攀枝花米易普威地区康定群地层变质作用特征研究

梁兵，邓红，罗林洪

攀枝花米易普威地区康定群地层变质作用特征研究

梁兵，邓红，罗林洪

（四川省地质矿产勘查开发局一0八地质队，四川 崇州 610000）

扬子地台西缘（即传统意义的“康颠地轴”）是华南前寒武纪地质研究的重要地区之一，其中康定群为“双层基底结构”中结晶基底的重要组成部分，区域变质作用普遍。本文选取四川省米易县普威镇一带的康定群（Ht）的咱里组（Ht）及冷竹关组（Ht）地层作为研究对象，通过薄片鉴定、岩石化学、电子探针等手段对康定群变质作用进行了详尽研究，认为中条运动使增生陆核汇聚，地幔上隆，岩浆增生产生高地热梯度，汇聚应力促成强烈的构造活动，使咱里组（Ht）及冷竹关组（Ht）发生了动力热流变质（形成高绿片岩相的铁铝榴石带与低角闪岩相斜长石-普通角闪石带），变质时代为中条期，而随着板块之间的（Rodinia大陆）汇聚，俯冲碰撞的加剧，研究区又发生了强烈的晋宁造山运动，在这个过程中以低温动力变质作用为主，使岩石叠加了低绿片岩相的退变质。

米易康定群；变质岩；变质时代；结晶基底

研究区位于攀枝花米易县普威镇北部，地处扬子陆块西南缘（即传统意义的“康颠地轴”），由于自太古代至元古代一直处于相对活跃的构造环境，各种变质作用广泛存在。区内前震旦系地层具褶皱基底与结晶基底的双层结构，康定杂岩则代表了扬子地台西缘的结晶基底[1]，其中将康定杂岩中的变质沉积岩、火山岩及火山碎屑变质岩组合命名为康定群。

滹沱系康定群（Ht）自下而上划分为咱里组（Ht）及冷竹关组（Ht）[2]，其中咱里组（Ht）岩石类型以斜长角闪岩类为主，夹云母石英片岩、斜长片麻岩类，而冷竹关组（Ht）主要以云母片岩类为主要岩性，偶夹斜长角闪岩类。强烈的区域动力热流作用并叠加后期低温动力变质作用使岩石被强烈的片理化置换，原岩结构、构造完全被破坏，地质简图见图1。

1 变质岩岩石类型及特征

1.1 斜长角闪岩

主要分布于康定群咱里组（Ht）及少量见冷竹关组（Ht）下部，岩性有：斜长角闪（片）岩（图2）、角闪石片岩、绿帘角闪石片岩等。原岩为基性或超基性火山岩，岩石呈块状或（似）层状产出，片（麻）理较发育。其中角闪石：细粒柱状，含量60%～80%，主要为普通角闪石，解理发育，以（暗）绿色变种为主，一些柱体有纵向横向的裂隙，具有多色性。斜长石：粒状，岩石中含量约10%～30%，大多表面洁净，一些表面有粘土化、绢云母化，少量可见聚片双晶，斜长石分布在角闪石颗粒之间，以中长石为主。

图1 米易普威地区地质简图

1、三叠系地层；2、寒武系-震旦系；3、青白口系；4、滹沱系；5、花岗岩；6、石英闪长岩；7、地质界线；8、逆断层；9、性质不明断层；10、铁铝榴石带；11、斜长石—普通角闪石带；12、变质相带界线；

1.2 斜长片麻岩

包括二云斜长片麻岩、石榴二云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩（图3），咱里组、冷竹关组均可见到。斜长石条带发育。主要由斜长石、云母、石英、角闪石、碱性长石等组成。斜长石，含量50%～70%，不规则柱粒状，一些颗粒中可见聚片双晶。黑云母，暗褐色，含量约5%～20%，解理发育，定向排列组成条带状，常与角闪石在一起。角闪石含量较少，含量小于5%，半自形柱状或粒状，偶见石榴子石，细粒状，表面多空洞、裂纹，含量小于2%[8]。

图2 斜长角闪岩镜下素描图

来自样品b-PM064-32-1（25x,正交）

图3 黑云母斜长片麻岩镜下素描图

来自样品b-PM64-30-1(40X,正交)

图4 黑云母石英片岩镜下素描图

来自样品b-PM64-43-1(25X,正交)

