贛中變質(zhì)巖帶的巖石學特征及原巖恢復

1、Sept.1999 文章編號 1001 - 7356 ( 1999) 03 - 0163 - 05贛中變質(zhì)巖帶的巖石學特征及原巖恢復胡恭任 1 ,劉叢強 1 ,章邦桐 2 ,于瑞蓮 3( 1. 中國科學院地球化學研究所 ,貴州 貴陽550002 ; 2. 南京大學地球科學系 ,江蘇 南京210093 ;3. 華僑大學環(huán)境保護研究所 ,福建 泉州362100) 摘 要 野外地質(zhì)調(diào)查和詳細的巖性巖相學及構造學研究表明 ,贛中變質(zhì)巖帶由深層次結晶基底和淺層次褶皺基底組成 。結晶基底中除斜長角閃巖為正變質(zhì)巖外 ,其它變質(zhì)巖均為副變質(zhì)巖 ,斜 長角閃巖原巖為基性火成巖 , 副變質(zhì)巖原巖主要為雜砂巖 ,

2、其次為長石砂巖 、巖屑砂巖 、粘土巖 ; 褶皺 基底其原巖為泥質(zhì)巖 、含炭泥質(zhì)巖 、(炭質(zhì)) 硅質(zhì)巖 。 關鍵詞 變質(zhì)巖 ; 原巖恢復 ; 江西中部 中圖分類號 P588. 37 文獻標識碼 A贛中變質(zhì)巖帶位于華夏地塊 、揚子地塊與華南加里東褶皺帶的接合部位 , 該變質(zhì)巖帶構成了相山鈾礦田 、盛源鈾礦田 、90 號鈾礦床的火山巖盆地基底 , 野外地質(zhì)調(diào)查和詳細的巖性巖相學及構造學研究表明 , 贛中變質(zhì)巖帶由深層次結晶基底和淺層次褶皺基底組成1 。本文對該變質(zhì)巖帶的巖石學特征進行了詳細的研究 ,并對其進行了原巖恢復 。1深層次結晶基底的巖石學特征贛中變質(zhì)巖帶深層次結晶基底由斜長角閃巖 、變粒巖

3、、片巖等組成 , 巖石中普遍存在混合巖化成因的長英質(zhì)脈體 、石英脈體 ,表明已近于達到深熔作用的程度 。( 1) 片巖主要有矽線石榴云母片巖 、十字石榴云母片巖 、石榴云母石英片巖 、十字堇青云母片巖 、云母石英片巖 。呈灰黃色 、灰白色 、黃褐色 , 片理及斑狀變晶結構發(fā)育 ,基質(zhì)具顯微粒狀鱗片變晶結構 。定向排列的片狀礦物 (黑云母 、白云母 、綠泥石) 與被壓扁拉長的粒狀礦物 ( 石英 、斜長石) 相間排列形成典型的片狀結構 , 一般片狀礦物多于粒狀礦物 , 局部粒狀礦物較多 。特征變質(zhì)礦物有石榴石 、十字石 、堇青石 、角閃石 、綠簾石等 。石英呈它形 ,顆粒之間呈鋸齒狀接觸 , 被壓

4、扁拉長 , 強烈波狀消光 , 有微裂隙 , 重結晶明顯 , 石榴石 、十字石 、黑云母等變斑晶之間接觸界面平直 。( 2) 變粒巖 主要分布在金溪縣的中部和東部 、資溪嵩市 、臨川茅排 、相山北部 、宜黃梨溪等地 ,呈層狀 、似層狀與片巖一起產(chǎn)出 。巖石呈灰白色 、黃白色 , 具中細粒粒狀變晶結構 、塊狀構造或弱片麻狀構造 , 礦物分布均 收稿日期 1999 - 05 - 20 基金項目 國家杰出青年科學基金( 49625304) 和華僑大學科研起動資金聯(lián)合資助項目 作者簡介 胡恭任 ( 1966 - ) , 男 , 江西贛縣人 , 1986 年 7 月畢業(yè)于華東地質(zhì)學院 , 獲工學學士學位

