辽西北部福兴地地区动力变质岩特征及其与非金属矿产的关系.doc

辽西北部福兴地地区动力变质岩特征及其与非金属矿产的关系 摘要辽西北部福兴地地区存在动力变质岩，其主要为中元古代的韧性剪切带中。分析了动力变质岩的岩石学、岩石地球化学、变质变形特征，为在本区寻找与动力变质岩有关的非金属矿产具有一定意义。 关键词辽西北部 动力变质岩 变质作用 非金属矿产 中图分类号F407.4 文献标识码A 文章编号 辽西北部福兴地地区动力变质岩主要分布在测区北部的柳树台－西大营子－西平安地一带的魏家沟岩群内，它使成分各异的中元古界魏家沟岩群的局部地段被改造成动力变质岩。其岩石类型主要为长英质糜棱岩。 1 岩石学特征 岩石呈灰色，糜棱结构，片状构造，糜棱面理发育。主要由斜长石、角闪石、石英、黑云母、绿泥石等矿物组成。石英塑性变形明显，伟晶岩脉和长英质细脉发育，具压力影、残斑旋转、S－C构造和片内褶皱等应变现象。 主要岩石类型为角闪长英质糜棱岩类和超糜棱岩。具体岩石种属及矿物含量见表1。 表1 糜棱岩岩石类型及残斑基质、矿物含量表 矿物特征残斑成分多为更中长石及角闪石，常为单矿物颗粒，少数为长石与石英的集合体。残斑粒径多为2.5mm。 糜棱基质矿物多为细小的长石、石英颗粒和鳞片状的黑云母，粒径多为0.1～0.01mm。 石英具波状消光，动态重结晶，有的拉长呈条带状或缎带状，核幔构造。 斜长石主要为更长石，少量为中长石，常见双晶弯曲、扭断、多米诺骨牌构造及边缘细粒化应力现象。 角闪石黄绿－蓝绿色，粒度在0.15～0.03mm，部分解理碎裂或弯曲，沿长轴定向，部分呈鱼形。有的呈0.35～0.2mm碎斑。 黑云母出现膝折，有的呈鱼形。 绿泥石多呈碎斑（0.50.03mm）或细片状糜棱基质。有的地段较富集呈断续条带状。 2 岩石地球化学特征 1 岩石化学特征 表2糜棱岩动力变质岩石化学成分表 岩石化学成分列入表2，从中可以看出，在糜棱岩化过程中，氧化物含量增加的有TiO2， 、Al2O3、CaO和MgO；减少的有SiO2和Na2O。 2、微量元素特征 微量元素含量见表3。从该表可以看出，在糜棱岩化过程中，其微量元素变化具以下特征 ⑴ 铁族元素V、Cr、Co和Ni的含量均较原岩有所增加。 ⑵ 碱性微量元素除Sr外、Rb和Ba含量低于原岩。 ⑶ 与碱有关的微量元素Zr、Nb、U、和Th的含量均低于原岩。 ⑷ 亲铜元素除Zn元素有所增加外，Cu、Pb、和Ag的含量均低于原岩。 3、稀土元素特征 稀土元素含量及稀土参数值分别见表3和表4。从表3可以看出，在糜棱岩化作用过程中，稀土总量有所减少，其中轻稀土含量有所减少，而重稀土含量则有所增加，故LREE/HREE比值也较原岩减少，说明在糜棱岩化作用过程中，糜棱岩轻稀土亏损程度大于原岩重稀土亏损程度。 表2 动力变质岩微量元素成分含量及相关参数表（10-6） 表3 动力变质岩稀土元素成分含量表（10-6） 表4 动力变质岩稀土元素相关参数表（10-6） 另外，在糜棱岩化过程中，δEu增加，个别样品呈现出Eu正异常（稀土模式图见图1）。 3 变质作用 此次变质作用发生在印支早燕山期，主要分布在测区北部的柳树台西大营子西平安地一带的魏家沟岩群内中，呈北东南西展布，与韧性剪切作用在时间和空间上密切相关。剪切带内岩石遭受强烈韧性变形，形成糜棱岩石，并使中元古界魏家沟岩群中原角闪岩相的各类变质岩发生了绿片岩相的退变质作用。