广西岑溪三堡地区区域变质岩及变质作用特征

龚 云，凌绍年

广西区域地质调查研究院，广西 桂林 541003

广西岑溪三堡地区位于广西东南部，地理坐标为东经110°30′～111°00′，北纬23°30′～24°00′，地处扬子陆块与武夷─云开造山系的接合部位。前人对调查区做过大量的研究工作，对区域变质作用类型、成因特点、形成时期等方面进行了探讨，认为调查区变质作用程度不深，只达绿片岩相程度，仅在云开岩群分布地区达角闪岩相的中高级变质程度，具有中─低压区域动力热流变质作用的特点。因调查区地质环境复杂，岩石遭受不同类型变质作用的影响，另外，区域变质岩的岩性特征及矿物组合特征也比较复杂，一些相关的地质问题存在一定争议。此次研究工作研究小组基于1 ∶25 万贵县幅区域地质调查成果，根据野外和室内资料，对三堡地区区域变质作用特征以及变质作用过程中物质迁移的规律等进行了探讨。

1 区域地质概况

三堡地区变质地层主要为奥陶系六陈组、东冲组及云开岩群等，区域变质岩类型主要为泥质变质岩类、长英质变质岩类等。岩体主要为三叠纪花岗岩株群和侏罗纪花岗岩。三叠纪花岗岩株群中各侵入体岩性基本相似，主要为中细粒（含）堇青石黑云花岗闪长岩，局部（规模较大的侵入体中心相）为堇青石黑云母二长花岗岩。岩体产出于中─新元古代云开群变粒岩中，具有由区域动力热流变质作用形成的变质岩、混合岩、花岗岩“三位一体”的岩石共生组合特征。侏罗纪花岗岩主要为中─粗粒黑云母钾长花岗岩、中粒斑状（含角闪）黑云二长花岗岩、花岗斑岩。

2 区域变质岩岩石类型及岩石特征

2.1 泥质变质岩类

泥质变质岩类主要见于三堡地区奥陶系六陈组、东冲组及云开岩群变质岩层中，主要岩性有轻变质（砂质）泥岩、（石英）绢云母板岩、（斑点状）绢云千枚岩、堇青黑云片岩及矽线二云母片岩。岩石具（变余泥质）显微鳞片变晶结构、片状变晶结构、斑状变晶结构、变余砂质结构、千枚状构造、斑点状构造、定向构造、劈理构造、片理构造。矿物成分以绢云母、白云母、粘土矿物为主，含有少量石英、绿泥石、堇青石、矽线石等[1]。原岩主要为泥岩、砂质泥岩等。

2.2 长英质变质岩类

长英质变质岩类主要见于三堡地区奥陶系六陈组、东冲组及云开岩群变质岩层中，主要岩性有轻变质长石石英砂岩、轻变质长石岩屑砂岩、轻变质岩屑（杂）砂岩、堇青黑云（二长）变粒岩、黑云斜长变粒岩、石英岩、堇青（矽线）黑云长石石英岩、含堇青二云（斜长）石英岩、黑云斜长石英岩。岩石具变余砂质结构、粒状变晶结构、显微鳞片变晶结构、交代结构、条痕状构造、条带状构造[2]。矿物成分以石英、长石为主，其次为岩屑、黑云母、绢─白云母，绿泥石、堇青石、红柱石、矽线石等含量较少。原岩主要为长石岩屑（石英）砂岩、长石岩屑（杂）砂岩、硅质岩等。

2.3 混合岩岩类

混合岩岩类主要分布于三堡地区三叠纪花岗岩体与围岩中─新元古代云开群变粒岩外接触带中，主要岩性有条痕状矽线黑云长石石英岩、（条痕状）混合质黑云堇青变粒岩、混合质（含红柱、矽线）堇青黑云变粒岩、混合岩化黑云二长变粒岩、（条痕状）混合岩、中─细粒堇青石黑云母混合花岗岩、中─细粒堇青石二云母混合花岗岩、细─中粒（含石榴石矽线石）黑云母堇青混合花岗岩[3]。岩石具粒状变晶结构、鳞片变晶结构、花岗结构、花岗变晶结构、交代结构、条痕状构造。岩石矿物主要为石英、钾长石、斜长石，其次为黑云母、堇青石（假晶）、白云母、红柱石、矽线石、石榴石、粘土矿物等。

