構(gòu)造_蛇綠混雜巖工作方法_研究途徑及填圖單位劃分

1、工作方法 、研究途徑及填圖單位劃分黎敦朋1肖愛芳1張漢軍2( 1 .陜西省地質(zhì)調(diào)查院 , 長安 710100 ; 2 . 陜西省地礦局 , 西安 710054 )摘 要 板塊聚斂 、洋盆封閉 , 洋殼殘片 ( 蛇綠巖) 構(gòu)造侵位到陸殼 ( 陸源碎屑巖) 之上形成了構(gòu)造 蛇綠混雜巖 。它由以脆性剪切破裂為主的剛性構(gòu)造包體和以 韌 脆性剪切變形為主的剪切基質(zhì)兩部分組成 。對構(gòu)造 蛇綠混雜巖研究應(yīng)采用大 比例尺精細露頭填圖 、詳測剖面和綜合研究方法 。同時對構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶填圖 單位劃分方案進行了討論 , 提出對構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶建立雜巖 。對蛇綠巖剛性構(gòu)造塊體建立雜巖體組合 、雜巖體等級體制劃分

2、方案 ; 對其它剛性構(gòu)造塊體建立巖 片 、巖塊級非正式地層單位 ; 對剪切基質(zhì)建立相當與巖組 、巖段級非正式地層單 位 。關(guān) 鍵 詞 構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶 ; 剛性構(gòu)造包塊體 ; 剪切基質(zhì) ; 工作方法 ; 研究 途徑 ; 填圖單位劃分中圖分類號 : P58813文獻標識碼 : B1構(gòu)造 蛇綠混雜巖蛇綠巖的定義最早是由外國學(xué)者 Steinmann 于 1926 年提出的 , 其含義是指主要由蛇紋石化橄欖巖和少量輝長巖 、玄武巖組成的巖石群體 , 它與深海沉積物如放射蟲燧石和粘土緊 密共生 。1955 年 Hess 建議將蛇紋巖 、基性火山巖和燧石巖的組合稱為 Steinmann 的 “三位 一體

3、”。Steinmann 對蛇綠巖的定義局限在火成巖組合內(nèi) , 強調(diào)了它與放射蟲燧石和粘土等 深海沉積物緊密共生 ; 而 Hess 對 Steinmann 定義的蛇綠巖總結(jié)為 “Steinmann 三位一體”,把伴生的深海沉積物與地幔巖 、下部洋殼物質(zhì) (火成巖組合) 等同起來 , 并得到了廣泛的傳 播 , 而真正的 Steinmann 的蛇綠巖定義反而被忽視了 。1972 年彭勞會議對蛇綠巖的定義進行了重新厘定 , 恢復(fù)了 Steinmann 蛇綠巖的原始定 義 : 它是指具有特定成分和層序的鎂鐵 超鎂鐵質(zhì)巖組合 , 其通常伴生有深海放射蟲硅質(zhì)巖收稿日期 : 2001 - 09 - 26作者簡

4、介 : 黎敦朋 , 男 , 33 歲 , 1991 年畢業(yè)于西安地質(zhì)學(xué)院地勘系 , 工程師 。曾發(fā)表 紫陽地區(qū)微量元素特征及富 硒作物開發(fā)建議、紫陽富硒茶葉地質(zhì)等論文 。和泥質(zhì)巖 , 它是古洋殼的產(chǎn)物 , 特別指出它不是一個巖石名稱 , 不作為填圖的巖石單元 。典型的分異完好的蛇綠巖 , 如 Troo do s 蛇綠巖 , 具有如下特定的物質(zhì)組成和固定的層序結(jié)構(gòu)(從下至上) :(1) 超鎂鐵質(zhì)雜巖 , 由不同比例的方輝橄欖巖 、二輝橄欖巖和純橄欖巖組成 (大多具有 蛇紋石化等變質(zhì)組構(gòu)) ;(2)(3) (4)輝長質(zhì)雜巖 , 通常具堆晶結(jié)構(gòu) , 常見橄欖巖 、輝石巖和層狀輝長巖 ;鎂鐵質(zhì)席狀巖墻

