碰撞陸內造山背景下的大地構造相繫

時間 2021-08-11 17:33:43

1樓:中地數媒

隨著南華狹窄洋盆的萎縮、消亡,中元古代末揚子、華夏古陸塊碰撞,發生武陵運動,形成廣闊的陸間造山帶,華南陸塊形成,推測該時期由皖南、贛東北經贛中九嶺、黔東北梵淨山至桂北四堡存在乙個揚子古陸東南大陸邊緣的弧陸拼貼帶(丘元禧,1999),同時出現前陸盆地型沉積組合。

(一)碰撞-板內岩漿巖相

本區在中元古代末、新元古代初進入了碰撞-陸內造山的發展、演化歷程,區域上該型別岩漿巖以休寧岩體(rb-sr等時年齡963±6ma,邢鳳鳴等,1989)、九嶺岩體(40ar/39ar法,937.1±6.4ma,胡世玲等,1985)、許村岩體等為代表,它們組成了弧陸碰撞後的陸殼重熔花崗岩帶(丘元禧,1999)。

該地區形成了淡色花崗岩組合為代表的構造熱事件,它反映了本區武陵造山運動的結束。以梵淨山地區出露的白雲母花崗岩組合為代表,地表所見岩體呈小岩株、岩脈等,出露面積均小於1km2。據物探資料推斷,地下深處可能是彼此相連的隱伏岩基。

岩體侵位於梵淨山群中,與圍岩突變接觸,內接觸帶不明顯,且寬度甚窄,有黑雲母偏集或電氣石集中的現象。岩體頂部時而出現團塊狀和囊狀偉晶巖體。

1.岩石學特徵

根據花崗質岩石的結構構造特徵、礦物成分和結晶程度的不同,以及冷凝先後的差別,劃分為表18所列的岩類。

表18酸**入巖組合岩石分類表

白雲母花崗岩:岩體均為切割出露,地表所見多屬邊緣相,個別岩體可見到過渡相。過渡相以細-中粒白雲母花崗岩為主,邊緣相寬度較大,包括中-細粒、細粒和似斑狀3種白雲母花崗岩,從內到外,有粒度變細之勢。

花崗偉晶巖:按產狀分為脈狀(主)和團塊狀、囊狀兩種型別。脈狀者常成群出現,厚數十厘公尺至一二十公尺,延長數十至千餘公尺。岩石偉晶結構明顯,岩脈的分帶性較差。

鈉長岩:呈脈狀、透鏡狀及囊狀產於梵淨山群的裂隙中,厚度多小於1m。

長英巖:呈細小脈狀侵入於副變質岩中。

梵淨山地區花崗質岩石的礦物成分以幾乎不含暗色礦物為特徵。主要礦物為石英、鉀長石和鈉長石,次為白雲母和電氣石,另還有微量黃玉、石榴子石、磷灰石、鋯石、獨居石和其他氣成-熱液礦物。白雲母花崗岩的主要礦物含量隨相帶結晶程度的不同而有所變化,即由過渡相-邊緣相,粒度隨之變小,石英和鈉長石含量增加,而鉀長石減少。

鈉長石有兩個世代,早世代者數量極少,呈自形粒狀存在於石英中;晚世代的鈉長石呈他形-半自形粒狀,常具清晰的聚片雙晶。其他脈巖中的鈉長石與後者特徵相同。費氏台測得其an為3~7。

鉀長石主要為不規則他形粒狀,一般未見雙晶,僅時具卡斯巴雙晶,屬微斜紋長石。根據人工重砂分析所獲副礦物的含量及組合關係,屬鋯石-磷灰石型。鋯石多呈淺玫瑰色,半透明—透明,以、、組成的聚形為主。

磷灰石呈自形柱粒狀,包裹於石英中,粒度極小,一般為0.02~0.03×0.

