构造_蛇绿混杂岩工作方法_研究途径及填图单位划分

1、工作方法 、研究途径及填图单位划分黎敦朋1肖爱芳1张汉军2( 1 .陕西省地质调查院 , 长安 710100 ; 2 . 陕西省地矿局 , 西安 710054 )摘 要 板块聚敛 、洋盆封闭 , 洋壳残片 ( 蛇绿岩) 构造侵位到陆壳 ( 陆源碎屑岩) 之上形成了构造 蛇绿混杂岩 。它由以脆性剪切破裂为主的刚性构造包体和以 韧 脆性剪切变形为主的剪切基质两部分组成 。对构造 蛇绿混杂岩研究应采用大 比例尺精细露头填图 、详测剖面和综合研究方法 。同时对构造 蛇绿混杂岩带填图 单位划分方案进行了讨论 , 提出对构造 蛇绿混杂岩带建立杂岩 。对蛇绿岩刚性构造块体建立杂岩体组合 、杂岩体等级体制划分

2、方案 ; 对其它刚性构造块体建立岩 片 、岩块级非正式地层单位 ; 对剪切基质建立相当与岩组 、岩段级非正式地层单 位 。关 键 词 构造 蛇绿混杂岩带 ; 刚性构造包块体 ; 剪切基质 ; 工作方法 ; 研究 途径 ; 填图单位划分中图分类号 : P58813文献标识码 : B1构造 蛇绿混杂岩蛇绿岩的定义最早是由外国学者 Steinmann 于 1926 年提出的 , 其含义是指主要由蛇纹石化橄榄岩和少量辉长岩 、玄武岩组成的岩石群体 , 它与深海沉积物如放射虫燧石和粘土紧 密共生 。1955 年 Hess 建议将蛇纹岩 、基性火山岩和燧石岩的组合称为 Steinmann 的 “三位 一体

3、”。Steinmann 对蛇绿岩的定义局限在火成岩组合内 , 强调了它与放射虫燧石和粘土等 深海沉积物紧密共生 ; 而 Hess 对 Steinmann 定义的蛇绿岩总结为 “Steinmann 三位一体”,把伴生的深海沉积物与地幔岩 、下部洋壳物质 (火成岩组合) 等同起来 , 并得到了广泛的传 播 , 而真正的 Steinmann 的蛇绿岩定义反而被忽视了 。1972 年彭劳会议对蛇绿岩的定义进行了重新厘定 , 恢复了 Steinmann 蛇绿岩的原始定 义 : 它是指具有特定成分和层序的镁铁 超镁铁质岩组合 , 其通常伴生有深海放射虫硅质岩收稿日期 : 2001 - 09 - 26作者简

4、介 : 黎敦朋 , 男 , 33 岁 , 1991 年毕业于西安地质学院地勘系 , 工程师 。曾发表 紫阳地区微量元素特征及富 硒作物开发建议、紫阳富硒茶叶地质等论文 。和泥质岩 , 它是古洋壳的产物 , 特别指出它不是一个岩石名称 , 不作为填图的岩石单元 。典型的分异完好的蛇绿岩 , 如 Troo do s 蛇绿岩 , 具有如下特定的物质组成和固定的层序结构(从下至上) :(1) 超镁铁质杂岩 , 由不同比例的方辉橄榄岩 、二辉橄榄岩和纯橄榄岩组成 (大多具有 蛇纹石化等变质组构) ;(2)(3) (4)辉长质杂岩 , 通常具堆晶结构 , 常见橄榄岩 、辉石岩和层状辉长岩 ;镁铁质席状岩墙

5、杂岩 ;镁铁质火山杂岩 , 常具枕状构造 。伴生的岩石有 : a . 上覆的沉积岩系 , 包括条带状硅质岩 、薄层页岩夹层和少量灰岩 ;b. 与纯橄榄岩伴生的豆荚状铬铁矿 ; c. 富钠的长英质侵入体和喷出岩 。混杂岩术语是 1919 年 Grenly 在英国威尔士 Anglesey 岛填图时首先引入的 。其特征是原 始层序完全被破坏 , 坚硬的块体包裹于破碎的基质之中 。1968 年许靖华先生从板块构造理论出发 , 给予混杂岩特殊的定义 : 混杂岩是变形岩石 的集合体 , 其特征是在被普遍剪切的基质中含有构造混入的碎块或岩块 , 它们最长可达数英 里 。Reymo nd 在 1975 年对混

