安徽東部南黃變質(zhì)核雜巖初步研究

李修鈺，朱琨，涂蔭玖，吳禮彬

（1 安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 安徽合肥 230001；2 安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊， 安徽蚌埠 233040）

0 引言

變質(zhì)核雜巖是伸展構(gòu)造的重要表現(xiàn)形式及主要類型之一，其構(gòu)造特征、形成機制和演化規(guī)律的研究，對于區(qū)域構(gòu)造與大陸地殼演化研究，以及地質(zhì)找礦都有著重要的理論與實際意義[1～7]。安徽境內(nèi)有關變質(zhì)核雜巖的報道及研究為數(shù)不多，研究較深入的僅有洪鎮(zhèn)變質(zhì)核雜巖[8～12]。

我們在野外調(diào)研工作中，通過1∶10000構(gòu)造地質(zhì)填圖與構(gòu)造解析，以及后期的專題研究，在安徽省明光市南黃村附近發(fā)現(xiàn)一變質(zhì)核雜巖，命名為南黃變質(zhì)核雜巖，并對其進行了初步研究。

1 地質(zhì)概況

南黃變質(zhì)核雜巖地處安徽省明光市南東36km的南黃村，南距滁州市29km；大地構(gòu)造位置位于郯廬斷裂帶（F1）以東,北東向的黃栗樹-廟集斷裂（F2）西側(cè)，處于揚子地塊北東緣的滁州-巢湖前陸褶皺沖斷帶西側(cè)。地表呈一不規(guī)則的穹形構(gòu)造，穹形構(gòu)造核部出露上元古界張八嶺群下部的北將軍組,面積約30km2，四周為張八嶺群上部的西冷組環(huán)繞，西冷組與北將軍組之間發(fā)育有緩傾斜的韌性剪切斷層,西冷組底部大理巖構(gòu)造透鏡體的包絡面，清晰地勾畫出穹形構(gòu)造的輪廓（圖1）;穹形構(gòu)造大體位于區(qū)域北西西向布格重力異常的核部，重力異常最高值+14mg。北將軍組片理S1產(chǎn)狀穩(wěn)定，極密N86°W/NE10°，西冷組片理產(chǎn)狀變化較大，極密N54°W/NE12°（圖2）。

根據(jù)鉆孔揭露，南黃地區(qū)地層從下至上，由老到新分為三大部分（段）：

圖1 南黃變質(zhì)核雜巖地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Nanhuang metamorphic core complex

圖2 南黃地區(qū)張八嶺群片理S1等積投影圖Fig.2 Equal-area projection of foliation S1 from the Zhangbaling Group in the Nanhuang area

（1）上太古界片麻巖段。巖性以黑云斜長片麻巖為主，其次為二長片麻巖，局部夾厚約10cm的角閃片巖；片麻理傾角35°～50°，見混合巖化及糜棱巖，揭露厚度大于83m。

通過變質(zhì)巖原巖恢復，證實片麻巖原巖為巖漿巖，在An-Ab-Or圖上，黑云斜長片麻巖投影點多數(shù)落入花崗閃長巖區(qū)，少數(shù)落入英云閃長巖區(qū)；二長片麻巖投影點均落入花崗巖區(qū)，巖石化學特征表明片麻巖段原巖是一套以高鋁型花崗閃長巖、英云閃長巖為主的TTG巖系，角閃片巖可能為圍巖包體,我們將其命名為“南黃片麻巖套”。單顆鋯石U-Pb法年齡測定，得到不一致線上交點年齡為2493±19Ma[17]，說明南黃片麻巖套是新太古代末期的TTG質(zhì)侵入體。

（2）中元古界大理巖段。巖性為灰白色細-中粒白云質(zhì)大理巖，下部夾滑石片巖，上部夾黑云片巖，視厚度174～240m，產(chǎn)狀近水平，片理∠5°～10°。

