小秦岭地体新太古代构造-岩石单位及地史演化

王喜恒 雷励

(河南省地质矿产勘查开发局地调一队河南洛阳 471023)

小秦岭地区基础地质调研历史悠久，前人作了大量工作，在当时的地质基础理论指导下，找矿成果显著。随着科学技术的发展，新理论的应用和认识的提高，得出的结论自然会与前人有所不同。笔者曾参与小秦岭地区河南部分第二轮1：5万区调，并在该区从事矿产工作多年，认为组成小秦岭地区新太古代构造片麻岩地体的构造-岩石单位，按时序有老到新划分为观音堂岩组、焕池峪岩组、杨寨峪灰色片麻岩组、斜长角闪岩组及四范沟片麻状花岗岩组五个单位（图1 ）。杨寨峪灰色片麻岩组、观音堂岩组和焕池峪岩组呈侵入—构造接触关系，斜长角闪岩组和四范沟片麻状花岗岩组依次侵入于先成岩组中。

1-娘娘山花岗岩超单元2-闵峪花岗岩超单元3-桂家峪花岗岩超单元4-四范沟岩组成5-斜长角闪岩组成6-杨寨峪灰色片麻岩组条带状黑云角闪斜长片麻岩7-杨寨峪灰色片麻岩组条带状黑云斜长片麻岩8-杨寨峪灰色片麻岩组9-焕池峪岩组10-观音堂岩组11-片麻理12-断层

1 观音堂岩组

主要分布于分水岭两侧。北侧由西向东经西峪、观音堂、雷家坡至灵湖峪脑，呈北西西向展布，构成老鸭岔背形北翼及七树坪向形。灵湖峪脑向东经夫夫峪、荆山峪、呈北东走向，南东向单斜倾伏。分水岭南侧，由西向东经史家沟、大王西峪、苍珠峪、白花峪、杨寨峪、王家峪、木厂峪，往东被桂家峪岩体吞蚀，走向北西西，总体北倾，构成老鸭岔背形的南翼。该岩组总面积大于70Km2。

1.1 岩石特征1①

观音堂岩组主要岩性为石英岩，长石石英岩、黑云浅粒岩、黑云变粒岩、黑云（角闪）钾长变粒岩、黑云斜长片麻岩、黑云钾长片麻岩、黑云二长片麻岩，具粒状变晶结构，鳞片粒状变晶结构、纤状粒状变晶结构，块状构造、条带状构造、片麻状构造、平行构造。各岩性重复出现，一般呈渐变过渡关系，普遍含特征变质矿物石墨、铁铝榴石、硅线石及平行岩石面理发育、宽窄不一的斜长角闪岩脉体。石英岩类常形成悬崖峭壁。在百花峪一带夹有大理岩类薄层岩片。

岩石中的钾长石-斜长石矿物对、石榴石-黑云母矿物对电子探针分析结果显示，平衡温度为409.8～761，压力为4300×105～5900×105 Pa，变质作用发生在中高温中压条件下，达低角闪岩相-高角闪岩相。矿物相对含量、岩石化学数据反映岩组富SiO2、Al2O3、有机碳，以K2O>Na2O、CaO>MgO为主 。在QFM图解、尼格里四面体图解、西蒙南图解、塔尼TiO2－SiO2图解及周世泰K-A图解中，大部分点落入沉积岩区，少部分点落入火成岩区。副矿物锆石呈浑圆状、卵形、圆形，偶见浑圆状锆石外壳由变质形成的双锥状锆石包围。微量元素V、H、Ba含量偏高；Sr/Ba=0.15，偏低；Rb/Sr=1.06～1.13；Cr/Ni=4.3～5.7，偏高。该岩组原岩主要为泥沙质沉积岩建造，但含有火成岩的成分。

1.2 构造特征

观音堂岩组中的构造最主要表现为组成岩石的面理类型，其中包括片麻理、成分差异条带、粒序条带、花岗质条带、伟晶质条带、片理等，它们都是在中浅-中深部构造相环境中发生递进韧性变形、变质分异、动态重结晶、静态重结晶面形成的次生构造面理，原生面理已消失殆尽，难以识别。这些此生面理常平行产出，灵湖峪以东相对较缓，以西受岩浆侵入作用的影响相对较陡，或近于直立。在金硐岔一2带石英岩中可见轴线近东西走向、向西侧伏的杆状构造及A型褶皱。岩组中片麻岩的长英质脉体平行片麻理，尖灭再现或侧现，呈串珠状、拉长的藕结状和不对称的钩状等。

