江蘇省東北部榴輝巖特征研究

尹繼華 王超

[摘要]本文簡(jiǎn)述了江蘇省東北部榴輝巖的類型、礦物成分、產(chǎn)出特征、形成環(huán)境、變質(zhì)變形等，為進(jìn)一步了解本地區(qū)榴輝巖提供一定的基礎(chǔ)資料。

[關(guān)鍵詞]榴輝巖 特征 形成環(huán)境

[中圖分類號(hào)] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-37-2

1概述

榴輝巖是一種變質(zhì)巖，由區(qū)域變質(zhì)作用形成，江蘇省東北部位于郯廬斷裂帶東側(cè)，大別—蘇魯超高壓變質(zhì)帶東段南側(cè)地段，揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與華北地臺(tái)相接地帶，是一個(gè)長(zhǎng)期并遭受剝蝕的地區(qū)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，郯廬斷裂、海韓斷裂、邵桑斷裂均在區(qū)內(nèi)通過(guò)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，在元古代呂梁期有基性、超基性巖體的侵入。超基性巖因受區(qū)域變質(zhì)影響已自變質(zhì)為蛇紋巖，殘留部分原巖為純橄欖巖——輝橄巖。這些區(qū)域地質(zhì)環(huán)境為榴輝巖的形成奠定了基礎(chǔ)。

榴輝巖主要由綠輝石和富鎂的石榴子石組成的高壓變質(zhì)巖。在下元古界東海群變質(zhì)地層中，榴輝巖體廣泛分布。區(qū)內(nèi)下元古界東海群廣泛分布，主要分布在邵桑斷裂帶以西北的東海、新沂、贛榆等地。地層總體走向北東—北北東，傾向南東，傾角30°—50°。

2榴輝巖特征

2.1區(qū)域分布

榴輝巖具有成群成帶分布的特征，從整個(gè)區(qū)域來(lái)看，相對(duì)集中分布在東?？h的安峰、房山、埠后、雙店、橫溝，贛榆縣的石橋、歡墩、沙河，新沂市的踢球山等地。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)榴輝巖體數(shù)千條，其規(guī)模大的長(zhǎng)可達(dá)數(shù)千米，寬數(shù)百米，小的長(zhǎng)僅幾米至幾十厘米，寬幾厘米。大部分榴輝巖體規(guī)模不大。

2.2產(chǎn)出特征

榴輝巖的分布產(chǎn)出具有明顯的規(guī)律性，從其賦存層位來(lái)看主要產(chǎn)于下元古界東海群阿湖組地層中，其圍巖多為斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖及其他變質(zhì)巖類，從其空間展布來(lái)看，榴輝巖帶和已知的構(gòu)造帶非常吻合，整個(gè)榴輝巖帶總體走向?yàn)楸睎|向，和區(qū)域上構(gòu)造線方向一致。榴輝巖的分布還與韌性剪切變形帶有密切的關(guān)系，其分布區(qū)域往往有韌性剪切帶展布。

榴輝巖形成多呈透鏡狀、長(zhǎng)條狀，長(zhǎng)寬比一般3：1至5：1部分達(dá)10：1以上，由于受構(gòu)造變形作用的改造，一些榴輝巖巖體發(fā)生彎曲，形態(tài)改變，甚至形成褶皺和構(gòu)造勾狀體，使其平面上形成彎月形、馬蹄形、刀條形、燕尾形、扁豆形等形態(tài)。榴輝巖體的形態(tài)特征，本身就反映了韌性變形的特點(diǎn)。

2.3榴輝巖的類型及礦物成分

區(qū)內(nèi)至少分布于三種不同產(chǎn)狀，不同成因的榴輝巖體：一是產(chǎn)于超基性巖（蛇紋巖）中的榴輝巖，在許溝等地均可見(jiàn)到，這種榴輝巖作為捕虜體賦存于超基性巖中，可能為超基性巖漿侵入過(guò)程中帶上來(lái)的深源色體；二是在贛榆縣見(jiàn)到了，產(chǎn)于班莊組大理巖中的榴輝巖，其成因尚不明確，待于下一步探討，上述兩類榴輝巖在本區(qū)域內(nèi)很少見(jiàn)到，且規(guī)模較小，因而未對(duì)其進(jìn)行深入研究。三是產(chǎn)于下元古界東海群阿湖組片麻巖及其他變質(zhì)巖中的榴輝巖體，他們數(shù)量眾多，規(guī)模較大，是找尋榴輝巖體的重點(diǎn)。