3 区域变质作用特征

3.1 变质带划分及特点

根据泥质变质岩和变质基性岩中变质矿物的出现、消失、转变等反应关系可将变质带划分为绢云母─白云母带、黑云母带、堇青石─红柱石带、堇青石─矽线石带等4 个变质带（见图1）。三堡地区区域变质岩与混合岩在空间上和成因上有密切的联系，因此，研究小组在划分变质带时没有抛开混合岩区，这样更能突出变质岩和混合岩在空间上的关系，有利于对其成因的探讨[4]。

图1 三堡地区变质带分布图

3.1.1 绢云母—白云母带

该变质带主要分布于三堡断裂以西奥陶统变质地层中。局部受到花岗岩侵入影响，在区域变质作用上叠加接触变质作用使分带性不明显。典型岩石类型有轻变质含泥质条带砂质泥岩、石英绢云母板岩、绢云千枚岩、轻变质长石石英砂岩、轻变质长石岩屑砂岩、轻变质岩屑砂岩、石英岩等。岩石变质程度低，以泥质变质岩中普遍出现绢云母、白云母、绿泥石等变质矿物为特征。高温部分逐渐出现黑云母向黑云母带或堇青石带过渡的特征。

3.1.2 黑云母带

该变质带主要分布于三堡断裂以西奥陶统变质地层中。典型岩石类型有轻变质长石岩屑砂岩、变质细粒岩屑杂砂岩、（条痕状）黑云长石石英岩、黑云（二长）变粒岩、黑云斜长石英岩、（条痕状）黑云斜长变粒岩等。岩石以泥质变质岩中出现黑云母为特征，但黑云母在岩石中所占的比例、含量变化的幅度及代表性岩石各异。

3.1.3 堇青石—红柱石带

该变质带主要分布于三堡地区三叠纪花岗岩体与围岩中─新元古代云开群变粒岩外接触带。典型岩石类型有含堇青二云（斜长）石英岩、条痕状堇青黑云长石石英岩、含堇青白云长石石英岩、堇青黑云片岩、含堇青黑云斜长变粒岩、（含）堇青黑云变粒岩、（条痕状）混合质黑云堇青变粒岩、混合质堇青黑云变粒岩、混合岩化（堇青）黑云二长变粒岩、混合质含红柱堇青黑云变粒岩等。该变质带以泥质变质岩中出现堇青石、红柱石为特征，而且往往与黑云母同时出现。

3.1.4 堇青石—矽线石带

该变质带主要分布于三堡地区三叠纪花岗岩体与围岩中─新元古代云开群变粒岩外接触带。典型岩石类型有条痕状矽线黑云长石石英岩、矽线二云母片岩、混合岩化含矽线堇青黑云变粒岩、混合岩、（堇青）黑云混合花岗岩、中─细粒堇青石二云母混合花岗岩、细─中粒含石榴石矽线石、黑云母堇青石混合花岗岩等。该变质带以泥质变质岩中矽线石的初次出现为划分标志。需要指出的是矽线石的出现并不像典型的矽线石带那样以白云母的消失为前提，岩石中仍见没有后生特点的白云母。

3.2 变质相划分及特点

根据变质矿物组合及不同变质带所处的空间位置和特点，区内的白云母─绢云母带、黑云母带属绿片岩相；堇青石─红柱石带、堇青石─矽线石带属角闪岩相。

3.2.1 绿片岩相

不同地段绿片岩相中的矿物共生组合差别不大，泥质变质岩中的主要造岩矿物有绢云母、白云母、黑云母、绿泥石、钠长石和石英。其典型的矿物共生组合有：石英+绢云母（白云母）±斜长石、石英+绢云母（白云母）+绿泥石、石英+绢云母（白云母）+黑云母±斜长石、石英+绢云母（白云母）+绿泥石+黑云母±斜长石、石英+白云母+黑云母+斜长石+钾长石。