2 焕池峪岩组

分布于闵峪岩体，枣香峪黑峪口，大湖峪安家窑以北，太要断裂以南的区域，呈北西西一北西走向，构成五里村背形。总面积大于30Km2。

2.1 岩石特征

焕池峪岩组主要岩性为大理岩、金云大理岩、透辉石大理岩、白云石大理岩、镁橄榄石大理岩、黑云斜长片麻岩、黑云钾长片麻岩、黑云二长片麻岩，次为磁铁石英岩、黑云变粒岩、透辉石大理岩，具有花岗变晶结构、粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、纤状粒状变晶结构、斑状结构，块状构造、板状构造、片麻状构造、条带状构造、平行构造。片麻岩类主要分布在焕池峪大理岩类的南北两侧，大理岩类中仍有片麻岩类夹层，甚至大理岩类呈不规则的层状、透镜状延伸，局部具有残留体的特点。岩石中普遍含特征变质矿物石墨、铁铝榴石，片麻岩类中含硅线石，大理岩类中含透闪石、金云母、透辉石、镁橄榄石。

岩组中的片麻岩类与观音堂岩组中的部分片麻岩类特征类同，原岩为泥质沉积岩建造。大理岩类的特征变质矿物指示，其变质作用发生在高温中压条件下，亦达低角闪岩相一高角闪岩相。大理岩类可分两类，一类为钙镁质碳酸盐岩，含CaO27.9%～29.52%，MgO19.11%～21.23%，另一类为钙质碳酸盐岩，含CaO39.85%～42.65%，MgO0.90%～7.86%。岩石中局部可见鲕状结构及普遍发育的有机炭、石墨，反映大理岩类为副变质成因，原岩为石灰岩、白云岩等。

2.2 构造特征

焕池峪岩组片麻岩类中的面理类型为片麻理、花岗质条带，伟晶质条带、发育B型褶皱、A型褶皱、石榴石旋转碎斑及A型拉伸线理，线理方向290～320°，向西侧状，岩石局部可见杆状构造。大理岩类的面理主要为板理。泉家峪口石英岩具磁铁矿条带和成分差异条带。

在焕池峪大理岩类两侧发育有韧性——脆性断裂，但规模小，活动时期晚，断裂两盘的岩石片理基本平行。北侧的断裂未延出岩组，断裂性质标志不清；南侧时见时没，并显示压性特征。在焕池峪口还有北倾的大理岩片存在。因此难以想象北部的片麻岩片被推覆至大理岩类之上。也就是说，焕池峪岩组并非山单纯的大理岩类构成，而是由片麻岩类一大理岩类的互层组成。

3 杨寨峪灰色片麻岩组

主要分布于史家沟、黑马峪、枪马峪、杨寨峪、樊家岔一线及西峪、老鸦岔脑、金硐岔一线，构成老鸦岔背形。在推车峪、枣香峪黑峪子沟、灵湖峪以东地区都有分布，是小秦岭地区最为发育的构造、岩石单位。总面积大于120Km2。

3.1 岩石特征

杨寨峪灰色片麻岩组主要岩性为条带状黑云更长片麻岩、条带状角闪斜长片麻岩、条带状角闪斜长片麻岩，次为条带状黑云钾长片麻岩、条带状黑云二长片麻岩，具鳞片粒状变晶结构，片麻状构造、条带状构造、平行构造。条带状黑云更长片麻岩为岩组的主要岩石，其它岩石平行区域构造线呈夹层产出，在走向和倾向上渐变过渡。条带状黑云角闪斜长片麻岩在胡家村一带较为发育。沿岩石走向，斜长角闪岩脉体，在宽度较大时，延伸较远，薄脉状则断续延伸。