榴輝巖按其礦物成分，結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為塊狀榴輝巖、片麻狀榴輝巖、云母榴輝巖、石英榴輝巖、含藍(lán)晶石片麻狀榴輝巖、黝簾石條帶狀榴輝巖、綠輝石巖、次閃石化榴輝巖等類型。主要榴輝巖類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合特征如下：

（1）塊狀榴輝巖：新鮮為暗紅帶綠色色調(diào)，風(fēng)化層為棕褐色，中細(xì)?；◢徸兙ЫY(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部條帶狀構(gòu)造，全晶質(zhì)，性較堅(jiān)硬，比重亦大。礦物成分：石榴子石（45-75%），綠輝石（20-50%），金紅石（1-6%），少量的白云母、石英、角閃石、磷灰石、綠簾石等。石榴子石呈淺肉紅色-棕紅色、粒狀，粒徑一般0.5mm，綠輝石呈短柱狀，翠綠-深綠色，粒徑一般0.8-2mm，其邊部帶有次閃石蝕變邊，金紅石，紅褐色，細(xì)粒狀，粒徑一般0.1-0.3mm，多分布于其他礦物的顆粒間。

（2）片麻狀榴輝巖：風(fēng)化色呈棕黃色，新鮮者呈暗綠色，主要由綠輝石（多已角閃石、綠泥石化，一般含量40%左右）和石榴子石（25—30%），以及少量白云母、石英與次生風(fēng)化的鐵錳物質(zhì)、粘土礦物組成。粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。

（3）云母榴輝巖：根據(jù)云母種類又分為黑云母榴輝巖和白云母榴輝巖。巖石總體特征：灰綠色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀—似片麻狀構(gòu)造，部分為條帶狀構(gòu)造，礦物成分主要為石榴子石（15-50%），綠輝石（35—55%），云母（7—15%），少量金紅石、角閃石、綠簾石等。石榴子石粒狀、裂紋發(fā)育，綠輝石柱狀，與石榴子石緊密相嵌，云母片狀，多分布于綠輝石邊部或其他礦物之間，少數(shù)分布于礦物裂隙中，金紅石呈暗褐色，粒狀，零散分布，粒徑一般0.1-0.25mm，少量金紅石邊部被白鈦礦、榍石等替代，綠輝石邊部有次閃石化現(xiàn)象。

（4）含藍(lán)晶石片麻狀榴輝巖 呈淺綠帶紅色色調(diào)，柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片麻狀構(gòu)造。主要由石榴子石（48%） 、綠輝石（29%）、藍(lán)晶石（9%）、白云母（10%），以及少量石英、長(zhǎng)石、磷灰石和微量金紅石（0.71%）組成。

（5）黝簾石條帶狀榴輝巖 新鮮者呈綠白色相間，柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)、條帶決構(gòu)造、有些呈擠壓扁豆體。主要由綠輝石、石榴子石、黝簾石（6—15%）以及少量石英、藍(lán)晶石、金紅石、磷灰石等組成。

各榴輝巖類型無(wú)截然界線，呈漸變過(guò)渡關(guān)系。

2.4榴輝巖變質(zhì)原巖及形成環(huán)境

本區(qū)有大量斜長(zhǎng)角閃巖分布，角閃巖主要礦物成分為角閃石、斜長(zhǎng)石、黑云母等，含少量綠簾石、石榴子石、磷灰石、榍石、白鈦礦、金紅石等，礦物定向排列，呈纖維狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀—塊狀構(gòu)造。

關(guān)于角閃巖類的成因，普遍認(rèn)為是基性巖變質(zhì)的產(chǎn)物，其原巖可能是基性侵入巖、基性巖脈或基性噴出巖。根據(jù)大量野外工作資料，斜長(zhǎng)角閃巖常與榴輝巖相伴產(chǎn)出，并常作為榴輝巖的圍巖，多分布于榴輝巖體邊部，在榴輝巖體的強(qiáng)變形帶內(nèi)，常形成退化變質(zhì)帶，也可出現(xiàn)角閃巖類，榴輝巖和角閃巖常無(wú)明確的界線，而呈漸變過(guò)渡關(guān)系，兩者的片麻理產(chǎn)狀也往往一致。