6、杂岩所下的定义是 : 混杂岩是一种以 1250000 或更小比例尺填 图的岩石 , 其特征是缺乏接触关系或地层的内部连续性 , 且在细粒的破碎基质中含有各种尺 度的外来和原地的碎块及岩块的包体 。随着研究的深入 , 对混杂岩的性质和定义出现了多种看法 , 但都没有形成共识 。1984 年 Raymo nd 将混杂岩按成因划分为滑混岩 、构造混杂岩和复合成因混杂岩三大 类 。认为构成混杂岩的基本构件是各种不同来源 、不同时代 、不同大小的岩片 (块) 和各种基质 , 无论是岩片和基质都有可填图性 。构造 蛇绿混杂岩是指板块聚敛 、洋盆封闭 , 洋壳残片 (蛇绿岩) 构造侵位到陆壳 (陆 源碎屑岩

7、) 之上 , 洋壳残片 (蛇绿岩) 与陆壳 (陆源碎屑岩) 受构造作用所形成的呈带状分 布的非正常沉积岩石组合 。它被普遍认为是板块俯冲的证据之一 , 是古洋壳残片与古大陆边缘沉积物的构造混杂体 , 是混杂的物质场 。作者在东昆仑地区进行 1250000 区域地质调查中 , 对祁漫塔格构造 蛇绿混杂岩进行 了较为详细的调查研究 , 认为该构造 蛇绿混杂岩根据物质来源差异和变形特征可分为外来 的以脆性剪切破裂为主的刚性构造块体和原地的以韧 脆性剪切变形为主的剪切基质两部 分 。刚性构造块体主要来自洋壳 , 亦包含有来自大陆板块边缘的沉积块体 , 它包括以辉橄Tab11Co mpariso n o

8、f t he characteristics of rigidit y st ruct uralmassive and shearing gro undmasses2构造 蛇绿混杂岩工作方法和研究途径通过对阿尔金南缘与昆北地块间的祁漫塔格构造 蛇绿混杂岩的调查研究 ,绿混杂岩带地质调查的工作方法 、研究途径进行了实践与总结 。211大比例尺精细露头填图对构造 蛇在主干路线调查的基础上 , 选择重点区域进行 1500001100000 大比例尺精细露头填图 , 对构造 蛇绿混杂岩进行重点解剖 。其主要任务是查明构造 蛇绿混杂岩物质组成与接 触关系 、构造形迹和变质作用特征等 。(1) 物质组成与

9、接触关系调查查明刚性构造块体 (蛇绿岩块 、基底岩块 、岛弧火山岩块 、外来岩块 、陆缘复理石碎屑 岩楔等) 和剪切基质的岩石组成 、产状 、分布 、规模及与围岩的接触关系等地质特征 。(2) 构造调查查明刚性构造块体和剪切基质的构造形迹和构造样式 , 查明边界断裂性质及不同时期构 造形迹的几何学 、运动学特征及不同期次构造的继承 、叠加 、改造 、置换关系 , 恢复不同地质历史时期的构造应力场 , 建立构造变形序列 , 再造地质构造演化历史 。(3) 变质作用调查查明构造 蛇绿混杂岩带内的刚性构造块体和剪切基质及边界断裂带内的变质矿物组 合 、变质相带分布 、变质作用特征 , 特别是要寻找蓝

10、闪石片岩 、柯石英榴辉岩等高压变质岩的有无及其展布 , 恢复原岩建造 , 划分变质作用类型 、期次及与构造变形关系 。212构造 蛇绿混杂岩详测剖面在面上填图和重点区大比例尺精细露头填图的基础上 , 选择典型地区测制 23 条构造蛇绿混杂岩详测剖面 , 全面系统地采集各类样品 , 对构造 蛇绿混杂岩进行详细解剖 。 查明构造 蛇绿混杂岩刚性构造块体和剪切基质的岩石类型与接触关系 、组合特征及蛇对比项目物质来源变形特征构造面理变质程度刚性构造块体主要 来 自 洋 壳 , 亦 包 含 有来 自 大 陆 板 块 边 缘 的 沉积块体脆性剪切破裂块状构造为主被 基 质 的 新 生 面理所包围变质较弱剪

