沱沱河地区宁多岩群变质岩的特征及意义

杨 超

(四川省核工业地质局 二八二大队,四川 德阳 618000)

沱沱河地区宁多岩群变质岩的特征及意义

杨 超

(四川省核工业地质局 二八二大队,四川 德阳 618000)

宁多岩群变质岩主要以区域变质岩为主,包括有区域动力热流变质作用形成的低绿片岩相、高绿片岩相和低角闪岩相变质岩系。动力变质岩仅在宁多岩群边界断裂分布,它们多数经韧性变形改造形成糜棱岩,部分岩石后又经脆性变形产生碎裂。通过对本区变质岩的变质、变形特征及叠加关系研究,确定了本区变质岩至少经历了四期变质变形作用。

区域变质岩；动力变质岩；变质相；变质变形

研究区位于可可西里—巴颜喀拉地块和羌塘地块缝合部位中段的宁多岩群(Pt2-3N.)。地处寨冒拉昆东部呈北西—南东展布,南北被断层所限制,以断块形式产出(图1)。变质作用类型以区域变质作用为主,动力变质作用次之。区域变质岩主要以中—深变质岩为主,包括有区域动力热流变质作用形成的低绿片岩相、高绿片岩相和低角闪岩相变质岩系;其次为动力变质岩,在脆韧性剪切带(F2)和脆性断裂破碎带出露,岩石类型包括糜棱岩类、碎裂岩类。

1 区域变质作用及变质岩

宁多岩群的变质岩以片岩为主,其次出露少量的变粒岩、浅粒岩和斜长片麻岩等(图2)。是羌塘地区出露最古老的前寒武纪基底变质岩[1]。受多旋回构造运动影响,具有多期变质变形特征。岩石内发育透入性区域片理、塑性流变褶皱、石香肠构造、条带状和条纹状构造等特征。主要变质岩分述如下：

石英片岩 片柱状矿物一般小于浅色粒状矿物,主要矿物成分为石英、斜长石、黑云母、白云母、石榴子石、角闪石等。常为片状、粒状变晶结构,片状构造。石英、斜长石呈粒状变晶集合体定向拉长连续分布形成条状,部分斜长石具解理,表面轻微绢云母化、绿泥石化;黑云母、白云母呈片状集合体连续定向分布,与粒状矿物定向带成相间条带构造,部分黑云母已局部绿泥石化;石榴子石具高突起,糙面显著均质性,具不规则裂纹,不均匀沿定向带分布,其间有细粒石英包体不定向分布成筛孔状构造。代表性岩石有石榴石二云母石英片岩、角闪二云石英片岩、石榴石黑云斜长石英片岩、黝帘石黑云母石英片岩、白云母石英片岩钠长二云石英片岩、钠长白云母石英片岩等。

图1 研究区大地构造位置图与地质简图Fig.1 Tectonic location and generalized geologic map of study area1.上更新统；2.全新统；3.查保玛组；4.沱沱河组；5.苟鲁山克措组；6.宁多岩群；7.地层界线；8.角度不整合接触；9.脆韧性剪切带；10.平移断层；11.逆断层；12.性质不明断层；13.调查区；14.剖面线。

角闪片岩 主要由角闪石和部分石英组成,也可能含少量绿帘石、绿泥石、黑云母、斜长石及碳酸盐矿物,细针柱状变晶结构,较明显的片状构造,是属于片岩和钙镁硅酸盐岩石的过渡类型。角闪石呈柱状变晶集合体连续定向分布形成片状构造,柱面解理发育,横切面具两组解理;石英、斜长石呈它形粒状集合体具拉长定向分布,夹于角闪石定向带间;绿帘石呈粒状不均匀交代角闪石,断续定向夹于角闪石定向带间或与石英共同组成断续定向分布在角闪石间。代表性岩石有石英角闪片岩、石英绿帘角闪片岩、含斜长石英角闪片岩。

图2 沱沱河地区寨冒拉昆东中—新元古界宁多岩群(Pt2-3N.)实测剖面图Fig.2 Measured profile of Ningduo Formation of mesoproterozoic-neoproterozoic in Tuotuohe area

