刘 瑶,倪志耀,孔 旭,卢俊生,张 静,刘 胤
(1.成都理工大学 地球科学学院,成都610059;2.湖南省地质矿产勘查开发局407队,湖南 怀化418000;3.中国科学院大学 地球科学学院,北京100049)
冀北地区位于华北克拉通北缘中段,区内出露的主要是一套呈近东西向带状展布、变质程度达角闪岩相的原红旗营子群[1-3]。在早前的研究成果中,大多认为原红旗营子群是一套早前寒武纪(新太古宙或古元古宙)的火山-沉积变质地层[4-7]。河北省地矿局区调队在赤城原红旗营子群中识别出古元古代变质花岗岩体,据此将其划分为“变质花岗岩体”和“变质地层”两部分[8]。其中,“变质地层”被命名为云州表壳岩,其岩石组合主要为黑云斜长片麻岩夹黑云角闪变粒岩、斜长角闪岩,偶见蛇纹石化大理岩,时代仍然归属于古元古宙。
自倪志耀等(2004)首次在赤城云州表壳岩中发现晚古生代退变榴辉岩以来[9,10],冀北基础地质研究已受到越来越多的关注。其中,岩石组合、构造属性、变质演化及其同位素地质年代学等重新成为近十年来的热点问题之一,并取得了显著的研究成果[11-24]。从目前的研究成果来看,赤城云州表壳岩中的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)以及蛇纹石化(橄榄)大理岩等透镜状构造岩块应该属于“外来”的洋壳残片,成因上可能与古亚洲洋的洋壳向南俯冲消减有关[11]。因此,单从“群”的概念来理解,赤城原红旗营子群应该仅包括云州表壳岩。如果把退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)以及蛇纹石化(橄榄)大理岩等构造岩块考虑进来,将其称为“红旗营子杂岩”更为合理。
本文主要总结和分析赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、变质演化及其地质年代学等方面的研究进展,并讨论重新划分冀北原红旗营子群的可能性,以期促进冀北地区基础地质研究工作的进一步深入。
赤城红旗营子杂岩主要分布在崇礼—赤城断裂带(韧性剪切带)以北的赤城县二堡子、镇宁堡、东沟、马营、羊坊、三山村、清泉堡、旧站堡、云洲、吕和堡、夏家村和七里墩等地(图1)。杂岩中的云州表壳岩,总体呈近北北西向带状分布,走向比较稳定,倾向近北东,倾角变化较大,一般在55°左右。靠近赤城—崇礼断裂带,其倾角变大,可达70°~80°,局部则近于直立,同时伴随有较强烈的混合岩化现象。
赤城红旗营子杂岩区域上分布不太均匀。其中,分布在云州以南的云州表壳岩比较完整,在东沟楼、七里墩和吕和堡一带的石榴黑云斜长片麻岩中分布有大小不等、数量不均的呈透镜状产出的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)和蛇纹石化(橄榄岩)大理岩等构造岩块。云州以北出露的云州表壳岩则不太完整,多以残留体形式存在,也没有发现退变榴辉岩或蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)等构造岩块。另外,赤城红旗营子杂岩多为后期不同时代的花岗质岩体(印支期、燕山期黑云二长花岗岩及海西期片麻状花岗岩等)所侵入,其北西、南东一带则被侏罗纪—白垩纪火山-沉积地层所覆盖(图1)。
图1 冀北赤城红旗营子杂岩的分布特征Fig.1 The distribution of the Hongqiyingzi complex in Chicheng,North Hebei
河北省地矿局区调队曾认为赤城红旗营子杂岩中的云州表壳岩主要由黑云斜长片麻岩夹黑云角闪变粒岩、斜长角闪岩以及少量蛇纹石化大理岩等组成,并具有火山-沉积变质岩系的特征[8]。然而,据本文项目组的研究成果,赤城红旗营子杂岩的岩石组合为云州表壳岩(岩性主要为石榴黑云斜长片麻岩)以及呈透镜体产出于其内部的退变榴辉岩、蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)和蛇纹石化(橄榄)大理岩等构造岩块,这些构造岩块均为无根块体,大小不等,空间上紧密相伴,“形影不离”,常成群成带出现(图2)。这些呈透镜体产出的构造岩块在空间展布方向上与石榴黑云斜长片麻岩的区域片麻理方向一致。河北省地矿局区调队描述的斜长角闪岩[8],其野外产状与退变榴辉岩极为相似,应该为榴辉岩发生强烈退变质作用的产物[10]。
