冬给措纳湖越野e族
❶ 昆仑变质带
南华纪-早古生代变质作用在昆中蛇绿构造混杂岩带及其南部的早古生代增生楔杂岩带中保留明显,昆北前南华纪地质体的叠加变质也显示了早古生代变质的信息。其中东昆仑冬给措纳湖一带研究较为详细。
1.东昆中蛇绿混杂岩带变质作用
其空间上东起冬给措纳湖北的布青山,向西经1∶25万阿拉克湖幅夏拉郭勒、布喀达坂峰北求拉克塔格等地,至阿其克库勒湖周围被新生代沉积覆盖,西端断续出露在朝阳沟附近,向西被阿尔金断裂带截切,导致该变质带在西昆仑只有零星保留。变质地质体有中新元古界-下古生界万保沟岩群、纳赤台群以及呈构造混杂的小庙岩群和白沙河岩群的构造岩块。冬给措纳湖北部的前各纳各热尔一带的变质岩研究较详。
(1)岩石矿物特征
分布于前各纳各热尔沟、达日洼纳卡沟一带的万保沟岩群、纳赤台群有黑云石英片岩、白云母石英片岩、石榴二云石英片岩、含斜长石残斑的黑云绿帘片岩、绿帘绿泥片岩、黝帘黑云阳起片岩和阳起绿帘片岩(以及相应的构造片岩)、绿泥绿帘石英片岩、阳起石英片岩、角闪斜长片麻岩,部分岩石含方解石,中酸性岩和中基性岩普遍含有半自形斜长石残斑和角闪石残斑。特征变质矿物有石榴子石、角闪石、斜长石、云母以及绿泥石。石榴子石剖面成分环带如图4-8所示,属铁铝榴石种属。石榴子石成分剖面之不对称性与石榴子石光性环带一致,具体可分两段,早期XSpe剖面呈钟型,为正常变质生长产物,这一成分剖面与石榴子石富集包裹物的核部相对应;晚期XSpe已回升,反映局部已受退变干扰发生再调整,但钙铝榴石成分剖面未受干扰,Mg/(Mg+Fe)比值总体呈增高趋势,本剖面段与石榴子石贫包裹物的边部相对应。在外来岩块的石榴子石钠长角闪片岩中,包裹在钠长石中的石榴子石XAlm=0.762,XGro=0.184,以铁铝榴石和钙铝榴石分子为主,石榴子石富钙与原岩成分富钙有关。
图4-8 石榴子石剖面成分图
(据冬给措纳湖幅报告)
右图为左图下部之放大部分
角闪石 26件角闪石探针分析点(包括复测点)的成分有如下特点:①变质角闪石核部浅绿色成分为阳起石,蓝绿色边部成分为镁普通角闪石或透闪普通角闪石,反映一个递进的变质过程。②变火山岩(或侵入体)岩浆残晶角闪石核部呈黄色,成分属阳起普通角闪石,过渡带呈浅-淡绿,为阳起石,边部呈拖尾的蓝绿色角闪石属镁普通角闪石。这表明,火山岩的角闪石晶屑首先在较低的温度中发生变质改造,随后变质温度持续上升,角闪石的成分从阳起石向普通角闪石演化。侵入体角闪石残晶的核部与过渡带蓝绿色角闪石同属镁普通角闪石,但 AlⅣ在过渡带的含量为 0.69%,高于核部的含量(0.24%),边部浅绿色处为阳起石,这可能表明,这些侵入体是在变质峰期侵入的,并受进一步的剪切变形而发生退变质。③小庙岩群构造透镜体的角闪石核部成分为镁普通角闪石-阳起石,边部为铁普通角闪石,表明从核部到边缘的生长为一升温过程。
斜长石 变质侵入体的斜长石成分为钠长石(XAb=0.98 ± 0.01)种属,石榴斜长二云石英片岩之斜长石变斑晶也属钠长石(XAb=0.99)种属,变火山岩(接近片麻岩)及绿帘斜长角闪岩为XAn=0.23~0.13,为更长石。小庙岩群构造岩块石榴钠长角闪岩晚期与角闪石共生的基质斜长石XAn=0.22,属更长石,早期斜长石变斑晶为XAn=0.01,属钠长石种属。
云母 云英片岩岩片中,云母石英片岩白云母的XK=0.98,属正常白云母,黑云母Si=2.83,XMg=0.44,为正常之黑云母种属。小庙岩群构造岩块石榴斜长变斑白云母片岩的白云母XK=0.93,亦属正常白云母;黑云母的Si=0.279,XMg=0.28,为富铁黑云母。石榴钠长角闪岩中,包在钠长石内的白云母和变火山岩或侵入体中与变形有关的白云母也均为正常白云母。