2 动力变质作用及变质岩

研究区内动力变质作用较发育,尤其是沿宁多岩群边界断裂形成不同期次的动力变质岩。根据动力变质作用产生的应力性质和程度不同,将区内动力变质作用分为韧性动力变质作用和脆性动力变质作用,相应地将本区的动力变质岩分为糜棱岩系列和碎裂岩系列两类。各类动力变质岩的代表岩性特征分述如下：

糜棱岩 主要矿物成分以石英、泥质为主,糜棱岩属深部构造层变形产物。薄片观察岩石韧性变形特征强烈,矿物定向明显,石英定向拉长,部分石英颗粒动态重结晶,具波状消光。在强应变域中,石英细粒化形成布丁构造,同时破碎旋转,形成碎斑系、压力影现象。根据石英出现重结晶、亚颗粒化、波状消光等可推测变形温度在380 ℃左右(图3)。宁多岩群脆韧性剪切带(F2)是研究区内最重要的动力变质带。较早的韧性剪切带受后期构造变形改造而发生褶皱,形态多变。在该剪切带内糜棱岩特点具明显的构造线理、面理或韧性流劈理。

花岗质超碎裂岩 主要矿物成分以石英为主,云母、长石少量。基质含量>90%,半脆性变形,薄片中矿物呈弱定向分布。石英颗粒细小,石英颗粒中部分可见波状消光,亚颗粒,核幔构造,大部分石英已动态重结晶,少量已发生静态重结晶。根据石英波状消光、亚颗粒化、膨突重结晶等特征可推测变形温度在400 ℃左右(图4)。具正断层性质的张性、张扭性断裂带中,原岩受力后破碎成棱角状的碎块,并发生一定位移,后被碾碎成岩粉和次生的硅质、铁质和钙质胶结。在调查区4861高地正断层(F1),产状28°∠47°中常见该类岩石,具逆断层性质的压性、压扭性断裂带中,原岩受力后破碎成扁平状、次棱角状、次圆状的碎块,常显定向排列的趋势,且从断裂带中心向两侧随着距离的增大,应力的递减而形成碎斑、碎粉结构—碎裂结构—原岩的递变现象,该类岩石在调查区宁多岩群南西边界断裂脆韧性剪切带(F2)中普遍发育。

图3 糜棱岩(正交偏光)Fig.3 Mylonite

图4 花岗质超碎裂岩 (正交偏光)Fig.4 Granitic ultracataclasite

3 变质相及变质带的划分

根据变质岩的矿物组合、变质矿物类型和特征,研究区变质岩应属于低压变质相系和中压变质相系,变质程度从低绿片岩相到低角闪岩相均有发育,以高绿片岩相和低角闪岩相为主。变质带主要为绿泥石带、黑云母带、石榴石带(表1)。

表1 调查区变质相、变质带划分一览表Table 1 Schedule of division of metamorphic facies and metamorphic belt in survey area

4 变质岩的变质变形特征

根据研究区变质岩的变质、变形特征、叠加关系、产状特征及矿物组合,宁多岩群变质岩至少经历了四期明显的变质变形。

4.1 第一期(D1)晋宁期

该期在区域动力热流变质作用下,变质矿物组合达低角闪岩相,宏观和微观上显示出中深构造层次塑性流变特征[2]。在此阶段发生变质及变形,原始层理(S0)部分被次生面理改造，形成片状、条带状构造石英片岩和片麻状构造片麻岩,并发育S1透入性片麻理、片理。宏观上发育褶皱,形态多以剪切相似褶皱为主,剪切褶皱中可见构造叠加与置换现象,即密集劈理面(S1)置换早期原始层理(S0)。

