廣西岑溪三堡地區(qū)區(qū)域變質(zhì)巖及變質(zhì)作用特征

龔 云，凌紹年

廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，廣西 桂林 541003

廣西岑溪三堡地區(qū)位于廣西東南部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°30′～111°00′，北緯23°30′～24°00′，地處揚(yáng)子陸塊與武夷─云開(kāi)造山系的接合部位。前人對(duì)調(diào)查區(qū)做過(guò)大量的研究工作，對(duì)區(qū)域變質(zhì)作用類(lèi)型、成因特點(diǎn)、形成時(shí)期等方面進(jìn)行了探討，認(rèn)為調(diào)查區(qū)變質(zhì)作用程度不深，只達(dá)綠片巖相程度，僅在云開(kāi)巖群分布地區(qū)達(dá)角閃巖相的中高級(jí)變質(zhì)程度，具有中─低壓區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用的特點(diǎn)。因調(diào)查區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，巖石遭受不同類(lèi)型變質(zhì)作用的影響，另外，區(qū)域變質(zhì)巖的巖性特征及礦物組合特征也比較復(fù)雜，一些相關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題存在一定爭(zhēng)議。此次研究工作研究小組基于1 ∶25 萬(wàn)貴縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，根據(jù)野外和室內(nèi)資料，對(duì)三堡地區(qū)區(qū)域變質(zhì)作用特征以及變質(zhì)作用過(guò)程中物質(zhì)遷移的規(guī)律等進(jìn)行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

三堡地區(qū)變質(zhì)地層主要為奧陶系六陳組、東沖組及云開(kāi)巖群等，區(qū)域變質(zhì)巖類(lèi)型主要為泥質(zhì)變質(zhì)巖類(lèi)、長(zhǎng)英質(zhì)變質(zhì)巖類(lèi)等。巖體主要為三疊紀(jì)花崗巖株群和侏羅紀(jì)花崗巖。三疊紀(jì)花崗巖株群中各侵入體巖性基本相似，主要為中細(xì)粒（含）堇青石黑云花崗閃長(zhǎng)巖，局部（規(guī)模較大的侵入體中心相）為堇青石黑云母二長(zhǎng)花崗巖。巖體產(chǎn)出于中─新元古代云開(kāi)群變粒巖中，具有由區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖、混合巖、花崗巖“三位一體”的巖石共生組合特征。侏羅紀(jì)花崗巖主要為中─粗粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖、中粒斑狀（含角閃）黑云二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖。

2 區(qū)域變質(zhì)巖巖石類(lèi)型及巖石特征

2.1 泥質(zhì)變質(zhì)巖類(lèi)

泥質(zhì)變質(zhì)巖類(lèi)主要見(jiàn)于三堡地區(qū)奧陶系六陳組、東沖組及云開(kāi)巖群變質(zhì)巖層中，主要巖性有輕變質(zhì)（砂質(zhì)）泥巖、（石英）絹云母板巖、（斑點(diǎn)狀）絹云千枚巖、堇青黑云片巖及矽線(xiàn)二云母片巖。巖石具（變余泥質(zhì)）顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、片狀變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、千枚狀構(gòu)造、斑點(diǎn)狀構(gòu)造、定向構(gòu)造、劈理構(gòu)造、片理構(gòu)造。礦物成分以絹云母、白云母、粘土礦物為主，含有少量石英、綠泥石、堇青石、矽線(xiàn)石等[1]。原巖主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖等。

2.2 長(zhǎng)英質(zhì)變質(zhì)巖類(lèi)

長(zhǎng)英質(zhì)變質(zhì)巖類(lèi)主要見(jiàn)于三堡地區(qū)奧陶系六陳組、東沖組及云開(kāi)巖群變質(zhì)巖層中，主要巖性有輕變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、輕變質(zhì)長(zhǎng)石巖屑砂巖、輕變質(zhì)巖屑（雜）砂巖、堇青黑云（二長(zhǎng)）變粒巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖、石英巖、堇青（矽線(xiàn)）黑云長(zhǎng)石石英巖、含堇青二云（斜長(zhǎng)）石英巖、黑云斜長(zhǎng)石英巖。巖石具變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、條痕狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造[2]。礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，其次為巖屑、黑云母、絹─白云母，綠泥石、堇青石、紅柱石、矽線(xiàn)石等含量較少。原巖主要為長(zhǎng)石巖屑（石英）砂巖、長(zhǎng)石巖屑（雜）砂巖、硅質(zhì)巖等。