1.3 云母（石英）片岩

该类岩石为康定群冷竹关组的主要岩性，岩石类型有黑云母石英片岩（图4）、二云母石英片岩、二云母片岩、石榴石二云母石英片岩，片理发育，为一套绿片岩相的浅变质岩等。一般呈似层状构造，主要由云母、石英、长石等组成，其中云母包括黑云母与白云母，二者总含量20%～60%不等，以白云母为主，黑云母较少，后者有一定绿泥石化及褪色化，局部黑云母增多，较新鲜的黑云母以具暗褐色或浅黄褐色多色性为特征，解理缝中有铁质矿物析出，长石含量0～10%，以斜长石为主。

图5 变质岩的（al+fm）-(c+alk)-Si图解

（据西蒙南，1953简化）

1.云母（石英）片岩-片麻岩类 2.斜长角闪岩类

图6 变质岩的ACF和AˊKF图解（据温克勒，1976）

1.富Al粘土和页岩2.粘土和页岩（含碳酸盐0-35%）（断线之内）3.泥灰岩（含碳酸沿35%-65%）（箭头线之间）4.杂砂岩（点线之内）5.玄武岩和安山岩（实线之内）6.超镁铁质岩①云母（石英）片岩-片麻岩类②斜长角闪岩类

2 岩石化学特征

2.1 斜长角闪岩类

这类岩石中SiO2含量主要在46.40%～65.00%范围之内，极个别可能存在误差，含量落在65.00%～69.11%之间，该类岩石主要属中-基性系列。在西蒙南（al+fm）-(c+alk)-Si图中，大部分样品落于火山岩区（图5）。Al2O3含量13.98%～17.02%，一般Na2O＞K2O，全部样品投于ACF和AˊKF图中，大部分落于玄武岩区及安山岩区（图6）。在MgO-CaO-（FeO）（图7）及MgO-TiO2（图8）图上基本落于正角闪岩区，仅及少数落于负角闪岩区。根据上述综合图解的化学成分判别，可以认为区内上述斜长角闪（片）岩类岩石原岩为与玄武岩成分相当的基性火山岩。

2.2 云母（石英）片岩、斜长片麻岩类

云母（石英）片岩-片麻岩类按谢缅年科（H.JI.Cemeheko,1966）可以划为铝硅酸盐岩类（A=32.91～72.27、C=0.34～25.69、F=16.95～38.56、M=10.17～26.40）；SiO2含量介于50.51%～72.87%之间，Al2O3含量为10.29%～21.03%之间，CaO含量介于0.05%～8.23%之间，总体具高铝低钙特征。在西蒙南（al+fm）-(c+alk)-Si图上，主要投入砂、泥质岩沉积区，个别（云母石英片岩、黑云斜长片麻岩等）投入火成岩区（图5）。在ACF及AˊKF图上，岩石主要投入粘土、页岩及杂砂岩分布区，个别点投图分散（图6），推测原岩可能为中-酸性火山岩建造-海相陆屑建造。

3 岩石地球化学特征

3.1 稀土

康定群云母片岩-斜长片麻岩类的稀土元素总量∑REE为（81.38～243.74）×10-6，相差较大，ΣLREE/HREE值为3.95～8.89。可见配分曲线（图9）整体呈较为明显的右倾，表现为轻稀土强烈富集，重稀土亏损且近于水平线，稀土元素分馏特征呈有规律变化，各样品曲线虽大致呈相互平行曲线，稀土元素总量变化较大，一定程度上反映了原岩特征存在一定的差异，大部分样品具有Eu的负异常、个别样具有Ce负异常，Tm的弱正异常，与洋中脊玄武岩曲线相似。

图7 斜长角闪（片）岩MgO-CaO-图解

（Walker．K．R．1960，Winter．J，1974）

1.正角闪岩区 2.负角闪岩区

图8 斜长角闪（片）岩MgO-TiO2图解

（米斯拉，1971）

1.正角闪岩区 2.负角闪岩区

图9 片岩、片麻岩稀土元素球粒陨石标准化配分型式图

图10 斜长角闪岩稀土元素球粒陨石标准化配分型式图

图11 片岩、片麻岩微量元素原始地幔标准化蛛网

图12 斜长角闪岩微量元素原始地幔标准化蛛网图

康定群斜长角闪岩类稀土元素总量∑REE含量为（72.3～150.82）×10-6，相差较小，轻重稀土分馏较强，ΣLREE/HREE值为5.37～7.85。在模式图（图10）上，整体右倾。大多别样品具Eu负异常及Tm弱正异常，整个曲线大致平行，轻稀土部分均呈平滑斜线，重稀土近于水平线，与中酸性岩类的配分曲线具相似性，可能反映了物质来源于中酸性岩浆岩区，可能形成环境为岛弧与俯冲作用有关的活动大陆边缘构造环境。