南黃大理巖Pb-Pb等時線年齡701±72Ma（圖3），反映的是沉積后的一次構(gòu)造-熱事件的變質(zhì)作用年齡;南黃大理巖與肥東群雙山組大理巖、張八嶺群北將軍組大理巖稀土元素配分型式相似，曲線呈右傾型，δEu無明顯異常，但其稀土元素總量介于后兩者之間，說明其形成時代晚于雙山組，而早于北將軍組①江北過渡帶金銀等礦產(chǎn)找礦研究.安徽省地礦局327隊，312隊，物化探院，省地質(zhì)調(diào)查院，2000.。

（3）上元古界南華系張八嶺群。張八嶺群下部為北將軍組，上部為西冷組。北將軍組視厚度273～371m，下段（Nhb1）巖性為深灰色微粒大理巖；上段（Nhb2）巖性以石英絹云千枚巖為主，夾絹云綠泥千枚巖，石墨片巖。西冷組（Nhx）揭露厚度大于98m，巖性為變石英角斑巖及凝灰?guī)r，底部夾大理巖構(gòu)造透鏡體。北將軍組與西冷組片理傾角平緩，大多在10°±。據(jù)趙田等對張八嶺群西冷組變火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，得到原巖時代為754～753Ma[14]，應屬上元古界南華系。

圖3 南黃大理巖Pb-Pb等時線圖Fig.3 Pb-Pb isochrone map of the Nanhuang marble

區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形強烈，張八嶺群中可以識別出三期褶皺：第1期褶皺（F01）為平臥褶皺、片內(nèi)無根褶皺，其樞紐呈北西西-近東西向；伴生有第1期A形線理（La1），La1主要為絹云母、綠泥石等礦物生長線理，長英質(zhì)集合體定向拉長所形成的拉伸線理，以及露頭尺度A型褶皺樞紐，其表現(xiàn)形式為片理S1之上的礦物集合體顏色條帶及凸脊、凹槽，極密為N38°W∠6°（圖4-a），與區(qū)域內(nèi)張八嶺群拉伸線理產(chǎn)狀相似,反映的是印支期揚子地塊向華北地塊斜向俯沖時剪切滑動的矢量[15]。第2期褶皺（F02）為北東-北北東向褶皺，局部發(fā)育為褶劈。第3期褶皺（F03）為南北向開闊、平緩褶皺。

圖4 南黃地區(qū)兩期拉伸線理等密圖Fig.4 Contour diagram of two-phase stretching lineations in the Nanhuang area

斷裂極其發(fā)育，按其變形機制可以分為兩大類：

（1）韌性剪切帶（斷裂）。按產(chǎn)狀又分為兩種：①“順層”韌性剪切帶。糜棱面理平行片理S1，與圍巖之間無明顯破裂面，形成較早。②緩傾斜韌性斷裂。其走向多數(shù)近東西，∠20°以下，它們切過“順層”韌性剪切帶；磨棱面理上發(fā)育有第二期A形線理（La2），表現(xiàn)以擦痕為主，以及少量長英質(zhì)集合體拉伸線理，其方向大多近南北，極密為N3°W∠10°（圖4-b），露頭上可見La2切過La1。

（2）脆性斷裂，走向多為北北西、北北東向，傾角陡立。

第一期拉伸線理，6 2個，等值線1.6%～8.1%～14.5%～21.0%～27.4%；第二期拉伸線理，36個，等值線2.8%～11.1%～19.4%～27.8%。

巖漿活動強烈，南黃村北東2km有戈郢花崗閃長巖體，正東5km處有屯倉二長花崗巖體分布；區(qū)內(nèi)巖脈發(fā)育，以閃長玢巖、花崗閃長巖為主，次為煌斑巖、輝綠巖。