11、切基质主要 来 源 于 古 大 陆 边 缘 沉积 的 软 弱 岩 层 ( 陆 源 碎屑岩)韧 脆 性 剪 切 变形千 枚 状 、片 状 及糜棱构造不 切 穿 刚 性 构 造块体变 质 相 对 较 强岩的标本薄片 、微量元素分析 、稀土分析 、化学分析 、电子探针等样品 ; 查明深水放射虫硅质岩 、深水薄层页岩夹层和深水灰岩等深海伴生沉积物的发育情况 , 采集放射虫硅质岩等微古化石样品 ; 查明堆晶岩的规模 , 连续采集堆晶岩中不同成分标本薄片 、微量元素分 析 、稀土分析 、化学分析 、电子探针等样品 ; 查明席状岩墙的规模 、产状 , 采集必要的各类样品 ; 查明大洋斜长花岗岩的有无及其产状

12、 、规模 , 采集必要的各类样品 ; 注意堆晶 岩中有无豆荚状铬铁矿 、超镁铁质杂岩中有无铜镍硫化物矿床产出 。213综合研究在室内从定性到定量 、宏观到微观综合研究构造 蛇绿混杂岩 , 得到有关构造 蛇绿混 杂岩更丰富的信息 。(1) 对地幔变质橄榄岩的研究 蛇绿岩带中地幔变质橄榄岩是直接了解和研究地幔及深部过程的岩石 “探针”, 进行系统的岩相学 、矿物化学 、岩石化学 、同位素地球化学研究 , 它是了解本地幔的性质 、类型的 窗口 。(2) 对火成岩的研究对构造 蛇绿混杂岩带中火成岩进行系统的岩相学 、岩石化学 、矿物化学 、地球化学 (稀土 、微量) 、同位素地球化学研究 。搞清楚岩石

13、组成 、岩浆系列 , 了解岩浆岩的形成 、起 源 、演化 , 特别是要认真分析研究玄武岩稀土等地球化学特征 , 它是确定蛇绿岩的重要依据之一 。(3) 构造 蛇绿混杂岩时代的研究对玄武岩用全岩 Rb Sr 等时线测年 ; 在堆晶岩中同时采集辉石岩 、辉长岩 、斜长岩样 品 , 用 Sm N d 等时线测年 ; 对层状堆晶岩中较酸性岩石端元 、辉长岩或斜长花岗岩采用单颗粒锆石 U Pb 法测定其年龄 ; 对放射虫硅质岩等用微体古生物学方法研究其时代 , 对 陆缘复理石碎屑岩楔等根据古生物化石 (如笔石) 来确定其时代 。在多种方法综合运用的基础上 , 再结合卷入构造 蛇绿混杂岩带内地层的时代 、

14、侵入其中的岩体时代等 , 通过综合研 究准确厘定构造 蛇绿岩的形成和就位时代 。(4) 构造 蛇绿混杂岩形成过程的研究通过构造 蛇绿混杂岩带物质组成 、产状 、形成环境 、时代及变形变质作用的调查研 究 , 运用岩石学 、构造学 、地球化学 、同位素地质年代学 、微体古生物学 、造山带四维裂拼 复原等多学科综合的技术方法和手段 , 追寻构造 蛇绿混杂岩形成的原始生成环境 、形成时代 、时空结构 , 尽力恢复其在造山带中的三维结构 , 揭示其形成机制及大地构造演化历程 ,以非正式地层单位予以表示 , 不能很好地区分出洋壳 、陆壳成分和外来岩块等复杂的物质组成及其刚性构造块体和剪切基质变形特征 。

15、1998 年殷鸿福 、张克信教授等在 非威尔逊旋回与非史密斯方法 中国造山带研究的理论与方法一文中将构造混杂岩类 (与本文的构造 蛇绿混杂岩相当)划分为 : (1) 蛇绿岩岩片 ; (2)弧岩片 ; (6)玄武岩岩片 ; (3)复理石岩片 ; (7)深海硅质岩 、泥质岩岩片 ; (4)碳酸盐岩岩片 ; (5) 火山岛磨拉石岩片 ; (8) 裂解块体岩片 ; (9) (超) 高压变质岩片 ;(10) 基底变质岩片共十个构造岩片单位 。该划分方案强调了对刚性构造块体的划分 , 而对剪切基质的划分与刚性构造块体等同起来 , 同时这些单位在 125 万中比例尺地质填图中要 全部表达出来 , 还有一定困