2.3 混合巖巖類(lèi)

混合巖巖類(lèi)主要分布于三堡地區(qū)三疊紀(jì)花崗巖體與圍巖中─新元古代云開(kāi)群變粒巖外接觸帶中，主要巖性有條痕狀矽線(xiàn)黑云長(zhǎng)石石英巖、（條痕狀）混合質(zhì)黑云堇青變粒巖、混合質(zhì)（含紅柱、矽線(xiàn)）堇青黑云變粒巖、混合巖化黑云二長(zhǎng)變粒巖、（條痕狀）混合巖、中─細(xì)粒堇青石黑云母混合花崗巖、中─細(xì)粒堇青石二云母混合花崗巖、細(xì)─中粒（含石榴石矽線(xiàn)石）黑云母堇青混合花崗巖[3]。巖石具粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)、花崗變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、條痕狀構(gòu)造。巖石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石，其次為黑云母、堇青石（假晶）、白云母、紅柱石、矽線(xiàn)石、石榴石、粘土礦物等。

3 區(qū)域變質(zhì)作用特征

3.1 變質(zhì)帶劃分及特點(diǎn)

根據(jù)泥質(zhì)變質(zhì)巖和變質(zhì)基性巖中變質(zhì)礦物的出現(xiàn)、消失、轉(zhuǎn)變等反應(yīng)關(guān)系可將變質(zhì)帶劃分為絹云母─白云母帶、黑云母帶、堇青石─紅柱石帶、堇青石─矽線(xiàn)石帶等4 個(gè)變質(zhì)帶（見(jiàn)圖1）。三堡地區(qū)區(qū)域變質(zhì)巖與混合巖在空間上和成因上有密切的聯(lián)系，因此，研究小組在劃分變質(zhì)帶時(shí)沒(méi)有拋開(kāi)混合巖區(qū)，這樣更能突出變質(zhì)巖和混合巖在空間上的關(guān)系，有利于對(duì)其成因的探討[4]。

圖1 三堡地區(qū)變質(zhì)帶分布圖

3.1.1 絹云母—白云母帶

該變質(zhì)帶主要分布于三堡斷裂以西奧陶統(tǒng)變質(zhì)地層中。局部受到花崗巖侵入影響，在區(qū)域變質(zhì)作用上疊加接觸變質(zhì)作用使分帶性不明顯。典型巖石類(lèi)型有輕變質(zhì)含泥質(zhì)條帶砂質(zhì)泥巖、石英絹云母板巖、絹云千枚巖、輕變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、輕變質(zhì)長(zhǎng)石巖屑砂巖、輕變質(zhì)巖屑砂巖、石英巖等。巖石變質(zhì)程度低，以泥質(zhì)變質(zhì)巖中普遍出現(xiàn)絹云母、白云母、綠泥石等變質(zhì)礦物為特征。高溫部分逐漸出現(xiàn)黑云母向黑云母帶或堇青石帶過(guò)渡的特征。

3.1.2 黑云母帶

該變質(zhì)帶主要分布于三堡斷裂以西奧陶統(tǒng)變質(zhì)地層中。典型巖石類(lèi)型有輕變質(zhì)長(zhǎng)石巖屑砂巖、變質(zhì)細(xì)粒巖屑雜砂巖、（條痕狀）黑云長(zhǎng)石石英巖、黑云（二長(zhǎng)）變粒巖、黑云斜長(zhǎng)石英巖、（條痕狀）黑云斜長(zhǎng)變粒巖等。巖石以泥質(zhì)變質(zhì)巖中出現(xiàn)黑云母為特征，但黑云母在巖石中所占的比例、含量變化的幅度及代表性巖石各異。

3.1.3 堇青石—紅柱石帶

該變質(zhì)帶主要分布于三堡地區(qū)三疊紀(jì)花崗巖體與圍巖中─新元古代云開(kāi)群變粒巖外接觸帶。典型巖石類(lèi)型有含堇青二云（斜長(zhǎng)）石英巖、條痕狀堇青黑云長(zhǎng)石石英巖、含堇青白云長(zhǎng)石石英巖、堇青黑云片巖、含堇青黑云斜長(zhǎng)變粒巖、（含）堇青黑云變粒巖、（條痕狀）混合質(zhì)黑云堇青變粒巖、混合質(zhì)堇青黑云變粒巖、混合巖化（堇青）黑云二長(zhǎng)變粒巖、混合質(zhì)含紅柱堇青黑云變粒巖等。該變質(zhì)帶以泥質(zhì)變質(zhì)巖中出現(xiàn)堇青石、紅柱石為特征，而且往往與黑云母同時(shí)出現(xiàn)。

