湖北北部藍(lán)片巖帶地質(zhì)特征

徐翠微，宋文琪，程思智

?

湖北北部藍(lán)片巖帶地質(zhì)特征

徐翠微，宋文琪，程思智

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

位于華北陸塊與揚(yáng)子陸塊之間的桐柏-大別山系是我國劃分東部南北兩大地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)的重要結(jié)合帶。湖北北部藍(lán)片巖帶展布于桐柏-大別造山帶南部，通過對(duì)桐柏山南緣的余店藍(lán)片巖帶和木蘭山藍(lán)片巖帶的分布特征、巖石類型及巖石礦物學(xué)特征的論述，總結(jié)分析了鄂北藍(lán)片巖帶的變質(zhì)特征及變形特征。

藍(lán)片巖；高壓變質(zhì)帶；桐柏-大別造山帶；余店

1 藍(lán)片巖帶分布特征

鄂北藍(lán)片巖帶呈北西向帶狀，展布于桐柏-大別造山帶南部新元古代活動(dòng)帶中，見于桐柏山南緣余店，大別山南緣木蘭山等地，東延直抵郯廬斷裂。該藍(lán)片巖帶展布方位既與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，又沿著一定的構(gòu)造部位產(chǎn)于新元古代變質(zhì)巖系中，具有受控于構(gòu)造和層位的雙重性。根據(jù)本次研究結(jié)合前人的研究成果及工作，本文著重總結(jié)論述桐柏山南緣的余店藍(lán)片巖帶和大別山南緣的木蘭山藍(lán)片巖（圖1）。

圖1 桐柏-大別地區(qū)變質(zhì)地質(zhì)略圖[1]（據(jù)張澤明1994修改）

1.白堊系-古近系；2.侏羅系；3.花崗巖；4.榴輝巖；5.藍(lán)片巖相或硬柱石藍(lán)片巖相區(qū)；6.低綠片巖相-綠片巖相區(qū)；7.高綠片巖相區(qū)；8.綠簾角閃巖相區(qū)；9.低角閃巖相區(qū)；10.角閃巖相區(qū)；11.麻粒巖相區(qū)；12斷層

1.1 余店藍(lán)片巖帶

展布于桐柏山南緣，出露于英店-大悟斷裂南側(cè)棗陽縣棗林店及隨縣封江口、高城和應(yīng)山縣余店、蔡家河西側(cè)一帶。藍(lán)片巖呈夾層和互層狀，產(chǎn)于上震旦統(tǒng)泥質(zhì)-碳酸鹽沉積變質(zhì)巖系和隨縣群上部酸性火山巖中，耀嶺河群基性火山變質(zhì)巖系局部可見[2]。藍(lán)片巖帶主要分布于余店倒轉(zhuǎn)向斜軸部，延伸長度約80km，出露最大寬度約11km，其中以封江口至余店一帶連續(xù)性較好。主要藍(lán)片巖類型有藍(lán)閃絹（白）云母巖、藍(lán)閃白云石英鈉長巖、藍(lán)閃鈉長淺粒巖，此外，還有藍(lán)閃方解石大理巖、藍(lán)閃鈣質(zhì)變砂巖和藍(lán)閃綠片巖。

1.2 木蘭山藍(lán)片巖帶

分布于大別山南緣，襄樊-廣濟(jì)斷裂北側(cè)的黃陂縣碌岸、木蘭山、紅安縣覓兒及廣濟(jì)縣四望一帶，呈北西向帶狀分布。藍(lán)片巖類型以藍(lán)閃白云石英鈉長片巖，藍(lán)閃鈉長淺粒巖為主，局部有藍(lán)閃綠片巖和藍(lán)閃白云母片巖。呈夾層或互層狀，主要產(chǎn)于隨縣群（原紅安群磨盤寨組）酸性火山沉積變質(zhì)巖夾基性火山變質(zhì)巖巖石組合之中[3]，其上（原紅安群塔爾崗組）變質(zhì)基性火山巖中有時(shí)可見。本藍(lán)片巖帶延伸長度約150km，在木蘭山一帶最大寬度為10km，以團(tuán)風(fēng)-麻城斷裂帶西側(cè)的木蘭山-覓兒一帶發(fā)育完好。東側(cè)由于新洲盆地和大別山雜巖相隔，藍(lán)片巖缺失，直到圻春-廣濟(jì)一帶隨縣群再現(xiàn)后才有出現(xiàn)，隨后沿郯廬斷裂帶東側(cè)向北東延伸至嘉山，全椒張八嶺地區(qū)，并與皖中藍(lán)片巖帶連成一片。