2 南黃變質(zhì)核雜巖的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征

南黃變質(zhì)核雜巖由①變質(zhì)雜巖核；②中間韌性流變層；③滑脫剝離斷層系；④沉積蓋層四部分組成，各部分主要構(gòu)造特征如下：

2.1 變質(zhì)雜巖核

由上太古界南黃片麻巖套組成，其中黑云斜長片麻巖礦物共生組合為石英+斜長石+黑云母+普通角閃石，二長片麻巖礦物共生組合為黑云母+石英+斜長石+條紋微斜長石，黑云母呈棕褐色，屬高角閃巖相。片麻巖的片麻理∠35°～50°，與上覆中元古界大理巖段及上元古界張八嶺群的片理（∠5°～10°）明顯不一致。片麻巖中發(fā)育有兩期糜棱巖，早期糜棱巖的糜棱面理∠40°±，其中有眼球狀長英質(zhì)集合體定向排列；晚期糜棱巖的糜棱面理∠10°～20°，明顯切過前者。糜棱巖中退化變質(zhì)強烈，斜長石退變?yōu)殁c長石、黝簾石、綠簾石，黑云母退變?yōu)榫G泥石。

2.2 中間韌性流變層

由中元古界大理巖段，以及上元古界南華系張八嶺群西冷組、北將軍組組成，巖石顯示近水平的強烈剪切應變：①發(fā)育有緩傾斜-近水平的韌性剪切帶及糜棱巖，早期“順層”韌性剪切帶產(chǎn)狀與片（層）理一致，晚期韌性斷裂，切過早期韌性剪切帶；糜棱面理上發(fā)育有第2期線理La2，其走向近南北，在穹形構(gòu)造的南北側(cè)分別緩傾向南或北；以往碳酸鹽質(zhì)糜棱巖中的顯微分層構(gòu)造，曾被誤認為“紋層狀構(gòu)造”。②發(fā)育有褶疊層（順層掩臥褶皺），其特點是巖石中平臥褶皺、片內(nèi)無根褶皺發(fā)育，其規(guī)模從露頭尺寸到顯微鏡下構(gòu)造，軸面與片理及（或）糜棱面理平行，它們只發(fā)育在同一套地層之中，造成小尺度上的巖層重復，但大尺度上各套地層層序仍然正常。

2.3 滑脫剝離斷層系

區(qū)內(nèi)“順層”韌性剪切帶及緩傾斜韌性斷層非常發(fā)育，根據(jù)南黃地區(qū)鉆孔ZK01、ZK02揭露，厚度大于1m的糜棱巖就有16條，單條最大厚度在15m?；搫冸x斷層帶內(nèi)發(fā)育有長英質(zhì)及碳酸鹽質(zhì)糜棱巖，北將軍組千枚巖中還發(fā)育有千糜巖。在糜棱巖邊部變形較輕部分，顯微鏡下見斜長石組成殘碎斑晶，斜長石斑晶有波狀消光（圖5-a），變形條紋（圖5-b），裂隙中有細小石英充填，細?；l帶環(huán)繞其分布；隨著變形作用的加強，長石斑晶變小，兩端出現(xiàn)細粒石英、長石組成的結(jié)晶尾及拔絲構(gòu)造（圖5-c），亞晶粒與核幔構(gòu)造,強變形石英、云母與變形相對較弱的長英質(zhì)形成顯微分層（圖5-d）；變形強烈部分，出現(xiàn)超糜棱巖（圖5-e）；巖石中旋轉(zhuǎn)碎斑（圖5-f）、S-C組構(gòu)非常普遍；另外，還見到黑云母組成書斜構(gòu)造(圖5-g),靜態(tài)重結(jié)晶石英組成矩形條帶（圖5-h）[16]，其中的旋轉(zhuǎn)碎斑大多為σ型，表明是具低剪切應變的剪切帶，其重結(jié)晶速率高于旋轉(zhuǎn)速率。

圖5 滑脫剝離斷層帶內(nèi)糜棱巖定向薄片XZ面顯微照片F(xiàn)ig.5 Micrograph of XZ plane of directional thin slice of mylonite from the slip detachment fault zone

據(jù)南黃ZK02附近薄片資料，西冷組內(nèi)糜棱巖變形強度在靠近剝離斷層處，糜棱基質(zhì)內(nèi)石英粒徑多在1.7×10-2mm，長石碎斑含量在1%以下，新生礦物絹云母含量大于10%；遠離剝離斷層，糜棱基質(zhì)石英粒徑大多為6.7×10-2mm，長石碎斑5%～8%，新生礦物絹云母含量小于3%，顯示變形強度隨著與剝離斷層距離的增加而明顯減弱。

