南秦岭佛坪麻粒岩的矿物学和地球化学特征及其构造意义
高级矿床学-造山型金矿

造山型金矿摘要:造山型金矿是当今世界研究的热点,其成矿模型为人们找矿提供了重要的理论依据。
本文就造山型金矿的特征、地质背景、矿床地质特征、成矿模式及存在问题进行总结和讨论,且以胶东地区和小秦岭地区造山型金矿为例讨论造山型金矿的地球化学性质,并得出其成矿流体均有地幔流体的参与。
关键字:造山型金矿地球化学成矿模式存在问题1. 前言“造山型金矿床(Orogenic gold deposits)”系指产于区域上各个时代变质地体中、在时间和空间上与增生构造有关的脉型金矿床系列,矿床形成于增生(accretionary)或碰撞(collisional)造山带的会聚板块边界上的挤压和扭压作用过程中。
在造山型金矿床这个术语被提出之前,人们一直把那些产于变质地体中,受构造控制的脉状金矿床称之为“中温热液金矿床(Mesothermal gold deposits)”,所谓“中温热液金矿床”是最重要的金矿类型之一,大多数大型和超大型金矿床属于此类型(Hodgson et al.,1993;Sillitoe,1993)。
在对脉状金矿床研究的过程中,文献中涌现出了众多按不同标准进行命名的金矿床类型,如按围岩特征可分为绿岩带金矿床、浊积岩金矿床等(Keppie et al., 1986;Mueller and Groves, 1991);按矿化特征分为石英脉型金矿床、蚀变岩型金矿床、角砾岩型金矿床等(范宏瑞等,2005;毛景文等,2005);按控矿因素特征,可命名为剪切带型金矿床(Bonnemaison and Marcoux, 1990)。
随着大地构造、金矿勘查和成矿理论的研究和不断发展,使人们逐渐认识到这类金矿床具有相似的地质-地球化学特征,并且都与造山作用过程有关,这类金矿床有很宽的成矿深度范围(2~ 20km),因此,Groves 等(1998)建议将该类金矿床称作“造山型金矿床(Orogenic gold deposits)”。
秦岭造山带的认识

秦岭造山带的认识杨德飞(资工072班 200707333)摘要秦岭造山带由三大套构造岩石地层单位所构成,即1、二类不同的前寒武纪基底岩系;2、晚元古代一中三叠世主造山时期受板块构造和垂向增生构造控制的相关构造岩石地层单元;3、中新生代后造山期的陆内断陷与前陆和后陆盆地沉积及广泛的花岗岩浆活动。
它们反映着秦岭带三个主要演化时期,在不同构造体制下的三种不同的基本地壳物质组成与结构。
它们记录着秦岭造山带长期发展历史中的不同演化阶段的多种造山作用及其不同动力学机制的丰富信息。
主题词秦岭造山带构造地层单元板块构造演化秦岭是一条具有复杂的地壳组成和结构,经历长期不同构造体制演化的复合型大陆造山带。
它现今的基本构造岩石地层单元虽因经历多次构造变动、消减作用、逆掩推覆和剥蚀,致使有很多残缺,但仍是秦岭造山带形成和演化的最真实纪录,故研究其构造岩石地层单元的特点及其构造性质,对探索秦岭造山带构造演化、成因和动力学无疑具有重要意义。
迄今对秦岭造山带的研究证明,其形成和演化可概括为三个主要演化时期:1.晚太古代一早中元古代古老结晶基底和过渡性浅变质基底的形成阶段;2.晚元古代一中三叠世板块构造和板内垂向增生构造复合的主造山作用时期;3.中新生代后造山陆内构造演化时期。
现今秦岭造山带的组成和结构是长期构造发展的产物,现今秦岭的基本构造格架是由主造山作用奠定的,其中包容先期残存构造和后期陆内造山的强烈迭加改造。
秦岭造山带的南北边界在不同演化阶段有不同的变化,现今的边界如图1的F,和Fl。
按此边界,秦岭造山带主要构造单元依据商南一丹凤(下简称商丹)(SF,)和勉县一略阳(下简称勉略)(SFZ)二个断裂构造带(原秦岭的两个板块主缝合带),可划分为三块(图1):华北地块南缘(I,即原华北板块南缘),扬子地块北缘(l,原扬子板块北缘)和其间的秦岭地块(l,即原秦岭微板块),进而可细分出八个构造带(图l)(张国伟1993)。
秦岭复合造山带地表出露三大套构造岩石地层单位,即 1.二类不同的前寒武纪基底岩系(Ar一Pt1一2);2.主造山作用(R3一TZ)期间受板块构造和垂向增生构造控制的相关构造岩石地层单元;3.中新生代后造山期在陆内断陷、前陆和后陆盆地沉积及广泛的花岗岩浆活动形成的构造岩石地层单元。
中国大地构造格架及动力学成因介绍

中国大地构造格架及动力学成因介绍中国大地构造格架及动力学成因介绍胡经国本文作者的话中国大地构造形成演化与大地构造分区研究已有百余年的历史。
由于不同大地构造学派对中国大陆地壳形成演化有不同的认识和方法论,因而对于整体论述中国大地构造分区有不同的方案。
《中国大地构造格架及动力学成因》一文,在“新全球构造”思想指导下,以板块构造学说为基础,以大陆动力学为线索,对中国区域大地构造及其演化进行了讨论,并且进行了构造区划。
