沱沱河地區(qū)寧多巖群變質(zhì)巖的特征及意義

楊 超

(四川省核工業(yè)地質(zhì)局 二八二大隊,四川 德陽 618000)

沱沱河地區(qū)寧多巖群變質(zhì)巖的特征及意義

楊 超

(四川省核工業(yè)地質(zhì)局 二八二大隊,四川 德陽 618000)

寧多巖群變質(zhì)巖主要以區(qū)域變質(zhì)巖為主,包括有區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用形成的低綠片巖相、高綠片巖相和低角閃巖相變質(zhì)巖系。動力變質(zhì)巖僅在寧多巖群邊界斷裂分布,它們多數(shù)經(jīng)韌性變形改造形成糜棱巖,部分巖石后又經(jīng)脆性變形產(chǎn)生碎裂。通過對本區(qū)變質(zhì)巖的變質(zhì)、變形特征及疊加關(guān)系研究,確定了本區(qū)變質(zhì)巖至少經(jīng)歷了四期變質(zhì)變形作用。

區(qū)域變質(zhì)巖；動力變質(zhì)巖；變質(zhì)相；變質(zhì)變形

研究區(qū)位于可可西里—巴顏喀拉地塊和羌塘地塊縫合部位中段的寧多巖群(Pt2-3N.)。地處寨冒拉昆東部呈北西—南東展布,南北被斷層所限制,以斷塊形式產(chǎn)出(圖1)。變質(zhì)作用類型以區(qū)域變質(zhì)作用為主,動力變質(zhì)作用次之。區(qū)域變質(zhì)巖主要以中—深變質(zhì)巖為主,包括有區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用形成的低綠片巖相、高綠片巖相和低角閃巖相變質(zhì)巖系;其次為動力變質(zhì)巖,在脆韌性剪切帶(F2)和脆性斷裂破碎帶出露,巖石類型包括糜棱巖類、碎裂巖類。

1 區(qū)域變質(zhì)作用及變質(zhì)巖

寧多巖群的變質(zhì)巖以片巖為主,其次出露少量的變粒巖、淺粒巖和斜長片麻巖等(圖2)。是羌塘地區(qū)出露最古老的前寒武紀(jì)基底變質(zhì)巖[1]。受多旋回構(gòu)造運動影響,具有多期變質(zhì)變形特征。巖石內(nèi)發(fā)育透入性區(qū)域片理、塑性流變褶皺、石香腸構(gòu)造、條帶狀和條紋狀構(gòu)造等特征。主要變質(zhì)巖分述如下：

石英片巖 片柱狀礦物一般小于淺色粒狀礦物,主要礦物成分為石英、斜長石、黑云母、白云母、石榴子石、角閃石等。常為片狀、粒狀變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造。石英、斜長石呈粒狀變晶集合體定向拉長連續(xù)分布形成條狀,部分斜長石具解理,表面輕微絹云母化、綠泥石化;黑云母、白云母呈片狀集合體連續(xù)定向分布,與粒狀礦物定向帶成相間條帶構(gòu)造,部分黑云母已局部綠泥石化;石榴子石具高突起,糙面顯著均質(zhì)性,具不規(guī)則裂紋,不均勻沿定向帶分布,其間有細(xì)粒石英包體不定向分布成篩孔狀構(gòu)造。代表性巖石有石榴石二云母石英片巖、角閃二云石英片巖、石榴石黑云斜長石英片巖、黝簾石黑云母石英片巖、白云母石英片巖鈉長二云石英片巖、鈉長白云母石英片巖等。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖與地質(zhì)簡圖Fig.1 Tectonic location and generalized geologic map of study area1.上更新統(tǒng)；2.全新統(tǒng)；3.查?，斀M；4.沱沱河組；5.茍魯山克措組；6.寧多巖群；7.地層界線；8.角度不整合接觸；9.脆韌性剪切帶；10.平移斷層；11.逆斷層；12.性質(zhì)不明斷層；13.調(diào)查區(qū)；14.剖面線。

角閃片巖 主要由角閃石和部分石英組成,也可能含少量綠簾石、綠泥石、黑云母、斜長石及碳酸鹽礦物,細(xì)針柱狀變晶結(jié)構(gòu),較明顯的片狀構(gòu)造,是屬于片巖和鈣鎂硅酸鹽巖石的過渡類型。角閃石呈柱狀變晶集合體連續(xù)定向分布形成片狀構(gòu)造,柱面解理發(fā)育,橫切面具兩組解理;石英、斜長石呈它形粒狀集合體具拉長定向分布,夾于角閃石定向帶間;綠簾石呈粒狀不均勻交代角閃石,斷續(xù)定向夾于角閃石定向帶間或與石英共同組成斷續(xù)定向分布在角閃石間。代表性巖石有石英角閃片巖、石英綠簾角閃片巖、含斜長石英角閃片巖。

圖2 沱沱河地區(qū)寨冒拉昆東中—新元古界寧多巖群(Pt2-3N.)實測剖面圖Fig.2 Measured profile of Ningduo Formation of mesoproterozoic-neoproterozoic in Tuotuohe area

