陕西汉阴北部梅子垭组变质作用研究

刘欢，高栋 ，鲁浩，罗德智， 张国鹏 ，焦建刚，3

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054；2.山东省地质矿产勘查开发局第三地质大队，山东 烟台 264004；3.西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，陕西 西安 710054)



陕西汉阴北部梅子垭组变质作用研究

刘欢1，高栋1，鲁浩2，罗德智1， 张国鹏1，焦建刚1，3

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054；2.山东省地质矿产勘查开发局第三地质大队，山东 烟台 264004；3.西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，陕西 西安 710054)

摘要：梅子垭组是汉阴北部地区出露面积最大的地层，岩性主要为白云母石英片岩、含碳白云母石英片岩、含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩等，石榴子石和黑云母变斑晶在该岩层中普遍发育。该岩组构造变形复杂，经历了多期构造活动和变质变形过程。笔者在野外调查的基础上，通过分析研究区石榴子石、黑云母变斑晶的关系，采用石榴子石-黑云母地质温度计，对该区广泛出露的含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩进行研究，得到如下结论：研究区存在3期黑云母和石榴子石，石榴子石变斑晶具有明显的生长环带，而黑云母变斑晶没有环带；研究区变质作用的变质温度范围为介于511～572℃，主要为530～560℃；变质压力范围为0.16～0.84GPa，变质相属高绿片岩相。

关键词：石榴子石-黑云母地质温度计；梅子垭组；变质作用；汉阴；陕西

石榴子石-黑云母共生矿物对地质温度计在变质岩中应用较为广泛，适用范围从高绿片岩相到麻粒岩相甚至超高温泥质变质岩，所涉及的温度范围也很广泛(吴春明等，2007)。目前，该温度计已被广泛应用于变质作用温压条件的研究。

研究区位于汉阴北部，构造位置属南秦岭逆冲推覆系迎丰-榈河口推覆体岩片(王瑞廷等，2013)。该岩组构造变形复杂，经历了多期构造活动和变质变形过程。研究区出露的岩系主要为志留系梅子垭组，为一套以泥质碎屑岩为主的中、浅变质岩系，岩性主要为白云母石英片岩、含碳白云母石英片岩、含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩等，石榴子石和黑云母变斑晶在该区普遍发育。到目前为止，前人对其研究包括区域地质背景、构造、典型金矿床地球化学特征、成矿模式、成矿条件、控矿因素、找矿标志等方面(王瑞廷等，2013；王民良，2007；李福让等，2009；杨本昭，2005；刘林等，2011；张凯，2011；张寿广等，1998；张俊良等，2013；杜坚，2014；任小华等，2015)，缺乏对该区变质作用的系统研究和分析。笔者在野外调查的基础上，通过分析研究区石榴子石、黑云母变斑晶的关系，根据石榴子石-黑云母地质温度计，旨在查明该区区域变质作用的温压条件，并结合前人已有研究资料，对该区区域变质程度、变质相进行了讨论。

1地质背景

研究区位于汉阴北部，构造位置属南秦岭逆冲推覆系迎丰-榈河口推覆体岩片，北邻北大巴山加里东褶皱带(王瑞廷等，2013)。从古生代开始，该区先后经历了伸展裂陷、碰撞、汇聚、陆内造山等一系列复杂而多期次的构造变形和变质作用(张国伟，2001)，岩石变形和构造置换强烈，区内褶皱构造发育，沿北西西向分布有数条大型韧性剪切带，是该区金矿床的主要控矿构造，目前在该区发现的金矿化体及矿化点均分布于韧性剪切带内及其附近的强片理化带内(杨本昭，2005)。研究区基底形成于中元古界，为一套酸-基性火山岩建造，上覆寒武系—泥盆系一套深海-浅海及潮坪相硅质岩、细碎屑岩及碳酸盐岩地层。区内岩浆活动较弱，研究区所在的构造带上分布有八庙沟、黄龙、鹿鸣、范家沟、茅垭子、羊坪湾等众多金矿床(图1)，显示出巨大的找矿潜力。还有恒口大型砂金矿床以及汉阴、池河、石泉等砂金矿床分布。除上述金矿分布以外，尚有冷静沟锑矿点，五家沟锰矿点、大堰沟水泥灰岩矿床，周家沟、西营、黄石板等铅锌矿床分布。