由于板块构造随着时间的推移不断发生变化,因而该文的构造区划以古生代时中国的板块构造格局为基础,同时考虑前古生代和后古生代时期中国的地壳演化,将中国大地构造划分为7个一级构造单元(板块)和30个二级构造单元,包括克拉通(或微陆块)和不同时期的造山带。
本文根据《中国大地构造格架及动力学成因》一文,将其主要内容介绍于下,仅供读者进一步了解和研究该文参考。
特此说明。
下面是正文一、概述1、大地构造单元及其划分该文指出,大地构造分区又叫做大地构造单元划分,是大地构造研究成果的表达方式之一。
它可以直接服务于资源预测需求,作为成矿地质背景或油气盆地分析以及地质灾害评估的基点。
若一个大区域尺度的地壳物质组成、岩石构造组合以及地球物理和地球化学场明显不同于相邻地域,则这样的一个区域就是一个大地构造单元。
大地构造单元既反映了地壳物质组构上大地构造环境(或大地构造相)的时空属性,又具有不同构造阶段的时空层次属性。
板块构造将6大(或更多)板块作为全球的一级构造单元,并将分隔它们的边界也作为构造带看待。
但是,板块构造观的构造单元的细结构划分,以及中国大地构造单元的细结构划分,需要结合特定区域的地质特征进行厘定。
2、不同大地构造观和学派的出现该文指出,近数十年来,由于各个学科的迅猛发展,包括对海洋的研究、对地壳深部的研究等,因而促使大地构造学的研究取得了一些重大的突破,有了极大的进展。
这些在近年出现的许多不同的大地构造观和学派中,都得到了充分的体现。
北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义

1000 0569/2022/038(03) 0585 97ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2022 03 01北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义唐源 陈丹玲 任云飞 王海杰TANGYuan,CHENDanLing ,RENYunFeiandWANGHaiJie西北大学大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安 710069StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics,DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi an710069,China2021 10 27收稿,2021 12 01改回.TangY,ChenDL,RenYFandWangHJ 2022 DiscoveryofEarlyPaleozoiceclogite faciesmetamorphicrocksinthewesternpartofNorthQinlingOrogenanditsgeologicalsignificance ActaPetrologicaSinica,38(3):585-597,doi:10 18654/1000 0569/2022 03 01Abstract ThewesternpartofNorthQinlingOrogen(NQO)islocatedattheconjunctionareaofseveralPaleozoichighpressure ultrahighpressure(HP UHP)beltsinthecentralChinacontinent,theNorthQinlingUHPbeltintheeastandtheNorthQaidamandtheEastKunlunUHPbeltsinthewest,thusitsmetamorphismhasdrawnbroadscientificinterest Wedocumenthereanintegratedstudyofzirconmorphology,microstructure,in situtraceelementcompositionsandU Th PbdatingonanewlydiscoveredgarnetamphiboliteinsouthernTianshui,thewesternpartofNQO ThegarnetamphiboliteoccursasalensoidblockinthefelsicgneissoftheQinlingComplex,andmainlyconsistsofamphibolite(50%~60%),garnet(10%~15%),quartz(~10%),plagioclase(5%~10%),muscovite(~5%)andilmenite(~3%).Zirconsfromthegarnetamphibolitedisplayobviouscore