06~0.08mm。白雲母花崗岩的自變質作用較強,主要有鉀長石化、鈉長石化、雲英巖化和絹雲母化等。

在空間分布上分帶性明顯,即岩體由內向外依次出現上述自變質「序列」。

2.岩石地球化學特徵

(1)主量元素特徵:白雲母花崗岩的主量元素含量及cipw標準礦物成分如表19和表20所列,與黎彤(1998)的中國花崗岩平均值比較,顯示如下特徵:

表19梵淨山地區白雲母花崗岩主量元素含量

表20梵淨山地區白雲母花崗岩相關數值特徵及cipw標準礦物成分

1)sio2含量偏高,屬超酸性巖類,標準礦物中的石英(q)也明顯偏高;

2)鐵、鎂含量明顯較低,反映出暗色礦物極少;

3)梵淨山地區的白雲母花崗岩屬富矽,相對富鉀,貧鎂、鐵、鈣的超酸性淺色花崗岩;

4)鈣含量低,故標準礦物中的鈉長石(ab)大大多於鈣長石(an);

5)al2o3,na2o,k2o與中國花崗岩平均值接近,但由於cao低,標準礦物出現剛玉,屬鋁過飽和岩石型別。

(2)稀土元素特徵:白雲母花崗岩的稀土元素含量如表21和表22所列,配分型式如圖23所示,顯示如下特徵:

表21梵淨山地區白雲母花崗岩稀土元素含量wb/10-6

表22梵淨山地區白雲母花崗岩稀土元素數值特徵

分布型式呈比較陡的右傾型,cen/ybn值分別為5.32和5.28,與北美頁岩的cen/ybn值(6.

01)接近;eu含量甚低,分布模式呈現eu為降幅極大的低谷,δeu僅為0.01,高度虧損,表明梵淨山地區的白雲母花崗岩為殼源花崗岩且經歷了岩漿分異作用。

(3)微量元素特徵:微量元素含量(表23)及特徵顯示(圖24),rb的含量相當高,富集程度已近礦體品位要求,據光譜半定量分析數值結果,白雲母花崗岩平均含w達50×10-6,sn達125.6×10-6,反映出以富w,sn,rb等成礦元素為特徵,屬「鎢列花崗岩」。

另尚含f達1370×10-6、b達900×10-6,顯示岩體揮發組分相當豐富。

圖23梵淨山地區白雲母花崗岩稀土元素配分型式

表23梵淨山地區白雲母花崗岩微量元素含量wb/10-6

3.形成時代及構造環境

白雲母花崗岩體未穿過梵淨山群與上覆青白口係之間的不整合面,且在芙蓉壩組底礫岩中見有該型別白雲母花崗岩的礫石,同時被武陵期的斷裂切割,說明岩體形成時間應在武陵期的運動結束之前。此類花崗岩的形成,一般是在碰撞造山階段晚期,應該是中元古代末構造-熱事件的產物。

20世紀70年代中期所取較新鮮的岩心樣品中,白雲母鉀-氬年齡值為966ma,與白雲母花崗岩有成因聯絡的氣成高溫雲英巖脈中的白雲母,鉀-氬年齡值為905ma。考慮到鉀-氬法測定的年齡一般偏新10%左右,本書認為梵淨山地區花崗岩組合的形成時間大約為距今1000ma。白雲母花崗岩的岩石學、岩石地球化學特徵均反映出具有典型殼源重熔花崗岩的屬性,用徐克勤等的分類及術語,即屬陸殼改造型花崗岩。

其構造-花崗岩型別屬同造山s型,構造型別屬同碰撞花崗岩,並具後造山型花崗岩類特點(圖25,圖26),代表了rodinia超大陸聚合事件在本區的反映,同時也代表了本區武陵造山運動的結束。

圖24梵淨山地區白雲母花崗岩微量元素配分型式

圖25梵淨山地區白雲母花崗岩r1-r2構造環境判別(據batchelatbowdden,1985)1—地幔分離;2—板塊碰撞前;3—碰撞後抬公升;4—造山晚期;5—非造山;6—同碰撞;7—造山期後

(二)前陸磨拉石盆地相

武陵運動使中、新元古代地層出現角度不整合關係,使中元古代地層發生綠片巖相區域動力變質作用,同時也形成了前陸磨拉石盆地沉積,在區內則以從江地區和梵淨山地區發育的新元古代芙蓉壩組、甲路組第一段,白竹組第一段砂、礫岩沉積為代表。