岩石的斜长一角闪石矿物对电子探针分析结果显示，平衡温度为 500～550°C，压力为 4840×105～5000×105Pa，结合变质矿物共生组合，岩组的变质作用发在中高温中压条件下，普遍达低角闪岩相－高角闪岩相。岩组岩石矿物成分简单，岩石化学成分很不均匀，主在氧化物含量变化较大，SiO261%～75%，Al2O314.56%，FeO+MgO3%～6%，CaO1%～3.5%，以Na2O大于K2O、MgO大于CaO为主，岩石平均原子量M=20.94，K-A相关图解上，全部样点落入火成岩区。副矿物含量高，以锆石、磷灰石、磁铁矿、褐帘石为主，锆石呈柱状及双锥状晶形，晶形完好，长短轴比值较大，为岩浆型锆石。微量元素以 Cr、Co、Ni、V、Ti较高而 Rb、Ba、Th 较低为特征，其中 K/Rb=141，Rb/Sr=0.58，Ba/Rb=4.46。以上特征经对比，地球化学特征较突出，表明杨寨峪灰色片麻岩与格棱兰阿米可错英云闪长岩－奥长花岗岩—花岗闪长岩系列相似。条带状黑云更长片麻岩的原岩为英云闪长岩—奥长花岗岩，条带状黑云角闪斜长片麻岩的原岩为花岗闪长岩，而条带状角闪斜长片麻岩的原岩可能为闪长岩－辉石闪长岩，属花岗闪长岩的端员岩石成分。这套岩系经变质－变形作用的改造，已面目全非，各单元界线难以圈定，但局部弱变形地段还可识别。

3.2 构造特征

组成岩组的主要面理类型为片麻理、花岗质条带，伟晶质带、成分差异条带。长英质条带常呈拉长的藕节状、串珠状、形成B型褶皱。平行片麻理的薄层斜长角闪岩脉体，往往被拉长错位，藕断丝连，呈透镜状、石香肠状，断续排列。

4 斜长角闪岩组

分布于全区，规模大小不等。巨厚似层状，主要分布于西部北将台、南闯、西木峪等地，薄似层状主要分布于王家峪—木厂峪、杨寨峪、灵湖峪脑以东地区。杨寨峪－枣香峪口剖面（图2、CC）20km范围内，就有30多“层”，一般宽度4～112m，平均 30m，走向延长160～2300m。

4.1 岩石特征

斜长角闪岩组主要岩性为斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、黑云斜长角闪岩、石英斜长角闪岩、角闪石岩，具粒状纤状变晶结构，片麻状构造、块状构造、平行构造。斜长角闪片麻岩往往粒度较粗，其它岩石粒度相对较细。岩石局部可见到冷凝边或紊乱侵入的伟晶质脉体中，亦有铁铝榴石、单斜辉石的零星分布。各岩石在走向和横向上一般呈渐变过渡关系。在四范沟一带斜长角闪岩呈不规则状侵入于观音堂岩组中，在老鸦岔一带，可见斜长角闪岩有两期呈侵入接角关系。

岩石的变质作用发生中温—中压条件下，达低角闪岩相。组岩石的矿物组合简单，主要矿物QFM图解，除个别样品杏仁中石英影响外，全部落入火成岩区。岩石化学成分SiO247%～49%，NaO>KO，CaO>MgO，化学成分图解均落入火成岩区。副矿物主要为磷灰石、黄铁矿、磁铁矿、锆石等，锆石晶形呈四方双锥。正方柱及正方双锥聚形、粒状、短柱状，柱面及锥面清晰，晶棱多已圆化，长短腊梅花比值为1：1～1：2.微量元素Cr、Co、Ni含量较高，Rb、Sr、Ba、Th 含量较低。前人认为这套全区发育的基性岩为火山喷发形成，原岩为拉斑玄武岩。事实上，呈片状分布，基性—超基性发育杏仁构造的少量暗色岩石应为喷发岩，其时代与观音堂岩组、焕池峪组相当，不包括在该岩组内。而分布于全区，走向平行，频繁出现的规则岩席状，岩墙状，有一定延长的斜长角闪岩类应为脉岩，矿物自形程度高，含残留杏仁状构造者应为超浅成相。在杨寨峪灰色片麻岩侵入岩系中平行片麻理呈脉状、似层状产出的斜长角闪岩类唯有后期侵入形成。与洛宁南部、崤山地区对比，这一套岩脉其原岩应为辉长岩、辉长辉绿岩、辉绿岩。