mantle rimorcore rimstructureswithafewprotolithzirconrelicts LA ICP MSU Pbdatingyieldedaprotolithageof710±52Maandthreemetamorphicagesof497±3Ma,452±3Maand423±7Ma The497±3Mametamorphiccoresdisplayflatheavyrareearthelements(HREE)patternswithoutobviousEuanomalies,indicatingtheywereformedinpresenceofgarnetbutabsenceofplagioclaseundereclogite faciescondition;The452±3MametamorphicmantlesorrimsshowshallowHREEslopeswithmoderatelynegativeEuanomalies,indicatingthatthesezirconsgrewaccompaniedbyinitialappearanceofplagioclaseanddecompositionofgarnet;The423±7MametamorphicrimsexhibitsteepHREEpatternsandmarkednegativeEuanomalies,indicatingmassivecrystallizationofplagioclaseanddecompositionofgarnetduringtheirformation Theseresultssuggestthatthegarnetamphiboliteprobablyexperiencedeclogite faciesmetamorphismat~500Maandtwostagesretrogradeoverprintat~450Maand~420Ma Theoccurrence,zirconmicrostructures,protolithandmultiplemetamorphicagesofthegarnetamphibolitefromTianshuiareaarebasicallyconsistentwiththecontinental typeHP UHProcksoftheeasternpartofNQO Therefore,wesuggestthatbothwesternandeasternpartofNQOexperiencedsimilarcontinentaldeepsubductionandexhumationprocessesandthustheyformaunitedEarlyPaleozoicHP UHPmetamorphicbeltKeywords WesternpartofNorthQinlingOrogen;QinlingComplex;Eclogite faciesmetamorphism;ZirconU Pbdating摘 要 西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压 超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。
北大考研-地球与空间科学学院研究生导师简介-魏春景

I10.1007/s00531-009-0502-9
14.WeiC.J.,SongS.G.,2008,Chloritoid
–
glaucophaneschistinthenorthQilianorogen,NWChina:phaseequilibriaandP
–
Tpathfromgarnetzonation.JournalofMetamorphicGeology,26:301–316
logite:evidencefromthecalculatedPTpseudosections.ActaPetrologicaSinica,25(09):2078-88
11.WeiC.J.,WangW.,ClarkeG.,ZhangL.F.,SongS.G.,2009.MetamorphismofHigh/ultraHigh-pressur
4.Wei,C.J.,YangY,Su,X.L.,SongS.G.,ZhangL.F.,2009.Metamorphicevolutionoflow-Teclogitefromt