2 主要巖石類型及礦物學(xué)特點(diǎn)

2.1 余店藍(lán)片巖帶

余店藍(lán)片巖產(chǎn)于震旦系陡山沱組、耀嶺河群和隨縣群中，由一套淺變質(zhì)的海相火山沉積巖組成，主要有變細(xì)碧角斑巖、變火山角礫巖、云母片巖、云母石英片巖、石英巖和大理巖等，片理化細(xì)碧巖與泥質(zhì)云母片巖、大理巖成互層狀[4]。

藍(lán)片巖受層位和巖性控制明顯，按原巖性質(zhì)可劃分為泥質(zhì)夾凝灰質(zhì)沉積巖型，變質(zhì)火山碎屑巖型、變質(zhì)火山熔巖型、碳酸鹽巖型四種巖石類型。前兩類含藍(lán)閃石類礦物5%~25%，后二類為1%~5%，本區(qū)藍(lán)閃石類礦物以鋁鐵閃石（青鋁閃石）為主，次為鎂鈉閃石，尚未見到標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)閃石。

區(qū)內(nèi)常見變質(zhì)礦物為鈉長石、石英、絹云母、方解石、綠泥石、陽起石、綠簾石、角閃石及鋁鐵閃石、鎂鈉閃石、黑硬綠泥石等，未見到硬玉和文石。變質(zhì)作用以低溫、強(qiáng)應(yīng)力為特征，間有一個(gè)由藍(lán)閃綠片巖相、綠片巖相組成的遞增變質(zhì)帶，也是一個(gè)不太典型的高壓變質(zhì)帶。

2.2 木蘭山藍(lán)片巖帶

主要由兩類巖石組成，即變質(zhì)納質(zhì)酸性火山巖型藍(lán)片巖和變質(zhì)納質(zhì)基性火山巖型藍(lán)片巖。變質(zhì)納質(zhì)酸性火山巖型藍(lán)片巖主要有藍(lán)閃綠簾白云石英鈉長片巖、藍(lán)閃絹云母石英鈉長片巖、藍(lán)閃鈉長淺粒巖；黑硬綠泥石藍(lán)閃鈉長淺粒巖組成。其共生巖石以各種富含鈉長石的片巖、淺粒巖、變粒巖為主，主要礦物有藍(lán)閃石類（鎂鈉閃石、青鋁閃石），含量5%~10%，石英和鈉長石約15%~5%，絹（白）云母5%~10%，綠泥石和黑硬綠泥石約1%~10%，綠簾石約1%~5%，巖石中保留變余晶屑結(jié)構(gòu)，變余斑狀結(jié)構(gòu)。

變質(zhì)納質(zhì)基性火山巖型藍(lán)片巖主要有綠泥鈉長絹云藍(lán)片巖、藍(lán)閃綠泥綠簾鈉長片巖、藍(lán)閃綠簾綠泥片巖、藍(lán)閃鈉長綠泥陽起片巖組成，共生巖石以各類綠片巖為主。主要礦物有藍(lán)閃石類，含量約5%~25%，榍石少量，白鈦礦和鈦磁鐵礦約1%~5%，為變余碎屑結(jié)構(gòu)，變余交熾結(jié)構(gòu)，片理構(gòu)造明顯。

木蘭山藍(lán)片巖帶中未見到典型的藍(lán)閃石，而廣泛出現(xiàn)藍(lán)閃石類礦物，即鎂鈉閃石和青鋁閃石，也未見到硬玉、硬柱石、文石等典型高壓礦物，但黑硬綠泥石、多硅白云母大量出現(xiàn)[5]，根據(jù)礦物共生組合、區(qū)域地質(zhì)特征和變質(zhì)作用特征，說明本帶處于溫度較低，壓力較高的裂陷槽環(huán)境，屬藍(lán)閃綠片巖相。

3 變質(zhì)作用及變形特點(diǎn)