2梅子垭组特征

梅子垭组是汉阴北部地区出露面积最大的地层，几乎覆盖了整个研究区，其原岩为一套以泥质碎屑岩为主的中、浅变质岩系。区域上，从石泉-汉阴-安康一线的同类型金矿床、矿点及矿化点均赋存在该地层中。依据岩性组合可将该岩组划分为5个岩性段，其中第二、第四岩性段为区内重要的含金层位(杨兴科等，2011)。

第一岩性段(S1m1)：岩性以黄绿色白云母石英片岩、灰色二云石英片岩为主。

第二岩性段(S1m2)：为区域上主要含矿层，黄龙硝磺硐、茅垭子(鹿鸣)、长沟、柳坑等金矿均产于此层位。岩性以含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩、二云母石英片岩、含碳白云母石英片岩、白云母石英片岩、碳质片岩、糜棱片岩为主，夹有变粉砂岩、粉砂质(硅质)板岩、变细砂岩。岩石中出现较多的石英脉，有的具褐铁矿化。

第三岩性段(S1m3)：岩性为白云母石英片岩、二云石英片岩、含黑云母变斑晶白云母石英片岩。

第四岩性段(S1m4)：岩性以黑云母变斑晶白云母石英片岩，白云母石英片岩、二云母石英片岩、含碳白云母石英片岩为主，夹碳质粉砂质板岩、碳硅质板岩、为主要含金层位。

第五岩性段(S1m5)：岩性为灰色石榴子石斜长二云母片岩、含碳黄铁矿石英岩(有金矿化)，少量为含石榴子石和黑云母变斑晶的白云母石英片岩。

1.石炭系；2.中泥盆统上部；3.中泥盆统下部；4.志留系；5.洞河群；6.中元古界耀岭河群；7.闪长岩；8.地质界线；9.断裂；10.韧性剪切带；11.金矿床(点)；12.采样位置图1　陕西石泉-汉阴北部区域地质图(据李福让等，2009修改)Fig.1　Geological map of the Northern region Hanyin in Shiquan Shaanxi(After LI furang et al.，2009)

3矿物组合特征

研究区广泛出露含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩，石榴子石和黑云母多以变斑晶的形式出现，其结晶程度高，自形程度较好，粒径较大。所以本次选取研究区内的含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩作为研究样品。样品采自汉阴铁佛寺地区，采样位置如图1所示。将所采样品磨制光薄片进行岩矿鉴定，镜下一般特征为：粒状变晶结构、筛状变晶结构，片状构造，主要矿物组成为：石英(25%)、白云母(40%)、黑云母(12%)、石榴子石(15%)、硬绿泥石(5%)、其他(3%)。

石英为粒状，单偏光下无色，无解理，正低突起。正交偏光下Ⅰ级灰白干涉色。因为受到变质变形应力作用，可见波状消光。薄片中主要有2期石英，早期石英由于变质作用形成糜棱化碎斑石英，在镜下可见拉长定向石英细脉。晚期石英由重结晶作用形成，自形程度较高，粒度较大，石英颗粒边部较规则。白云母为片状，部分白云母定向排列并发生扭曲，具波浪状构造，部分白云母因变质而形成糜棱化白云母。单偏光下无色或浅绿色，正低突起，部分切面可见{001}方向极完全解理，正交偏光下具有Ⅱ级顶部到Ⅲ级干涉色，干涉色十分鲜艳。

黑云母主要以变斑晶产出，单偏光下为红褐色，多色性明显，具淡黄-浅棕-深棕多色性，正中突起，部分切面可见一组极完全解理，正交偏光下由于矿物本身的颜色使得干涉色浑浊。样品中多出现三期黑云母，第一期为角岩化黑云母，黑云母多呈碎裂状，并由于变质应力作用拉长定向，形成糜棱化(图2a)；伴随第二期叠加热液变质作用，形成了第二期黑云母变斑晶，与石榴子石、角闪石同期，黑云母粒径较大，可见聚片双晶，由于后期应力作用，部分热变黑云母被拉长定向排列呈动力片理(图2a)，部分黑云母变斑晶沿着片理方向旋转、挤压，形成云母鱼构造(图2b)，部分黑云母内部可见有石英颗粒断续定向排列，与早期片理方向平行，形成残缕结构(图2c)； 区域动力变质作用后期，在无应力状态下发生