1.從江地區

分布在黔東從江地區及桂北地區,稱為甲路組第一段或白竹組第一段。

從江地區岩性主要為灰、灰綠色中—厚層變質細砂岩、變質粉砂岩、石英綠泥絹雲母千枚岩、粉砂質絹雲千枚岩及白雲母片巖。據剖面和路線調查資料,向上砂質成分逐漸減少,泥質成分增多;橫向上由北向南砂質逐漸增多。厚度變化較大,為370~750m,在下敖裡、雍裡和俾痛坳等地有零星出露。

與下伏四堡巖群為角度不整合接觸。

下部岩性由灰、灰綠色中—厚層變質細砂岩、中厚層變質粉砂岩夾石英綠泥絹雲母千枚岩、白雲母片巖組成,以變質砂岩為主。在從江根勇一帶底部見變質礫岩。

變質礫岩產於底部,顏色為灰、灰綠色,其下部礫石含量較高,達40%,往上含量逐漸減少,過渡為含礫綠泥千枚岩。礫石主要為變質砂岩、變質粉砂岩、綠泥千枚岩、花崗岩等;礫徑5cm×10cm居多,個別達30cm,小者2mm×5mm,向上礫徑變小,具正粒序特徵;礫石磨圓度為圓狀、次圓狀;形態以橢圓狀、長條狀、扁平狀,長軸多具定向排列特徵。基質為砂泥質,蝕變為千枚岩或片巖,基底式膠結。

該層橫向上厚度變化較大,在從江加扒下寨一帶厚32m,在梵淨山一帶厚十多公尺,部分地區缺失此層。變質砂岩多為灰色、灰綠色,厚層—塊狀,變余細粒結構,膠結物具鱗片變晶結構。區域性可見平行層理,變質砂岩中區域性見大型交錯層理,層系厚15~20cm,似為潮汐作用下的沉積。

交錯層理由細砂級石英顆粒組成,與其上的岩性多為漸變過渡,介面為突變者極少。千枚岩中偶有細砂紋層,紋層由粉砂級石英顆粒組成,形成明暗相間的條紋特徵。片岩變形較強,普遍具兩期變形變質,早期片理被後期劈理改造形成典型的「s-c」組構。

江南造山帶西南段地質構造特徵及其演化

圖26梵淨山地區白雲母花崗岩構造環境判別|iag—島弧花崗岩類;cag—大陸弧花崗岩類;ccg—大陸碰撞花崗岩類;pog—後造山花崗岩類;rrg—與裂谷有關的花崗岩類;ceug—與大陸抬生有關的花崗岩類上部岩性主要由淺灰、灰綠色石英絹雲千枚岩、石英白雲母片巖夾少量灰綠色中厚—厚層變質石英細砂岩組成,區域性夾蝕變基性火山岩,以較多千枚岩、片岩的出現為標誌與下部的變質砂岩區別,普遍變形變質較強。岩石中沉積構造已被完全改造,在根勇附近下部有含錳質綠泥絹雲千枚岩呈透鏡狀、似層狀產出。

桂北地區底部為灰、灰綠色變質礫岩、含礫粗砂岩、含礫絹雲石英千枚岩(或片巖)。礫石成分複雜,主要有變質砂岩、變粒巖、千枚岩、矽質岩及脈石英,區域性見有基性巖、花崗岩和花崗閃長岩礫石。下部為變質砂岩夾千枚岩或片巖,千枚岩夾變質砂岩;上部基本為片巖或千枚岩,厚237~569m。

區域上可與黔東地區芙蓉壩組或甲路組第一段對比。

2.梵淨山地區

梵淨山地區該時期前陸磨拉石盆地沉積地層稱為芙蓉壩組。

芙蓉壩組:即原甲路組第一段和紅子溪組第一段。由灰綠、紫紅色塊狀變質礫岩、砂礫岩及變余岩屑砂岩等組成,多以礫岩為主;區域性全為砂岩,含鐵較高。

礫石成分有板岩、變余砂岩、石英岩、輝綠岩、白雲母花崗岩(白崗巖)等,礫徑一般2~10cm,大者60~70cm,個別可達100cm,呈稜角狀—次滾圓狀,砂泥質膠結。變質礫岩與變質含礫砂岩、砂岩橫向連續呈過渡關係,厚1~69m。以變質砂礫巖的出現與下伏梵淨山群變質砂岩、板岩、千枚岩及變質火山岩劃界,兩者為角度不整合接觸。