5、, 1995 年 7 月獲南京大 學工學碩士學位 , 1998 年 6 月南京大學工學博士學位 , 現(xiàn)為中國科學院地球化學研究所博士后 , 研究方向為同位素與環(huán)境勻 , 巖石致密 。主要礦物有它形粒狀石英 ( 20 %65 %) 、板狀聚片雙晶發(fā)育的斜長石 ( 15 %20 %) 、片狀棕色黑云母 ( 5 %25 %) 、針狀毛發(fā)狀矽線石 ( < 5 %) 、少量粒狀石榴石 , 有時定向 排列構成弱片麻狀構造 。( 3) 斜長角閃巖 呈似層狀 、透鏡狀斷續(xù)產(chǎn)于相山東北部貫下 、馬口一帶的細粒石榴云母 片巖和余江馬荃毛家的黑云斜長變粒巖中 。產(chǎn)狀穩(wěn)定 ,一般呈多條成群出現(xiàn) ,并有褶皺轉(zhuǎn)折端

6、 的殘留和曲頸狀 、石香腸產(chǎn)出特點 , 單層厚度從數(shù)厘米到數(shù)十米 。出露長 、寬相差懸殊 , 長20 1 100m , 寬 0. 524m。斜長角閃巖后來又被片理化 , 局部地段有矽線石 、石榴石等礦物產(chǎn) 出 。在余江馬荃局部弱變形地段可見斜長角閃巖與圍巖成分層 (黑云斜長變粒巖) 呈切割關 系 ,接觸面呈波狀 ;在相山北部斜長角閃巖與圍巖 (細粒石榴云母片巖) 呈平整規(guī)則接觸 。巖石呈灰黑色 、墨綠色 , 風化后呈褐黃色 , 致密塊狀 , 變質(zhì)程度達角閃巖相 , 原巖結構難于辯認 。具柱狀變晶結構 ,片狀 、條帶狀構造 ,局部地段可見長英質(zhì)與暗色礦物組成條帶 。礦物成 分簡單 ,主要由晶形

7、、解理發(fā)育良好 ,多色性顯著的角閃石 ( 60 %80 %) ,呈板狀 , 0. 96mm 左右 的解理 、雙晶發(fā)育的斜長石和它形粒狀石英及少量磁鐵礦 、鈦鐵礦 、磷灰石等組成 。主要巖石 類型有斜長角閃巖 、角閃片巖 。2淺層次褶皺基底的巖石學特征該變質(zhì)巖系是指出露于鷹潭 金溪斷裂帶之南東部 , 過岳口經(jīng)茅排 、梨溪 、宜黃 、相山礦田中部一線以南等地的一套低綠片巖相淺變質(zhì)巖 。巖性以淺變質(zhì)的中細粒長石石英砂巖 、粉砂巖 、千枚巖為主 ,其次為泥質(zhì)板巖 、炭硅質(zhì)板巖等 。變質(zhì)礦物為絹云母 、綠泥石及少量微晶黑 云母 。( 1) 變質(zhì)雜砂巖變余碎屑結構清晰 ,細粒砂級以上的顆粒多保留碎屑特征

8、。碎屑含量 50 %80 % ,多呈次 棱角狀 、次圓狀 ,粒徑 0. 060. 5mm。碎屑成分以單晶石英為主 ,其次為多晶石英 、中酸性斜長 石 。重礦物碎屑主要為鋯石 、獨居石 、電氣石 、磷灰石 、綠簾石等 ?；|(zhì)多已變質(zhì)重結晶 ,部分細 粉砂級碎屑仍可鑒別 , 更細的填隙物則結晶為針狀鱗片狀絹云母 、鱗片狀綠泥石 、微粒狀石 英 。( 2) 千枚巖及板巖千枚巖多由綠泥石 、絹云母 、石英等組成 ;鱗片狀綠泥石 、絹云母平行連生 ,定向排列 ,單晶 長徑 < 0. 08mm , 其中的微粒石英大多 < 0. 03mm。由于巖石中綠泥石 、絹云母含量較高 ( 15 %35 %