henorthQilianorogen,NWChina:EvidencefrompetrographyandcalculatedphaseequilibriainsystemN
3.田伟,魏春景,陈咪咪,张贵宾.塔里木西克尔基性麻粒岩捕虏体的发现及其地质意义.岩石学
报
,2010
年
第
2
期 .TianW.,WeiCJ,ChenMM,ZhangGB.,2010.DiscoveryofgranulitexenolithsfromXikeer,Tarim,Nor
thwestChinaanditsgeologicalimplications.ActaPetrologicaSinica26(2):573-583
南秦岭花岗岩锆石U—Pb定年及其地质意义

图 1 秦岭 构造简 图及 南秦 岭花 岗岩采 样位 置 (据文 献 【14,271]
Fig.I Schematic teelo ̄ti ̄map for granites in South Qinliag showin ̄the saa]pling sites
维普资讯
花 岗岩 在南 秦 岭 出露 广泛 。从 西 向东 主 要 有 三 个 大 岩 体 群 :(1)光 头 山 岩 体群 。 它 们靠 近勉 ·略 蛇 绿 构 造混 杂岩 带北 侧 ,包 括 迷 坝 、新 院 、姜 家 坪 、张家 坝 、光 头 山 、留 坝 和 西 坝岩 体 ;(2)五 龙 岩 体 群 。它 们 紧 靠 商 丹 断 裂 带 南 侧 ,包 括华 阳 、五 龙 、老 城 和 胭 脂 坝岩 体 ;(3)东 江 I=l岩 体 群 。 它 们 包 括 高 桥 街 、东 江 口 、柞 水 、曹 坪 和 沙 河 湾 岩 体 (图 1)。它 们 大 都 以大 的 岩 基 形 式 产 出 ,侵 人 到 古 生 代地 层 中 I。
第 3期
孙 卫 东 等 :南 秦 岭 花 岗 岩 锆 石 U—Pb定 年 及 其 地 质 意 义
2ll
类 似 I型 花 岗岩 。 它 们 可 能 是 I型 花 岗 岩 浆 经 浅 部 陆 壳 混 染 的结 果 。南 秦 岭 花 岗 岩 的 复 杂 类型 说 明 其 源 区岩 性 复 杂 ,既 有 基 性 火 成 岩 ,又 有 中 酸性 火 成 岩 及 沉 积 岩 ,与典 型 的 与洋 壳俯 冲有 关 的 1型 花 岗 岩 有 明显 区别 ,这 表 明它 们 可能 是 与 陆 壳俯 冲 有关 的 同碰 撞 型 花 岗岩 。
张 本 仁 等 将 南 秦 岭 花 岗岩 划分 为 三 种类 型 : (1)S型 花 岗 岩 。主 要 是 华 阳 、胭脂 坝 和 五 龙 岩 体 。 它 们 虽 然 也 含有 磁铁 矿 和 榍石 ,但 s型 花 岗 岩 副 矿 物 钛 铁 矿 、独 居石 和石 榴子 石 齐 全 ,且含 量 高 。Na20 含 量 较 低 ,KzO/Na ̄O及 6”O(10 45%s~13.05%s) 较 高 ;(2)I型 花 岗 岩 。以东 江 口岩 体群 为 代 表 副 矿 物 主 要 为 磁 铁 矿 和 榍石 ,Na:O 含 量较 高 ,K O/NazO 较 低 .6 O (4.1‰ ~8.97%s)小 于 10%o,”Sr/“Sr小 于 0.706;(3)过 渡 型 花 岗 岩 它们 的代 表是 光 头 山 岩 体 群 ,外 加 老 城 岩 体 。其 副 矿 物 组 成 复 杂 ,既 有 I 型 花 岗岩 的 特 征 矿 物 磁 铁 矿 和 榍 石 ,又 有 钛 铁 矿 、独 居 石 、榍 石 (?石 榴 子 石 ) 但 它 们 的 Na20含 量 较 高 , K O/Na20较 低 , Sr/ Sr(<0.706)也 低 。这 些 又
第四章 化学地球动力学及深部过程地球化学示踪

(接上页) 球层圈的相互作用,包括壳/幔、上/下地幔、以至核/幔过渡带 的物质交换与再循环等,来解释多种地幔端元的成因。也就是 说由地幔化学结构的多样性,进而产生了从地球圈层相互作用 来揭示地球动力学的构想。 *多同位素体系线性和非线性数值模拟技术的发展,使有可能 模拟地球、地幔不均一化学结构的形成与层圈相互作用,以期 揭示壳幔演化历史及地球动力学。 因此,产生了将地球视为一个统一的动力学系统,以层圈 的相互作用为主导,以揭示壳、幔化学组成和演化为基础,探 讨地球发展历史与动力学的化学地球动力学(chemical geodynamics)的构想(Allegre,1982; Zindler & Hart,1986)。
北太平洋型陆块省:铅同位素具有NHRL 特征,分布于北美西部以及亚洲的西伯利 亚与华北之间; 东冈瓦纳型陆块省:具有较高的 206Pb/204Pb和DUPAL异常特征,范围包括 澳洲西部、南部非洲、印度、印度支那和 华夏(华南);