图2　样品中主要矿物显微照片(Gr.石榴子石；Bi.黑云母；红色箭头代表成分分析方向)Fig.2　Microphotograph for main mineral in sample(Gr. garnet；Bi. biotite；The red arrow indicatethe direction of component analysis)

热叠加作用，形成了第三期黑云母变斑晶，其粒径较大，形状较规则，受热液改造作用很弱，晶形完好者解理清晰可见，并与早期片理化方向斜交或垂直(图2a)。

石榴子石颗粒较大，主要以斑晶的形式出现，粒径最小为0.3mm，最大可达2mm，主要为铁铝榴石，浅褐色、灰白-白色，与白云母、黑云母、绿泥石、石英等矿物接触共生。石榴子石主要有3期，早期石榴子石多为筛状变晶结构(图2d)，部分筛状石榴子石变斑晶逐渐长大，包裹早期形成的基质矿物，造成“破碎”的假象，并跨片理面分布；中期石榴子石大多晶形完好，在后期构造应力的作用下，石榴子石交代早期变形片理，形成显微褶皱状构造，边界被磨圆，但仍清晰可见，在部分石榴子石中还包含有早期糜棱片理，呈残留状(图2e)；晚期石榴子石多以变斑晶的形式出现，颗粒较大，与第二期黑云母接触共生，部分石榴子石内部裂理发育(图2f)，使得少量金属矿物沿其裂隙分布。

薄片中还可见少量绿泥石、碳酸盐及金属矿物等。绿泥石呈片状，由黑云母退变质形成，浅绿色多色性，具有异常干涉色；碳酸盐发生变质重结晶，多呈碎斑状；金属矿物主要为变质前期形成，随着变质作用的进行被拉长，并沿片理方向分布。

4测试方法与分析结果

电子探针分析在长安大学西部矿产与教育部国家重点实验室完成，使用仪器为JXA-8100型电子探针仪，加速电压15kV，电流1×10-8mA。

4.1石榴子石成分分析

本次选择晚期粗粒变斑晶石榴子石进行了电子探针分析，对石榴子石的核部、幔部、边部分别进行了打点测试(图2g、图2h)。

在变质岩研究中，石榴子石最主要的端元有铁铝榴石(Alm)、镁铝榴石(Pyr)、钙铝榴石(Gro)、锰铝榴石(Spe)和钙铁榴石(Adr)。由于研究区岩石的石榴子石中Fe3+含量较低，故笔者未讨论钙铁榴石(Adr)。由测试结果计算得出石榴子石的端元组分主要为：Alm(铁铝榴石)=65.48%～79.17%、Pyr(镁铝榴石)=6.89%～10.98%、Spe(锰铝榴石)=6.99%～21.78%、Gro(钙铝榴石)=3.78%～6.31%，均属铁铝榴石。

石榴子石的电子探针分析结果表明(表1)，其矿物化学成分以富含TFeO、Al2O3、MnO，相对贫MgO、CaO为特征。其中TFeO含量较高，为28.43%～35.05%，平均为32.67%；Al2O3含量为20.51%～21.65%，平均为21.14%；MnO含量为3.01%～9.43%，平均为5.01%；MgO、CaO含量为1%～3%。

石榴子石颗粒从中心到边部的化学成分有明显变化(图3)，石榴子石颗粒内部的XFe、XMn、XMg、XCa、Mg/(Mg+Fe)值较均匀，由中心到边缘，XFe值逐渐升高(XFe从0.655升高到0.792)，XMn值逐渐降低(XMn从0.218降低到0.070)，XMg、Mg/(Mg+Fe)值略有升高(XMg从0.069升高到0.110，Mg/(Mg+Fe)从0.093升高到0.126)，XCa值略有降低(XCa从0.038降低到0.063)。从中心到边部，XFe、XMg值逐渐升高，XMn、XCa值逐渐降低反映增温过程。XMn含量降低与Mg/(Mg+Fe)含量升高表明为进变质作用过程，说明石榴子石存在生长环带。(XMg=Mg/(Mg+Fe+Mn+Ca)；XFe=Fe/(Mg+Fe+Mn+Ca)；XMn=Mn/(Mg+Fe+Mn+Ca)；XCa=Ca/(Mg+Fe+Mn+Ca))。