9、) ,故多呈灰綠色 。部分千枚巖中粉砂級含量增多 ,則過渡為粉砂質(zhì)千枚巖 ,部分千枚巖 重結晶較弱 ,為千枚狀板巖 。含炭質(zhì)者 ,炭質(zhì)呈細分散塵點狀間雜于絹云母等顯微鱗片狀礦物 中 。( 3) 硅質(zhì)板巖主要由顯微粒狀石英組成 , SiO2 含量一般 > 85 % ,石英單晶粒徑 < 0. 02mm ,粒間彎曲鑲嵌 ,胡恭任等 :贛中變質(zhì)巖帶的巖石學特征及原巖恢復第 3 期165石化學分析結果及薄片觀察表明 ,其原巖主要為砂泥質(zhì)沉積巖 ,其次為硅質(zhì)巖 。3變質(zhì)巖的原巖恢復由于結晶基底變質(zhì)程度較高 (達角閃巖相) , 褶皺和片理構造復雜 , 變余結構保留少 , 由產(chǎn)狀和巖相學研究來恢復

10、原巖性質(zhì)比較困難 , 因此本文借助于變質(zhì)巖的巖石學和微量元素特征研究來進行原巖恢復 。其理論基礎是 :除伴有強烈交代作用的變質(zhì)巖如各種交代蝕變巖和混合巖等外 ,所有變質(zhì) 巖都是特定原巖在相對封閉條件下經(jīng)變質(zhì)作用的產(chǎn)物 ,其成分變化基本上是等化學的 ,因而其 巖石化學和地球化學特征 ,基本反映原巖的特征 ,并主要受原巖形成作用和成巖構造環(huán)境所制約 。作者于樂安相山 、宜黃梨溪 、臨川茅排 、南城岳口 、金溪黃獅渡等地選擇了 33 件樣品進行了 巖石化學 、稀土元素 、微量元素分析 , 選擇多種較為有效的變質(zhì)巖原巖恢復圖解 , 進行投點判 別 。這些結果表明 ,除了斜長角閃巖為正變質(zhì)巖外 ,其它變

11、質(zhì)巖都為副變質(zhì)巖 。利用 KA 圖解 2 投點判別 , 斜長角閃巖落于火成巖區(qū) , 其它變質(zhì)巖樣品投點均在沉積巖區(qū) (圖 1 - a) ; 在尼格里值 ( al + fm) - (c + al k) Si 圖解3它變質(zhì)巖類投點于泥質(zhì) 砂質(zhì)沉積巖區(qū) (圖 1 - b) 。中 ,斜長角閃巖投點于火山巖區(qū) ,其圖 1贛中變質(zhì)巖的 KA 圖解和尼格里值 (al + fm) -(c + al k) Si 圖解·斜長角閃巖 ;. 褶皺基底的千枚巖 、板巖 ; 結晶基底的片巖 、變粒巖 ;a. KA 圖解 ;b. 尼格里值 (al + fm) - (c + al k) Si 圖解在 ACF 圖解

12、4( Al +Fe + Ti) 圖解 5 上更為明了 , 只有斜長角閃巖樣品投點、( Ca + Mg)于玄武巖和安山巖區(qū) 、基性火成巖區(qū)內(nèi) ,其它樣品均投點于火山巖區(qū)之外的雜砂巖 、粘土巖 、頁巖區(qū)內(nèi) (圖 2 、圖 3) 。從圖上還可以看出 ,副變質(zhì)巖的原巖主要為粘土質(zhì)頁巖和雜砂巖 。從圖 46 亦顯示出副變 質(zhì)巖的原巖主要為雜砂巖 、少量長石砂巖 、巖屑砂巖 。在巴拉紹夫的稀土元素 REE La/ Yb 圖解 7 上 , 斜長角閃巖樣品投點于正斜長角閃巖區(qū) ,其它變質(zhì)巖樣品大多數(shù)投于雜砂巖區(qū) ,少數(shù)樣品投點于頁巖和粘土巖區(qū) (圖 5) 。圖 2贛中變質(zhì)巖的 ACF 圖解·斜長角閃

