示意圖Fig. 6 Sketch map showing the second metamorphic stage in lower sub-group of Laoling Group

2.2 老嶺群上亞群變質(zhì)相帶劃分

老嶺群上亞群主要分布在研究區(qū)中部, 由石青溝組和珍珠門組組成。主要變質(zhì)礦物共生組合有:

石青溝組組合以 Bi+Q+Pl±Mic為典型組合,相當(dāng)于綠片巖相黑云母帶。其他變質(zhì)礦物組合有:Cal+Dol+Tr, Q+Bi+Pl。

珍珠門組碳酸鹽巖表現(xiàn)出不同的重結(jié)晶作用,當(dāng)含有碳質(zhì)、硅質(zhì)時(shí), 重結(jié)晶作用差一些。主要礦物為透閃石、滑石、方柱石、金云母、絹云母、方解石、白云石等, 典型礦物共生組合為 Tc+Tr+Cal+Dol+Q, 將其劃分為綠片巖相透閃石帶。其它變質(zhì)礦物組合有: Tr+Cal+Dol+Q, Cc+Dol+Phl+Q和 Cal+Bi+Mus+Q±Pl。

綜上所述, 老嶺群上亞群變質(zhì)程度為綠片巖相透閃石(黑云母)帶。

3 吉林南部老嶺群變質(zhì)作用溫壓條件及類型

3.1 老嶺群下亞群變質(zhì)作用溫壓條件及類型

如前所述, 老嶺群下亞群經(jīng)歷了兩次變質(zhì)作用,早期為區(qū)域變質(zhì)作用, 可以劃分為低綠片巖相和高綠片巖相, 晚期為局部熱變質(zhì)作用, 可以劃分為低綠片巖相、高綠片巖相及低角閃巖相。下面重點(diǎn)分析第一次變質(zhì)作用。

低綠片巖相內(nèi)典型礦物共生組合為 Ser+Chl+Q±Pl, Bi(雛晶)+Ser+Pl+Q, 低綠片巖相內(nèi)Ser和Chl兩個(gè)礦物的溫度為 355℃和 295℃(圖 7)。這一溫度可能代表變質(zhì)作用早期溫度下限, 溫度稍微升高時(shí),即發(fā)育雛晶黑云母, 臨界反應(yīng)為: Mus(Ser)+Chl=Bi+富鎂Chl+Q+H2O; 多硅Ser+Chl=Bi+Ser+ H2O+Q。黑云母等變反應(yīng)度范圍較寬, 一般在溫度低于500℃時(shí)即可生成, 但在較貧鋁的巖石或原巖中富含鐵和鉀且 Fe2+/Mg比值較高時(shí), 黑云母可以出現(xiàn)在較低溫度下。

圖7 共存的絹云母-綠泥石Al分配等溫線圖(據(jù) КotoB, 1975)Fig. 7 Allocation isothermal diagram of Al in coexisting sericite and chlorite (after КotoB, 1975)

吉林南部地區(qū)低綠片巖相中黑云母、綠泥石與絹云母共生, 由圖 8可以看出, Sti+Mus消失且Bi+Mus出現(xiàn)的臨界條件為 450±15℃, 500～800MPa, Chl+Mus的穩(wěn)定上限條件約為 500℃,600MPa。黑云母出現(xiàn)以后, 直到矽線石帶都能穩(wěn)定存在, 但成分變化很大, 這主要和原巖成分、共生礦物及結(jié)晶時(shí)的P-T條件有關(guān)。

高綠片巖相典型礦物共生組合為: Bi+Gt+Mus±Chl+Q, Bi+Gt+Pl+Q, 泥質(zhì)巖中常見鐵鋁榴石和黑云母交代綠泥石和絹云母, 可能的臨界反應(yīng)為:Chl+Mus+Q=Gt+Bi+H2O。用上述反應(yīng)合成石榴子石的溫壓條件為400 MPa, 500℃及500 MPa, 600℃。

綜合分析, 本區(qū)早期低綠片巖相形成條件大致在350～450℃, 壓力在300～800 MPa。高綠片巖相的形成溫度大致在400℃～500℃, 壓力在400～800 MPa之間。