在韧性剪切带的两侧岩石变形微弱，发生绿片岩相的变质作用亦较微弱，而在越靠近韧性剪切带的中心部位，岩石变形越强烈，绿片岩相的变质作用也变得越来越强烈。即在韧性剪切带由两侧向中心，变形越强烈变质亦越强烈，反映了该韧性变形与绿片岩相变质作用之间的关系。根据本区并结合邻区资料总结该期变质作用如下 1 矿物特征 退变质作用系指早期限形成的高温矿物质组合被晚期限低温矿物质组合所替代。角闪岩相的变质深成岩在糜棱岩化过程中，原有的矿物如斜长石、普通角闪石等普遍发生碎裂，形成大小不等的残斑，其周围 摘要辽西北部福兴地地区存在动力变质岩，其主要为中元古代的韧性剪切带中。分析了动力变质岩的岩石学、岩石地球化学、变质变形特征，为在本区寻找与动力变质岩有关的非金属矿产具有一定意义。 关键词辽西北部 动力变质岩 变质作用 非金属矿产 中图分类号F407.4 文献标识码A 文章编号 辽西北部福兴地地区动力变质岩主要分布在测区北部的柳树台－西大营子－西平安地一带的魏家沟岩群内，它使成分各异的中元古界魏家沟岩群的局部地段被改造成动力变质岩。其岩石类型主要为长英质糜棱岩。 1 岩石学特征 岩石呈灰色，糜棱结构，片状构造，糜棱面理发育。主要由斜长石、角闪石、石英、黑云母、绿泥石等矿物组成。石英塑性变形明显，伟晶岩脉和长英质细脉发育，具压力影、残斑旋转、S－C构造和片内褶皱等应变现象。 主要岩石类型为角闪长英质糜棱岩类和超糜棱岩。具体岩石种属及矿物含量见表1。 表1 糜棱岩岩石类型及残斑基质、矿物含量表 矿物特征残斑成分多为更中长石及角闪石，常为单矿物颗粒，少数为长石与石英的集合体。残斑粒径多为2.5mm。 糜棱基质矿物多为细小的长石、石英颗粒和鳞片状的黑云母，粒径多为0.1～0.01mm。 石英具波状消光，动态重结晶，有的拉长呈条带状或缎带状，核幔构造。 斜长石主要为更长石，少量为中长石，常见双晶弯曲、扭断、多米诺骨牌构造及边缘细粒化应力现象。 角闪石黄绿－蓝绿色，粒度在0.15～0.03mm，部分解理碎裂或弯曲，沿长轴定向，部分呈鱼形。有的呈0.35～0.2mm碎斑。 黑云母出现膝折，有的呈鱼形。 绿泥石多呈碎斑（0.50.03mm）或细片状糜棱基质。有的地段较富集呈断续条带状。 2 岩石地球化学特征 1 岩石化学特征 表2糜棱岩动力变质岩石化学成分表 岩石化学成分列入表2，从中可以看出，在糜棱岩化过程中，氧化物含量增加的有TiO2， 、Al2O3、CaO和MgO；减少的有SiO2和Na2O。 2、微量元素特征 微量元素含量见表3。从该表可以看出，在糜棱岩化过程中，其微量元素变化具以下特征 ⑴ 铁族元素V、Cr、Co和Ni的含量均较原岩有所增加。 ⑵ 碱性微量元素除Sr外、Rb和Ba含量低于原岩。 ⑶ 与碱有关的微量元素Zr、Nb、U、和Th的含量均低于原岩。 ⑷ 亲铜元素除Zn元素有所增加外，Cu、Pb、和Ag的含量均低于原岩。 3、稀土元素特征 稀土元素含量及稀土参数值分别见表3和表4。从表3可以看出，在糜棱岩化作用过程中，稀土总量有所减少，其中轻稀土含量有所减少，而重稀土含量则有所增加，故LREE/HREE比值也较原岩减少，说明在糜棱岩化作用过程中，糜棱岩轻稀土亏损程度大于原岩重稀土亏损程度。 