论文部分内容阅读
出露于华北克拉通中部造山带南缘的太华变质杂岩,总体呈NWW-SEE向展布,西起陕西华山(太华山),经河南灵宝、洛宁、鲁山,断续延伸至舞钢境内,总长度约350 km。前人曾将太华变质杂岩称之为“太华群”并细分为上、下亚群。“下太华亚群”主要为斜长角闪岩和TTG片麻岩;“上太华亚群”主要为石英岩、石墨片麻岩、富铝质片岩、片麻岩、大理岩和磁铁石英岩等,是具有孔兹岩系特征的沉积变质岩系。本文主要针对两地的含榴斜长角闪岩和舞钢的黑云斜长片麻岩进行变质作用演化研究,同时对两地变质岩进行变质过程年代学研究。 鲁山的斜长角闪岩原岩为玄武岩和辉绿岩岩墙,成分属于亚碱性玄武岩。它们的稀土总量较低,轻稀土弱亏损到弱富集,富集大离子亲石元素而亏损高场强元素。微量元素地球化学构造环境判别图解研究表明,其形成于类似于现代的岛弧构造环境。舞钢的斜长角闪岩和石榴二辉麻粒岩与鲁山类似,其原岩同样为形成于类似现代岛弧环境的亚碱性玄武岩。舞钢的黑云斜长片麻岩原岩为粘土岩或者杂砂岩,经历了近距离的搬运,成熟度较低,沉积环境类似于现代活动大陆边缘。 鲁山地区可能保留三期变形形迹。第一期变形(D1)以局部地段保留的小型紧闭褶皱、无根钩状褶皱为代表,区域上不连续,不定向,被包络、限制在主期片理、片麻理之内;第二期变形(D2)以区域内广泛出现的、延伸相对稳定的主期片理、片麻理(S2)为代表,倾向SW,倾角一般为40-50°;第三期变形(D3)表现为主期片理、片麻理在局部地段的再褶皱变形,分布范围有限,定向性不明确。 鲁山的“似层状”斜长角闪岩和舞钢斜长角闪岩以及黑云斜长片麻岩类均发育“白眼圈”反应结构,保留了三个阶段的矿物组合。斜长角闪岩类中,第一阶段的矿物组合(M1)为进变质组合,以保存于石榴石变斑晶中的包裹体矿物为代表,包括石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿,不显示定向性。第二阶段矿物组合(M2)为变质高峰期组合,以石榴石变斑晶+基质矿物组合(角闪石+斜长石+石英+单斜辉石±斜方辉石)为代表,其中斜长石、角闪石和单斜辉石构成明显的主期片麻理(D2)。第三阶段矿物组合(M3)为退变质阶段组合,是环绕石榴石斑晶发育的后成合晶矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±斜方辉石±钛铁矿),未显示定向。舞钢地区的黑云斜长片麻岩中,第一阶段的矿物组合(M1)为进变质组合,以保存在石榴石变斑晶中的包裹体矿物组合为代表,主要包括石英+斜长石+黑云母,不显示定向性;第二阶段矿物组合(M2)为变质高峰期组合,以石榴石变斑晶+基质矿物组合(黑云母+斜长石+石英+矽线石+钾长石)为代表,其中斜长石、黑云母和石英构成明显的主期片麻理。第三阶段矿物组合(M3)为退变质阶段组合,主要是石榴石变斑晶边部发育的后成合晶矿物组合(石英+斜长石+黑云母+钛铁矿),未显示定向。 鲁山和舞钢地区斜长角闪岩中的石榴子石记录了微弱的进变质环带。石榴石的次边部钙含量升高,与之相对应的是基质中的斜长石钙含量最低。石榴子石最边部则记录了Fe/(Fe+Mg)比值升高或者XMn含量升高的石榴子石退变质分解的过程。温压计算表明,鲁山斜长角闪岩类三个阶段的矿物组合形成的温度压力条件分别为:650-730℃/4.9-8.1 kbar;720-810℃/8.2-11.7 kbar和730-760℃/3.5-7.7 kbar。而舞钢地区斜长角闪岩类三个阶段的矿物组合形成的温度压力条件则分别为720-750℃/4.8-6.7 kbar;710-780℃/9-10.6 kbar和700-780℃/7.1-8.5 kbar。舞钢黑云斜长片麻岩的峰期变质温度压力条件为810℃/9-9.2kbar。因此,舞钢和鲁山地区的斜长角闪岩类均记录了顺时针的变质作用P-T轨迹,包含近等温降压退变质片段。推测舞钢的黑云斜长片麻岩同样记录顺时针具有近等温降压退变质片段的变质作用P-T轨迹。鲁山和舞钢地体记录的顺时针的变质作用P-T轨迹,包含近等温降压退变质片段,具有典型的陆-陆碰撞特点。 年代学测试表明,鲁山地区的斜长角闪岩、TTG片麻岩、花岗片麻岩和变质正长岩均记录了早元古时代的变质作用(1.95-1.86 Ga)。舞钢地区的斜长角闪岩类和黑云斜长片麻岩则记录了介于1.96到1.92 Ga之间的早元古的变质作用。这些变质时代表明,太华杂岩经历了一期漫长的造山事件。综合华北克拉通中部造山带中段其它变质杂岩所记录的变质时间和变质作用演化过程,我们推测,至少中部造山带的中段到南段是一个长期的陆-陆碰撞型造山带,记录了早元古代华北克拉通东、西部陆块沿着中部造山带发生俯冲、碰撞拼合的过程。