3.2 微量元素

康定群云母片岩-斜长片麻岩类与斜长角闪岩类微量元素原始地幔标准化蛛网图（图11、图12），从图中可以看出各样品总体具非活动性元素Nb、P亏损，Nd、Zr 、Hf元素较富集；活动性元素Rb亏损，K元素较富集，岩石中普遍存在Ti元素亏损。判断其形成环境为可能为岛弧与俯冲作用有关的大陆边缘构造环境。

在Th/Yb-Ta/Yb构造环境判别图中（图13）康定群斜长角闪岩类主要分布于活动大陆边缘环境，少量投入大洋岛弧环境。石英片岩-斜长片麻岩类主要投于活动大陆边缘环境，少量投于拉班玄武岩及过渡玄武岩。在Hf/3-Th-Ta构造环境判断图中（图14），各样品落点较为集中，主要落于钙碱性玄武岩范围，少部分斜长角闪岩类落于洋中脊玄武岩。

综合以上图解及数据判断，康定群原岩可能形成于岛弧与俯冲作用有关的活动大陆边缘构造环境。

图13 Th/Yb-Ta/Yb判别图解

◆斜长角闪岩类；■片岩-片麻岩类；

IAB-岛弧玄武岩；IAT-岛弧拉斑系列；ICA-岛弧钙碱性系列；SHO-岛弧橄榄玄武岩系列；WPB-板内玄武岩；MORB-洋中脊玄武岩；TH-拉斑玄武岩；TR-过渡玄武岩；ALK-碱性玄武岩（据Pearce，1982）

图14 Hf/3-Th-Ta判别图解

◆斜长角闪岩类；■片岩-片麻岩类；

图中MORB为洋中脊玄武岩，WPB为板块玄武岩，VAB为火山弧玄武岩，后者又分为岛弧拉斑玄武岩（IAT）和钙碱性玄武岩（CAB）（据D˙A˙Word，1980）

4 变质带划分

中条运动使增生陆核汇聚，地幔上隆，岩浆增生产生高地热梯度，汇聚应力促成强烈的构造活动，为区域动力热变质作用提供了条件，而随着板块之间的（Rodinia大陆）汇聚，俯冲碰撞的加剧，联测区又发生了强烈的晋宁造山运动，在这个过程中以低温动力变质作用为主，使岩石叠加了低绿片岩相的退变质[9、10]。根据上述事实，康定群地层的变质作用可分为早晚两个阶段[8]。

4.1 早阶段低压区域动力热流变质作用

该阶段为康定群地层的主变质阶段，它对原岩改造彻底，残留矿物较少，变质类型为低压型区域动力热流变质作用，通过野外观察及综合研究，可将工作区分为高绿片岩相及低角闪岩相两个变质相，其对应的变质带分别为铁铝榴石带与斜长石-普通角闪石带。

冷竹关组变质岩原岩以硅铝质成分为主，原岩接近于泥质岩，变泥质岩在高绿片岩相到低角闪岩相的各递增变质带内对应的特征变质矿物分别为铁铝榴石与十字石。咱里组变质岩原岩为基性火山岩，对应的特征变质矿物为钠长石、普通角闪石与斜长石，但由于本区未在泥质变质岩中发现十字石，所以用基性岩分带中的斜长石-普通角闪石带代替，变质矿物共生组合及相应岩石的ACF值及A’KF值见图15、图16。

图15 高绿片岩相铁铝榴石带ACF及A’KF图

图16 低角闪岩相斜长角闪带ACF及A’KF图

1）高绿片岩相（铁铝榴石带）：

该变质带呈带状分布岩性较为复杂，其主要岩性云母片岩类常常与黑云斜长片麻岩或是与斜长角闪岩不均匀互层，这种穿插的岩性分布特征给变质相带的划分带来较大困难，同时也反应了原岩火山—沉积岩的韵律性特征。

典型的变质矿物共生组合有：

黑云母＋白云母＋石英＋铁铝榴石（石榴石云母片岩）；

角闪石（绿色Ng’∧C=17～20°）＋酸性斜长石(An=10～12)＋石英（斜长角闪片岩）、酸性斜长石＋黑云母＋石英±钾长石±角闪石（黑云斜长片麻岩、二长片麻岩）；

其标志为泥质岩中石榴子石的出现，基性岩中出现普通角闪石和黑云母，普通角闪石和奥长石、钠长石普遍稳定共生。

2）低角闪岩相（斜长石-普通角闪石带）：

该变质相地层主要分布于咱里组（Ht）斜长角闪（片）岩中，与以高绿片岩相变质岩为主体的冷竹关组（Ht）呈渐变过渡接触，该变质带中，以大片出露的斜长石角闪（片）岩为代表，岩性单一，夹层较少，原岩主体为基性岩浆岩，其标志为以绿色钙镁质角闪石与中性斜长石（An40～50）稳定共生，而斜长角闪（片）岩中并未发现形成压力较高的石榴子石，也可以反应变质环境应属于低压。