石榴黑云斜长片麻岩是赤城红旗营子杂岩中真正的岩石(地层)单元,具斑状变晶结构,变基质为中、细粒鳞片粒状变晶结构,片麻状构造,局部保留有变余砂状结构及变余层状构造,其原岩为泥质(含泥质)砂岩,形成于大陆岛弧环境[12]。岩石中矿物成分主要有斜长石(质量分数:w=28%~35%;An为36.5~44.2)、石英(w=30%~38%)和黑云母(w=18%~25%),另有少量石榴石(w=2%~8%)和石墨(w=1%~5%)等。其中,黑云母的化学成分,除大榆沟岩石样品比较特殊(MgO 的质量分数为15.28%~16.17%)外,七里墩、吕和堡及东沟楼等地岩石样品中黑云母属于高镁黑云母(MgO的质量分数为10.31%~11.77%)[25](图3-A),而水沟、东沟和庙沟等地黑云母属于高铁黑云母(MgO含量则相对较低,w=7.78%~9.69%)[25](图3-A)。岩石中石榴石主要由铁铝榴石(w=49.15%~71.28%)、钙铝榴石(w=4.07%~21.82%)和镁铝榴石(w=9.91%~27.08%)等组成,也见不等量的锰铝榴石(w=0.62%~14.76%)及少量的钙铁榴石(质量分数大多数为0.00%~3.22%,个别可达14.81%)。据图3-B显示,石榴黑云斜长片麻岩中石榴石颗粒的核部及边部成分与赤城退变榴辉岩相比均相对贫CaO(Grs+ And),表明石榴黑云斜长片麻岩的形成压力低于退变榴辉岩。而吕和堡、七里墩和东沟楼等地石榴黑云斜长片麻岩的石榴石颗粒的核部成分与华北高压麻粒岩的石榴石成分相当,只是前者石榴石颗粒边部的MgO含量(Prp)明显低于后者;水沟、东沟和大榆沟等地石榴黑云斜长片麻岩的石榴石核部和边部的MgO含量均低于华北高压麻粒岩的石榴石MgO含量,显示水沟、东沟和大榆沟等地石榴黑云斜长片麻岩的形成温度要低于华北高压麻粒岩。
图2 红旗营子杂岩中退变榴辉岩及蛇纹岩(方辉橄榄岩)构造透镜Fig.2 The retrogradrd eclogite and serpentinite(harzburgite)tectonic lenses in the Hongqiyingzi complex
图3 红旗营子杂岩石榴黑云斜长片麻岩的黑云母(A)和石榴石(B)成分特点[12]Fig.3 The mineral composition of the biotite and garnet from garnet-biotite plagiogneiss samples in the Hongqiyingzi complex
退变榴辉岩岩块在空间上形成2条近北西向展布的退变榴辉岩带。其中一条(南带)位于东沟楼至七里墩一线,分布于该区域的退变榴辉岩已发生强烈的角闪岩相退变质作用,矿物组合主要为斜长石、角闪石及石榴石(以残留颗粒形式存在);另一条(北带)则位于西沟窑至吕和堡一线,该区域的退变榴辉岩的角闪岩相退变质作用相对较弱,岩石的矿物成分中除角闪岩相矿物组合外,尚有绿辉石(残留颗粒,主要分布在石榴石之中)和钠质透辉石及斜长石组成的蠕虫状后生合晶(由绿辉石退变而成)。退变榴辉岩的原岩为兼具洋中脊和岛弧地球化学属性的拉斑玄武岩类,在后期的俯冲消减过程中,这些拉斑玄武岩因俯冲作用而发生榴辉岩相高压变质,并混入了部分陆壳物质[11]。
蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)岩块的矿物成分有蛇纹石(w≈85%,具橄榄石粒状变晶假象)、绢石或滑石(w≈10%,保留斜方辉石假象)和铬铁矿(w≈5%,分布在蛇纹石颗粒之间)等,部分岩石样品存在橄榄石(Fo为90.53~92.75)和斜方辉石(En为92.37~96.89)的残留颗粒。蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)的地球化学特征表明其原岩相当于SSZ型(super-subduction zone)地幔橄榄岩,可能来自于消减带之下的上地幔,属于部分熔融程度很高的亏损地幔岩,因构造侵位而就位于云州表壳岩之中[13]。