3.1.4 堇青石—矽線(xiàn)石帶

該變質(zhì)帶主要分布于三堡地區(qū)三疊紀(jì)花崗巖體與圍巖中─新元古代云開(kāi)群變粒巖外接觸帶。典型巖石類(lèi)型有條痕狀矽線(xiàn)黑云長(zhǎng)石石英巖、矽線(xiàn)二云母片巖、混合巖化含矽線(xiàn)堇青黑云變粒巖、混合巖、（堇青）黑云混合花崗巖、中─細(xì)粒堇青石二云母混合花崗巖、細(xì)─中粒含石榴石矽線(xiàn)石、黑云母堇青石混合花崗巖等。該變質(zhì)帶以泥質(zhì)變質(zhì)巖中矽線(xiàn)石的初次出現(xiàn)為劃分標(biāo)志。需要指出的是矽線(xiàn)石的出現(xiàn)并不像典型的矽線(xiàn)石帶那樣以白云母的消失為前提，巖石中仍見(jiàn)沒(méi)有后生特點(diǎn)的白云母。

3.2 變質(zhì)相劃分及特點(diǎn)

根據(jù)變質(zhì)礦物組合及不同變質(zhì)帶所處的空間位置和特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)的白云母─絹云母帶、黑云母帶屬綠片巖相；堇青石─紅柱石帶、堇青石─矽線(xiàn)石帶屬角閃巖相。

3.2.1 綠片巖相

不同地段綠片巖相中的礦物共生組合差別不大，泥質(zhì)變質(zhì)巖中的主要造巖礦物有絹云母、白云母、黑云母、綠泥石、鈉長(zhǎng)石和石英。其典型的礦物共生組合有：石英+絹云母（白云母）±斜長(zhǎng)石、石英+絹云母（白云母）+綠泥石、石英+絹云母（白云母）+黑云母±斜長(zhǎng)石、石英+絹云母（白云母）+綠泥石+黑云母±斜長(zhǎng)石、石英+白云母+黑云母+斜長(zhǎng)石+鉀長(zhǎng)石。

富鈣變質(zhì)巖的主要組成礦物共生組合有斜長(zhǎng)石、方解石、黑云母、綠泥石和石英。其典型的礦物共生組合有：石英+絹云母（白云母）+綠泥石+方解石。

這6 個(gè)礦物共生組合是代表綠片巖相（絹云母─白云母帶、黑云母帶）的主要標(biāo)志。

3.2.2 角閃巖相

該相根據(jù)變質(zhì)程度劃分為2 個(gè)礦物帶或亞相，即堇青石─紅柱石亞相和堇青石─矽線(xiàn)石亞相。

（1）堇青石─紅柱石亞相。該亞相以絹云母、綠泥石等的消失，紅柱石、堇青石、黑云母的出現(xiàn)為標(biāo)志。其變質(zhì)巖中的典型礦物共生組合有：石英+白云母+堇青石+斜長(zhǎng)石、石英+白云母+黑云母+斜長(zhǎng)石+堇青石±鉀長(zhǎng)石、石英+白云母+黑云母+鉀長(zhǎng)石+堇青石±斜長(zhǎng)石、石英+白云母+黑云母+鉀長(zhǎng)石+斜長(zhǎng)石+堇青石±紅柱石。

這4 個(gè)礦物共生組合是代表低角閃巖相堇青石─紅柱石亞相的主要標(biāo)志。

（2）堇青石─矽線(xiàn)石亞相。該亞相以矽線(xiàn)石的初次出現(xiàn)為劃分標(biāo)志，但仍與白云母、堇青石共生。其變質(zhì)巖中的典型礦物共生組合有：白云母+黑云母+矽線(xiàn)石、石英+白云母+黑云母+斜長(zhǎng)石+矽線(xiàn)石、石英+白云母+黑云母+鉀長(zhǎng)石+斜長(zhǎng)石+堇青石±矽線(xiàn)石、石英+白云母+黑云母+鉀長(zhǎng)石+斜長(zhǎng)石+堇青石+矽線(xiàn)石±石榴石。

