楊 杰, 祁曉鵬

(中陜核工業(yè)集團地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100)

長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶位于東昆中蛇綠構(gòu)造混雜巖帶東段，帶內(nèi)巖石構(gòu)造變形異常復(fù)雜，并不同程度地發(fā)生糜棱巖化。這些卷入構(gòu)造帶內(nèi)的地質(zhì)體普遍記錄了東昆侖造山帶多旋回造山作用在各個階段的構(gòu)造變形特征。本文通過對長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶地質(zhì)特征、宏觀和微觀構(gòu)造特征及變形進行分析，以期為研究東昆中構(gòu)造混雜巖帶的構(gòu)造演化提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

1 基本地質(zhì)特征

長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶位于東昆中蛇綠構(gòu)造混雜巖帶的東段，成北西西向延展，出露長約15 km，寬1～3 km，呈西寬東窄楔形展布(圖1)。北界與早古生代納赤臺巖群呈斷層接觸，南界多與印支晚期正長花崗巖呈侵入接觸，局部與加里東花崗巖、中元古代納赤臺巖群呈斷層接觸。長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶主要由基質(zhì)和混雜巖塊組成，基質(zhì)主要為鈣質(zhì)糜棱巖、鈣質(zhì)千糜巖等，原巖為復(fù)理石—火山巖建造，基質(zhì)內(nèi)混雜有早古生代洋殼型巖塊(蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖、含泥碳硅質(zhì)巖)、白云巖巖塊、灰?guī)r巖塊、碎屑巖巖塊等，基質(zhì)與巖塊之間均為斷層接觸，接觸面局部可見擦痕[1]。長石山地區(qū)構(gòu)造混雜巖帶的基質(zhì)和混雜巖塊按照巖石成因和形成環(huán)境類型等大致可以劃分為基質(zhì)、碳酸鹽巖巖塊(灰?guī)r和白云巖)、碎屑巖巖塊、洋殼型混雜巖塊。

圖1 長石山地區(qū)地質(zhì)簡圖1—第四系；2—早三疊世洪水川組；3—下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組第二段；4—下古生界納赤臺巖群；5—下泥盆統(tǒng)契蓋蘇組； 6—中元古界苦海巖群；7—下元古界白沙河巖組；8—中三疊世正長花崗巖；9—早三疊世二長花崗巖；10—中志留世二長花崗巖； 11—中志留世花崗閃長巖；12—中志留世英云閃長巖；13—中奧陶世花崗閃長巖；14—中奧陶世角閃閃長巖；15—灰?guī)r巖塊；16—白云巖巖塊；17—硅質(zhì)巖巖塊；18—礫巖巖塊；19—變石英砂巖巖塊；20—玄武巖巖塊；21—輝長巖巖塊；22—輝綠巖巖塊；23—蛇紋巖巖塊；24—千糜巖

1.1 基質(zhì)巖系特征

長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶的基質(zhì)巖系主要為一套強韌性變形的巖石，以千糜巖和糜棱巖為主，巖性包括含礫硅質(zhì)絹云千糜巖、安山質(zhì)千糜巖、絹云母千糜巖、灰?guī)r質(zhì)糜棱巖、鈣硅質(zhì)糜棱巖、糜棱巖化白云石化細晶灰?guī)r、白云巖質(zhì)糜棱化礫巖等，巖石都具有明顯的韌性變形特征，發(fā)育糜棱面理和旋轉(zhuǎn)碎斑等。除以上強變形巖石外，基質(zhì)中還有少量含石英條帶絹云母板巖。

1.2 混雜巖塊特征

長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)的混雜巖塊大體上可以分為碳酸鹽巖巖塊、碎屑巖巖塊以及洋殼型巖塊。與混雜巖帶的基質(zhì)相比，混雜巖塊沒有變形或變形較弱。各類型巖塊的特征如下：