表2 动力变质岩微量元素成分含量及相关参数表（10-6） 表3 动力变质岩稀土元素成分含量表（10-6） 表4 动力变质岩稀土元素相关参数表（10-6） 另外，在糜棱岩化过程中，δEu增加，个别样品呈现出Eu正异常（稀土模式图见图1）。 3 变质作用 此次变质作用发生在印支早燕山期，主要分布在测区北部的柳树台西大营子西平安地一带的魏家沟岩群内中，呈北东南西展布，与韧性剪切作用在时间和空间上密切相关。剪切带内岩石遭受强烈韧性变形，形成糜棱岩石，并使中元古界魏家沟岩群中原角闪岩相的各类变质岩发生了绿片岩相的退变质作用。在韧性剪切带的两侧岩石变形微弱，发生绿片岩相的变质作用亦较微弱，而在越靠近韧性剪切带的中心部位，岩石变形越强烈，绿片岩相的变质作用也变得越来越强烈。即在韧性剪切带由两侧向中心，变形越强烈变质亦越强烈，反映了该韧性变形与绿片岩相变质作用之间的关系。根据本区并结合邻区资料总结该期变质作用如下 1 矿物特征 退变质作用系指早期限形成的高温矿物质组合被晚期限低温矿物质组合所替代。角闪岩相的变质深成岩在糜棱岩化过程中，原有的矿物如斜长石、普通角闪石等普遍发生碎裂，形成大小不等的残斑，其周围 围绕着拉长的石英和绿泥石、绢云母等片状矿物。并产生新的绿片岩相变质矿物阳起石、绿泥石、绿帘石和多硅白云母等交代普通角闪石、辉石等原角闪岩相的变质矿物。 2 代表性的矿物组合 代表性的矿物组合为 滑石角闪石斜长石 阳起石黑云母斜长石石英 阳起石角闪石黑云母 阳起石角闪石黑云母斜长石石英 滑石阳起石斜长石角闪石 阳起石角闪石斜长石石英 阳起石斜长石石英 黑云母斜长石绿帘石石英 黑云母斜长石钾长石绿帘石石英 黑云母斜长石绿帘石绢云母石英 黑云母斜长石钾长石绿泥石石英 退变绿片岩相的矿物共生图解如图2。 3 退变质矿物的演化规律 在退变质过程中，矿物有如下演化规律 ① 斜长石牌号较原岩降低，由中、更长石变为更、钠长石。且多呈眼球状残斑或糜棱质点存在。 ② 斜长石常被绿帘石、绿泥石、绢云母、白云母和黝帘石交代。 ③ 黑云母常被绿泥石和绿帘石交代。 ④ 角闪石常被黑云母、绿泥石和绿帘石交代。 ⑤ 角闪石的颜色由绿色黄绿色蓝绿色。 ⑥ 矿物粒度有变细的趋势。 4 温压讨论 前已述及，本区角闪石退变为蓝绿色，据资料介绍，这种带蓝色调的角闪石生成于低温高压环境，多存在于相当绿片岩相动力变质带内。 将测区糜棱岩基质中角闪石和斜长石对利用PlyuSnia（1982）和别克丘克（1969）钙分配等温线估算，可以得出退变阶段的温压为450℃和5108Pa。利用惠特尼－斯托默（1977）的二长石温度计估算值为460℃（研究报告）。 4变质作用与非金属矿产的关系 四堡旋回过程中，中元古界魏家沟岩群发生变质变形作用，使其层状变质岩系经历了绿片岩相角闪岩相区域热动力变质作用和构造变形作用改造，形成的各类变质岩石，其中的方解大理岩构成区内石灰石矿床。 致谢成文过程中资料源于K51E010006（福兴地乡）、K51E011006（大五家子乡）两幅1/5万区域地质矿产调查报告，并得到李显东教授级高级工程师的指导，报告插图由李艳工程师清绘，在此谨致谢意。 参考文献 [1] 地质矿产部直属单位管理局，1991，变质岩区1/5万区域地质填图方法指南，中国地质大学出版社， [2] 贺同兴等著，1980，变质岩岩石学， [3] 辽宁省地质矿产局，1989，辽宁省区域地质志，地质出版社