蛇纹石化(橄榄)大理岩岩块主要分布在赤城二堡子一带,在马营—羊坊等地也有零星出露。岩石主要由白云石(w=80%~85%)组成,另有少量方解石和蛇纹石(由镁橄榄石蚀变而成,残留橄榄石颗粒的Fo为97.35~98.91),属于白云质大理岩。岩石的MgO和CaO的质量分数分别为21.69%~21.70%和29.16%~29.33%,MgO+CaO的质量分数为50.86%~51.02%;CaO 与MgO分子数之比(NCaO/NMgO)为0.965 9~0.972 0;岩石的 Al2O3(w=0.30%~0.33%)、TFeO(w=0.52%~0.54%)和 Na2O+K2O(w=0.10% ~0.12%)含量均很低,SiO2(w=2.90%~3.04%)应该来源于化学沉积。岩石的稀土总量(质量分数)较低(ΣREE=3.74×10-6~10.83×10-6),wLREE/wHREE和(wLa/wYb)CN分别为 9.332~14.538 和 10.93~21.23;(wEu/wEu*)CN=0.72~0.98,(wCe/wCe*)CN=0.85~0.74,二者之间具负相关关系。另外,岩石的Rb(w=0.33×10-6~0.63×10-6)、Sr(w=84.4×10-6~98.1×10-6)、Cs(w=0.04×10-6~0.07×10-6)、Ba(w=14.7×10-6~16.6×10-6)、Zr(w=0.55×10-6~0.59×10-6)、Hf(w=0.02×10-6~0.03×10-6)、Nb(w=0.17×10-6~0.26×10-6)、Ta(w=0.01×10-6~0.08×10-6)、U(w=0.10×10-6~0.14×10-6)和 Th(w=0.05×10-6~0.16×10-6)的含量都很低,显示沉积碳酸盐岩的地球化学特征。因此,蛇纹石化(橄榄)大理岩的原岩应该为一套碎屑含量极低、经化学沉积形成的白云岩。
退变榴辉岩的变质演化可分为3个不同的阶段:(1)峰值榴辉岩相变质阶段,即洋壳(岩石类型为兼具洋中脊和岛弧地球化学属性的拉斑玄武岩)在深俯冲过程中所发生的进变质作用,以岩石中石榴石颗粒内部存在的绿辉石为标志。(2)高压麻粒岩相变质阶段,在榴辉岩折返过程中所发生的一种退变质作用,以存在钠质透辉石和斜长石(An=20.4~30.7)组成的蠕虫状后生合晶为特征。(3)角闪岩相变质阶段,为榴辉岩岩块构造侵位于石榴黑云斜长片麻岩的原岩之后所发生的区域变质作用。以石榴石颗粒边部的角闪石和斜长石(An=38.6~45.5)次变边、保留辉石假象的角闪石和斜长石(An=31.6~36.8)的蠕虫状后生合晶、保留石榴石假象的角闪石和斜长石(An=44.5~54.8)的粒状后生合晶、保留辉石假象的角闪石和角闪石与斜长石(An=53.1~56.7)发生变质重结晶作用而形成的粒状变晶结构为特征。此阶段的退变质作用应该与区域角闪岩相变质作用相对应,以出现近等轴粒状的角闪石和斜长石平衡矿物组合而形成斜长角闪岩[10,11]为最终结果。
石榴黑云斜长片麻岩的变质演化目前还不太清楚。从石榴石颗粒的成分剖面特征来看,吕和堡石榴黑云斜长片麻岩样品的石榴石具有明显的成分环带,自颗粒的核部到边部,CaO含量明显降低,MnO含量明显增加,MgO含量也有一定程度的降低。CaO及MgO质量分数的最大值和MnO质量分数的最小值均出现于石榴石颗粒的近中部(图4-A)。因此,吕和堡的石榴黑云斜长片麻岩中石榴石颗粒的成分特征应为典型的降温、降压石榴石环带[26,27]。如果石榴石核部成分与华北高压麻粒岩相当的话(图3-B),那么该石榴石成分环带反映的应该是石榴黑云斜长片麻岩样品自高压麻粒岩相到角闪岩相的退变质过程。然而,水沟退变榴辉岩中石榴石的成分环带不太明显。除石榴石颗粒边部的MgO和MnO含量分别有一定程度降低和升高外,其CaO含量基本不变(图4-B)。因此,该地石榴黑云斜长片麻岩的变质演化仅显示为后期的降温过程,且压力基本不变。但吕和堡和水沟两地石榴石成分环带的差异性与退变榴辉岩的变质演化(尤其退变榴辉岩岩块的折返)是否有关,目前还不太清楚,尚需后续工作的深入研究。
