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文档简介
内蒙古北山造山带中蛇绿混杂岩带地质特征及成因
中亚造山带是世界上最大的显生翼造山带,位于西伯利亚克拉通和塔里木-北克拉通之间。其复杂的结构过程与古代亚洲海的结构运动密切相关(图1-a)。北山造山带分布于中亚造山带南缘(图1-a),经历了多阶段的俯冲拼贴过程,形成了从南向北依次出露的柳园-账房山、洗肠井-白云山-牛圈子-红柳河、小黄山-芨芨台子、红石山-百合山等多条蛇绿混杂岩带(图1-b),前人对不同的蛇绿混杂岩进行了研究,获得了丰富的年代学资料(图1-b)本次通过内蒙古北山地区1∶5万月牙山幅区域地质调查,查明了白云山蛇绿混杂岩的物质组成、构造变形及年代学、Hf同位素等特征,结合前人研究的该区不同类型蛇绿岩岩块的地球化学特征,探讨红柳河-洗肠井洋的演化历史。1寒武纪构造岩浆岩带北山造山带位于中亚造山带南缘,向东与兴蒙造山带相连,向西与天山造山带相连,由前寒武纪地体、蛇绿混杂岩、增生杂岩及沟弧盆沉积-岩浆岩组成研究区位于北山造山带中部,内蒙古额济纳旗白云山地区,白云山蛇绿混杂岩带出露于研究区中部,向东延伸至月牙山-洗肠井蛇绿混杂岩带,向西延伸至牛圈子-红柳园蛇绿混杂岩带(图1-b)。孙立新等2岩石组合与蚀变白云山蛇绿混杂岩带出露宽2~6km,出露长度大于26km,呈北西西向带状展布(图2),总体表现为岩块与基质的强烈混杂(图3-a),岩块变形较弱、显示“无根”地质体;基质围绕岩块分布,具有强变形、强片理化特征。在野外调查各岩块、基质接触关系及原岩恢复的基础上,划分了洋壳岩块及外来岩块、洋壳基质及砂板岩基质。结合室内岩相学、地球化学数据、同位素年龄、地层时代等,区分了不同时代、不同岩石类型的岩块(表1)。在蛇绿混杂岩中识别出3期构造变形,第一期为深层次韧性变形(D蛇绿混杂岩由不同类型的岩块与基质组成(表1),岩块类型包括纯橄岩(图版Ⅰ-b)、辉橄岩(图版Ⅰ-c)、橄辉岩(图版Ⅰ-d)、辉石岩(图版Ⅰ-e)、碳酸盐化蚀变超基性岩(图版Ⅰ-f)、玄武岩(图版Ⅰ-g)、辉长岩(图版Ⅰ-h)、斜长花岗岩(图Ⅰ-i)等蛇绿岩岩块及硅质岩(图Ⅰ-j、k)、灰岩、砂岩岩块(图Ⅰ-l),基质主要为蛇纹岩(图Ⅰ-a)、绿泥片岩及砂板岩(图Ⅰ-a、l)。纯橄岩岩块表现出强烈的蛇纹石化(图版Ⅰ-b),碳酸盐化蚀变超基性岩保留了岩块与基质的特征(图版Ⅰ-f),玄武岩表现为强变形的特征(图版Ⅰ-g),局部保留硅质、碳酸盐岩的杏仁体(图版Ⅱ-g)。在混杂岩带中部发育保存完整的洋壳残片,显示了典型的蛇绿岩“三位一体”岩石组合(图2)。由南向北依次出露堆晶超镁铁质岩(图4-a、b)、堆晶辉长岩(图4-c)及玄武岩,堆晶超镁铁质岩由纯橄岩与橄辉岩构成(图4-b),堆晶辉长岩由灰白色及灰绿色辉长岩组成(图4-c),玄武岩以强变形变质玄武岩为主(图4-d)。纯橄岩:呈灰绿色、灰黑色,主要由橄榄石(约95%)和单斜辉石(约5%)组成,发育残留网格结构(图版Ⅱ-a)。橄榄石呈柱状、粒状,被鳞片状、纤状蛇纹石、鳞片状蛇纹石交代呈假象。单斜辉石为柱状或半自形粒状。蛇纹石化二辉橄榄岩:呈灰绿色,交代残余结构,块状构造,岩石主要由橄榄石假象(约60%)、单斜辉石(约35%)、斜方辉石(约5%)组成(图版Ⅱ-b)。橄榄石呈柱状、粒状,杂乱状排列,被鳞片状、纤状蛇纹石交代呈假象,残留网格结构。辉石呈柱状、粒状,多呈堆状聚集,零散分布,有的填隙于橄榄石粒间,主要为单斜辉石。强蛇纹石化橄榄辉石岩:呈灰褐色,交代残余结构,块状构造,由单斜辉石(约90%)和橄榄石(约10%)组成(图版Ⅱ-c)。单斜辉石为半自形粒状,可见角闪石反应边;橄榄石分布在单斜辉石之间。纤状蛇纹石、鳞片状蛇纹石交代明显。辉石岩:呈灰黑色,交代残余结构,块状构造,岩石由单斜辉石(约95%)、角闪石假象(约5%)组成(图版Ⅱ-d)。