图3　样品中石榴子石微区化学成分剖面图Fig.3　Compositional profiles of garnet in sample

点号SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5NiOCr2O3Total1-r36.8140.03821.11134.7293.6342.5351.5450.015-0.014--100.441-m37.2730.07120.92730.5627.4471.9061.7490.0050.0010.0070.071-100.021-m36.6880.11720.75531.2296.6012.1211.7430.039-0.014-0.08899.3951-c36.7650.04820.50830.8187.5391.9631.7370.0490.015-0.0560.07899.5761-c37.0490.05921.14328.7069.4261.7021.9930.034-0.0070.002-100.121-m37.7250.03420.94630.0648.531.7871.9660.0870.0120.0280.040.018101.241-m37.219-21.18233.4814.8712.4241.4460.0250.007-0.020.005100.681-r37.2360.02321.19234.3073.4752.4391.3630.041-0.0940.029-100.22-r38.035-21.2533.8663.6682.5631.421---0.042-100.852-m37.7610.05921.14932.1795.5672.1241.7240.0560.0180.0880.059-100.782-m37.3520.04720.89129.3698.641.6861.9280.016---0.03399.9622-c37.1840.08121.17228.438.451.7712.1060.032-0.040.005-99.2712-c37.7990.02520.86229.9167.3271.7462.125-0.004-0.002-99.8062-m37.6420.04321.08630.1097.6811.8292.0540.0740.002-0.0370.104100.662-m38.1510.01221.1632.1585.092.3641.601-0.006-0.0120.003100.562-r37.938-21.24334.3613.4922.5831.4080.0660.1130.020.091101.32

注：r.边部；m.幔部；c.核部；“-”表示低于检测线。电子探针分析在长安大学西部矿产与教育部国家重点实验室完成。

4.2黑云母成分分析

本次选择与石榴子石接触共生的第二期变斑晶黑云母进行了电子探针分析(表2)。由于黑云母核部被石榴子石充填，故无法测得其核部成分。因此，本次在对黑云母进行探针分析时，未对黑云母进行核部、幔部、边部分别打点测试。

黑云母成分测定结果(表2)显示其以富含TFeO、Al2O3、MgO、K2O为特征，相对贫TiO2、MnO、Na2O。其中TFeO、Al2O3含量在17%～21%；MgO、K2O含量为5%～11%；TiO2含量为1%～2%；MnO、Na2O含量均<1%。

黑云母中Fe含量略高于Mg含量，XFe=0.505～0.539，XMg=0.461～0.495。与石榴子石接触带处黑云母的XMg值略低于远离接触带处XMg值，XFe值则成相反的变化趋势，XFe、XMg差值为0.02。在10×TiO2-(FeO+MnO)-MgO图解中(图4a)，在黑云母分类图中(图4b)，所有测试的黑云母都属于铁质黑云母。所有的黑云母都位于再平衡原生黑云母中(XMg=Mg/(Mg+Fe)；XFe=Fe/(Mg+Fe))。

表2　样品中黑云母化学成分表(%)

续表2

点号SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5NiOCr2O3Total1-634.3411.4119.8417.6120.1059.474-0.0829.0330.0640.026-91.9871-735.8761.39919.49318.7760.1299.6730.0050.0557.8330.010.0120.05493.3151-835.5091.46219.16219.6240.0869.407-0.0497.7530.0460.048-93.1462-136.0821.62619.52718.850.0499.767-0.0889.2050.020.078-95.2922-235.5391.54519.0718.3730.0319.3950.0210.0079.3060.0250.116-93.4282-335.6871.46919.45218.4370.0299.829-0.0738.9880.0120.0370.02494.0372-436.1311.39119.58818.0880.0449.716-0.0989.0990.0350.0560.01694.2622-535.8691.5118.77619.3130.0789.781-0.078.9670.0070.0620.0494.4732-636.311.5619.44818.4680.1079.648-0.0658.9540.020.031-94.6112-735.9831.79218.48219.4070.05210.087-0.0478.7620.1120.016-94.742-836.311.5619.44818.4680.1079.648-0.0658.9540.020.031-94.611