4.2 构造特征

斜长角闪岩组构造除片麻理和伟晶质条带外，其产出宏观特征主要受围岩产状制约。

5 四范沟片麻状花岗岩组

主要分布于近分水岭的南将台、老鸦岔、四范沟一带，在推车峪、大湖峪、池峪、寺峪、庄里坡一带，也有小范围出露，总面积大于90Km2。

5.1 岩石特征

四范沟片麻状花岗岩组主要岩性为片麻状黑云二长花岗岩、片麻状似斑状黑云二长花岗岩，其次为片麻状角闪花岗岩、片麻状（似斑状）黑云花岗闪长岩、片麻状钾长花岗岩、片麻状似斑状二长岩、片麻状石英闪长岩、片麻状斜长花岗等，具花岗结构、似斑状结构，块状构造、片麻状构造，次要岩性不具1：5万填图规模，与主要岩性间部分无明显界线，反映岩组岩石组合的复杂性，岩石中普遍含杨寨峪灰色片麻岩组捕虏体和斜长角闪岩组捕虏体。经观察分析、鉴定发现，这些基性捕虏体岩性特征与基性脉岩相同。

岩石的钾长石—斜长石矿物对的电子探针分析结果显示，当压力为5000×105pa时，其平衡温度为362.68～390.6°C，反映岩浆的结晶条件为中温中压环境，但岩石达绿片岩相。主要岩性的矿物相对含量和岩石化学图解，投点均落入岩浆低温槽区，岩石以K2O>NaO为主，平均原子量Ar=21.09。副矿物以褐帘石、锆石、磷灰石为主，褐帘石含量高达1%～2%。锆石普遍具圆化现象，保留有柱状和锥状晶形，长短比值 1：2～1：3，微量元素以 Rb、Sr、Ba、Th较贫，总体丰度较低为特征，K/Rb=298，Rb/Sr=0.64，Sr/Ba/Rb=7.25，与未变质花岗岩特征一致。

5.2 构造特征

四范沟片麻状花岗岩组的构造特征主要表现为岩石片麻理，靠近围岩时，片麻理与围岩产状平行，远离时则呈揉流状、旋涡状，无一定规律，为岩浆在伸展机制中就位形成的面理构造。岩石中的黑去母条带为捕虏斜长角闪岩碎片熔融流动退变现成的构造形迹（表 1）。

6 构造—岩石单位间的时序关系

组成地体的岩片原生面理已被次生构造面理彻底改造，无法恢复其层序关系，因而只能讨论其时序关系（图2 ）。

表1 小秦岭地体新太古代构造—岩石单位特征表

6.1 观音堂岩组与焕池峪岩组间的关系

观音堂岩组主要为石英岩类—粒岩类—片麻岩类岩石组合，上部出现大理岩类，为一套碎悄岩—泥质岩—碳酸岩盐建造，形成一个完整的沉积旋回。焕池峪岩组主要为片麻岩—大理岩类岩石组合，为一套泥质岩—碳酸盐岩建造，形成一个典型的沉积主旋回，二岩组经受了相同的变质作用，形成了相同的特征变质矿物石墨、铁铝榴石、硅线石组合；经历了同构造相、同构造期的变形作用，产生了性质相同的构造面理片麻理，成分差异条带、粒序条带、长英质条带组合。可见二岩组没有质的区别，同为副变质岩组，仅有岩石组合和形成环境变迁的差异，即观音堂岩组在时序上早于焕池峪岩组，二者为整合接触。