(1)碳酸鹽巖巖塊。長石山混雜巖帶中碳酸鹽巖巖塊主要分布于混雜巖帶北部，可以分為灰?guī)r巖塊和白云巖巖塊，巖塊無變形，分布于基質(zhì)中?；?guī)r基本都為粉晶灰?guī)r，呈淺灰—深灰色，具粉晶結(jié)構(gòu)，層狀—條紋狀構(gòu)造，巖石沒有變形，基本都由碳酸鹽組成，以方解石為主，粒徑為0.02～0.05 mm，占比在90%(體積分數(shù))以上。白云石含量較低，粒徑在0.05～0.5 mm不等；局部還可見灰?guī)r中發(fā)育硅質(zhì)條帶。白云巖呈灰色，基本都為細晶結(jié)構(gòu)，層狀—塊狀構(gòu)造，主要由白云石組成，占比在95%(體積分數(shù))以上。白云石呈不規(guī)則粒狀、半自形菱面體狀，粒徑大小為0.06～0.25 mm，均勻分布，巖石無任何變形，僅發(fā)育很少的次生方解石、碳質(zhì)細脈，局部具有硅化的特征。

(2)碎屑巖巖塊。主要為石英雜砂巖、變中細粒雜砂巖、變中粗粒雜砂巖、含礫中粗粒雜砂巖等，巖石大多發(fā)生蝕變，但沒有變形或變形較弱。

(3)洋殼型巖塊。長石山構(gòu)造混雜巖帶中分布有一套早古生代洋殼型巖塊——長石山蛇綠巖。該蛇綠巖在長石山地區(qū)呈北西西向展布，巖性組合為蛇紋巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖以及碳硅質(zhì)巖，受構(gòu)造肢解，各組分之間不連續(xù)出露，與圍巖均為斷層接觸。

混雜巖帶中的混雜巖塊除以上主要類型外，還有少量規(guī)模較小的侵入巖巖塊，如片麻狀角閃英云閃長巖、蝕變細粒閃長巖巖塊等。各巖石類型均發(fā)生不同程度的變質(zhì)變形。

2 宏觀構(gòu)造特征

長石山構(gòu)造混雜巖帶的基質(zhì)中可見各種韌性剪切構(gòu)造，基質(zhì)與巖塊之間均為斷層接觸，接觸面局部可見擦痕。在剖面(圖2)上可以看出，混雜巖帶的巖石大多經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造疊加，主要的構(gòu)造變形形跡有：初始構(gòu)造面理(主要為糜棱面理和片理)；以初始構(gòu)造面理為變形面發(fā)育的韌性、脆韌性構(gòu)造變形組合(旋轉(zhuǎn)的碎斑及透鏡體、不協(xié)調(diào)褶皺、拉伸線理等)；晚期的脆性、韌脆性構(gòu)造(脆性斷層、牽引褶皺等)。

圖2 長石山構(gòu)造混雜巖帶構(gòu)造剖面圖1—碳硅質(zhì)巖；2—白云巖；3—碎裂巖化白云巖；4—石英雜砂巖；5—礫巖；6—含礫鈣質(zhì)千糜巖；7—含礫硅質(zhì)千糜巖；8—枕狀玄武巖；9—玄武巖；10—輝綠巖；11—輝長巖；12—蛇紋巖；13—角閃黑云石英閃長巖；14—產(chǎn)狀；15—逆斷層

2.1 初始構(gòu)造面理特征

長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶中各種千糜巖、糜棱巖、片理化巖石所發(fā)育的糜棱面理及片理由于后期構(gòu)造作用的改造使得其產(chǎn)狀不一，局部地方甚至發(fā)育有向西傾或東傾的糜棱面理和片理構(gòu)造面理，優(yōu)勢產(chǎn)狀為15°∠62°。這些早期的構(gòu)造面理大多被后期的構(gòu)造作用改造，被改造后的構(gòu)造面理形成各具特色的變形形跡。