從巖石化學(xué)成分來(lái)看，榴輝巖與角閃巖基本一致，相比較而言，斜長(zhǎng)角閃巖中MgO、K2O、Na2O含量略高于榴輝巖，而TiO2含量略低，由此可見(jiàn)，榴輝巖和斜長(zhǎng)角閃巖可能為一原巖類型在不同變質(zhì)變形條件下的產(chǎn)物。根據(jù)以往區(qū)內(nèi)工作資料，區(qū)內(nèi)各類榴輝巖及角閃巖的平均化學(xué)成分與中國(guó)基性噴出巖平均值非常接近。相對(duì)而言本區(qū)榴輝巖較富鋁而貧堿質(zhì)P2O5，可能與其形成環(huán)境有關(guān)。

榴輝巖需要在高溫高壓的條件下變質(zhì)形成，根據(jù)以往工作資料分析得知榴輝巖其形成溫度為618-813℃，壓力為11.3-35.3KPb，屬高溫、中高壓—高壓環(huán)境，因而其形成需要一個(gè)特定的環(huán)境。結(jié)合本區(qū)的大地構(gòu)造位置，可以認(rèn)為由于大陸塊體之間的俯沖，使基性巖從地殼淺部進(jìn)入地殼深部，在高溫、超高壓環(huán)境下變質(zhì)形成榴輝巖，以后隨著地殼運(yùn)動(dòng)、抬升、經(jīng)多期次變形—變質(zhì)作用改造，才形成今天所見(jiàn)到的榴輝巖。

2.5榴輝巖的變形—退變質(zhì)作用的研究

榴輝巖中韌性變形現(xiàn)象和退化變質(zhì)現(xiàn)象十分普遍，常常使榴輝巖體產(chǎn)生分帶現(xiàn)象，發(fā)生礦物成分的改變，這表明榴輝巖在形成之后又經(jīng)歷了多期變形變質(zhì)作用的改造，通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)榴輝巖宏觀變形特征的研究，總結(jié)了榴輝巖的變形—退變序列，認(rèn)為榴輝巖在形成之后，至少經(jīng)歷了七個(gè)變形時(shí)代和變形作用的改造，相應(yīng)形成了七期退化變質(zhì)作用，這七個(gè)變形時(shí)代，代表了榴輝巖在地殼抬升過(guò)程中七次間歇性停頓，也就是說(shuō)，早先形成的榴輝巖，在七個(gè)不同時(shí)間和空間，經(jīng)歷了七次不同壓力、溫度下的改造和構(gòu)造變形，形成現(xiàn)今的復(fù)雜地貌。

由于韌性變形，使得榴輝巖中的礦物產(chǎn)生定向排列，巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生改變，隨著變形強(qiáng)度的增加，榴輝巖逐漸由塊狀過(guò)渡為片麻狀甚至條紋、條帶狀，由于不同溫壓條件下的退化變質(zhì)作用，榴輝巖中變質(zhì)礦物組合也不相同，形成了多種不同礦物類型（見(jiàn)2.3）。同時(shí)不同的構(gòu)造部位，其變形作用強(qiáng)度及退變質(zhì)作用改造程度也不盡相同，構(gòu)造薄弱部位如：榴輝巖邊部、與圍巖接觸部位及其內(nèi)部應(yīng)力集中部位常發(fā)生多次變形，形成強(qiáng)變形帶，退變質(zhì)現(xiàn)象也較為明顯，而在弱變形區(qū)域內(nèi)，巖石更多的保留了原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物組合。變形和退變質(zhì)作用，使榴輝巖產(chǎn)生了空間分帶現(xiàn)象。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)江蘇省東北部地區(qū)榴輝巖的概況有了基本了解，對(duì)本地區(qū)榴輝巖的類型、礦物組合、變質(zhì)原巖、形成環(huán)境及變形退變質(zhì)研究等做了一定陳述，也為在本地區(qū)認(rèn)識(shí)、尋找榴輝巖提供基礎(chǔ)資料。