5、雜巖 ;鎂鐵質(zhì)火山雜巖 , 常具枕狀構(gòu)造 。伴生的巖石有 : a . 上覆的沉積巖系 , 包括條帶狀硅質(zhì)巖 、薄層頁巖夾層和少量灰?guī)r ;b. 與純橄欖巖伴生的豆莢狀鉻鐵礦 ; c. 富鈉的長英質(zhì)侵入體和噴出巖 ?；祀s巖術(shù)語是 1919 年 Grenly 在英國威爾士 Anglesey 島填圖時首先引入的 。其特征是原 始層序完全被破壞 , 堅硬的塊體包裹于破碎的基質(zhì)之中 。1968 年許靖華先生從板塊構(gòu)造理論出發(fā) , 給予混雜巖特殊的定義 : 混雜巖是變形巖石 的集合體 , 其特征是在被普遍剪切的基質(zhì)中含有構(gòu)造混入的碎塊或巖塊 , 它們最長可達數(shù)英 里 。Reymo nd 在 1975 年對混

6、雜巖所下的定義是 : 混雜巖是一種以 1250000 或更小比例尺填 圖的巖石 , 其特征是缺乏接觸關(guān)系或地層的內(nèi)部連續(xù)性 , 且在細粒的破碎基質(zhì)中含有各種尺 度的外來和原地的碎塊及巖塊的包體 。隨著研究的深入 , 對混雜巖的性質(zhì)和定義出現(xiàn)了多種看法 , 但都沒有形成共識 。1984 年 Raymo nd 將混雜巖按成因劃分為滑混巖 、構(gòu)造混雜巖和復(fù)合成因混雜巖三大 類 。認為構(gòu)成混雜巖的基本構(gòu)件是各種不同來源 、不同時代 、不同大小的巖片 (塊) 和各種基質(zhì) , 無論是巖片和基質(zhì)都有可填圖性 。構(gòu)造 蛇綠混雜巖是指板塊聚斂 、洋盆封閉 , 洋殼殘片 (蛇綠巖) 構(gòu)造侵位到陸殼 (陸 源碎屑巖

7、) 之上 , 洋殼殘片 (蛇綠巖) 與陸殼 (陸源碎屑巖) 受構(gòu)造作用所形成的呈帶狀分 布的非正常沉積巖石組合 。它被普遍認為是板塊俯沖的證據(jù)之一 , 是古洋殼殘片與古大陸邊緣沉積物的構(gòu)造混雜體 , 是混雜的物質(zhì)場 。作者在東昆侖地區(qū)進行 1250000 區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中 , 對祁漫塔格構(gòu)造 蛇綠混雜巖進行 了較為詳細的調(diào)查研究 , 認為該構(gòu)造 蛇綠混雜巖根據(jù)物質(zhì)來源差異和變形特征可分為外來 的以脆性剪切破裂為主的剛性構(gòu)造塊體和原地的以韌 脆性剪切變形為主的剪切基質(zhì)兩部 分 。剛性構(gòu)造塊體主要來自洋殼 , 亦包含有來自大陸板塊邊緣的沉積塊體 , 它包括以輝橄Tab11Co mpariso n o

8、f t he characteristics of rigidit y st ruct uralmassive and shearing gro undmasses2構(gòu)造 蛇綠混雜巖工作方法和研究途徑通過對阿爾金南緣與昆北地塊間的祁漫塔格構(gòu)造 蛇綠混雜巖的調(diào)查研究 ,綠混雜巖帶地質(zhì)調(diào)查的工作方法 、研究途徑進行了實踐與總結(jié) 。211大比例尺精細露頭填圖對構(gòu)造 蛇在主干路線調(diào)查的基礎(chǔ)上 , 選擇重點區(qū)域進行 1500001100000 大比例尺精細露頭填圖 , 對構(gòu)造 蛇綠混雜巖進行重點解剖 。其主要任務(wù)是查明構(gòu)造 蛇綠混雜巖物質(zhì)組成與接 觸關(guān)系 、構(gòu)造形跡和變質(zhì)作用特征等 。(1) 物質(zhì)組成與