注：r.边部；m.幔部；c.核部；“-”表示低于检测线。电子探针分析在长安大学西部矿产与教育部国家重点实验室完成。

图4　(a)黑云母10×TiO2-(FeO+MnO)-MgO分类图(底图据NACHIT et al.，2005)和(b)黑云母的Mg-( AlⅥ+ Fe3++Ti)- ( Fe2++Mn)分类图(底图据 FORSTER，1960)Fig.4　(a)10×TiO2-(FeO+MnO)-MgO diagram for biotite(After NACHIT et al.，2005)and(b)Mg-(AlⅥ+Fe3++Ti)-(Fe2++Mn) diagram for biotite(After FORSTER，1960)

4.3白云母成分分析

本次选择颗粒较小的片状白云母进行了电子探针分析，共测试了4颗片状白云母，其中有2颗沿白云母长轴打点测试，打点顺序为边部、核部、边部；另外两颗沿白云母短轴打点测试，打点顺序为边部、核部、边部。

白云母的理想成分为KAl2(Si3Al)O10(OH)2，类质同象替代较广泛，常见混入物有：Ba、Na、Rb、Fe3+、Cr、V、Fe2+、Mg、Li、Ca、F 等，形成多种成分变种，如钡白云母、铬云母等。

多硅白云母是白云母-(KAl2(Si3Al)O10(OH)2)与绿磷石-(KAl(MgFe2+)(Si4)O10(OH)2)构成的类质同象系列的中间成员，化学组成较白云母富硅，低铝，含一定数量的Fe2+、Fe3+和Mg。

电子探针分析表明(表3)，白云母以富含Al2O3、K2O为特征，相对贫FeO、MgO、Na2O。其中SiO2、Al2O3含量为31%～51%；K2O含量为7%～9%；FeO、MgO、Na2O含量为0.4%～2%；其他氧化物含量均<1%。

经计算得到的白云母Si原子数为3.06～3.31，Na/(Na+K)为0.15～0.26，从图5 中可以看出，随着Si原子数的增加，Na/(Na+K)原子数之比逐渐降低；随白云母长轴打点测试的颗粒从中心到边部Si原子数增加，沿白云母短轴打点测试的颗粒从中心到边部Si原子数降低。

表3　样品中白云母化学成分表(%)

注：r.边部；m.幔部；c.核部；“-”表示低于检测线。电子探针分析在长安大学西部矿产与教育部国家重点实验室完成。

图5　样品中白云母Na/(Na+K)-Si图与白云母微区化学成分图解Fig.5　Na /(Na + K)-Si diagram and compositional profiles formuscovite in sample

5讨论

5.1变质温压条件的确定

从PERCHUK(1967)首次标定石榴子石-黑云母地质温度计以来，经历了多次修正，石榴子石-黑云母温度计目前已有超过30多个版本(周喜文等，2003；吴春明等，2007)。本次研究选取了Holdaway(2000)版本的石榴子石-黑云母温度计，对彼此相邻接的石榴子石和黑云母变斑晶颗粒的测试数据进行估算。所采用的石榴子石-黑云母温度计计算公式如下(何德峰等，2008)：

(T/K){7.802+3Rln[(XFeGr/XMgGr)/(XFeBi/XMgBi)]+a+17.396(XMgBi-XFeBi)+280.306XAlBi+370.39XTiBi=40198.0+10(0.295-b)(P /MPa)- c+22998(XMgBi-XFeBi)+245559.0XAlBi+310990.0XTiBi

a=5.503(XFeGr)2+5.993(XMgGr)2+3.203(XCaGr)2+23.01(XMnGr)2-22.992(XFeGr)(XMgGr)+10.2465(XFeGr)(XCaGr)+22.765(XFeGr)(XMnGr)+28.3935(XMgGr)(XCaGr)+23.255(XMgGr)(XMnGr)+34.2715(XCaGr)(XMnGr)