西冈瓦纳型陆块省:具有高206Pb/204Pb和高μ 值特征, 范围包括非洲中部、南美、南极和澳洲东部; 劳亚或北大西洋型陆块省:具有低206Pb/204Pb和近于 原始地幔的低μ 值特征,范围包括欧洲、格陵兰、北 美东部、西伯利亚、华北和塔里木。 与大洋同位素省对比前三个陆块省可分别相当 于三个大洋省,只有北大西洋型陆块省还没有找到对 应的大洋省。
各类型地幔端元的同位素组成特征
143Nd/144Nd 87Sr/86Sr 206Pb/204Pb 176Hf/177Hf
0.5131~ 0.5133 0.7020~ 0.7024 15.5 ~ 17.8
0.2831 ~0.2835
高U/Pb值地幔(HIMU)
I 型富集地幔(EM I) 流行地幔(PREMA) 原始地幔(PM)
西秦岭天水地区岛弧型基性岩浆杂岩的地球化学特征及形成时代.

西秦岭天水地区岛弧型基性岩浆杂岩的地球化学特征及形成时代裴先治1 李佐臣1 丁仨平1,2李勇1 胡波1刘会彬1(1.长安大学地球科学与国土资源学院,陕西西安710054;2.甘肃省地质调查院,甘肃兰州730000)提要:天水地区关子镇流水沟变质中基性岩浆杂岩主要由变质辉长岩—辉长闪长岩—闪长岩组成,百花变质岩浆杂岩主要由辉石岩—辉长(闪长)岩—闪长岩—石英闪长岩组成,构成较完整的同源岩浆演化序列。
基性—中基性岩浆岩的地球化学特征表明其属于拉斑玄武岩系列,稀土元素分布型式呈REE近平坦型—LREE轻微富集型,微量元素原始地幔标准化的蛛网图和MORB标准化蛛网图上的分布型式总体很相似,富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Ba、Sr、Th、U而相对亏损Rb、K和高场强元素(HFSE)Nb、P、Zr、Sm、Ti和Y,显示同源岩浆演化成因特征。
微量元素构造环境判别显示其形成于岛弧构造环境。
关子镇流水沟变质中基性岩浆杂岩的TIMS法锆石U-Pb同位素年龄为(507.5±3.0)Ma,代表了杂岩体的形成时代,表明西秦岭北带岛弧型岩浆岩的形成时代为晚寒武世,同时也揭示出以关子镇蛇绿岩为代表的古洋盆的俯冲作用及产生岛弧型岩浆活动的时限可能为晚寒武世—早奥陶世。
关键词:基性岩浆杂岩;地球化学;岛弧环境;锆石U-Pb年龄;早古生代;天水地区;西秦岭中图分类号:P588 .12,P597+.3 文献标识码:A文章编号:1000-3657(2005)04-0529-12Geochemical characteristics and zircon U-Pb ages of island-arc basic igneous complexes in the Tianshui area, West QinlingPEI Xian-zhi1,LI Zuo-chen1,DING Sa-ping1,2,LI Yong1,HU Bo1,LIU Hui-bin1(1.Faculty of Earth Sciences and Land Resources, Chang’an University, Xi’an 710054,Shaanxi, China;2. Gansu Institute of Geological Survey, Lanzhou 730000, Gansu, China)Abstract:The Liushuigou intermediate-basic meta-igneous complex at Guanzizhen, Tianshui, is composed mainly of metagabbro-metagabbro diorite-metadiorite, and the Baihua basic meta-igneous complex consists mainly of pyroxenite-gabbro (-diorite)-diorite-quartz diorite. They form a relatively complete comagmatic evolutionary series. The geochemical characteristics of basic to intermediate-basic igneous rocks indicate that they belong to a tholeiite suite. Their chondrite-normalized REE patterns are of nearly flat and slightly LREE-enriched type, and their primitive mantle-normalized and MORB-normalized trace element