绿泥石 多为密绿泥石(XMg=0.56~0.68,Si=5.6 ± 0.1),少数为蠕绿泥石(XMg=0.46,Si=5.4)。
(2)变质作用条件和p-T轨迹
据阳起石与Al质普通角闪石的转变反应,万保沟岩群-纳赤台群和小庙岩群构造岩块的顶峰变质条件应为T≥500℃。万保沟岩群-纳赤台群的石榴黑云石英片岩的石榴子石黑云母矿物对温度计计算结果为540℃,绿帘斜长角闪岩的普通角闪石-斜长石温压计(Plyusinina,1982)为p=0.85 GPa,T=520℃。
据矿物温压计结合石榴子石成分环带剖面变异重建的云英片岩岩片和变火山岩岩片的p-T轨迹如图4-9所示。
(3)变质作用年代
对变质火山岩岩片的角闪石和云英片岩岩片糜棱岩的白云母进行39Ar-40 Ar阶段加热年龄测定,分别为426 Ma和408 Ma(1∶25万冬给措纳湖幅),其中白云母的年龄谱图如图4-10所示。由于万保沟岩群-纳赤台群的变质温度为500~550℃,与角闪石对Ar同位素的封闭温度相近,所以,有关构造面理的形成应在426 Ma以前,与其相关的变质作用时间应等于或大于426 Ma。而变质侵入体的锆石U-Pb年龄为428 Ma(1∶25万冬给措纳湖幅),因而可以限定其变质作用应发生在距今426~428 Ma之间,属于晚加里东构造变质事件的产物。
(4)变质作用期次分析
在万保沟岩群和纳赤台群主体分布范围内,夹有因构造剪切而卷入的少量中元古界小庙岩群的构造岩块,两者在变质作用上存在一定差异。万保沟岩群和纳赤台群经历了加里东期变质作用,而小庙岩群构造岩块则经历了晋宁和加里东两期变质作用。
万保沟岩群-纳赤台群
主体经历了加里东区域动热变质,晚期叠加韧-脆性动力变质改造。区域动热变质的记录在弱应变域内有所保存,块状变中性火山岩中柱状角闪石呈放射状排列,动力变质的叠加使岩浆成因的角闪石退变为绿泥石。沟里地区剖面上,变质作用显示微弱分带,南部为蓝绿色普通角闪石+阳起石+钠长石+绿泥石,属绿片岩相,北部为石榴子石+蓝绿色普通角闪石+更长石/钠长石,属中压低角闪岩相(图4-11),相带分界是渐变的,不易明确划分。
图4-9 沟里地区万保沟岩群-纳赤台群加里东变质作用p-T轨迹图解
(据1∶25万冬给措纳湖幅)
GL—蓝片岩相;GS—绿片岩相;ZEO—沸石相;EA—绿帘角闪岩相;AM—角闪岩相;GN—麻粒岩相;EC—榴辉岩相
图4-10 东昆中蛇绿混杂岩带前各纳各热尔超岩片白云母阶段加热年龄图谱
(据1∶25万冬给措纳湖幅)
图4-11 前各纳各热尔超岩片北部低角闪岩相矿物共生图解
(据1∶25万冬给措纳湖幅)
小庙岩群构造岩块
晋宁期变质的特征矿物组合为石榴子石+阳起石+蓝绿色普通角闪石+白云母+帘石+石英,石榴子石+白云母+黑云母+石英,这些矿物构成早期片理,包裹在加里东期变质的钠长石变斑晶中;加里东期变质的特征矿物组合为更长石+石榴子石+普通角闪石+帘石+钠长石+石英,更长石粒度较细,多夹在普通角闪石之间;钠长石普遍形成变斑晶,主体是在前期变质的基础上矿物进一步加粗,但均属低角闪岩相变质。
布喀达坂峰北的纳赤台群区域变质岩