2.2 韌性、脆韌性構(gòu)造變形特征

長石山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶中可見到韌性、脆韌性構(gòu)造組合有旋轉(zhuǎn)透鏡體、拉伸線理和不協(xié)調(diào)褶皺等。旋轉(zhuǎn)的透鏡體在千糜巖和糜棱巖中都可見到，千糜巖和糜棱巖中的透鏡體主要表現(xiàn)為由于成分分異而形成的淺色條帶透鏡化并旋轉(zhuǎn)，透鏡體主要呈“σ”形，大小為1～10 cm，其拖尾指示既有受左行剪切控制的旋轉(zhuǎn)透鏡體，也有受右行剪切控制的旋轉(zhuǎn)透鏡體。旋轉(zhuǎn)透鏡體在白云巖中亦可見到，白云巖中的灰?guī)r夾層由于逆沖剪切作用發(fā)生透鏡化并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)透鏡體具有由北向南逆沖剪切的特征。

不協(xié)調(diào)褶皺在混雜巖帶發(fā)育比較廣泛，在白云巖、千糜巖、糜棱巖以及巖體邊緣等均有發(fā)育。所發(fā)育的不協(xié)調(diào)褶皺根據(jù)其樞紐產(chǎn)狀可以將其分為三組：第一組樞紐緩傾，不對稱的兩翼指示了剖面上由北向南的逆沖；第二組樞紐緩傾，不對稱的兩翼指示了平面上主要受左行剪切作用的控制；第三組樞紐陡立，不對稱的兩翼指示了平面上主要受右行剪切作用的控制。

長石山混雜巖帶所發(fā)育的脆性、韌脆性構(gòu)造變形形跡主要有脆性斷層和節(jié)理?；祀s巖帶中脆性斷層極其發(fā)育，各地質(zhì)體之間大多為斷層接觸，部分斷層面可見擦痕和碳化現(xiàn)象，擦痕指示斷層為逆沖斷層，斷層兩側(cè)巖石較破碎。巖石中節(jié)理也較發(fā)育，部分露頭發(fā)育兩期節(jié)理，后期節(jié)理明顯截切早期節(jié)理，節(jié)理縫已被后期淺色礦物充填。

3 顯微構(gòu)造特征及石英c軸組構(gòu)分析

通過對長石山構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)及其兩側(cè)變形地質(zhì)體采集定向薄片8件，運用費氏臺對巖石薄片中石英c軸組構(gòu)進行測試，并分別對石英、長石和云母等礦物的變形特征進行詳細研究。研究結(jié)果顯示，石英c軸組構(gòu)極密，顯示既有左行剪切，又有右行剪切，以左行剪切為主，部分樣品可見左行剪切和右行剪切的疊加。鏡下也可見左行剪切和右行剪切的特征，混雜巖帶內(nèi)及兩側(cè)普遍發(fā)育受控于左行剪切和右行剪切作用的旋轉(zhuǎn)透鏡體、旋轉(zhuǎn)碎斑系及不對稱褶皺，由此可以確定長石山構(gòu)造混雜巖帶是多期(次)韌性剪切構(gòu)造運動疊加的產(chǎn)物，早期表現(xiàn)了右行逆沖的特征，晚期表現(xiàn)為左行走滑性質(zhì)，很可能兩期變形為一連續(xù)的過程。根據(jù)石英c軸組構(gòu)和礦物(長石、石英)的顯微構(gòu)造變形特征，結(jié)合前人研究成果，可以大致推斷東昆中構(gòu)造混雜巖帶變形溫度為380～650 ℃，形成環(huán)境大致為中—高綠片巖相到低角閃巖相[2]。

4 討論

通過對混雜巖帶宏觀及微觀構(gòu)造變形分析，長石山構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)韌性剪切變形具有兩期韌性剪切作用疊加的特征[3]，早期表現(xiàn)了右行逆沖的特征，第二期表現(xiàn)為左行走滑性質(zhì)，很可能兩期變形為一連續(xù)的過程。結(jié)合混雜巖帶區(qū)域地質(zhì)特征、構(gòu)造演化分析，長石山蛇綠巖形成時期為早寒武世；晚奧陶世—早志留世為弧陸俯沖階段，該階段形成混雜巖帶內(nèi)早期右行逆沖韌性剪切變形特征；而中志留—晚志留世為碰撞階段，該階段為碰撞體制下發(fā)育左行走滑剪切變形以及緊閉褶皺等變形構(gòu)造。