白 卉,張紅晨,賀秋利,宋 鵬
(石家莊經(jīng)濟學(xué)院,河北石家莊050031)
迪彥廟位于內(nèi)蒙古西烏旗東,北側(cè)距二連浩特-賀根山-霍林郭勒-黑河碰撞帶百余千米,南側(cè)離西拉木倫構(gòu)造碰撞帶300余千米,大地構(gòu)造位置為中朝古板塊和西伯利亞古板塊之間的興蒙造山帶.前人將該區(qū)基性-超基性巖塊作為華力西期侵入巖研究,石家莊經(jīng)濟學(xué)院在開展中國地調(diào)局下發(fā)的“內(nèi)蒙古1∶5萬沙日勒昭等四幅區(qū)調(diào)”項目時加強了該區(qū)鎂鐵巖至超鎂鐵巖的研究,確定其為蛇綠構(gòu)造混雜巖.蛇綠巖是一套特殊的鎂鐵巖至超鎂鐵巖的共生組合,一套完整的蛇綠巖自下而上為:變質(zhì)橄欖巖、堆積雜巖、席狀巖墻群、噴出巖[1].輝長巖是堆積雜巖的主要組成部分.肖序常認為典型蛇綠巖均發(fā)育有厚層具堆積結(jié)構(gòu)的層狀輝長巖,并把無層狀輝長巖的類似組合稱為似蛇綠巖;而倪志耀等認為蛇綠巖中層狀輝長巖是不可缺失的.迪彥廟地區(qū)輝長巖較為發(fā)育,這對研究該區(qū)蛇綠巖,近而研究華北板塊和西伯利亞古板塊碰撞縫合位置具有重要意義.
迪彥廟的蛇綠巖套雖然出露范圍較小,但較為完整,均以近東西向的透鏡狀產(chǎn)出,與周圍二疊系海相碎屑沉積巖呈構(gòu)造接觸.其中輝長巖體一般呈無根塊狀,其底部不整合于變質(zhì)橄欖巖之上[2],因其上部席狀巖墻群單元缺失,而與圍巖呈構(gòu)造接觸(圖1).該區(qū)輝長巖下部主要為層狀堆積輝長巖,上部為均質(zhì)輝長巖.輝長巖中的輝石和斜長石粒度自下而上粒徑逐漸減小且趨勢明顯,其中長石含量逐漸增加,輝石含量逐漸減少,巖石色率降低.由于受構(gòu)造破壞,局部均質(zhì)輝長巖直接不整合于變質(zhì)橄欖巖之上.
研究區(qū)輝長巖局部強糜棱巖化和片理化.本文選取了變質(zhì)程度較低的樣品進行了巖石學(xué)研究,區(qū)內(nèi)主要發(fā)育層狀輝長巖和均質(zhì)輝長巖.
層狀輝長巖中輝石和斜長石自下而上成分、含量變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性:下部層狀輝長巖單層厚度較大,寬度一般0.5~3 cm,最大可達5 cm,而且輝石層較厚,斜長石層較薄,巖石以深色調(diào)為主,輝石含量明顯高于斜長石,層狀構(gòu)造(條帶狀構(gòu)造)發(fā)育;向上則緩慢過渡,單層厚度減小,逐漸變?yōu)榫哂袑蛹y狀或“片麻狀構(gòu)造”,此時輝石與斜長石含量近于相等;上部層狀輝長巖單層幾乎不發(fā)育,輝石含量繼續(xù)減小,斜長石含量持續(xù)增加,使得巖石整體顏色變淺,甚至局部出露斜長巖(圖2a).
糜棱巖化堆積輝長巖:深綠色,中細粒層狀堆積結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu),部分原有的層狀堆積結(jié)構(gòu)或輝長結(jié)構(gòu)已被糜棱條帶取代,塊狀構(gòu)造,礦物成分主要為輝石和斜長石.輝石主要為單斜輝石,半自形柱狀—他形粒狀,柱長0.5~3 mm,部分原來板狀、短柱狀的自形輝石堆晶晶體已變?yōu)榧忓N狀、不對稱眼球狀,內(nèi)部有變形的輝石殘斑,顆粒具波狀消光和扭折現(xiàn)象,具“輝石魚”構(gòu)造、沙鐘構(gòu)造等[3],多發(fā)生強烈的纖閃石化、綠泥石化;斜長石呈半自形板柱狀,大小一般0.1~2 mm,部分顆粒見雙晶扭折,與輝石顆粒雜亂分布,部分被拉長呈絲帶狀圍繞著輝石殘斑,長石均具不同程度鈉黝簾石化、綠泥石化(圖2c).
斜長巖:淺灰—灰白色,致密塊狀,中粗粒自形—半自形結(jié)構(gòu),幾乎全部由基性斜長石組成,其含量占90%以上,鐵鎂礦物(輝石、橄欖石、角閃石)很少,含量小于10%.含少量綠簾石、絹云母以及鋯石、磷灰石等副礦物.
均質(zhì)輝長巖在本區(qū)發(fā)育較好.一般下部為粗粒輝長巖,以塊狀構(gòu)造出現(xiàn),而不具有堆積結(jié)構(gòu);向上結(jié)晶程度逐漸變差,到中上部變?yōu)橹屑毩!毩]x長巖.均質(zhì)輝長巖在強變形帶中形成糜棱巖、糜棱巖化片理化輝長巖,在弱變形域中巖石則較為新鮮,未見明顯變形,呈巖塊分布(圖2b).