通过对退变榴辉岩所进行的锆石SHRIMP U-Pb测龄,获得退变榴辉岩原岩的形成年龄为~438Ma[11],而峰值榴辉岩相的变质事件则发生在355Ma B.P.左右[14,24],后期在341.2Ma B.P.(图2、图5-A)和321.8~325.7Ma B.P.[14](图2、图5-C)分别发生了麻粒岩相和角闪岩相的退变质事件。对于321.8~325.7Ma的年龄数据所代表的变质事件,本项目组曾一度将其归为峰值榴辉岩相变质年龄[11],在补充测定退变榴辉岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和角闪石40Ar/39Ar年龄(331.43~332.97Ma)之后,最终确认其为退变榴辉岩所经历的区域角闪岩相变质事件[14]。
图4 红旗营子杂岩石榴黑云斜长片麻岩的石榴石成分剖面Fig.4 The composition profiles of garnet from the garnet-biotite plagiogneiss samples in the Hongqiyingzi complex
图5 赤城退变榴辉岩及石榴黑云斜长片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄Fig.5 Zircon SHRIMP U-Pb ages of the retrograded eclogite and garnet-biotite plagiogneiss samples from Chicheng
石榴黑云斜长片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄数据表明,岩石中残留的岩浆成因碎屑锆石(wTh/wU>0.1)的年龄值为368.7~1 855.8Ma(主要为414.6~483.0Ma),说明石榴黑云斜长片麻岩的原岩形成于晚古生代(不会早于~369 Ma B.P.),且物源区主要为形成时限介于414.6~483Ma B.P.之间的岩浆岩。这些残留锆石颗粒边 部 变 质 重 结 晶 锆 石(wTh/wU<0.1)的SHRIMP U-Pb年龄分别为340.3~340.5Ma(图2、图5-B)和320.8~321.4Ma(图2、图5-D),应该是后期2次变质事件的年龄记录。这2个年龄数据分别与赤城退变榴辉岩高压麻粒岩相退变质年龄(341.2Ma)和角闪岩相退变质年龄(321.8~325.7Ma)相对应。从石榴黑云斜长片麻岩的石榴石成分剖面(图4)来看,“退变榴辉岩”岩块较为集中的吕和堡石榴黑云斜长片麻岩的变质演化似乎经历了降温、降压过程。若真是如此,那么石榴黑云斜长片麻岩原岩应该经历了早期高压麻粒岩相和晚期区域角闪岩相2次变质事件。前者可能与榴辉岩的构造折返有关,分布较为局限;而后者使得已经构造侵位于泥质(含泥质)砂岩(石榴黑云斜长片麻岩的原岩)中的退变榴辉岩构造岩块与泥质(含泥质)砂岩一起经历区域角闪岩相退变质作用,从而形成石榴黑云斜长片麻岩及其内部的石榴斜长角闪岩(部分样品)组合。因此,冀北赤城似乎存在晚古生代(321~326 Ma B.P.)区域角闪岩相变质事件,“冀北属于早前寒武纪变质地块”这一传统观点是值得商榷的,这对冀北基础地质研究来说无疑是一个重要进展。