按照其構(gòu)造層次，滑脫剝離斷層從深部至淺部可以分為四個部分：①基底剝離斷層帶（基底滑脫帶），發(fā)育于變質(zhì)雜巖核與中元界大理巖段之間，這是滁州-巢湖前陸褶皺沖斷帶上地殼內(nèi)深構(gòu)造層次構(gòu)造滑脫帶[13]；據(jù)鉆孔揭露，其走向近東西，緩向北，剝離斷層帶頂部有輝綠巖巖脈分布。②中部剝離斷層帶，發(fā)育于中元古界大理巖內(nèi)，其產(chǎn)狀與基底滑脫帶相近，緩傾向北；在接近基底滑脫帶附近，有閃長玢巖平行片理S1呈巖床產(chǎn)出，閃長玢巖邊部的黑云母、斜長石平行接觸面定向分布，具同構(gòu)造期巖體的特征。③上部剝離斷層帶，發(fā)育于上元古界南華系張八嶺群北將軍組上，下段，以及北將軍組與西冷組之間；總體走向近東西，產(chǎn)狀平緩，在穹形構(gòu)造南北兩側(cè)分別緩傾向南、北，∠10°～15°，略呈緩波狀；在南黃變質(zhì)核雜巖西部地質(zhì)剖面圖上（圖6），顯示它們緩傾向南，與中部剝離斷層帶似乎呈小角度相交。④頂部剝離斷層,位于中間韌性流變層與上覆沉積蓋層之間；由于強烈的構(gòu)造剝蝕作用，在南黃村以北的廣大區(qū)域內(nèi)，未見震旦系及以上沉積蓋層出露；僅在南黃村南東7Km的來安縣練子山、大庵山一帶有震旦系燈影組白云質(zhì)大理巖零星分布，總體產(chǎn)狀近東西（N70°E～N70°W/S30°～40°），白云質(zhì)大理巖中也發(fā)育有“順層”韌性剪切帶，以及走向近東西、緩傾向南（∠20°±）的正斷層，斷層兩盤相對運動方向為上盤由北向南滑動，它們是殘存之頂板剝離斷層的一部分，變形強度明顯低于中間韌性流變層，其中未見褶疊層構(gòu)造及拉伸線理。

圖6 南黃地區(qū)構(gòu)造剖面圖Fig.6 Structural section of the Nanhuang area

從廣義上來講，變質(zhì)雜巖核以上由上述四個不同構(gòu)造層次的剝離斷層帶，以及夾持其間變形相對較弱的巖片，組成厚度在500m以上的滑脫剝離斷層系。

2.4 沉積蓋層

從區(qū)域上來看，南黃地區(qū)以北未見張八嶺群上覆的震旦系-奧陶系沉積蓋層出露，而南黃村南東7km的練子山、大庵山一帶有震旦系燈影組白云質(zhì)大理巖分布，其走向近東西，傾向南，∠30°～40°。值得強調(diào)的是：它們與位于南黃村南西約40km滁州市施集一帶出露的燈影組構(gòu)造特征明顯不同，后者與其上覆寒武系、奧陶系共同組成北東向印支期滁州復式褶皺，其特點是發(fā)育有走向北東的緊閉同斜倒轉(zhuǎn)褶皺，軸面陡傾向北西，∠70°，伴生同方向的高角度逆沖斷層，逆沖方向由北西→南東；而練子山、大庵山一帶分布的震旦系與后者在構(gòu)造型式、變形樣式上明顯不同，說明它們是形成晚于北東向印支期褶皺的南黃變質(zhì)核雜巖沉積蓋層的一部分。

3 南黃變質(zhì)核雜巖的厘定

3.1 南黃地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征如下：

（1）平面上呈不規(guī)則穹形，穹形構(gòu)造內(nèi)部出露南華系張八嶺群北將軍組，四周環(huán)繞張八嶺群西冷組，兩者之間發(fā)育有緩傾斜的韌性剝離斷層。