糜棱巖化中細粒輝長巖:深綠色,中細粒結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,礦物成分主要為輝石和斜長石.輝石主要為單斜輝石,半自形柱狀—他形粒狀,柱長0.5~3 mm,少數(shù)顆粒可見輝石式解理,部分顆粒具波狀消光和扭折現(xiàn)象,多發(fā)生強烈的纖閃石化、綠泥石化,含量50%~55%.斜長石為半自形板柱狀,大小一般0.1~2 mm,部分顆粒見雙晶扭折,與輝石顆粒雜亂分布,均已不同程度鈉黝簾石化、綠泥石化,含量為45%~50%.從礦物普遍發(fā)生韌性變形來看,巖石遭受了一定的糜棱巖化作用.
細粒輝長巖:細粒結(jié)構(gòu)、輝長-輝綠結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造.主要礦物組成:斜長石含量為40%~45%,輝石含量為35%~40%,副礦物為磁鐵礦和鈦鐵礦,含量約為5%.巖石蝕變較強,主要表現(xiàn)為斜長石的黝簾石化和輝石的纖閃石化(圖2d).
迪彥廟輝長巖的化學(xué)成分見表1,從表1可以看出以下特征:
表1 迪彥廟輝長巖主量元素化學(xué)組成及相關(guān)參數(shù)Table 1 Major element contents and parameters of the Diyanmiao gabbro
(1)樣品SiO2含量范圍在45.49%~51.47%之間,平均值為48.27%,均屬于基性巖范圍,ACM分類圖解上均落在鎂鐵質(zhì)堆積巖區(qū)間及附近(圖3),而其SiO2含量又具有自下而上遞增的趨勢.
(2)鈦含量在固結(jié)較早、分異程度較差的堆積輝長巖中較低,一般不超過0.3%,而在均質(zhì)輝長巖中則含量較高,而隨著巖漿分異程度的增高,鐵也相對富集.該特點與雅魯藏布江蛇綠巖特征相似,均屬活動大陸邊緣或島弧環(huán)境形成的.
(3)里特曼指數(shù)值為0.40~0.73,屬于鈣-堿性巖范圍(<3.3),化學(xué)分析結(jié)果在AFM三角圖解中落在鈣-堿性系列區(qū)(圖4),說明該區(qū)輝長巖屬于鈣-堿性系列.
(4)DI(分異指數(shù))與SI(固結(jié)指數(shù))是反映巖漿分異程度和巖石基性程度的重要巖石化學(xué)參數(shù),下部固結(jié)較早的堆積輝長巖DI值較小(<10)且SI值較大(>50),說明分異程度較差,巖石的基性程度高;上部均質(zhì)塊狀輝長巖結(jié)晶較晚,DI值較大同時變化范圍也較大(23.28~43.46),SI值較?。ǎ?0),說明巖漿分異程度高,巖石酸性程度高,符合輝長巖野外特征.反映出迪彥廟輝長巖具自下而上的分異趨勢,說明層狀輝長巖和均質(zhì)輝長巖屬同源巖漿演化的產(chǎn)物.
巖相學(xué)研究表明,迪彥廟輝長巖分為層狀輝長巖(具堆晶結(jié)構(gòu))和均質(zhì)輝長巖(具輝長結(jié)構(gòu))兩類,且均經(jīng)歷了低—中級變質(zhì)改造.本區(qū)堆積輝長巖出露規(guī)模較小,自下而上沒有出現(xiàn)巖相和巖性的重復(fù),這種內(nèi)部層序和特征表明,本區(qū)屬于小巖漿房單旋回封閉系統(tǒng)的分異特征.層狀輝長巖的層狀構(gòu)造向上逐漸變?yōu)榫哂袑蛹y狀或“片麻狀”,這點反映了該區(qū)在巖漿堆積作用時巖漿房內(nèi)處于一種非穩(wěn)態(tài)的環(huán)境(Smewing,1981).而堆積雜巖中以堆積輝長巖類占主體,同時也說明當(dāng)時的洋化規(guī)模可能相對較小而又處于一種快速拉張閉合的環(huán)境[4-6].
巖石化學(xué)研究顯示,迪彥廟輝長巖均屬于基性巖范圍,其原始巖漿為低鉀的鈣堿性系列玄武巖,而巖石的高Al、低Ti和P的特點(下部堆積輝長巖尤為明顯)與活動大陸邊緣或島弧的同類巖石(Al2O3>17%,TiO2<1.2%,P2O5<0.4%) 相近.而 DI和 SI指數(shù)反映了巖漿分異程度的過渡變化,表明層狀輝長巖和均質(zhì)輝長巖屬同源巖漿演化的產(chǎn)物.
綜上所述,盡管層狀輝長巖和均質(zhì)輝長巖呈團塊零星分布在蛇綠巖中,且具有不同的巖石學(xué)特征,但它們是同源巖漿演化的產(chǎn)物.推測迪彥廟輝長巖是活動大陸邊緣或島弧環(huán)境下小規(guī)模單旋回封閉系統(tǒng)內(nèi)形成的.
致謝:成文過程中得到李紅陽老師及石家莊經(jīng)濟學(xué)院內(nèi)蒙古區(qū)調(diào)項目組全體成員的指導(dǎo)與幫助,在此表示誠摯的謝意.
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