2 動力變質(zhì)作用及變質(zhì)巖

研究區(qū)內(nèi)動力變質(zhì)作用較發(fā)育,尤其是沿寧多巖群邊界斷裂形成不同期次的動力變質(zhì)巖。根據(jù)動力變質(zhì)作用產(chǎn)生的應(yīng)力性質(zhì)和程度不同,將區(qū)內(nèi)動力變質(zhì)作用分為韌性動力變質(zhì)作用和脆性動力變質(zhì)作用,相應(yīng)地將本區(qū)的動力變質(zhì)巖分為糜棱巖系列和碎裂巖系列兩類。各類動力變質(zhì)巖的代表巖性特征分述如下：

糜棱巖 主要礦物成分以石英、泥質(zhì)為主,糜棱巖屬深部構(gòu)造層變形產(chǎn)物。薄片觀察巖石韌性變形特征強烈,礦物定向明顯,石英定向拉長,部分石英顆粒動態(tài)重結(jié)晶,具波狀消光。在強應(yīng)變域中,石英細(xì)?；纬刹级?gòu)造,同時破碎旋轉(zhuǎn),形成碎斑系、壓力影現(xiàn)象。根據(jù)石英出現(xiàn)重結(jié)晶、亞顆粒化、波狀消光等可推測變形溫度在380 ℃左右(圖3)。寧多巖群脆韌性剪切帶(F2)是研究區(qū)內(nèi)最重要的動力變質(zhì)帶。較早的韌性剪切帶受后期構(gòu)造變形改造而發(fā)生褶皺,形態(tài)多變。在該剪切帶內(nèi)糜棱巖特點具明顯的構(gòu)造線理、面理或韌性流劈理。

花崗質(zhì)超碎裂巖 主要礦物成分以石英為主,云母、長石少量?；|(zhì)含量>90%,半脆性變形,薄片中礦物呈弱定向分布。石英顆粒細(xì)小,石英顆粒中部分可見波狀消光,亞顆粒,核幔構(gòu)造,大部分石英已動態(tài)重結(jié)晶,少量已發(fā)生靜態(tài)重結(jié)晶。根據(jù)石英波狀消光、亞顆?；⑴蛲恢亟Y(jié)晶等特征可推測變形溫度在400 ℃左右(圖4)。具正斷層性質(zhì)的張性、張扭性斷裂帶中,原巖受力后破碎成棱角狀的碎塊,并發(fā)生一定位移,后被碾碎成巖粉和次生的硅質(zhì)、鐵質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)。在調(diào)查區(qū)4861高地正斷層(F1),產(chǎn)狀28°∠47°中常見該類巖石,具逆斷層性質(zhì)的壓性、壓扭性斷裂帶中,原巖受力后破碎成扁平狀、次棱角狀、次圓狀的碎塊,常顯定向排列的趨勢,且從斷裂帶中心向兩側(cè)隨著距離的增大,應(yīng)力的遞減而形成碎斑、碎粉結(jié)構(gòu)—碎裂結(jié)構(gòu)—原巖的遞變現(xiàn)象,該類巖石在調(diào)查區(qū)寧多巖群南西邊界斷裂脆韌性剪切帶(F2)中普遍發(fā)育。

圖3 糜棱巖(正交偏光)Fig.3 Mylonite

圖4 花崗質(zhì)超碎裂巖 (正交偏光)Fig.4 Granitic ultracataclasite

3 變質(zhì)相及變質(zhì)帶的劃分

根據(jù)變質(zhì)巖的礦物組合、變質(zhì)礦物類型和特征,研究區(qū)變質(zhì)巖應(yīng)屬于低壓變質(zhì)相系和中壓變質(zhì)相系,變質(zhì)程度從低綠片巖相到低角閃巖相均有發(fā)育,以高綠片巖相和低角閃巖相為主。變質(zhì)帶主要為綠泥石帶、黑云母帶、石榴石帶(表1)。

表1 調(diào)查區(qū)變質(zhì)相、變質(zhì)帶劃分一覽表Table 1 Schedule of division of metamorphic facies and metamorphic belt in survey area

4 變質(zhì)巖的變質(zhì)變形特征

根據(jù)研究區(qū)變質(zhì)巖的變質(zhì)、變形特征、疊加關(guān)系、產(chǎn)狀特征及礦物組合,寧多巖群變質(zhì)巖至少經(jīng)歷了四期明顯的變質(zhì)變形。

4.1 第一期(D1)晉寧期

該期在區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用下,變質(zhì)礦物組合達(dá)低角閃巖相,宏觀和微觀上顯示出中深構(gòu)造層次塑性流變特征[2]。在此階段發(fā)生變質(zhì)及變形,原始層理(S0)部分被次生面理改造，形成片狀、條帶狀構(gòu)造石英片巖和片麻狀構(gòu)造片麻巖,并發(fā)育S1透入性片麻理、片理。宏觀上發(fā)育褶皺,形態(tài)多以剪切相似褶皺為主,剪切褶皺中可見構(gòu)造疊加與置換現(xiàn)象,即密集劈理面(S1)置換早期原始層理(S0)。