spidergrams are generally similar; the LILEs Cs, Ba, Sr, Th and U are enriched, while Rb and K and the HFSEs Nb, P, Zr, Sm, Ti and Y are depleted. All these show comagmatic evolutionary and genetic characteristics. The tectonic environment discrimination by trace elements reveals that these igneous complexes formed in an island-arc setting. The TIMS single-zircon U-Pb age for the Liushuigou intermediate-basic meta-igneous rocks in the Guanzizhen area is 507.5±3.0 Ma, representing the age of these igneous complexes, which indicates that island-arc-type magmatic rocks in the northzone of the West Qinling are Late Cambrian in age and also reveals that the timing of subduction of the paleo-ocean basin represented by the Guanzizhen ophiolite and resulting island-arc-type magmatic activity is probably Late Cambrian to Early Ordovician.Key words:basic igneous complex;geochemistry;island-arc setting;zircons U-Pb age;Early Paleozoic;Tianshui area;West Qinling祁连山西段古元古代北大河岩群中斜长角闪岩的地球化学特征及构造背景付国民1苏建平2胡能高1王云斌1(1.长安大学地球科学与国土资源学院,陕西西安710054;2.甘肃省地质调查院,甘肃兰州730050)提要:以大陆碎块形式残存于北祁连造山带内部的古元古代北大河岩群早期发育有大量的斜长角闪岩,其原岩为玄武岩,Alk—∑FeO—MgO图解、REE特征、里特曼组合指数等均显示斜长角闪岩属钙碱性系列范围,个别显示弱碱性,斜长角闪岩具有较高的Al2O3、ΣFeO 和低的Mg#,这些特点反映其成分演化程度较高,表明火山岩的形成与古老地壳的活化有关,有较强分异的稀土元素分配模式,在Ti—Zr—Y图、Ni—FeO/MgO图解和Ta/Yb—Th/Yb 图解上斜长角闪岩均显示火山弧或活动大陆边缘的特点,在玄武岩的地球化学形式图、稀土元素整体特征与钙碱性岛弧玄武岩基本相同;87Sr/86Sr=0.716 17~0.720 33,143Nd/144Nd=0.512 414~0.512 495,εNd=-2.79~-4.37。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
南秦岭佛坪麻粒岩的矿物学和地球化学特征及其构造意义刘东星;刘养杰【摘要】The Foping granulites are located in the South Qinling Orogenic Belt.The origin of these rocks plays an important role in understanding the tectonic interaction between the Qinling Orogen and the Yangtze Block during Mesozoic time.This work carried out systematic mineralogical and geochemical investigations on the Foping granulites by employing electron probe,infra-red spectrum,and whole-rock chemical analytical methods.The re-sults indicate that the granulites are primarily felsic in composition and composed mainly