（2）具有由上太古界TTG質(zhì)南黃片麻巖套組成的變質(zhì)雜巖核，變質(zhì)相達高角閃巖相，與上覆淺變質(zhì)的綠片巖相中元古界及上元古界中間層呈突變；圍繞變質(zhì)核發(fā)育有多層順層韌性剪切帶及緩傾斜韌性斷層。

（3）由中元古界大理巖段及上元古界張八嶺群綠片巖相淺變質(zhì)巖系組成中間韌性流變層，其中糜棱巖類非常發(fā)育，順層掩臥褶皺（褶疊層構(gòu)造）十分普遍，造成小尺度上的巖層重復，但大尺度上層序仍然正常；

（4）地層強烈拉伸變薄及缺失，南黃ZK01、ZK02兩個鉆孔相距僅750m，可是ZK01孔內(nèi)中元古代大理巖段及上元古界北將軍組的厚度較ZK02分別減薄98m及65m（圖6）；從揚子地塊北東緣的大范圍來看，南黃地區(qū)由于強烈拉伸而缺失早元古代及部分中元古代（肥東群）地層，造成地質(zhì)柱切失。

（5）發(fā)育不同構(gòu)造層次的滑脫剝離斷層，糜棱巖內(nèi)宏觀及微觀尺度的S-C構(gòu)造，以及定向薄片中旋轉(zhuǎn)碎斑、S-C組構(gòu)都指示斷層上盤相對下滑，具正斷層性質(zhì)。

（6）巖漿活動強烈。穹形構(gòu)造北東有燕山期戈郢花崗閃長巖體，正東有屯倉斑狀二長花崗巖體分布；區(qū)內(nèi)巖脈發(fā)育，并有與滑脫剝離斷層產(chǎn)狀一致的閃長玢巖及煌斑巖巖床。

3.2 滑脫剝離斷層剪切滑動方向

滑脫剝離斷層的剪切滑動方向根據(jù)下列標志推斷：① 根據(jù)地表緩傾斜韌性剝離斷層內(nèi)S-C構(gòu)造。南黃村東1km處剝離斷層內(nèi)Sm產(chǎn)狀N80°E/NW6°，Ss產(chǎn)狀N80°W/NW30°， S-C構(gòu)造指示左旋,即緩傾斜韌性剝離斷層向南剪切滑動（圖7-a）。②根據(jù)剪切帶內(nèi)褶皺軸面倒向。南黃村南東緩傾斜韌性剝離斷層發(fā)育有剪切帶內(nèi)無根褶皺，其軸面倒向南，指示向南剪切滑動（圖7-b）。③根據(jù)定向薄片顯微構(gòu)造推斷。據(jù)9塊定向薄片XZ面內(nèi)旋轉(zhuǎn)碎斑、S-C組構(gòu)等指向構(gòu)造統(tǒng)計，大多數(shù)指示左旋（圖6-b-f）,僅個別指示右旋（圖6-g）,總體指示朝南南東方向剪切滑動。④根據(jù)地層減薄方向及沉積蓋層分布推斷。地質(zhì)剖面上張八嶺群內(nèi)上部滑脫剝離斷層緩傾向南，中元古界及北將軍組地層自北向南減薄，沉積蓋層燈影組僅分布在區(qū)外南東的練子山一帶。綜前所述，根據(jù)現(xiàn)有資料來看，南黃變質(zhì)核雜巖滑脫剝離斷層總體剪切滑動方向應是由北向南-南南東。

綜上所述，南黃地質(zhì)構(gòu)造是一個典型的具有三層式結(jié)構(gòu)的變質(zhì)核雜巖，按其大地構(gòu)造位置，屬陸內(nèi)造山型變質(zhì)核雜巖[18]。

4 南黃變質(zhì)核雜巖形成時代及成因初探

4.1 形成時代

為了研究南黃變質(zhì)核雜巖的形成時代，我們在中部剝離斷層帶底部的同構(gòu)造期閃長玢巖巖床中采集同位素年齡樣1個，閃長玢巖邊部發(fā)育由斜長石、黑云母定向排列組成的流面構(gòu)造，但本身并沒有糜棱巖化現(xiàn)象，說明它們是同構(gòu)造期巖體。K-Ar稀釋法測定結(jié)果為147±4.4Ma（表1）。