呈北西西向分布于库鲁·彼得勒克河、哈夏·克里克河北岸和额尔滚赛埃图河中上游3个地带,属纳赤台群哈拉巴依沟组。从西至东都不同程度叠加有热接触变质以及动力变质作用。变质岩石组合主要为一套低级变质的陆源类复理石沉积碎屑岩和泥质岩,夹少量浅变质基性火山岩。变质岩原始沉积组分、沉积构造、结构,如砂状结构、泥质结构、胶结方式、各种层理层面构造等皆较好或完全保留。泥质岩形成了板岩及千枚岩类,部分原始沉积组分仍保留;而中细碎屑岩能干度相对较高,仅其中较易变质的杂基和胶结物发生重结晶,少部分形成千枚岩类,而原岩特征保留较好。
上述岩石变质作用方式主要以碎屑岩中杂基和胶结物以及泥质岩中粘土质矿物的重结晶作用为主,火山岩中表现为以先存矿物的退变质为主,变质程度低级。其主要变质矿物组合如下:
砂岩类:Ser+Chl+Qz ± Bit,Ser+Chl+Cal,Ser+Qz+Cal ± Bit,Ser+Chl+Qz+Cal± Bit,Ser+Qz+Ab+Cal
泥岩类:Ser+Chl ± Cal,Ser+Chl ± Qz,Ser+Chl+Cal+Qz ± Bit
玄武岩:Ep+Qz+Cal+Url,Ep+Chl+Cal
上述矿物组合以泥砂质岩中普遍出现的Ser+Chl+Qz为代表,并以首次出现黑云母和钠长石为特征,变质相带可划为黑云母带、板岩-千枚岩级低绿片岩相。钠长石为低温矿物,其稳定平衡的温度下限为200~300℃,而Bit+Chl+Qz的矿物组合一般小于0.4~0.5 GPa,因此其变质相系应为低中压相系。根据该套地层成岩时代推测变质时期应为加里东中晚期。
综合砂岩段及千枚岩段岩石特征分析,该岩组至少经过两期变质变形作用叠加改造。早期由低温动力区域变质作用形成变砂岩、板岩及千枚岩等低绿片岩相变质岩石,矿物组合以Ser+Chl+Qz为代表,并以首次出现黑云母和钠长石为特征,变质相带可划为黑云母带、板岩-千枚岩级低绿片岩相;变形形迹为S1板理及千枚理;变质期为加里东中晚期。第二期为不均一动力变质作用的叠加期,局部地段形成一些绿片岩相的碎屑或泥质糜棱岩、千糜岩,变形形迹为S2糜棱面理和局部的韧性剪切带,一般S1∥S2。
2.东昆南增生楔杂岩带中苦海岩群变质作用
主要分布于得什龙沟-德龙洼沟一带和智益小学南西一带,平面上整体呈巨大的透镜状,分布于加嗡门一带。主要由中深变质的前寒武纪变质岩组成,内部被古生代石英闪长岩-二长闪长岩-花岗闪长岩岩体侵入。变质岩普遍混合岩化,达低角闪岩相,流动褶皱发育,包括斜长角闪岩-长英粒岩岩段和云英片岩岩段。前者主要岩性有斜长角闪岩、斜长角闪质构造片麻岩、混合岩化含微斜长角闪岩、混合岩化黑云(角闪)二长浅粒岩、石榴角闪斜长暗色片麻岩、石榴黑云二长浅粒岩、黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、混合岩化黑云斜长角闪岩。剖面上有较多的枝状混合岩化或变质黑云二长花岗岩、变质角闪闪长岩,偶见未变形的闪辉正煌岩。显然,这是一套已达角闪岩相变质的火山-沉积岩系。长英粒岩普遍含褐帘石。云英片岩岩片主要岩性有十字黑云石英片岩、阳起角闪片岩、斜长角闪岩、灰色变石英砂岩、变砂砾岩、灰黑色纹带状大理岩、含黄铁矿石英大理岩、透闪石大理岩,为正常沉积的陆源碎屑岩-碳酸盐岩建造,变质达角闪岩相,混合岩化不发育。
(1)特征变质矿物
有石榴子石、角闪石及斜长石等。其中角闪斜长暗色片麻岩中石榴子石XAlm=0.539,XGrs=0.333,显然以铁铝榴石和钙铝榴石分子为主。同类片麻岩中角闪石的Si=6.171,Mg/(Mg+Fe)=0.164,属铁钙镁闪石;在AlⅣ-AlⅥ变异图上投在麻粒岩相区,显然同与角闪石有关的矿物共生组合实际情况不符。斜长石XAn=0.625,XAb=0.36,为拉长石,较富钙,这可能与岩石总体富钙有关。
(2)变质条件