主要矿物组合有：

斜长角闪（片）岩：角闪石＋斜长石＋石英；

角闪片岩：角闪石＋石英±透辉石±绿帘石；

云母片岩：黑云母＋白云母＋石英±铁铝榴石；

变质带为斜长石-普通角闪石带，相当于泥质岩中的十字石带，由于该带中的泥质岩类出现较少，并未见到十字石等标志变质矿物。

图17 共存角闪石和斜长石之间Ca离子分配等温曲线图

（据Лерлчук，1966）▲斜长-普通角闪石带●铁铝榴石带

4.2 晚阶段低温动力变质

晚阶段为次要变质阶段，为叠加于早阶段变质作用之上的低温动力变质，在康定群地层中普遍存在，常见的改造现象有黑云母的绿泥石化，长石的帘石化、绢云母化，角闪石的阳起石化、钠长石化等。变质矿物组合有：绿泥石+绢云母+阳起石+绿帘石+石英，为低绿片岩相变质，对原变质岩的结构构造没有明显改造，显示退化变质，推测温度300℃～500℃，压力0.2～0.5Gpa。可能为晋宁期变质作用叠加形成。

5 变质作用温压条件

本次工作对中条期变质岩形成的特征变质矿物及矿物对进行了温压条件估算，可以在一定程度上反映该期变质作用的温压条件。

1）变质温度条件

根据共存角闪石和斜长石之间Ca离子分配等温曲线图（图17），显示本区不同部位斜长角闪(片)岩中平衡温度差异，采于咱里组斜长角闪岩区（斜长石—普通角闪石带）在图中的投点位置较为集中（小三角），据投点估算，其平衡温度平均为575℃（550℃～600℃），该温度一定程度上反映了低角闪相变质岩的变质温度。采自于铁铝榴石带的样品在图中的投点（小圆点）相对较为分散，其平衡温度平均为425℃（400℃～450℃），小于由临界反应所估算的温度500℃±，该温度值对于工作区高绿片岩相变质岩的形成温度仅有一定的参考意义。

在共存白云母和黑云母温度计曲线图（图19）中可以看出，高绿片岩相的黑云母与白云母投点结果较为集中，均落于500℃曲线上或略大于500℃的区域，推测其形成温度约520℃，该温度值相对较为合理。

2）变质压力条件

在角闪石AlⅣ-Si变异图上（图18），绝大多数结果分布于低压型范围或紧邻高压型与低压性分界线的低压型范围，其中铁铝榴石带中角闪石分布在具高压型与低压性分界线相对较远的区域，而斜长石—角闪石带中的角闪石分布于紧邻高低压分界线，可以看出本区不同变质相中的角闪石均属于低压型。在角闪石的NaM4-Al的变异图（Brown1977）上，投点分布较为密集，较为远离竖坐标，显示压力均小于0.5Gpa，其中低角闪岩相的角闪石的压力略高于高绿片岩相角闪石。

综上结果可以推断，工作区低角闪岩相变质岩的变质温度为575℃（550℃～600℃），高绿片岩相变质温度为520℃（550℃～600℃），压力均小于0.5Gpa且低角闪岩相的变质压力略高于高绿片岩相。

6 变质时代

杜利林等（2007）认为康定群咱里组的形成时代为约830Ma，为新元古代，并可能经历了约700Ma的角闪岩相变质作用[3，4]。耿元生等（2007b）在四川泸定地区获得康定群冷竹关组火山岩的时代为818Ma和816Ma[5]。本次研究中于茨竹箐采集的斜长角闪片岩离子探针所测年龄为新元古代，集中于850-880Ma不等，根据测年的综合分析，其为后期退变质年龄。在牛马场附近，侵入冷竹关组地层的石英闪长岩结晶年龄为756±9.5Ma。

这些年龄值一定程度上反映了工区地层的上限。但在研究区外围，冕宁沙坝二辉斜长片麻岩全岩Rb-Sr等时线年龄为2404Ma[11]，盐边同德角闪二辉斜长片麻岩全岩Pb-Pb等时线年龄为2957±304Ma（袁海华、马玉孝等）[6，7]，在米易垭口地区构造期前垭口单元侵入热动变质岩，其中的辉石K-Ar年龄值为1961Ma（米易幅1∶5万区调报告）[10]，以上变质岩石在时代、变质特征等方面与研究区动热变质岩均相似或相关，其测得的年龄值与研究区时代有较好的对比意义。