以上研究表明研究區(qū)早期變質(zhì)巖系有如下特點(diǎn):1、變質(zhì)原巖主要為碎屑巖、泥質(zhì)巖夾碳酸鹽建造; 2、屬于同一地質(zhì)單元, 變質(zhì)特點(diǎn)相似, 為同構(gòu)造期變質(zhì), 并可以劃分變質(zhì)相帶; 3、變質(zhì)溫壓條件為300～600 MPa, 300℃～500℃; 4、產(chǎn)生變質(zhì)的原因主要是區(qū)域性熱流的升高。由此推測(cè)早期變質(zhì)作用為中-低溫區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用。

圖8 泥質(zhì)巖石中變質(zhì)反應(yīng)(據(jù)溫克勒, 1980簡(jiǎn)化)Fig. 8 Metamorphic reaction in argillaceous rocks(simplified after Winkler, 1980)

晚期變質(zhì)作用疊加在早期變質(zhì)形成的一套巖石組合之上, 從第二次變質(zhì)作用形成的礦物形態(tài)、分布及未受第一次變質(zhì)作用改造的情況分析, 第二次變質(zhì)作用形成在第一次變質(zhì)作用之后, 不具有區(qū)域性分布特征, 而具有熱變質(zhì)事件特征, 其變質(zhì)相的空間分布所表現(xiàn)的熱流分布形式, 表現(xiàn)出局部異常熱流特征, 所以晚期變質(zhì)作用應(yīng)為局部熱流變質(zhì)作用。

3.2 老嶺群上亞群變質(zhì)作用類型

老嶺群上亞群變質(zhì)作用, 相當(dāng)于綠片巖相黑云母(透閃石帶)。下部石青溝組的石英片巖類、變粒巖類中片狀礦物定向均不十分明顯, 具有埋深變質(zhì)的特點(diǎn); 上部珍珠門組典型礦物共生組合為 Tc+Tr+Cal+Dol+Q變質(zhì)反應(yīng)如下:

3白云石+4石英+H2O=滑石+3方解石+3CO2

5滑石+6方解石+4石英=3透閃石+6CO2+2H2O

這一反應(yīng)和變質(zhì)時(shí) CO2/H2O比值關(guān)系較大,CO2/H2O+CO2達(dá) 1時(shí), 才會(huì)出現(xiàn)透閃石, 且壓力相應(yīng)也會(huì)增大, 否則出現(xiàn)滑石而不出現(xiàn)透閃石。

鑒于本區(qū)珍珠門組透閃石多具動(dòng)力變質(zhì)成因特點(diǎn), 所以老嶺群上亞群變質(zhì)作用為早期埋深, 后期動(dòng)力剪切變質(zhì)。

4 吉林南部老嶺群變質(zhì)作用演化

如前所述, 老嶺群下亞群主要經(jīng)歷了兩期區(qū)域變質(zhì)作用。

早期變質(zhì)作用在區(qū)內(nèi)較均勻, 具有普遍意義,是本區(qū)一次較重要的熱事件。前人研究表明其時(shí)代一般大于18億年, 該期熱事件使老嶺群下亞群普遍發(fā)生區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用(王集源等, 1984)。伴隨變質(zhì)作用發(fā)生了強(qiáng)烈的變形作用, 形成了區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造片理。從礦物定向性及礦物之間的穿切關(guān)系表明, 變質(zhì)作用為同構(gòu)造熱事件的產(chǎn)物。二者具有同時(shí)性, 屬同一構(gòu)造熱事件的結(jié)果。

晚期變質(zhì)作用疊加在早期變質(zhì)形成的老嶺群下亞群變質(zhì)巖系之上。變質(zhì)程度高于早期變質(zhì)作用,并具有遞增變質(zhì)帶的特點(diǎn), 由低綠片巖相、高綠片巖相到低角閃巖相, 變質(zhì)時(shí)代應(yīng)早于17.68億年, 主要變質(zhì)變形期應(yīng)在17～19億年。在變質(zhì)作用的中間階段發(fā)生第二期變形, 之后出現(xiàn)了變質(zhì)作用的高峰期。第二期變形作用在本區(qū)較弱, 沒有形成區(qū)域性構(gòu)造片理, 而僅有少量片柱狀礦物輕微定向排列。

圖9 吉林南部老嶺群下亞群變質(zhì)作用演化趨勢(shì)圖Fig. 9 Metamorphic evolutionary trend of lower sub-group of Laoling Group