9、接觸關(guān)系調(diào)查查明剛性構(gòu)造塊體 (蛇綠巖塊 、基底巖塊 、島弧火山巖塊 、外來巖塊 、陸緣復(fù)理石碎屑 巖楔等) 和剪切基質(zhì)的巖石組成 、產(chǎn)狀 、分布 、規(guī)模及與圍巖的接觸關(guān)系等地質(zhì)特征 。(2) 構(gòu)造調(diào)查查明剛性構(gòu)造塊體和剪切基質(zhì)的構(gòu)造形跡和構(gòu)造樣式 , 查明邊界斷裂性質(zhì)及不同時期構(gòu) 造形跡的幾何學(xué) 、運動學(xué)特征及不同期次構(gòu)造的繼承 、疊加 、改造 、置換關(guān)系 , 恢復(fù)不同地質(zhì)歷史時期的構(gòu)造應(yīng)力場 , 建立構(gòu)造變形序列 , 再造地質(zhì)構(gòu)造演化歷史 。(3) 變質(zhì)作用調(diào)查查明構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶內(nèi)的剛性構(gòu)造塊體和剪切基質(zhì)及邊界斷裂帶內(nèi)的變質(zhì)礦物組 合 、變質(zhì)相帶分布 、變質(zhì)作用特征 , 特別是要尋找藍

10、閃石片巖 、柯石英榴輝巖等高壓變質(zhì)巖的有無及其展布 , 恢復(fù)原巖建造 , 劃分變質(zhì)作用類型 、期次及與構(gòu)造變形關(guān)系 。212構(gòu)造 蛇綠混雜巖詳測剖面在面上填圖和重點區(qū)大比例尺精細露頭填圖的基礎(chǔ)上 , 選擇典型地區(qū)測制 23 條構(gòu)造蛇綠混雜巖詳測剖面 , 全面系統(tǒng)地采集各類樣品 , 對構(gòu)造 蛇綠混雜巖進行詳細解剖 。 查明構(gòu)造 蛇綠混雜巖剛性構(gòu)造塊體和剪切基質(zhì)的巖石類型與接觸關(guān)系 、組合特征及蛇對比項目物質(zhì)來源變形特征構(gòu)造面理變質(zhì)程度剛性構(gòu)造塊體主要 來 自 洋 殼 , 亦 包 含 有來 自 大 陸 板 塊 邊 緣 的 沉積塊體脆性剪切破裂塊狀構(gòu)造為主被 基 質(zhì) 的 新 生 面理所包圍變質(zhì)較弱剪

11、切基質(zhì)主要 來 源 于 古 大 陸 邊 緣 沉積 的 軟 弱 巖 層 ( 陸 源 碎屑巖)韌 脆 性 剪 切 變形千 枚 狀 、片 狀 及糜棱構(gòu)造不 切 穿 剛 性 構(gòu) 造塊體變 質(zhì) 相 對 較 強巖的標本薄片 、微量元素分析 、稀土分析 、化學(xué)分析 、電子探針等樣品 ; 查明深水放射蟲硅質(zhì)巖 、深水薄層頁巖夾層和深水灰?guī)r等深海伴生沉積物的發(fā)育情況 , 采集放射蟲硅質(zhì)巖等微古化石樣品 ; 查明堆晶巖的規(guī)模 , 連續(xù)采集堆晶巖中不同成分標本薄片 、微量元素分 析 、稀土分析 、化學(xué)分析 、電子探針等樣品 ; 查明席狀巖墻的規(guī)模 、產(chǎn)狀 , 采集必要的各類樣品 ; 查明大洋斜長花崗巖的有無及其產(chǎn)狀