对于赤城红旗营子杂岩的时代归属,由于早前的一些锆石U-Pb年代学数据以及全岩Sm-Nd或Rb-Sr等时线年龄均存在着或多或少的不确定性,致使其时代归属一直存在着新太古宙[7]与古元古宙[4]之争。刘树文等[19]对赤城红旗营子杂岩中石榴黑云斜长片麻岩(样号JB6045,取样地点在七里墩附近)进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测龄。他们认为2 650Ma的锆石点记录了围岩或者继承锆石的年龄,而片麻岩原岩的岩浆结晶年龄为2 529~2 480Ma,后期发生的一次重要变质事件的年龄约为333Ma。事实上,该文报道的年龄数据跨度很大,除上述几个年龄值外,尚有1 841Ma、1 095Ma和399Ma等年龄数据,对它们的岩石成因意义该文并没有给出相应的解释。由于石榴黑云斜长片麻岩原岩为泥质(含泥质)砂岩[12],因此,刘树文等将2 529~2 480Ma解释为片麻岩原岩的岩浆结晶年龄[19]似乎不太合适。其实,它们同1 841Ma、1 095Ma和399Ma等年龄数据一样,代表的应该是石榴黑云斜长片麻岩中不同来源岩浆成因碎屑锆石的年龄值,而333 Ma可能是后期变质事件的年龄记录。这样,石榴黑云斜长片麻岩原岩的沉积时限应该介于晚泥盆世(~369Ma B.P.)与早石炭世(~340Ma B.P.)之间,而其随后所经历的区域角闪岩相变质作用则发生在321Ma B.P.左右。据此,我们认为赤城红旗营子杂岩中石榴黑云斜长片麻岩(云州表壳岩)应该属晚古生代沉积-变质岩系,不宜再将其作为新太古宙或古元古宙的变质(岩石)地层。
区内与赤城红旗营子杂岩演化关系密切的花岗质岩石主要有片麻状花岗岩和黑云二长花岗岩。其中,片麻状花岗岩主要分布在镇宁堡—东栅子(原西栅子片麻岩)、样墩—宋家窑(原样墩片麻岩)以及镇安堡—长沟门(原镇安堡片麻岩)等地,在空间上与红旗营子杂岩紧密相连(图1)。这些片麻状花岗岩曾是赤城红旗营子杂岩的主要组成部分[28],后来才从其中划分出来并被认为是古元古宙变质花岗岩体[8]。其实,它们应该属于不同时代的花岗岩体(如镇安堡片麻岩就保留有变余似斑状结构),后期的变形变质才使它们转变成片麻状花岗岩,部分地段受动力变质作用则形成碎裂花岗岩、花岗碎裂岩和糜棱岩等。从片麻状花岗岩的锆石U-Pb同位素年龄来看,除原镇安堡片麻岩属于古元古宙似斑状花岗岩(本项目组测定锆石SIMS U-Pb年龄为1 834~1 863 Ma)外,原西栅子片麻岩和原样墩片麻岩均不是古元古宙变质花岗岩体,它们的锆石U-Pb年龄分 别 为 279 ~ 282Ma[18,21,23]和 338 ~ 377 Ma[18,21,23],应为海西期(晚古生代)的片麻状花岗岩。
黑云二长花岗岩包括独石口的冰山梁、马营的红墩梁、镇宁堡的东沟楼和云州水库的舍身崖等岩体,这些岩体都明显侵位于红旗营子杂岩之中(红墩梁岩体部分侵入样墩片麻状花岗岩,图1)。对于这些花岗岩体的成岩时代,过去大多认为它们形成于海西晚期[8],但一直没有相应的同位素年龄数据。从本项目组所获得的锆石SHRIMP U-Pb年龄数据来看,冰山梁花岗岩体形成于印支期(228.0Ma B.P.,中三叠世),而红墩梁花岗岩体则形成于燕山期(143.9Ma B.P.,晚侏罗世,图6)。结合舍身崖和东沟楼花岗岩体的形成年龄(分别为136.0Ma和138.0Ma),冀北赤城存在印支期和燕山期的花岗岩浆作用[15]。其中,印支期岩浆事件的年龄数据与石榴黑云斜长片麻岩的黑云母40Ar/39Ar年龄(~238Ma)比较接近[16],说明石榴黑云斜长片麻岩所经历的印支期构造热事件可能与该期花岗岩浆作用有关。
图6 赤城黑云二长花岗岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄[15]Fig.6 Zircon SHRIMP U-Pb ages of the biotite monzonitic granite samples from chicheng