of plagioclase,quartz,almandine,pyrope,hypersthene,and minor biotite and calcic amphibole.The granulites are characterized by en-richment in light rare earth elements and large ion lithophile elements,and depletion in high field-strength element, with significant negative anomalies of Nb and Ta.These features are indicative of subduction-related geochemical signature.In combination with geological and radiometric age data,this study suggests that the formation of the pro-toliths of the Foping granulites was associated with the northward subduction of the Mianlue oceanic lithosphere be-neath the South Qinling Block.In the Middle--Late Triassic,the continent-continent collision between the South Qinling and the Yangtze blocks resulted in the granulite-facies metamorphism that led to the formation of the Foping granulites.%采用电子探针、红外光谱和全岩化学分析方法,对佛坪麻粒岩开展了系统的矿物学和地球化学研究。
研究结果表明本区麻粒岩以酸性岩为主,主要组成矿物为长石、石英、石榴子石、紫苏辉石及少量的黑云母和钙质角闪石。
岩石富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有强烈的 Nb、Ta 负异常,表明源岩在成因上与洋壳的俯冲消减作用有关。
结合区域地质和测年资料,我们认为佛坪麻粒岩源岩的形成与勉略古洋壳向南秦岭地块之下的俯冲有关,是中—晚三叠世南秦岭与扬子地块的陆-陆碰撞所导致的麻粒岩相变质作用的产物。
【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】9页(P441-449)【关键词】佛坪;南秦岭;麻粒岩;碰撞造山;矿物学特征【作者】刘东星;刘养杰【作者单位】西北大学地质学系,西安 710069;西北大学地质学系,西安710069【正文语种】中文【中图分类】P588.34;P595麻粒岩(granulite)是一种高温条件下形成的变质岩,麻粒岩的成因研究对于了解区域热演化和反演大地构造历史具有重要意义[1]。
出露于陕南佛坪地区的麻粒岩位于勉略缝合带以北的南秦岭造山带,其形成与南秦岭、扬子地块和二者之间的勉略洋盆的相互作用有关,具有重要的研究价值。
前人曾对本区麻粒岩开展了部分岩相学和同位素测年工作[2,3],但详细的矿物学和地球化学研究仍较缺乏,制约了对其成因和区域构造演化意义的深入理解。
本文在对佛坪地区的麻粒岩进行系统的矿物学分析和岩石地球化学测试的基础上,结合现有的区域地质资料,进一步探讨其成因机制及其对秦岭造山带早中生代构造演化的制约。
佛坪地区所处的大地构造位置为秦岭造山带西部的南秦岭地区(图1a),本区向南以勉略缝合带为界与扬子地块相邻,向北以商丹缝合带为界与北秦岭构造带相接。
麻粒岩出露的地区表现为穹窿构造[2,4],构成佛坪穹窿的岩石包括下元古界的结晶基底杂岩、所围绕的震旦—石炭系盖层以及多期侵入的花岗岩(图1b)。
盖层与基底之间以韧性剪切带或断层接触,经过后期的构造破坏、岩浆活动和强烈的区域变质作用。
在岩石组合上,佛坪基底杂岩包括下部的高角闪岩相-麻粒岩相片麻岩系和上部的角闪岩相变质沉积岩系[3]。
下部的片麻岩系出露于龙草坪和佛坪县城地区,主要由条带状英云闪长质片麻岩、少量的斜长角闪岩和麻粒岩等组成,发育大量的花岗伟晶岩脉体和条带。
上部的变质沉积岩系主要由大理岩、石英岩以及黑云石英片岩等组成,呈环状分布于片麻岩系的周边。
上、下两套岩系之间为滑脱断层接触。
在佛坪杂岩的周围及其内部,还受到了晚海西—印支期中酸性岩浆的侵入。
佛坪基底杂岩在不同的变形变质作用条件下,经历了三期叠加改造。