12、 、規(guī)模 , 采集必要的各類樣品 ; 注意堆晶 巖中有無豆莢狀鉻鐵礦 、超鎂鐵質(zhì)雜巖中有無銅鎳硫化物礦床產(chǎn)出 。213綜合研究在室內(nèi)從定性到定量 、宏觀到微觀綜合研究構(gòu)造 蛇綠混雜巖 , 得到有關(guān)構(gòu)造 蛇綠混 雜巖更豐富的信息 。(1) 對地幔變質(zhì)橄欖巖的研究 蛇綠巖帶中地幔變質(zhì)橄欖巖是直接了解和研究地幔及深部過程的巖石 “探針”, 進行系統(tǒng)的巖相學(xué) 、礦物化學(xué) 、巖石化學(xué) 、同位素地球化學(xué)研究 , 它是了解本地幔的性質(zhì) 、類型的 窗口 。(2) 對火成巖的研究對構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶中火成巖進行系統(tǒng)的巖相學(xué) 、巖石化學(xué) 、礦物化學(xué) 、地球化學(xué) (稀土 、微量) 、同位素地球化學(xué)研究 。搞清楚巖石

13、組成 、巖漿系列 , 了解巖漿巖的形成 、起 源 、演化 , 特別是要認真分析研究玄武巖稀土等地球化學(xué)特征 , 它是確定蛇綠巖的重要依據(jù)之一 。(3) 構(gòu)造 蛇綠混雜巖時代的研究對玄武巖用全巖 Rb Sr 等時線測年 ; 在堆晶巖中同時采集輝石巖 、輝長巖 、斜長巖樣 品 , 用 Sm N d 等時線測年 ; 對層狀堆晶巖中較酸性巖石端元 、輝長巖或斜長花崗巖采用單顆粒鋯石 U Pb 法測定其年齡 ; 對放射蟲硅質(zhì)巖等用微體古生物學(xué)方法研究其時代 , 對 陸緣復(fù)理石碎屑巖楔等根據(jù)古生物化石 (如筆石) 來確定其時代 。在多種方法綜合運用的基礎(chǔ)上 , 再結(jié)合卷入構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶內(nèi)地層的時代 、

14、侵入其中的巖體時代等 , 通過綜合研 究準確厘定構(gòu)造 蛇綠巖的形成和就位時代 。(4) 構(gòu)造 蛇綠混雜巖形成過程的研究通過構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶物質(zhì)組成 、產(chǎn)狀 、形成環(huán)境 、時代及變形變質(zhì)作用的調(diào)查研 究 , 運用巖石學(xué) 、構(gòu)造學(xué) 、地球化學(xué) 、同位素地質(zhì)年代學(xué) 、微體古生物學(xué) 、造山帶四維裂拼 復(fù)原等多學(xué)科綜合的技術(shù)方法和手段 , 追尋構(gòu)造 蛇綠混雜巖形成的原始生成環(huán)境 、形成時代 、時空結(jié)構(gòu) , 盡力恢復(fù)其在造山帶中的三維結(jié)構(gòu) , 揭示其形成機制及大地構(gòu)造演化歷程 ,以非正式地層單位予以表示 , 不能很好地區(qū)分出洋殼 、陸殼成分和外來巖塊等復(fù)雜的物質(zhì)組成及其剛性構(gòu)造塊體和剪切基質(zhì)變形特征 。