這4 個(gè)礦物共生組合是代表角閃巖相堇青石─矽線(xiàn)石亞相的主要標(biāo)志。

3.2.3 礦物相轉(zhuǎn)變及變質(zhì)反應(yīng)性質(zhì)

調(diào)查區(qū)出現(xiàn)紅柱石、堇青石、矽線(xiàn)石，而未見(jiàn)十字石、藍(lán)晶石，具有低壓變質(zhì)相系的礦物組合特征。這些礦物隨變質(zhì)作用的遞增而變化的規(guī)律可以從表1 中反映出來(lái)。

表1 變質(zhì)作用各階段的礦物組合及演化表

調(diào)查區(qū)綠片巖相的分界是以富鋁泥質(zhì)巖在前進(jìn)變質(zhì)作用中綠泥石開(kāi)始分解并產(chǎn)生堇青石的組合作為依據(jù)。紅柱石在低壓角閃巖相的低溫部分開(kāi)始出現(xiàn)。從表1 中可見(jiàn)綠泥石的消失和新生礦物紅柱石、堇青石的出現(xiàn)基本同時(shí)。溫克勒把堇青石的出現(xiàn)和在白云母存在時(shí)綠泥石的消失，作為變質(zhì)作用低分區(qū)和中級(jí)分區(qū)的界線(xiàn)[5]。因此綠片巖相和堇青石─紅柱石亞相分別代表了低級(jí)變質(zhì)作用和中級(jí)變質(zhì)作用的范圍。實(shí)驗(yàn)證明，在高鋁低溫變質(zhì)泥巖中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)硬綠泥石的情況下，堇青石生成的可能反應(yīng)為：{綠泥石+白云母+石英}={堇青石+黑云母+Al2SiO5+H2O}。

從表1 中可見(jiàn)矽線(xiàn)石的出現(xiàn)并不像典型的矽線(xiàn)石帶那樣以白云母的消失為前提，石英和斜長(zhǎng)石在巖石中仍存在的情況下，白云母依然出現(xiàn)，所以矽線(xiàn)石通常并不是由白云母和石英反應(yīng)生成，而是隨著溫度的升高，由堇青石分解轉(zhuǎn)為矽線(xiàn)石。其可能的反應(yīng)是：堇青石=石榴石+矽線(xiàn)石+石英?？梢?jiàn)從堇青石、紅柱石的出現(xiàn)開(kāi)始到矽線(xiàn)石的出現(xiàn)為止，其P-T 條件變化是比較小的，堇青石和紅柱石可以呈穩(wěn)定狀態(tài)堅(jiān)持到矽線(xiàn)石帶。根據(jù)該區(qū)堇青石─矽線(xiàn)石亞相仍存在共生白云母的特點(diǎn)，說(shuō)明該亞相雖然處在角閃巖相較高溫部分，但仍屬中級(jí)變質(zhì)作用的范疇，與典型高級(jí)變質(zhì)作用相比仍有一定距離。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)此次研究工作，研究小組查明了岑溪三堡地區(qū)區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖的巖石類(lèi)型及分布特征，并將其劃分為絹云母─白云母帶、黑云母帶、堇青石─紅柱石帶、堇青石─矽線(xiàn)石帶等4 個(gè)變質(zhì)帶及綠片巖相、角閃巖相2 個(gè)變質(zhì)相，為云開(kāi)地塊北西緣的區(qū)域變質(zhì)作用研究提供了新資料。

（2）岑溪三堡一帶的一套混合巖、變粒巖、長(zhǎng)石石英巖組合，巖石變質(zhì)程度較深，此次研究小組將其劃歸中─新元古代云開(kāi)群，時(shí)代依據(jù)尚不足，還需進(jìn)一步詳細(xì)研究。

（3）通過(guò)此次研究工作，研究小組對(duì)三堡地區(qū)區(qū)域變質(zhì)作用相帶進(jìn)行了較詳細(xì)的劃分，總結(jié)了變質(zhì)相組和變質(zhì)相系的特點(diǎn)，對(duì)區(qū)域變質(zhì)作用的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，對(duì)它們的成因、演化作了初步分析，為云開(kāi)地塊北西緣進(jìn)一步劃分區(qū)域變質(zhì)作用時(shí)代、區(qū)域變質(zhì)作用類(lèi)型及變質(zhì)作用演化分析提供了直接證據(jù)，為進(jìn)一步開(kāi)展礦產(chǎn)地質(zhì)工作提供了詳實(shí)的基礎(chǔ)資料。