单斜辉石呈半自形粒状,杂乱分布,构成岩石主体,常见晶体弯曲变形及波状消光现象,少见角闪石反应边。碳酸盐化蚀变超基性岩:呈黄褐色,交代残余结构,块状构造,岩石由碳酸盐(65%~70%)、硅质(约30%)及少量滑石(2%~3%)组成(图版Ⅱ-e)。碳酸盐主要为白云石,少部分为方解石、菱镁矿,集合体状产出,网眼内被硅质交代。硅质由隐晶状、纤维状玉髓组成,集合体状产出,显半自形柱粒状晶形,多具定向、拉长特征。滑石呈鳞片状,片径一般小于0.05mm,多相对富集,似沿矿物边缘及裂纹分布。蚀变中细粒辉长岩:呈灰绿色、灰白色,中细粒结构,块状构造,岩石主要由斜长石假象(约65%)、单斜辉石(约25%)、斜方辉石(约10%)组成(图版Ⅱ-f)。斜长石被黝帘石交代呈假象,定向分布。辉石呈柱状、粒径,直径多小于2.0mm,较少量2~3mm,零散状或集合体呈条纹状聚集定向分布。包括斜方辉石假象及单斜辉石2种,斜方辉石被次闪石、石英等交代呈假象。变质玄武岩:呈灰绿色,鳞片微粒变晶结构,似板状构造。岩石主要由变斑晶钠长石(3%~5%),基质(95%~97%)绿泥石、阳起石、绿帘石等组成(图版Ⅱ-g)。各矿物多呈混杂状定向分布,部分钠长石略显线纹状、近板条状等聚集,粒径一般小于0.1mm。钠长石呈微粒状,绿泥石呈鳞片状,阳起石呈纤柱状,绿帘石呈微粒状。不透明矿物呈黑色微粒状,部分已转变为白钛石。岩内见部分方解石、硅质等充填的杏仁体(图版Ⅱ-g)。中细粒斜长花岗岩:呈灰白色,中细粒结构,块状构造。岩石主要由斜长石(70%~75%)、钾长石(0%~5%)、石英(20%~25%)、暗色矿物假象(约2%)组成(图版Ⅱ-h)。斜长石呈半自形-近半自形板状,粒径大部分2~3.5mm,少部分0.2~2.0mm,杂乱状分布,具绢云母化、高岭土化,根据垂直{010}晶带最大消光角法测得An=3,为钠长石。钾长石少见,呈他形粒状,填隙状分布,粒径小于0.7mm,为歪长石,轻高岭土化。石英呈他形粒状,填隙状分布,具拉长变形特征,粒内显波状、带状消光、亚颗粒、变形纹发育,局部已细粒化重结晶。暗色矿物零散可见,直径小于1.0mm。变质硅质岩:呈浅灰色、红褐色,变余隐晶质结构,块状构造。岩石主要由硅质(约95%)、绢云母(少量)、不透明矿物(少量)组成(图版Ⅱ-i)。硅质由隐晶状玉髓构成,粒径小于0.01mm,显拉长定向特征,岩内分布均匀,为构成岩石的主体矿物。绢云母呈微细鳞片状,直径一般小于0.05mm,与硅质混杂定向分布,判断为粘土质经轻微重结晶作用的产物。不透明矿物呈深红褐色、黑色微粒状、尘点状等,多相对显条纹状、线纹状聚集定向分布。3讨论3.1蛇绿混杂岩带的发育白云山蛇绿混杂岩带分布于北山造山带中部,向东延伸至月牙山-洗肠井蛇绿混杂岩带,向西延伸至牛圈子-红柳园蛇绿混杂岩带,构成北山造山带近东西向延伸跨越新甘蒙的一条重要的早古生代蛇绿混杂岩带。对于红柳河-洗肠井蛇绿混杂岩的形成时代,前人做了大量的工作。红柳河地区蛇绿混杂岩的时代包括寒武纪(528~516Ma)对于该区蛇绿混杂岩形成的构造环境类型,前人的认识主要为SSZ型蛇绿岩这一现象与白云山蛇绿混杂岩一致,在白云山地区,孙立新等综上所述,白云山蛇绿混杂岩形成于寒武纪,发育MOR型、OIB型、SSZ型等不同构造环境的蛇绿岩岩块。3.2寒武纪—红柳河-洗肠井洋的演化过程大量的研究表明,红柳河-洗肠井蛇绿混杂岩的时代分布在寒武纪—晚志留世(536~425Ma)野外调查和研究发现,白云山地区及洗肠井地区寒武纪蛇绿混杂岩包含不同构造环境类型的蛇绿岩岩块4蛇绿混杂岩带内蒙古北山地区白云山蛇绿混杂岩由纯橄岩、辉橄岩、橄辉岩、辉石岩、碳酸盐化蚀变超基性岩、辉长岩、玄武岩、斜长花岗岩等蛇绿岩岩块及硅质岩、灰岩、砂岩岩块和蛇纹岩基质
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