b=-0.05(XFeGr)2-0.034(XMgGr)2-0.005(XCaGr)2-0.014(XMnGr)2+0.168(XFeGr)(XMgGr)+0.1315(XFeGr)(XCaGr)-0.022(XFeGr)(XMnGr)-0.1875(XMgGr)(XCaGr)-0.006(XMgGr)(XMnGr)-0.0305(XCaGr)(XMnGr)

c=-11622.0(XFeGr)2-5672.0(XMgGr)2-5827.0(XCaGr)2-39632.0(XMnGr)2+34588.0(XFeGr)(XMgGr)-33934.5(XFeGr)(XCaGr)-42607.0(XFeGr)(XMnGr)-100901.5(XMgGr)(XCaGr)-36657.0(XMgGr)(XMnGr)-76254.5(XCaGr)(XMnGr)

其中，XFeGr=Fe/(Fe+Mg+Ca+Mn)；XMgGr=Mg/(Fe+Mg+Ca+Mn)；

XCaGr=Ca/(Fe+Mg+Ca+Mn)；XMnGr=Mn/(Fe+Mg+Ca+Mn)；

XFeBi=Fe/(Fe+Mg+Si+A-l4+Ti)；XMgBi=Mg/(Fe+Mg+Si+A-l4+Ti)；

XAlBi=Al/(Fe+Mg+Si+A-l4+Ti)；XTiBi=Ti/(Fe+Mg+Si+A-l4+Ti)

P为压力，单位：Pa。

经计算得出研究区变质温度范围介于511～572℃，主要介于530～560℃。压力P所使用值为张寿广(1998)对南秦岭地区变质压力的测定值，其所估算的变质压力介于0.5 ～ 0.8GPa，计算时分别代入0.5、0.6、0.7、0.8等一系列压力值。结果表明，压力每增加0.1GPa，温度升高0.3℃，可见温度变化受压力影响很小，故本次取其平均值作为最终压力值。

根据已得的变质温度(511～572℃)，并结合本次所测白云母晶体化学式Si4+离子数，笔者采用多硅白云母Si原子数地质压力计(吴春明等，2007)，对变质压力进行了估算(图6)。本区白云母Si原子数在3.06～3.31之间，平均为3.19。取Si原子数最小值3.06，相应的压力范围为0.16～0.27GPa；取Si原子数最大值3.31，相应的压力范围为0.7～0.84GPa；取Si原子数平均值为3.19，相应的压力范围为0.46～0.58GPa。因此，综合认为其压力介于0.16～0.84GPa，与张寿广所得压力值相近。

图6　多硅白云母Si原子数地质压力计(据MASSONNE，1997)Fig.6　Geobarometry of Si in phengite1(After MASSONNE，1997)

5.2变质相与变质程度

5.2.1变质相

变质相的类型一般通过特征变质矿物的出现和消失来划分。张树业等(1985)指出，高绿片岩相与低绿片岩相之间的界线，主要是以变泥质岩石中首次出现铁铝榴石作为标志，高绿片岩相的典型矿物组合为：铁铝榴石+绿泥石+黑云母+白云母+石英(泥质岩)。研究区片岩的原岩为泥质岩，主要矿物组成为：石榴子石(铁铝榴石)+黑云母+石英+白云母+绿泥石。因此，铁铝榴石的出现说明本区的变质作用为高绿片岩相。这里所指的高绿片岩相相当于爱斯科拉和都城秋穗的绿帘角闪岩相，也相当于变泥质岩石中巴罗带的铁铝榴石带。

张树业根据野外及实验资料得到高绿片岩相的形成条件约为0.2～0.6GPa，500～575℃。笔者通过石榴子石-黑云母地质温度计估算得出本区变质温度为511～572℃，采用多硅白云母Si原子数地质压力计所估算的压力为0.16～0.84GPa，与张树业所得结果大致相同。因此，可以认为研究区的变质相属于高绿片岩相。结合本区特征变质矿物黑云母，石榴子石的出现，以及本区的变质压力范围(0.16～0.84GPa)，综合确定本区的变质相属高绿片岩相。