表1 南黃閃長玢巖K-Ar稀釋法年齡測定Table 1 Dating of the Nanhuang diorite porphyrite by K-Ar dilution

同位素年齡數(shù)值說明南黃變質(zhì)核雜巖形成于晚侏羅世的末期；另外，閃長玢巖稀土元素測定結(jié)果δE=1.02，無負Eu異常的中酸性火成巖標志著加厚陸殼的存在,或者是具山根的造山帶環(huán)境[19]；上述數(shù)據(jù)及區(qū)域地質(zhì)資料表明，南黃變質(zhì)核雜巖形成于滁州-巢湖前陸褶皺沖斷帶由侏羅紀燕山運動早期擠壓推覆向燕山運動晚期伸展滑覆作用構(gòu)造轉(zhuǎn)化過程的初期。

4.2 南黃變質(zhì)核雜巖形成機制初探

變質(zhì)核雜巖形成機制有多種解釋，概括起來主要有區(qū)域抽拉模式和熱隆伸展模式，前者強調(diào)地殼的拉伸引起核雜巖的上升和巖漿侵入，后者則強調(diào)由于地幔上隆、加熱與巖漿侵入引起地殼的伸展。

在探討南黃變質(zhì)核雜巖形成機制時，我們注意到以下事實：①南黃變質(zhì)核雜巖位于揚子地塊北東緣前陸褶皺沖斷帶與大別-蘇魯造山帶的過渡部位，長江下游北東向地幔隆起帶的北坡;揚子地塊北緣的崆嶺、星子、洪鎮(zhèn)（董嶺）和南黃變質(zhì)核雜巖，雖然都分布在古大陸的邊緣，但其分布明顯地非線（帶）狀。②地表呈不規(guī)則穹形，位于區(qū)域北西西向重力高異常的核部，該重力異常是深部密度較大的中元古界大理巖段與上太古界南黃片麻巖套之反映。③區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，同構(gòu)造期侵入巖脈同位素地質(zhì)年齡147±4.4Ma，正是區(qū)域應力場由擠壓機制向拉伸機制轉(zhuǎn)變的初期。④第2期A形線理（La2）指示中間韌性流變層在總體由北向南剪切滑動的前提下，穹形構(gòu)造有向四周滑動的分量。這些特點很難單純用上述某一種模式解釋，很可能是兩者共同作用的結(jié)果。

5 結(jié)論與討論

（1）南黃變質(zhì)核雜巖分布在揚子地塊北東緣滁州-巢湖前陸褶皺沖斷帶與大別-蘇魯造山帶的過渡部位，屬陸內(nèi)造山型變質(zhì)核雜巖。以具三層式結(jié)構(gòu)為特征，變質(zhì)雜巖核為高角閃巖相的上太古界南黃片麻巖套，中間韌性流變層由綠片巖相的上元古界張八嶺群和中元古界大理巖段組成，沉積蓋層為震旦系；宏觀及微觀指向構(gòu)造，反映總體由北向南-南南東剪切滑動。

（2）南黃變質(zhì)核雜巖形成時代為晚侏羅世末期，是造山后期伸展作用過程的產(chǎn)物，受區(qū)域地幔上隆、巖漿侵入與區(qū)域伸展作用共同控制形成。

（3）南黃變質(zhì)核雜巖是繼洪鎮(zhèn)變質(zhì)核雜巖以后，在揚子地塊東北緣發(fā)現(xiàn)的又一變質(zhì)核雜巖。同時，北將軍組中次級剝離斷層附近發(fā)現(xiàn)金礦化，在次級剝離斷層與有利層位（如黃鐵礦化石墨片巖）及高角度脆性斷層復合部位，是尋找金及多金屬礦的有利部位。因此，它的發(fā)現(xiàn)和厘定，對區(qū)域早前寒武紀地質(zhì)、中生代大陸造山作用研究，以及地質(zhì)找礦都有重要意義。但是，其形成機制、形成時代，以及構(gòu)造演化等問題，都還有待進一步深入研究。

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