初期构造变形主要是塑性流变和多期变形叠加,达高角闪岩相,该阶段的矿物组合多残留于杂岩内部;主造山期的构造变形为构造热条件下的热穹窿叠加变形,达高角闪岩相-麻粒岩相;之后的陆内造山时期则以南北向挤压应力作用下的宽缓褶皱变形,逆冲断裂和张性断层为主,此期矿物组合代表穹窿形成后降温条件下的退变质作用[6,7]。
本文所研究的样品主要采自出露在佛坪县城以南五百米附近的麻粒岩(图1b),分布于公路两旁,延伸范围超过100 m,仍属于佛坪穹窿基底杂岩范围内。
岩性以中-酸性麻粒岩为主,基性麻粒岩很少。
麻粒岩中夹有花岗伟晶岩脉以及辉斜长角闪岩条带和透镜体。
野外观察可见麻粒岩中的片麻理构造和矿物条带的产状和它的围岩基本一致。
为深入研究佛坪麻粒岩的矿物组成,本文在镜下观察的基础上选择了6种主要的造岩矿物进行单矿物电子探针成分测试。
测试在西安地质矿产研究所实验测试中心完成,测试仪器为JXA-8100型电子探针能谱仪。
检测条件为:加速电压15 kV、探针电流1.0×10-8A、电子束束斑直径1μm、检出角40°。
检测环境为温度25℃,湿度40%。
分析标样采用国家标准局批准的探针标样。
获得的各化学组分数据以氧化物的百分比含量表示。
扣除物质不纯和矿物含水等误差因素,按总量为100%换算出各组分的重量百分数并求得各组分的分子数。
然后根据该矿物已知的一般晶体化学式中的氧原子数,求得各组分对应阳离子元素的原子数,由此获得所测矿物的结构式和有关参数。
红外光谱测试对于准确检测矿物的骨架结构具有重要意义。
本次红外光谱检测在西北大学地质学系完成,测试光谱的条件设置为透射记录模式,以点扫描为主要方式。
由于不同的波长对矿物的穿透能力不同,在>2 000 cm-1的短波区获得的谱线吸收峰向下,为透过光谱形式,而在2 000~600 cm-1范围内得到的是吸收光谱形式,吸收峰向上。
本文主要针对<2 000 cm-1区间的反射光谱信息进行解析,来确定矿物的化学组成和结晶程度[8]。
全岩主量和微量元素含量分析均在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。
主量元素使用RIX -2100型X荧光光谱仪(XRF)测定,测试精度优于5%。
微量元素使用美国Perkin Elmer公司生产的Elan 6100DRC型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试,质量监控标样为AVG-1和BHVO-1,测试精度优于10%。
佛坪麻粒岩样品颜色较浅,主要矿物成分为斜长石、斜方辉石和黑云母,其次为石英、石榴石和单斜辉石(图2)。
岩石具有中细粒粒状变晶结构、麻粒结构,多呈块状构造或弱片麻状构造。
石榴石粒径可达0.5~1.5 cm±,多为褐红色,带玫瑰色调。
根据显微镜下观察以及电子探针和红外光谱成分分析,对重要造岩矿物的特征描述如下。
石英多呈不规则粒状,较为洁净,与粒状斜长石或不规则粒状石榴石镶嵌共生(图2c),或呈细粒状包裹于石榴石、斜长石中(图2b),或分散穿插在斜长石及黑云母晶隙间(图2d)。
电子探针分析结果(表1)为:SiO2为99.59%~99.98%,平均值为99.79%,与石英的理论成分基本一致。
石英的红外光谱如图3中的谱线1所示,其最强的吸收带处于950~1 200 cm-1范围内,归属为非对称的Si-O-Si伸缩振动。
在800 cm-1波数附近,还有一个Si-Si伸缩振动引起的弱双峰,其峰值及幅度变化反映了石英形成时的温度。
图中可见右侧峰略高于左侧,表明该石英形成于高温环境下。
斜长石多呈它形粒状或半自形粒状,解理和裂隙较为发育。
部分斜长石中包裹有少量石英、单斜辉石及紫苏辉石(图2b)。
电子探针分析(表1)表明其主要化学成分的平均值为:K2O=0.01%、Na2O=0.99%、CaO=17.92%、Al2O3=35.31%、SiO2=44.91%,以8(O)为标准可算出其化学式为Na0.090Ca0.888Al1.930Si2.083O8,An=90.8%,Ab=9.2%,表明以钙长石为主。
长石的红外谱线见图3,可见高频区三个较强的吸收带和低频区两个较弱的吸收带,在1 100 cm-1附近的吸收带归属于Si -O的伸展振动;在1 000~900 cm-1范围内的吸收带是Si(Al)-O的伸展振动吸收所致,其中有Al3+参与;在800 cm-1附近的是Si-Si伸展振动吸收,这三个吸收带都较强;而在700 cm-1两侧还有两个微弱吸收带,左侧的归属于Si-Al(Si)伸展振动吸收,有Si4+参与,右侧的吸收峰归属于Al(Si)-O伸展振动。
对比各类长石的红外图谱[9],从前四个吸收带可以判明该长石属斜长石类,而最后一个吸收带反映了Al3+的增加,是钙长石特有的带。