5.2.2变质程度

研究区主要矿物组成为：石榴子石(铁铝榴石)+黑云母+石英+白云母+绿泥石，出现特征的石榴子石、黑云母、绿泥石。依BARROW(1912)、TILLEY(1925)及HARKER(1932)对变质带的划分，可将本区划归为石榴子石带。

本区变质温度主要介于530～560℃，变质带为石榴子石带，特征矿物为石榴子石、黑云母、石榴子石，依TILLEY(1924)对变质级别的划分，可以确定本区的变质级别为低级变质。

6结论

(1)黑云母主要有3期，第一期为角岩化黑云母，黑云母多呈碎裂状；第二期黑云母变斑晶与石榴子石、角闪石同期，粒径较大；第三期黑云母变斑晶粒径较大，形状较规则，受热液改造作用很弱。石榴子石主要有3期，早期石榴子石多为筛状变晶结构；中期石榴子石大多晶形完好，交代早期变形片理，形成显微褶皱状构造；晚期石榴子石多以变斑晶的形式出现，颗粒较大，与第二期黑云母接触共生。

(2)从中心到边部，石榴子石变斑晶颗粒的XFe、XMg值逐渐升高，XMn、XCa值逐渐降低、Mg/(Mg+Fe)含量升高，因此认为本区石榴子石变斑晶具有明显的生长环带。

(3)所测试黑云母均属于铁质黑云母及再平衡原生黑云母中；XFe、XMg成分在黑云母颗粒边缘和中心的变化较微弱，因此认为本区黑云母无环带。

(4)研究区变质作用的变质温度范围为511～572℃，主要介于530～560℃；变质压力范围为0.16～0.84GPa，变质相属高绿片岩相，变质程度为低级变质，变质带为石榴子石带。

致谢：长安大学杨家喜、刘云华老师在变质温度计算过程中给予了重要建议；在薄片鉴定过程中得到了白开寅老师的悉心指导；在本文的修改和完稿过程中得到了王崇礼老师的悉心指导，在此一并致谢。

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收稿日期：2015-06-15；修回日期： 2016-03-09

基金项目：中国地质调查局项目“陕西石泉-旬阳金矿整装勘查区关键基础地质研究”(12120114014201)资助

作者简介：刘欢(1989-)，女，陕西省西安市临潼区人，长安大学硕士研究生，矿床学、岩石学、矿物学专业，研究方向：矿床学。E-mail：liuhuan14521@126.com

中图分类号：P536

文献标志码：A

文章编号：1009-6248(2016)02-0237-11

Metamorphism of the Meiziya Formation in Northern Hanyin， Shaanxi Province

LIU Huan1，GAO Dong1，LU Hao2，LUO Dezhi1，ZHANG Guopeng1，JIAO Jiangang1，3

(1.College of Earth Sciences and Recourses，Chang’an University，Xi’an 710054，Shaanxi，China；2. Shandong Bureau of Geological and Mineral Exploration，Yantai 264004，Shandong，China；3. Key Laboratory of Western China Mineral Resources and Geological Engineering， Xi’an 710054，Shaanxi，China)

Abstract：The Meiziya Formation is the biggeststratum exposed in northern Hanyin， which is mainly composed of muscovite-quartz schist， carbon-containing muscovite-quartz schist， and muscovite-quartz schistwith garnet-bearing biotitemeta crystal. Garnet and biotite are widely developed in thisrock stratum. The formation and metamorphism of Meiziya Formation is complex，which has experienced a number of tectonic activity， metamorphism and deformation processes. Based on the field investigation， the relationship between garnet and biotite metacrystal has been analyzed and researched.Using garnet-biotite geothermometer， the widely exposed muscovite-quartz schist with garnet-bearing biotite metacrystal has been studied in this paper. The results show that three periods of biotite and garnet were developed in this studying area， the garnet porphyroblast has obvious growth zoning， but the biotite without any growth zoning. For this studying area， the metamorphic temperatures range from 511 to 572℃， most of them change from 530 to 560℃. Their metamorphicpressures vary from 0.16 to 0.84GPa， and their metamorphic event mainly corresponds to high greenschistface.

Keywords：garnet-biotite geothermometer; Meiziya formation; metamorphism; Hanyin; Shaanxi