用皮尔丘克的角闪石-斜长石温度计计算了石榴角闪斜长片麻岩的形成温度,大致为600℃;而利用Plyusnina(1982)∑AlHb-CaPl温度计-压力计估算为 T=556℃,p=0.7 GPa;但在Si-AlⅣ图上,角闪石成分点却投在低压成因区,这可能与矿物组合中不含绿帘石、从而不满足该温度计的适用条件有关。结合各种岩石类型的矿物组合,尤其是苦海岩群的云英片岩岩片中产有十字石等特征变质矿物,将其变质条件大致确定为550~600℃,p≤0.7 GPa ±。这一结果表明本区苦海岩群的变质作用属中低压角闪岩相。
(3)变质期次和变质年代
苦海岩群斜长角闪岩-长英粒岩岩段和云英片岩岩段的变质矿物组合相对简单,无叠加矿物生长现象,表明了变质改造的彻底性,因之从岩相学角度已没法判断是否存在多期变质事件。但变闪长岩的片麻理叠加在早期的区域性面理之上,表明可能存在一期早于变闪长岩体侵入的变质作用,其变质时间应大于446 Ma,可能与晋宁期变质年代相当。轻微变质的片麻状角闪闪长岩角闪石39Ar-40 Ar 坪年龄为488 Ma(图4-12),而锆石U-Pb谐和年龄为446 Ma,表明角闪石中存在过剩Ar,不能作为变质或变形的年代依据(陈能松等,2000)。从区域上对比,可以将岩体和苦海岩群的第二期变质年代置于加里东期,大体相当于纳赤台群的变质年代,为426~428 Ma。基性变质岩中稳定共生的斜长石+普通角闪石组合,为角闪岩相变质。但缺乏变质相系的指示矿物,据混合岩化作用和岩浆侵入体较为发育,推断加里东期区域变质属中低压类型。
图4-12 角闪闪长岩Ar-Ar阶段加热年龄谱
(据1∶25万冬给措纳湖幅)
阿拉克湖北部一带苦海岩群的典型变质矿物有矽线石、石榴子石、黑云母等。矽线石呈长柱状,边部绢云母化,层状分布,与钾长石共生。石榴子石呈细小他形粒状变晶,为粉红色、无色均质体,与钾长石、黑云母共生;在石榴子石成分与变质带关系图解中多集中于矽线石带(图4-13)。黑云母呈细小鳞片状,暗红棕色,平行相间排列,具绿泥石化退变质;在黑云母成分与变质带关系图上分布于角闪岩相和麻粒岩相的交界处(图4-14)。以上变质矿物成分特征和组合特征,反映苦海岩群主期变质作用达高角闪岩相,再根据钾长石+石榴子石、钾长石+矽线石等为中、低压变质矿物,推测苦海岩群主期变质作用可划归中-低压变质相系。
图4-13 石榴子石成分与变质带关系图解
(据1∶25万阿拉克湖幅)
图4-14 黑云母成分与变质带关系图解
(据1∶25万阿拉克湖幅)
根据变质矿物共生组合(表4-5),苦海岩群至少经历两次以上变质作用,先期区域动力热流变质作用使苦海岩群遭受高角闪岩相变质,出现钾长石+斜长石+石英+黑云母+石榴子石+矽线石和角闪石+斜长石+石英+黑云母的变质矿物组合。后期,低温动力变质作用产生了绿帘石+绢云母+绿泥石的矿物组合。
表4-5 苦海岩群代表性变质矿物共生组合
对阿拉克湖地区苦海岩群中变质矿物黑云母、石榴子石矿物成分使用皮尔丘克黑云母-石榴子石温度计投图,结果形成两个温度范围580~660℃和430~470℃,依据含榴黑云斜长片麻岩锆石Pb-Pb年龄706 ± 17 Ma(1∶25 万阿拉克湖幅),其基本代表了580~660℃的变质作用发生的时间。岩石中钾长石+石榴子石的组合代表一种中压的变质环境,推测苦海岩群在晋宁期处于碰撞造山的构造环境中。加里东期苦海岩群的变质温度环境应在430~470℃之间。除上述外,东昆北前南华纪地质体中也保留有该期变质作用的痕迹,西昆仑的苏巴什、库地南等地同样也有该期变质事件的显示。