图18 角闪石AlⅣ-Si变异图

（Rease，1974）

▲斜长-角闪石带 ●铁铝榴石带

图19 共存白云母-黑云母温度计曲线图

样品来自于铁铝榴石带

综合以上结论，区域动热变质作用时代为古元古代中晚期（1961～2957±304Ma），区域动热变质岩为中条运动的直接产物并受后期动力变质作用及岩浆侵入作用的叠加改造。

7 结论

扬子地台西缘是华南前寒武纪地质研究的重要地区之一，本文希望通过对康定群变质作用特征的研究为前寒武纪基底地层的研究提供参考及思路。

康定群变质岩原岩较复杂，其中斜长角闪岩类原岩为玄武岩，云母片岩、斜长片麻岩类原岩为中-酸性火山岩建造-海相陆屑建造，可能的形成环境为岛弧与俯冲作用有关的活动大陆边缘构造环境。

中条运动使增生陆核汇聚，地幔上隆，岩浆增生产生高地热梯度，汇聚应力促成强烈的构造活动，使咱里组（Ht）及冷竹关组（Ht）发生了低温动力热流变质（形成高绿片岩相的铁铝榴石带与低角闪岩相斜长石-普通角闪石带），而随着板块之间的（Rodinia大陆）汇聚，俯冲碰撞的加剧，研究区又发生了强烈的晋宁造山运动，在这个过程中以低温动力变质作用为主，使岩石叠加了低绿片岩相的退变质。

工作区低角闪岩相变质岩的变质温度为575℃（550℃～600℃），高绿片岩相变质温度为520℃（550℃～600℃），压力均小于0.5Gpa且低角闪岩相的变质压力略高于高绿片岩相，后期叠加低温动力变质的退变质作用，推测温度300℃～500℃，压力0.2～0.5Gpa。

区域动热变质作用时代为古元古代中晚期（1961～2957±304Ma），区域动热变质岩为中条运动的直接产物并受后期动力变质作用及岩浆侵入作用的叠加改造。

[1] 程裕淇．中国区域地质概论[M]．北京：地质出版社，1994．

[2] 四川省地质矿产局.四川省区域地质志[M]．北京：地质出版社，1991．

[3] 杜利林，耿元生，杨崇辉，等．扬子地台西缘盐边群玄武质岩石地球化学特征及SHRIMP告示U-Pb年龄[J]．地质学报，2005,79(6)：805-813．

[4] 杜利林，耿元生，杨崇辉，等．扬子地台西缘康定群的再认识：来自地球化学和年代学证据[J]．地质学报，2007,87(11)：1562-1568．

[5] 耿元生，杨崇辉，杜利林，等．天宝山组形成时代和形成环境[J]．地质论评，2007，53(4)：556-563．

[6] 袁海华，张树发，张平．渡口市同德混合片麻岩初获太古宙年龄信息[J]．成都理工大学学报（自然科学版），1985，3：82-87．

[7] 马玉孝，张成江，纪相田，等．攀西裂谷的构造-岩浆作用模式[J]．岩石矿物，2002，22(1)：21-24．

[8] 四川省地质矿产勘查开发局一0八地质大队．1∶5万普威幅地质图说明书[Z]. 2015．

[9] 四川省地质局第一区调队．1∶20万盐边幅区域地质调查报告（内部资料）[R]. 西昌，1972．

[10] 四川省地质矿产勘查开发局攀西地质大队．1∶5万米易幅地质图说明书[Z]. 1995．

[11] 成都理工大学地质调查院．1∶5万金江等四幅区域地质调查报告（内部资料）[R]. 2001．

Research on Metamorphism of the Kangding Group in the Miyi-Puwei Region, Sichuan

LIANG Bing DENG Hong LUO Lin-hong

(No.108 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230)

Research on metamorphism of the Kangding Group by means of rock thin section observation, petrochemistry and electron probing analysis indicates that the Zhongtiao movement made the Zanli Formation (Ht) and Lengzhuguan Formation (Ht) in the Miyi-Puwei region underwent dynamic thermal metamorphism, forming almandine belt of high-green schist-facies and amphibolite-plagioclase belt of low-green schist-facies during the middle Zhongtiao epoch, while low-temperature dynamic metamorphism in the Jinning epoch resulted in superimposed retrograde metamorphism of the low green schist facies.

Kangding Group; metamorphic rock; Miyi-Puwei region; Crystalline basement; metamorphic age

2019-10-22

梁兵（1986—），男，四川江油人，工程师，研究方向：区域地质调查

P588.33

A

1006-0995（2020）04-0544-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.04.004