冀北原红旗营子群最早为命名于冀西北崇礼县红旗营子村的一套太古宙变质地层[8,28],张家口综合地质大队(1964)在赤城地区将这套太古宙变质地层自下而上分为红旗营子组和白花沟组[28]。其后,河北省地质局区测队[28]、河北省地矿局地质三队[29]和河北省地矿局区调队[8,30]等对分布于崇礼—赤城一带的原红旗营子群开展了相应的地质研究工作,虽然在红旗营子群的名称表述、岩石组合和形成时代等方面存在着不同的认识,但均将其作为一套完整的变质地层对待。胡学文等通过区域对比,认为冀北承德—平泉一带的原单塔子群上部凤凰嘴组、刘营组的变质岩与红旗营子群相当,都为一套中—低级变质的火山-沉积岩系,遂将其一并归入原红旗营子群[31,32]。这样,冀北原红旗营子群的范围就扩大到崇礼—赤城—大庙—平泉断裂带以北的崇礼—赤城、丰宁—凤山—隆化和承德—平泉等地,并一直沿用至今。
事实上,赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、变质演化以及同位素地质年代学等方面的特征明显不同于冀北其他地区的红旗营子群。因此,冀北不同地区的原红旗营子群是有明显区别的,它们似乎不是“铁板一块”,应该是由不同构造(岩石)块体组合而成的,不宜再将其作为统一的变质地层来加以考虑,需要在深入、全面的地质研究(区域对比)后重新划分。刘树文等也曾认为作为内蒙地轴(华北克拉通北缘中段)重要组成部分的冀北原红旗营子群从东到西可能由不同来源的微陆块组成,它们均经历了晚古生代的构造-岩浆-变质事件,且认为这些微陆块可能是在晚古生代时期才拼贴在华北克拉通北缘中段之上的[9,19,22]。重新划分冀北原红旗营子群(内蒙地轴)的想法最早由王东方等提出[33-35],虽然后来因小壳化石确认有误以及同位素年龄数据可靠性较差而受到广泛质疑[36],但现在看来是有可取之处的。重新划分冀北原红旗营子群对于冀北地区的构造属性及其变质演化的研究无疑具有十分重要的意义,将有助于我们正确分析华北克拉通北缘中段(冀北)的地质特征,进而深入揭示古亚洲洋(中亚造山带)的地质演化。
a.冀北赤城红旗营子杂岩由云州表壳岩(主要为石榴黑云斜长片麻岩)及其内部存在的退变榴辉岩、蛇纹石化(橄榄)大理岩以及蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)等构造岩块组成。其中石榴黑云斜长片麻岩的原岩为形成于大陆岛弧环境的泥质(含泥质)砂岩,而蛇纹石化(橄榄)大理岩、退变榴辉岩以及蛇纹岩(蛇纹石化方辉橄榄岩)等构造岩块应该属于洋壳残片,成因上可能与古亚洲洋的洋壳俯冲消减有关。
b.退变榴辉岩的变质演化经历了峰值榴辉岩相、高压麻粒岩相和区域角闪岩相变质作用等3个阶段,而石榴黑云斜长片麻岩则主要经历了区域角闪岩相变质作用,仅局部存在有高压麻粒岩相变质作用的记录(显示降温、降压过程)。
c.退变榴辉岩的原岩形成年龄为~438Ma,其峰值榴辉岩相变质发生在355Ma B.P.±,后期麻粒岩相和角闪岩相退变质年龄分别为341.2 Ma和321.8~325.7Ma;石榴黑云斜长片麻岩残留的岩浆成因碎屑锆石年龄为368.7~1 855.8 Ma,颗粒边部变质重结晶锆石年龄分别为340.3~340.5Ma和320.8~321.4Ma,说明石榴黑云斜长片麻岩原岩的沉积作用发生在晚古生代(340~369Ma B.P.),后期曾经历过2次(~340Ma B.P.和~321Ma B.P.)变质事件的影响。这2次变质事件的年龄分别与退变榴辉岩的高压麻粒岩相变质和角闪岩相变质作用相对应。赤城红旗营子杂岩中的云州表壳岩(石榴黑云斜长片麻岩)应属于晚古生代的沉积-变质岩系,不宜再将其作为新太古宙或古元古宙的变质(岩石)地层。
d.赤城红旗营子杂岩周边的原西栅子、样墩和镇安堡等花岗片麻岩应分属不同时代的片麻状花岗岩类。其中,原镇安堡片麻岩属于古元古宙似斑状花岗岩,而原西栅子片麻岩和样墩片麻岩应为海西期(晚古生代)的片麻状花岗岩。另外,侵位于红旗营子杂岩之中的冰山梁、红墩梁、东沟楼和舍身崖等花岗岩体分别形成于印支期(冰山梁岩体)和燕山期(红墩梁、东沟楼和舍身崖等岩体)。
e.赤城红旗营子杂岩的岩石组合、构造属性、同位素地质年代学以及变质演化等特征明显不同于冀北其他地区的红旗营子群。因此,冀北原红旗营子群已不宜作为统一的变质地层,需要在深入、全面的区域对比后予以重新划分。
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