富钙变质岩的主要组成矿物共生组合有斜长石、方解石、黑云母、绿泥石和石英。其典型的矿物共生组合有：石英+绢云母（白云母）+绿泥石+方解石。

这6 个矿物共生组合是代表绿片岩相（绢云母─白云母带、黑云母带）的主要标志。

3.2.2 角闪岩相

该相根据变质程度划分为2 个矿物带或亚相，即堇青石─红柱石亚相和堇青石─矽线石亚相。

（1）堇青石─红柱石亚相。该亚相以绢云母、绿泥石等的消失，红柱石、堇青石、黑云母的出现为标志。其变质岩中的典型矿物共生组合有：石英+白云母+堇青石+斜长石、石英+白云母+黑云母+斜长石+堇青石±钾长石、石英+白云母+黑云母+钾长石+堇青石±斜长石、石英+白云母+黑云母+钾长石+斜长石+堇青石±红柱石。

这4 个矿物共生组合是代表低角闪岩相堇青石─红柱石亚相的主要标志。

（2）堇青石─矽线石亚相。该亚相以矽线石的初次出现为划分标志，但仍与白云母、堇青石共生。其变质岩中的典型矿物共生组合有：白云母+黑云母+矽线石、石英+白云母+黑云母+斜长石+矽线石、石英+白云母+黑云母+钾长石+斜长石+堇青石±矽线石、石英+白云母+黑云母+钾长石+斜长石+堇青石+矽线石±石榴石。

这4 个矿物共生组合是代表角闪岩相堇青石─矽线石亚相的主要标志。

3.2.3 矿物相转变及变质反应性质

调查区出现红柱石、堇青石、矽线石，而未见十字石、蓝晶石，具有低压变质相系的矿物组合特征。这些矿物随变质作用的递增而变化的规律可以从表1 中反映出来。

表1 变质作用各阶段的矿物组合及演化表

调查区绿片岩相的分界是以富铝泥质岩在前进变质作用中绿泥石开始分解并产生堇青石的组合作为依据。红柱石在低压角闪岩相的低温部分开始出现。从表1 中可见绿泥石的消失和新生矿物红柱石、堇青石的出现基本同时。温克勒把堇青石的出现和在白云母存在时绿泥石的消失，作为变质作用低分区和中级分区的界线[5]。因此绿片岩相和堇青石─红柱石亚相分别代表了低级变质作用和中级变质作用的范围。实验证明，在高铝低温变质泥岩中没有发现硬绿泥石的情况下，堇青石生成的可能反应为：{绿泥石+白云母+石英}={堇青石+黑云母+Al2SiO5+H2O}。

从表1 中可见矽线石的出现并不像典型的矽线石带那样以白云母的消失为前提，石英和斜长石在岩石中仍存在的情况下，白云母依然出现，所以矽线石通常并不是由白云母和石英反应生成，而是随着温度的升高，由堇青石分解转为矽线石。其可能的反应是：堇青石=石榴石+矽线石+石英。可见从堇青石、红柱石的出现开始到矽线石的出现为止，其P-T 条件变化是比较小的，堇青石和红柱石可以呈稳定状态坚持到矽线石带。根据该区堇青石─矽线石亚相仍存在共生白云母的特点，说明该亚相虽然处在角闪岩相较高温部分，但仍属中级变质作用的范畴，与典型高级变质作用相比仍有一定距离。

4 结语

（1）通过此次研究工作，研究小组查明了岑溪三堡地区区域变质岩、混合岩的岩石类型及分布特征，并将其划分为绢云母─白云母带、黑云母带、堇青石─红柱石带、堇青石─矽线石带等4 个变质带及绿片岩相、角闪岩相2 个变质相，为云开地块北西缘的区域变质作用研究提供了新资料。

（2）岑溪三堡一带的一套混合岩、变粒岩、长石石英岩组合，岩石变质程度较深，此次研究小组将其划归中─新元古代云开群，时代依据尚不足，还需进一步详细研究。

（3）通过此次研究工作，研究小组对三堡地区区域变质作用相带进行了较详细的划分，总结了变质相组和变质相系的特点，对区域变质作用的特点进行了研究，对它们的成因、演化作了初步分析，为云开地块北西缘进一步划分区域变质作用时代、区域变质作用类型及变质作用演化分析提供了直接证据，为进一步开展矿产地质工作提供了详实的基础资料。