13、巖 ; .圖 3贛中變質(zhì)巖的 ( Ca + Mg) (Al + Fe + Ti) 圖解為褶皺基底的千枚巖 、板巖 ; 結·斜長角閃巖 ;. 褶.皺基底的千枚巖 、板巖 ; 結晶基底的片巖 、晶基底的片巖 、變粒巖 ; 11 富鋁粘土和頁巖 ; 21 粘土和頁巖 ; 31 泥灰?guī)r ; 41 雜砂巖 ; 51 玄武巖和安山巖 ;61 超鎂鐵質(zhì)巖石變粒巖 ; 11 基性火成巖區(qū) ; 21 基性火成巖及其變種 ; 31 中性火成巖 、基性火山雜巖和含粘土的 ( 沉) 凝灰?guī)r區(qū) ; 41 含碳酸鹽的 ( 沉)凝灰?guī)r區(qū) ; 51 粘土 、泥巖 、粉砂巖 、長石砂巖和泥灰質(zhì)砂巖區(qū) ; 6 粘 土質(zhì)

14、 、白云質(zhì)和鈣質(zhì)泥灰?guī)r圖 4贛中變質(zhì)巖帶中副變質(zhì)巖的 Log ( SiO 2 / Al 2 O 3 )圖 5贛中變質(zhì)巖的 REE La/ Yb 圖解Log( Na 2 O/K2 O) 圖解·斜長角閃巖 ; . 褶皺基底的千枚巖 、板巖 ; 結晶基底的片巖 、變粒巖 ; A1 正斜長角閃巖區(qū) ;B1 碳酸鹽巖 ; C1 砂質(zhì)巖和雜砂巖區(qū) ;D1 頁巖和粘土巖區(qū)·結晶基底的片巖 、變粒巖 ; . 為褶皺基底的千枚巖 、板巖 ; A1雜砂巖區(qū) ; B1 巖屑砂巖區(qū) ; C1 長石砂巖區(qū) ; D1 亞長石砂巖區(qū) ; E1 亞巖屑砂巖區(qū) ;F1 石英砂屑巖區(qū)第 3 期胡恭任等 :贛中

15、變質(zhì)巖帶的巖石學特征及原巖恢復167綜上所述 , 贛中變質(zhì)巖帶結晶基底除斜長角閃巖為正變質(zhì)巖外 , 其它變質(zhì)巖均為副變質(zhì)巖 。斜長角閃巖原巖為基性火成巖 ,副變質(zhì)巖原巖主要為雜砂巖 ,其次為長石砂巖 、巖屑砂巖 、粘土巖 。褶皺基底其原巖為泥質(zhì)巖 、含炭泥質(zhì)巖 、(炭質(zhì)) 硅質(zhì)巖 。參考文獻 123胡恭任 ,章邦桐 . 贛中變質(zhì)基底的組成演化及其基本結構格局J . 江西地質(zhì) ,1997 ,11(3) .江蘇冶金地質(zhì)勘探公司研究室 . 巖礦鑒定圖表及成分計算方法M. 北京 :冶金工業(yè)部情報標準研究室 ,1980 ,158 160.賀高品 . 變質(zhì)巖原巖成因的研究方法J . 長春地質(zhì)學院學報 ,1

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17、 F PRO TOL IT HHU Gong - ren1 ,L IU Cong - qiang1 , ZHANG Bang - tong2YU Rui - lian3( 1. Institute of Geoche mistry , CAS Guiyang , Guiyang 550002 ,Chi na ;2. Depart ment of EarthScience ,Nanji ng University ,Nanji ng210093 , Chi na ; 3. Institute of Envi ronmental Protection , Overseas Chi nese Uni

18、versity , Quanzhou , 362100 , Chi na)Abstract : Field geological survey and detailed lithologic - lithofacies and structural study have revealed that the Central Jiangxi Metamorp hic Belt is composed of deep - seated crystalli ne basement andshallow - seated folded basement. In thecrystalli nebasement , thep rotolith of amp hibolite ( an ortho -metamorp hic rock) is a basic igneous rock , while that of other metamorp hic rocks (a para -