根據(jù)兩期變質(zhì)作用的特點(diǎn)和溫壓條件及其與構(gòu)造變形的關(guān)系判斷, 兩期變質(zhì)作用的時(shí)間間隔較小,應(yīng)屬于相同大地構(gòu)造環(huán)境。

因此, 吉林南部地區(qū)老嶺群下亞群變質(zhì)作用呈現(xiàn)出由早到晚, 范圍逐漸縮小, 強(qiáng)度逐漸降低的特點(diǎn), 也反映出該地區(qū)地殼活動(dòng)性的逐漸降低。變質(zhì)程度的局部增高, 反映在地殼的活動(dòng)性逐漸降低的過(guò)程中, 仍有局部不穩(wěn)定和能量的集中釋放, 導(dǎo)致晚期變質(zhì)作用的局限性和熱流分布的不均勻性。變質(zhì)作用演化特點(diǎn)表明在早元古代本區(qū)具有活動(dòng)帶的性質(zhì), 隨著時(shí)間的推移, 本區(qū)由活動(dòng)向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化,熱動(dòng)力條件隨時(shí)間的演化也表明了這一演化趨勢(shì)(圖 9)。

5 結(jié)論

1)吉林南部老嶺群變質(zhì)礦物較發(fā)育, 老嶺群下亞群主要變質(zhì)礦物可劃分為兩個(gè)世代, 兩個(gè)時(shí)代分別代表兩期變質(zhì)作用。第一期變質(zhì)作用可以劃分為低綠片巖相和高綠片巖相兩個(gè)變質(zhì)相, 變質(zhì)溫壓條件為300～600 MPa, 300℃～500℃, 推測(cè)為中-低溫區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用; 第二期為局部熱變質(zhì)作用,可以劃分為低綠片巖相、高綠片巖相和低角閃巖相。

2)吉林南部地區(qū)老嶺群下亞群變質(zhì)作用由早到晚, 影響范圍逐漸縮小, 變質(zhì)強(qiáng)度逐漸降低, 反映出該地區(qū)古元古代的地殼活動(dòng)性逐漸降低, 由活動(dòng)向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。

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A Study of Metamorphic Characteristics of Laoling Group in Southern Jilin Province

XING Shu-wen1), LI Jun2), MA Yu-bo1), SUN Yong-jie2), LI Xiao-wen3),LI Hong-mao2), ZHANG Zeng-jie1)
1)MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037;2)Jilin Institute of Geologicl Exploration, Changchun, Jilin130026;3)Institute of Tonghua Geologic Exploration and Mineral Development, Tonghua, Jilin134001

Metamorphic minerals are widely developed in Laoling Group of southern Jilin Province. Based on a detailed analysis of the metamorphic minerals in rock samples, the authors hold that the main minerals in lower sub-group of Laoling Group can be divided into two generations: M1and M2, which represent two metamorphic stages. Researches on metamorphic assemblage, distribution characteristics and division of metamorphic facies show that M1is characterized by low-to-moderate temperature regional dynamic heat flow metamorphism which can be divided into two metamorphic facies: lower greenschist facies and high greenschist facies. By contrast, M2is represented by local thermal metamorphism which can be divided into three metamorphic facies: lower greenschist facies, high greenschist facies and lower amphibolitic facies. Comprehensive studies show that metamorphism of the sub-group of Laoling Group in southern Jilin Province is characterized by reduction of influencing area and decrease of intensity from early to late. This tendency suggests hat the earth’s crust became stable in Paleo Proterozoic.

southern Jilin Province; Laoling Group; metamorphic characteristics

P534.3; P588.34

A

10.3975/cagsb.2011.03.02

本文由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查工作項(xiàng)目“中國(guó)東北部陸緣金、有色金屬多期成礦作用和勘查選區(qū)研究”(編號(hào): 1212010012006)資助。

2011-04-08; 改回日期: 2011-04-22。責(zé)任編輯: 魏樂(lè)軍。

邢樹文, 男, 1963年生。研究員, 1983年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院地質(zhì)系。主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究及管理工作。通信地址: 100037, 北京市西城區(qū)百萬(wàn)莊大街26號(hào)。電話: 010-68320346。E-mail: xxx8844@163.com。