4.2 第二期(D2)興凱期與第三期(D3)華力西期

第二期與第三期均為韌性動力變質(zhì)作用。前人采集鋯石測年結(jié)果為550.39～754.26 Ma和383～347 Ma[3]，也驗證了寧多巖群變質(zhì)巖在這兩期發(fā)生過變質(zhì)變形。在這期間部分變質(zhì)巖受區(qū)域動力變質(zhì)作用后,在具有較強擠壓構(gòu)造作用的變質(zhì)條件下,發(fā)生韌性剪切變質(zhì)變形作用,并發(fā)育中淺構(gòu)造層次的韌性剪切帶,形成糜棱巖。新生的片理(S2)置換早期的片理或片麻理(S1),變質(zhì)活動帶與區(qū)域構(gòu)造線基本一致。

4.3 第四期燕山期

前人在角閃質(zhì)糜棱巖中獲Ar-Ar年齡(151.9±2.1)Ma,該期在脆韌性動力變質(zhì)作用下,新生片理置換早期片理,宏觀和微觀上顯示出淺層次脆韌性剪切變形特點,礦物共生組合特征表明變質(zhì)環(huán)境為低綠片巖相。

5 結(jié)論及地質(zhì)意義

寧多巖群變質(zhì)巖主要以區(qū)域變質(zhì)巖為主,出露的巖石有石英片巖、角閃片巖、石英巖、變粒巖、淺粒巖和斜長片麻巖等。屬低壓—中壓變質(zhì)相系,變質(zhì)程度以高綠片巖相和低角閃巖相為主。動力變質(zhì)巖主要沿寧多巖群邊部的斷裂發(fā)育,主要分為糜棱巖系和碎裂巖系兩類。部分糜棱巖受后期脆性變形產(chǎn)生破碎。研究區(qū)碎裂巖在壓性、壓扭性斷裂中,受力破碎,并顯定向排列的趨勢。研究區(qū)的變質(zhì)巖至少經(jīng)歷了四期變質(zhì)變形,晉寧期以塑性流變?yōu)樘卣?發(fā)育較多的剪切相似褶皺,并可見原始層理(S0)被次生面理置換。興凱期和華力西期,在韌性動力變質(zhì)作用下發(fā)育韌性剪切帶,形成糜棱巖。最后在燕山期時,韌性剪切帶在脆韌性動力變質(zhì)作用下,顯示出淺層次脆韌性剪切變形特點,部分中深層次的變質(zhì)巖產(chǎn)生破裂,具有脆性變形特征。

寧多巖群主要巖性為一套云母石英片巖、石英片巖。前人通過巖石學(xué)、微量元素地球化學(xué)等方法恢復(fù)原巖,為一套石英砂巖為主夾泥質(zhì)巖的穩(wěn)定性碎屑巖建造[4]。多數(shù)研究者認(rèn)為羌塘基底由元古代變質(zhì)巖系構(gòu)成。本次研究在寧多巖群的含石榴石黑云斜長石英片巖中采集的樣品做鋯石U-Pb測年,得出的年齡為(1 050±25)Ma。該年齡與前人的研究相吻合,表明寧多巖群為羌塘基底的一部分。

[1] 何世平,李榮社,王超,等.青藏高原北羌塘昌都地塊發(fā)現(xiàn)～4.0Ga碎屑鋯石[J].科學(xué)通報,2011,56(8):573-582.

[2] 李榮社.昆侖山及鄰區(qū)地質(zhì)[M].北京：地質(zhì)出版社，2008：42-67.

[3] 何世平,李榮社,王超,等.昌都地塊寧多巖群形成時代研究：北羌塘基底存在的證據(jù)[J].地學(xué)前緣,2013，20(5)：15-24.

[4] 張以茀,鄭祥身.青海可可西里地區(qū)地質(zhì)演化[M].北京：科學(xué)出版社,1996:1-202.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

YANG Chao
(NO.282Brigade,SichuanNuclearIndustryGeologicalBureau,Deyang,Sichuan618000)

Characteristics and Significance of Metamorphic Rock of Ningdou Rock Group in Tuo-tuo River Area

Metamorphic rock in Ningduo rock group consists mainly of regional metamorphic rocks which include low and high green schist facie metamorphic rocks and low amphibolites facie metamorphic rock series due to regional dynamo thermal metamorphism.Dynamic metamorphic rocks only distribute on edge fracture of Ninduo rock group.Most of them become mylonite after ductile deformation,the others break into pieces with brittle deformation.After researching the metamorphism and deformation characteristics of the rocks and relative effect of the characteristics,it can be sure that the rocks of the research area have at least going through four phase of metamorphism deformation.

regional metamorphic rock; dynamic metamorphic rock; metamorphic facies; metamorphism and deformation

2014-11-12；改回日期：2015-01-06

楊超(1987-)，女，助理工程師，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，從事構(gòu)造地質(zhì)解析研究。E-mail:547344066@qq.com

P588.3

A

1671-1211(2015)02-0146-04

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150204.1045.010.html 數(shù)字出版日期:2015-02-04 10:45