鄂北藍(lán)片巖系高壓變質(zhì)相系的條件為：T=350~550℃，P=3~7×108Pa。藍(lán)閃石片巖出現(xiàn)在這個(gè)相系的低溫部分藍(lán)閃綠片巖相之中，其溫壓條件為T=350~450℃，P=5~7×108Pa[6]。如果按照每加深1km，負(fù)荷壓力增加0.275×108Pa計(jì)算，地溫梯度則為14℃/km，地溫梯度偏高、變質(zhì)溫度偏高、壓力偏低是該變質(zhì)帶的重要特點(diǎn)。但從總體情況來看，則與日本三波川高壓變質(zhì)帶有較大的一致性[7]。

鄂北藍(lán)片巖帶不僅是一個(gè)中-高壓變質(zhì)帶，而且也是一個(gè)強(qiáng)應(yīng)變帶（或韌性剪切帶），早期（主期）以大規(guī)模的同斜、倒臥褶皺開始，以一系列的逆沖走滑斷裂出現(xiàn)而達(dá)到板塊碰撞高峰，并與區(qū)域變質(zhì)作用相互配合，使巖石產(chǎn)生動(dòng)態(tài)重結(jié)晶和塑性變形，形成區(qū)域性片理、拉伸線理和其它變形現(xiàn)象。這一變質(zhì)時(shí)期也是藍(lán)片巖帶的形成時(shí)期，區(qū)域上有遞增變質(zhì)帶相伴出現(xiàn)。晚期變形規(guī)模小，且有一定的局限性，它們?cè)谛鼻懈脑煸缙谄硗瑫r(shí)，也使藍(lán)片巖層、藍(lán)閃石類礦物產(chǎn)生彎曲和折斷，并在區(qū)域上引起局部退化變質(zhì)現(xiàn)象。

鄂北高壓變質(zhì)帶變質(zhì)作用的另一個(gè)重要特點(diǎn)，是大多數(shù)礦物內(nèi)部常見有環(huán)帶結(jié)構(gòu)和成分分帶性，且壓力較高的礦物常出現(xiàn)在內(nèi)部，而溫度較高的礦物常出現(xiàn)在邊緣，與此相對(duì)應(yīng)的則是區(qū)域上出現(xiàn)的遞增變質(zhì)帶，反映變質(zhì)作用是在溫度逐漸上升、壓力逐步降低的條件下進(jìn)行，并且首先進(jìn)入高壓環(huán)境。變質(zhì)作用達(dá)到高峰之后的冷卻過程中，溫度、壓力逐漸降低，并使業(yè)已形成的變質(zhì)巖石發(fā)生退變質(zhì)作用[8]，顯示了變質(zhì)作用P-T條件隨時(shí)間（t）的變化規(guī)律。這種規(guī)律可能同大陸板塊A型俯沖活動(dòng)有關(guān)[9]，它們?cè)诘厍蜓莼^程中的大體過程是：華北陸塊、揚(yáng)子陸塊俯沖（陸-陸碰撞）的初級(jí)階段。處于地殼淺部的巖層首先產(chǎn)生低溫低壓變質(zhì)；隨著板塊俯沖深度增大，裂陷槽隨之強(qiáng)烈收縮，構(gòu)造疊置作用加強(qiáng)，巖層厚度急劇變大，負(fù)荷壓力巨增，使之出現(xiàn)較低的地溫梯度異常值，變質(zhì)作用轉(zhuǎn)入低溫高壓變質(zhì)階段，板塊俯沖停止之后，處于地殼深部的巖層在壓力相對(duì)降低、溫度相對(duì)升高、地溫梯度增大的條件下繼續(xù)變質(zhì)，形成與地層埋深大體呈正相關(guān)的進(jìn)變質(zhì)作用[10]，在區(qū)域上產(chǎn)生緩慢遞變的遞增變質(zhì)帶。在最后的地殼抬升階段變質(zhì)溫度逐漸降低冷卻，壓力逐漸降低，地溫梯度逐漸恢復(fù)到正常值，變質(zhì)作用進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)。

4 形成時(shí)代

鄂北藍(lán)片巖帶產(chǎn)出于包括上震旦統(tǒng)陡山沱組在內(nèi)的新元古界變質(zhì)巖系中，從大量一致性較好的鋯石U~Pb年齡、全巖Rb~Sr等時(shí)線年齡，以及震旦系以上地層沒有藍(lán)片巖出現(xiàn)的情況來看，其形成時(shí)代可能為前寒武紀(jì)晚期，年限大致范圍在650~750Ma左右，表明鄂北藍(lán)片巖帶屬于中央造山帶中的新元古代中高壓變質(zhì)帶。