16、难 。我们认为要真实地反映构造 蛇绿混杂岩的地质面貌 , 客观地反映刚性构造块体与剪切基质的关系及地质组成 , 对构造 蛇绿混杂岩进行恰当的地层单 位划分是十分必要的 。依据构造 蛇绿混杂岩的组合特征及填图单元划分原则 , 作者结合东昆仑祁漫塔格构造蛇绿混杂岩地区特点 , 对构造 蛇绿混杂岩提出如下地层划分方案 :构造 蛇绿混杂岩的物质来源不同 、构造环境和变形特征差异 , 可以划分出刚性构造块 体和剪切基质两部分 , 前者主要表现为韧脆性剪切破裂 , 后者主要表现为韧性剪切变形 。根据国际地层指南: “杂岩是由一种或几种不同类型的 ( 沉积的 、岩浆的 、变质的)岩石组成 , 并以构造高度复

17、杂 、组分岩石的原始顺序模糊不清为特征的一个岩石地层单位 。当这个术语处在岩石或级别术语的位置时 , 可以当作一个正式的名称杂岩的级别相当于一个群 , 一个组 , 或一个段 。”显然构造 蛇绿混杂岩属于杂岩 , 其单位级别相当于岩群 ;根据杂岩物质来源 、变形特征 、岩石面貌不同 , 划分为刚性构造块体和剪切基质两部分 , 分 别相当于亚 (岩) 群级地层单位 。构造 蛇绿混杂岩刚性构造块体包括了蛇绿岩及伴生的深 海沉积物 , 以及基底岩块 、火山岛弧岩块和外来岩块等 , 根据其物质成分 、岩石演化系列可 分别建立杂岩体组合 , 对蛇绿岩那样有固定的物质组成的刚性构造块体可以建立杂岩体 (地

18、名 + 代表性岩石名称 + 杂岩体) 、对其它刚性构造块体可以建立岩片 ( 块) 单位 地名 + 代表性岩石名称 + 岩片 (块) 。剪切基质有古大陆边缘的各类陆源碎屑岩 、洋盆闭合前的基底岩块及同构造期的火山岩 等多种复杂成分以及消减的洋壳残片 (蛇绿岩) , 其是充分混杂的物质场 , 为了充分反映其 混杂后物质组成的复杂性 , 可用 (地名 + 代表性岩石名称) 这种非正式构造地层单位来表 示 。依据上述划分原则 , 通过调查研究 , 对东昆仑祁漫塔格构造 蛇绿混杂岩进行如下地层 单位划分 (表 2) 。对构造 蛇绿混杂岩进行地层单位划分时 , 应注意不要过分强调按群 、组 、段等级体制

19、建立正式地层单位 , 同一构造 蛇绿混杂岩带由于构造消减程度不同 , 岩石面貌也有很大差 异 , 应尽量建立非正式地层单位 , 以免造成区域对比上的困难 , 当条件成熟时再建立正式地 层单位 。本文属 125 万阿牙克库木湖幅区调项目阶段性集体成果 , 有些认识尚待深入 , 缪误之表 2 东昆仑祁漫塔格构造 蛇绿混杂岩地层单位划分表Tab12St ratigrap hic unit s of st ruct ural2op hiolitic co mplexin Qimantage of t he Easter nKunlun Mo untain处敬请指正 。本文得到了王北颖高工的热情指导 ,

20、 在此表示衷心感谢 。参考文献123龚一鸣等 1 造山带沉积地质与圈层耦合 MH. D. 赫德伯格主编 1 国际地层指南 M1 中国地质大学出版社 , 19961 科学出版社 , 1987殷鸿福 、张克信 1 非威尔逊旋回与非史密斯方法 中国造山带研究的理论与方法 J( 2)1 中国区域地质 , 1988456于庆文 、其和日格 1 中国造山带 1250000 地质填图理论与方法的几点思考 J 1 中国区域地质 , 1988 ( 2)张旗 、周国庆 1 中国蛇绿岩 M 1 科学出版社 , 2001张克信 、殷鸿福等 1 造山带混杂岩区地质填图理论 、方法与实践 以东昆仑造山带为例 M 1 中国

21、地质大学 出版社 , 2001杂岩杂岩体组合杂岩体备注祁 漫 塔 格 构 造 蛇 绿 混 杂 岩刚 性 构 造 块 体黑山 南沟超镁铁质 镁铁质 杂岩体组合回头沟超镁铁质岩杂岩体层 内 有 序蛇绿岩黑山堆晶辉长质杂岩体皮亚斯里克辉绿质杂岩体南沟玄武质杂岩体鸭子泉放射虫硅质岩岩片 ( 块)蛇绿岩伴生岩白干湖复理石岩片 ( 块)复理石阿特坎火山碎屑岩岩片 ( 块)岛弧火山岩鸭子大坂大理岩岩片 ( 块)外来岩片剪切 基 质北沟绿片岩总体 无 序横沟千枚岩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