15、1998 年殷鴻福 、張克信教授等在 非威爾遜旋回與非史密斯方法 中國造山帶研究的理論與方法一文中將構(gòu)造混雜巖類 (與本文的構(gòu)造 蛇綠混雜巖相當)劃分為 : (1) 蛇綠巖巖片 ; (2)弧巖片 ; (6)玄武巖巖片 ; (3)復(fù)理石巖片 ; (7)深海硅質(zhì)巖 、泥質(zhì)巖巖片 ; (4)碳酸鹽巖巖片 ; (5) 火山島磨拉石巖片 ; (8) 裂解塊體巖片 ; (9) (超) 高壓變質(zhì)巖片 ;(10) 基底變質(zhì)巖片共十個構(gòu)造巖片單位 。該劃分方案強調(diào)了對剛性構(gòu)造塊體的劃分 , 而對剪切基質(zhì)的劃分與剛性構(gòu)造塊體等同起來 , 同時這些單位在 125 萬中比例尺地質(zhì)填圖中要 全部表達出來 , 還有一定困

16、難 。我們認為要真實地反映構(gòu)造 蛇綠混雜巖的地質(zhì)面貌 , 客觀地反映剛性構(gòu)造塊體與剪切基質(zhì)的關(guān)系及地質(zhì)組成 , 對構(gòu)造 蛇綠混雜巖進行恰當?shù)牡貙訂?位劃分是十分必要的 。依據(jù)構(gòu)造 蛇綠混雜巖的組合特征及填圖單元劃分原則 , 作者結(jié)合東昆侖祁漫塔格構(gòu)造蛇綠混雜巖地區(qū)特點 , 對構(gòu)造 蛇綠混雜巖提出如下地層劃分方案 :構(gòu)造 蛇綠混雜巖的物質(zhì)來源不同 、構(gòu)造環(huán)境和變形特征差異 , 可以劃分出剛性構(gòu)造塊 體和剪切基質(zhì)兩部分 , 前者主要表現(xiàn)為韌脆性剪切破裂 , 后者主要表現(xiàn)為韌性剪切變形 。根據(jù)國際地層指南: “雜巖是由一種或幾種不同類型的 ( 沉積的 、巖漿的 、變質(zhì)的)巖石組成 , 并以構(gòu)造高度復(fù)

17、雜 、組分巖石的原始順序模糊不清為特征的一個巖石地層單位 。當這個術(shù)語處在巖石或級別術(shù)語的位置時 , 可以當作一個正式的名稱雜巖的級別相當于一個群 , 一個組 , 或一個段 ?！憋@然構(gòu)造 蛇綠混雜巖屬于雜巖 , 其單位級別相當于巖群 ;根據(jù)雜巖物質(zhì)來源 、變形特征 、巖石面貌不同 , 劃分為剛性構(gòu)造塊體和剪切基質(zhì)兩部分 , 分 別相當于亞 (巖) 群級地層單位 。構(gòu)造 蛇綠混雜巖剛性構(gòu)造塊體包括了蛇綠巖及伴生的深 海沉積物 , 以及基底巖塊 、火山島弧巖塊和外來巖塊等 , 根據(jù)其物質(zhì)成分 、巖石演化系列可 分別建立雜巖體組合 , 對蛇綠巖那樣有固定的物質(zhì)組成的剛性構(gòu)造塊體可以建立雜巖體 (地

18、名 + 代表性巖石名稱 + 雜巖體) 、對其它剛性構(gòu)造塊體可以建立巖片 ( 塊) 單位 地名 + 代表性巖石名稱 + 巖片 (塊) 。剪切基質(zhì)有古大陸邊緣的各類陸源碎屑巖 、洋盆閉合前的基底巖塊及同構(gòu)造期的火山巖 等多種復(fù)雜成分以及消減的洋殼殘片 (蛇綠巖) , 其是充分混雜的物質(zhì)場 , 為了充分反映其 混雜后物質(zhì)組成的復(fù)雜性 , 可用 (地名 + 代表性巖石名稱) 這種非正式構(gòu)造地層單位來表 示 。依據(jù)上述劃分原則 , 通過調(diào)查研究 , 對東昆侖祁漫塔格構(gòu)造 蛇綠混雜巖進行如下地層 單位劃分 (表 2) 。對構(gòu)造 蛇綠混雜巖進行地層單位劃分時 , 應(yīng)注意不要過分強調(diào)按群 、組 、段等級體制