图2 小秦岭地体新太古代地质剖面图

6.2 杨寨峪灰色片麻岩组与观音堂岩组、焕池峪岩组间的关系

杨寨峪灰色片麻岩组主要为条带状黑云斜长片麻岩—条带状黑云角闪斜长片麻岩组合，为TTG岩石系列。该岩组与观音堂组和焕池峪岩组相比，其变质程度均达低角闪岩相—高角闪岩相。在斜长角闪岩类中都含有铁铝榴石、单斜辉石。在长英质岩类中前者以含浅绿色—棕色黑云母为特征，后者以普遍发育石墨、铁铝榴石、硅线石为特征，反映前者的变质历程短，变质程度相对偏低；后者的变质历程长，变持程度相对偏高。二者次生面理类型和典型构造特征（表1 ）基本相同，都是在中深部构造条件下的韧性变形产物，只是组成岩石能干性的差异以及应力的不均匀分布，使变形程度不尽相同，但主期变形历程是基本相同的。二者在平面上呈残留侵入接触关系，在剖面上（图2 ，A－A，D－D）无论构造面理是南倾，还是北倾，观音堂岩组上下均为杨寨峪灰色片麻岩组，在D—D剖面池峪沟一带，从山脊至沟谷中观音堂岩组石英岩呈缓产状稳定延伸，沿走向向西倾斜角变平缓，直至发生反向倾斜，总体上并非单斜层。说明这套TTG岩系是后期侵入的。在枣香峪白杨沟一带，向四范沟H=1100m的深部探矿坑道中，已发现观音堂组构造面理近直立下延岩石，说明陡倾角观音堂组延深较大，该岩组并非地体中的表壳岩系。在陕西范围内这套沉积岩系中的磁铁石英岩、大理岩等往往呈小包体存在于灰色片麻岩系或片麻状花岗岩系中。杨寨峪灰色片麻岩组与观音堂组片麻岩类无明显界线，接触带岩石粒度较细，呈渐变过渡，是构造强烈改造作用形成的，因此，二岩组为侵入－构造接触关系。

同样，杨寨峪灰色片麻岩组与焕池峪岩组亦呈侵入－构造接触关系（图 2，C—C）。

6.3 斜长角闪岩组与杨寨峪灰色片麻岩组、焕池峪岩组、观音堂组间的关系

斜长角闪岩组在杨寨峪灰色片麻岩组、焕池峪岩组、观音堂岩组中平行片麻理呈脉状、岩墙状、岩席状普遍发育，且岩石特征一致，为同一时段基性岩浆侵入作用的序列产物。杨寨峪灰色片麻岩组为TTG岩系，其中的斜长角闪岩脉体自然为侵入形成。

同样斜长角闪岩组与焕池峪岩组、观音堂岩组间亦为侵入接触关系。

6.4 四范沟片麻状花岗岩组与各岩组间的关系

四范沟片麻关花岗岩组在苏村孙哝岭一带长城系熊耳群许山组安山岩中含有其捕虏体，其间为喷发不整合接触关系，反映四范沟片麻状花岗岩组为小秦岭地体上太古代相对较新的构造－岩石单位。

四范沟片麻状花岗岩组含有杨寨峪灰色片麻岩组和斜长角闪岩组捕虏体，并侵入其中，其形成时代晚于杨寨峪灰色片麻岩组和斜长角闪岩组。

四范沟片麻状花岗岩组在池峪—郭家峪剖面及胡家村剖面上与观音堂组呈侵入关系（图2 ，B—B），又不具备观音堂岩组、焕池峪岩组特征变质矿物组合和典型的各类构造面理，其形成时代亦晚于观音堂岩组和焕池峪岩组。

7 新太古代地史演化

华北板块南缘新太古代与北缘冀东地区基底建造有相似之处，更有其得天独厚的特殊性，这种属性也就是豫西地区新太古代地质构造演化晚的普遍规律，小秦地体结晶基底岩系复杂构造岩貌的形成，自然遵循这一规律。