5 結(jié)論

余店藍(lán)片巖帶中的藍(lán)片巖受層位和巖控性明顯，區(qū)內(nèi)藍(lán)閃石類礦物以鋁鐵閃石為主，鎂鈉閃石次之，未見標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)閃石；常見變質(zhì)礦物中未見硬玉和文石。變質(zhì)作用以低溫、高壓、強(qiáng)應(yīng)力為特征，間有一個(gè)藍(lán)閃綠片巖相、綠片巖相組成的遞增變質(zhì)帶。

木蘭山藍(lán)片巖帶中藍(lán)閃石類礦物廣泛出現(xiàn)，未見典型藍(lán)閃石，硬玉、文石、硬柱石等典型高壓礦物也未出現(xiàn)，而黑硬綠泥石、多硅白云母大量出現(xiàn)，根據(jù)礦物組合、區(qū)域地質(zhì)特征及變質(zhì)作用特征，說明該帶處于低溫、高壓的裂陷槽環(huán)境，屬藍(lán)閃綠片巖相。

鄂北藍(lán)片巖帶是一個(gè)新元古代中－高壓變質(zhì)帶，在區(qū)域上有遞增變質(zhì)帶相伴出現(xiàn)。該變質(zhì)帶高壓變質(zhì)作用形成的大多數(shù)礦物內(nèi)部常見有環(huán)帶結(jié)構(gòu)和成分分帶性，且壓力較高的礦物常出現(xiàn)在內(nèi)部，而溫度較高的礦物常出現(xiàn)在邊緣。

[1] 張澤明, 游振東. 桐柏~大別山高壓超高壓變質(zhì)帶[J]. 地球科學(xué), 1994（1）: 1-7.

[2] 趙銀勝. 湖北北部耀嶺河群, 武當(dāng)山群, 隨縣群（大狼山群）之我見[J]. 地層學(xué)雜志, 1997（1）: 77-80.

[3] 張澤明, 韓書杰. 桐柏-大別造山帶隨縣群變質(zhì)變形作用研究[J]. 地球科學(xué), 1996（3）: 280-284.

[4] 周高志, 康維國. 鄂北藍(lán)片巖帶若干問題討論[J]..地質(zhì)通報(bào), 1990（3）: 65-71.

[5] 周高志, 韓守榮, 康維國, 等. 鄂北藍(lán)片巖帶特征、時(shí)代及成因討論[J].. 資源環(huán)境與工程, 1987（1）: 73-83.

[6] 孫壯. 鄂北木蘭山藍(lán)片巖帶地質(zhì)特征及成因探討[D]. 中國地質(zhì)大學(xué), 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）, 1989.

[7] S.Banno, 吳福元. 日本三波川變質(zhì)帶的演化[J]. 世界地質(zhì), 1991（1）: 52-53.

[8] 盧良兆，許文良. 巖石學(xué)[M]. 北京: 地質(zhì)出版社. 2011: 259.

[9] 張開均, 黃鐘瑾, 施央申. 鄂皖邊界揚(yáng)子板塊前陸盆地的A型俯沖[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 1996（4）: 217-223.

[10] 田志偉. 大別-蘇魯造山帶混合巖的成因研究[D]. 中國地質(zhì)科學(xué)院, 2009.

Basic Geological Features of Blueschist Belt in North Hubei

XU Cui-wei SONG Wen-qi CHENG Si-zhi

（College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059）

The Tongbai-Dabie Mountains located between the North China block and the Yangtze block is an important juncture. The blueschist belt in north Hubei is exposed in the south of the Tongbai-Dabie orogenic belt. This paper deals with distribution, rock type and petrological characteristics blue schist belt in Yudian and Mulanshan on the southern margin of the Tongbai Mountains and metamorphic and deformation characteristics blueschist belt in north Hubei.

blue schist; high pressure metamorphic belt; Tongbai- Dabie orogenic belt

2017-10-15

徐翠微（1994-），女，甘肅定西人，在讀碩士研究生，專業(yè)：地質(zhì)學(xué)；研究方向：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)

P588.1

A

1006-0995（2018）03-0363-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.003