19、建立正式地層單位 , 同一構(gòu)造 蛇綠混雜巖帶由于構(gòu)造消減程度不同 , 巖石面貌也有很大差 異 , 應(yīng)盡量建立非正式地層單位 , 以免造成區(qū)域?qū)Ρ壬系睦щy , 當條件成熟時再建立正式地 層單位 。本文屬 125 萬阿牙克庫木湖幅區(qū)調(diào)項目階段性集體成果 , 有些認識尚待深入 , 繆誤之表 2 東昆侖祁漫塔格構(gòu)造 蛇綠混雜巖地層單位劃分表Tab12St ratigrap hic unit s of st ruct ural2op hiolitic co mplexin Qimantage of t he Easter nKunlun Mo untain處敬請指正 。本文得到了王北穎高工的熱情指導(dǎo) ,

20、 在此表示衷心感謝 。參考文獻123龔一鳴等 1 造山帶沉積地質(zhì)與圈層耦合 MH. D. 赫德伯格主編 1 國際地層指南 M1 中國地質(zhì)大學(xué)出版社 , 19961 科學(xué)出版社 , 1987殷鴻福 、張克信 1 非威爾遜旋回與非史密斯方法 中國造山帶研究的理論與方法 J( 2)1 中國區(qū)域地質(zhì) , 1988456于慶文 、其和日格 1 中國造山帶 1250000 地質(zhì)填圖理論與方法的幾點思考 J 1 中國區(qū)域地質(zhì) , 1988 ( 2)張旗 、周國慶 1 中國蛇綠巖 M 1 科學(xué)出版社 , 2001張克信 、殷鴻福等 1 造山帶混雜巖區(qū)地質(zhì)填圖理論 、方法與實踐 以東昆侖造山帶為例 M 1 中國

21、地質(zhì)大學(xué) 出版社 , 2001雜巖雜巖體組合雜巖體備注祁 漫 塔 格 構(gòu) 造 蛇 綠 混 雜 巖剛 性 構(gòu) 造 塊 體黑山 南溝超鎂鐵質(zhì) 鎂鐵質(zhì) 雜巖體組合回頭溝超鎂鐵質(zhì)巖雜巖體層 內(nèi) 有 序蛇綠巖黑山堆晶輝長質(zhì)雜巖體皮亞斯里克輝綠質(zhì)雜巖體南溝玄武質(zhì)雜巖體鴨子泉放射蟲硅質(zhì)巖巖片 ( 塊)蛇綠巖伴生巖白干湖復(fù)理石巖片 ( 塊)復(fù)理石阿特坎火山碎屑巖巖片 ( 塊)島弧火山巖鴨子大坂大理巖巖片 ( 塊)外來巖片剪切 基 質(zhì)北溝綠片巖總體 無 序橫溝千枚巖PARTITIO N OF THE MAPPING UNITS ANDTHE GUIDANCE FO R STUDY OF STRUCTURAL2O

22、P HIOL ITIC MIGMATITIC COMPL EXLi Dun2peng1Xiao Ai2f ang1ZHAN G Han2jun2(11Shaanxi Geological Survey , Changan , 710100 ;an , 710054)21Shaanxi Bureau of Geology and Mineral Resources , XiABSTRACT : St ruct ural2op hiolitic migmatitic co mplex was fo r med by co nverge of plates , clo sedocean basin

23、and remains of oceanic crust (op hiolitic rock) st ruct ural incursio n over t he co ntinental crust ( co ntinental debris) . It was buildup by t wo part s of rigidit y st ruct ural inclusio ns do minant in brit tle shearing f ract ures and shearing gro undmass do minant in ductile2brit tle defo r matio n . The co mp rehensive met ho ds of detailed geological mapping of o utcrop s at a large scale and detailed sur2 veying p rofile sho uld be used in st udying t he st ruct ural2op hiolitic co