新太古代早期，本区形成一套石英砂岩、长石石英砂岩、含铁石英砂岩、粉砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、富铝含碳泥质岩、局部少量石英岩等以碎屑岩为主的沉积建造，即观音堂岩石组合。随着地壳抬升，陆源物质供应中断，开成了石灰岩、白云岩、含碳质白云岩化学沉积建造和富铝含碳泥质岩建造，组成焕池峪岩石组合。新太古代中晚期，上地幔在伸展作用下对流加剧，依次分逸出英云闪长岩浆—奥长花岗岩浆—花岗闪长岩浆等，穹起就位，形成规模宏大的侵入岩岩基、岩脉、岩株。在灵湖峪脑以西分水岭一线，将观音堂岩组一分为二向面北两侧推挤，形成了老鸦岔背形的雏形；在枣香峪—大湖峪之间反观音堂岩组和焕池峪岩组隔离，使二岩组形成自然分界；在七树坪一带侵入于观音堂组之中，使七树坪向形核部岩性复杂化；在太要断裂和小河断裂附近时有出露，反映该次岩浆活动的强烈性、普遍性和深部的可能连接性。从此观音堂岩组、焕池峪岩组的原生面理被移位改造，其中的火成岩成分黑云更长片麻岩类即为该次侵入作用产物。这套TTG岩系在形成过程中释放巨大热力，使观音堂岩组和焕池峪岩组在中压中高温条件下发生区域热流动力变质作用，从东往西，随深度的变化，变质作用的强度也随之加大，形成特征变质矿物石墨、铁铝榴石、硅线石等。石英岩类局部熔融，呈脉状迁移，形成脉石英。由于边缘混合岩化的作用，使杨寨峪灰色片麻岩与观音堂岩组、焕池峪岩组间常常具有渐变过渡的岩性区带。地壳的近南北向伸展机制中的递进剪切作用，使观音堂岩组、焕池峪岩组、杨寨峪灰色片麻岩组发生动态重结晶和变质分异，形成片麻理、片理、成分差异条带、粒序条带、花岗质条带等次生构造面理和露头褶皱。剪切作用的持续，沿次生构造面理在全区范围内，基性岩浆频繁脉冲式上涌，形成辉长岩、辉长辉绿岩、辉绿岩脉体。递进剪切应力左行偏转至320～290方向，形成A型褶皱杆状构造，石榴石的A型拉伸线理、旋转碎斑系入核幔构造，叠加变质分异的伟晶质条带，出现静态重结晶现象，在这种中深部构造相环境韧性变形作用下，岩组中的基性岩脉变成斜长角闪岩类脉体，形成少量特征变质矿物铁铝榴石。观音堂岩组和焕池峪岩组变持程度加深。在杨寨峪灰色片麻岩组中由于变形的强烈，长英质韧性岩石和斜长角闪岩类刚性岩石的差异变形效应，使斜长角闪岩类常形成石香肠、拉长的藕结状构造等。在陕西东桐峪一带卷入该期变质变形的岩石单位全岩Rb-Sr钙时年龄为2549+169Ma，角闪二长片麻岩中磷灰石U-Pb年龄为2411Ma，可能代表该区嵩阳运动的时限。

新太古代晚期，上地幔继续反向对流，分异出二长花岗质岩浆，在近南北伸展应力下发生穹起，形成四范沟片麻状花岗岩组的岩基、岩席、岩株、岩脉。岩浆上涌过程中，扩张空音，向两侧推挤、捕虏、同化围岩。在接触带附近，形成平行围岩面理的片麻理，杨寨峪灰色片麻岩组和斜长角闪岩组捕虏体以及边缘混合岩化的产物——片麻状奥长花岗岩等。远离接触带，片麻状花岗岩组岩石结晶粗大，形成揉流状、旋涡状片麻理及黑云母条带和蚕蚀状、撕裂状斜长角闪岩组残留体。该期岩浆侵入作用的结果，使全区岩石普遍发生钾化和位移改造，使已形成岩组岩石成分复杂多样，使以鸦岔背形为主的褶皱构架规模化。从此，小秦岭地体结晶基底陆核基本形成。杨寨峪灰色片麻岩单颗粒锆石蒸发年龄为2031Ma，四范沟片麻状花岗岩年龄值为2029Ma,，可能代表后期全区发育的花岗伟晶岩的热事件年龄，为中条运动的时限。

在成文过程中，得到了河南地勘局地调一队原总工陈殿凯教授级高工，陕西地勘局陈龙刚教授级高工在资料等方面的支持，在此表示衷心地感谢！

［1]房立民，杨振升、李勤等，变质岩区1：5万区域地质填图方法指南，武汉：中国地持大学出版社，1991．

①据太峪口东半幅、巴楼幅、岳渡幅1：5万区调报告，1996

［2]高秉璋、珙大卫、郑基俭等，花岗岩类区1：5万区域地质填图方法指南，武汉、中国地持大池出版社，1991．

［3]喻积贤、小秦岭变质岩系层序划分新方案，河南地质，1995，（1）：20～28．

［4]裴锋敏、小秦岭崤山地体褶皱特征及其形成机制，河南地质，1997.（3）：192～199．

［5]喻积贤、小秦岭崤山地区晚太古代基底变质岩系划分与对比、河南地质，1998，（2）：106～113．

［6]河南省地质矿产厅，河南省地质矿产志。北京；中国展望出版社。1992