4.2 第二期(D2)兴凯期与第三期(D3)华力西期

第二期与第三期均为韧性动力变质作用。前人采集锆石测年结果为550.39～754.26 Ma和383～347 Ma[3]，也验证了宁多岩群变质岩在这两期发生过变质变形。在这期间部分变质岩受区域动力变质作用后,在具有较强挤压构造作用的变质条件下,发生韧性剪切变质变形作用,并发育中浅构造层次的韧性剪切带,形成糜棱岩。新生的片理(S2)置换早期的片理或片麻理(S1),变质活动带与区域构造线基本一致。

4.3 第四期燕山期

前人在角闪质糜棱岩中获Ar-Ar年龄(151.9±2.1)Ma,该期在脆韧性动力变质作用下,新生片理置换早期片理,宏观和微观上显示出浅层次脆韧性剪切变形特点,矿物共生组合特征表明变质环境为低绿片岩相。

5 结论及地质意义

宁多岩群变质岩主要以区域变质岩为主,出露的岩石有石英片岩、角闪片岩、石英岩、变粒岩、浅粒岩和斜长片麻岩等。属低压—中压变质相系,变质程度以高绿片岩相和低角闪岩相为主。动力变质岩主要沿宁多岩群边部的断裂发育,主要分为糜棱岩系和碎裂岩系两类。部分糜棱岩受后期脆性变形产生破碎。研究区碎裂岩在压性、压扭性断裂中,受力破碎,并显定向排列的趋势。研究区的变质岩至少经历了四期变质变形,晋宁期以塑性流变为特征,发育较多的剪切相似褶皱,并可见原始层理(S0)被次生面理置换。兴凯期和华力西期,在韧性动力变质作用下发育韧性剪切带,形成糜棱岩。最后在燕山期时,韧性剪切带在脆韧性动力变质作用下,显示出浅层次脆韧性剪切变形特点,部分中深层次的变质岩产生破裂,具有脆性变形特征。

宁多岩群主要岩性为一套云母石英片岩、石英片岩。前人通过岩石学、微量元素地球化学等方法恢复原岩,为一套石英砂岩为主夹泥质岩的稳定性碎屑岩建造[4]。多数研究者认为羌塘基底由元古代变质岩系构成。本次研究在宁多岩群的含石榴石黑云斜长石英片岩中采集的样品做锆石U-Pb测年,得出的年龄为(1 050±25)Ma。该年龄与前人的研究相吻合,表明宁多岩群为羌塘基底的一部分。

[1] 何世平,李荣社,王超,等.青藏高原北羌塘昌都地块发现～4.0Ga碎屑锆石[J].科学通报,2011,56(8):573-582.

[2] 李荣社.昆仑山及邻区地质[M].北京：地质出版社，2008：42-67.

[3] 何世平,李荣社,王超,等.昌都地块宁多岩群形成时代研究：北羌塘基底存在的证据[J].地学前缘,2013，20(5)：15-24.

[4] 张以茀,郑祥身.青海可可西里地区地质演化[M].北京：科学出版社,1996:1-202.

(责任编辑：于继红)

YANG Chao
(NO.282Brigade,SichuanNuclearIndustryGeologicalBureau,Deyang,Sichuan618000)

Characteristics and Significance of Metamorphic Rock of Ningdou Rock Group in Tuo-tuo River Area

Metamorphic rock in Ningduo rock group consists mainly of regional metamorphic rocks which include low and high green schist facie metamorphic rocks and low amphibolites facie metamorphic rock series due to regional dynamo thermal metamorphism.Dynamic metamorphic rocks only distribute on edge fracture of Ninduo rock group.Most of them become mylonite after ductile deformation,the others break into pieces with brittle deformation.After researching the metamorphism and deformation characteristics of the rocks and relative effect of the characteristics,it can be sure that the rocks of the research area have at least going through four phase of metamorphism deformation.

regional metamorphic rock; dynamic metamorphic rock; metamorphic facies; metamorphism and deformation

2014-11-12；改回日期：2015-01-06

杨超(1987-)，女，助理工程师，构造地质学专业，从事构造地质解析研究。E-mail:547344066@qq.com

P588.3

A

1671-1211(2015)02-0146-04

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150204.1045.010.html 数字出版日期:2015-02-04 10:45