任升蓮,宋傳中,李加好,林壽發(fā),江平,黃鵬,張妍,胡達(dá),劉國(guó)廳

1) 合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，中國(guó)合肥，230009；2) 滑鐵盧大學(xué)，加拿大安大略省滑鐵盧市，N2L 3G1；3) 合肥工業(yè)大學(xué)檔案館，中國(guó)合肥，230009

內(nèi)容提要：伏牛山構(gòu)造帶由多條韌性剪切帶組成，剪切帶中廣泛發(fā)育同構(gòu)造變質(zhì)流體形成的脈體。脈體礦物成分以石英為主，石英脈中石英晶體內(nèi)發(fā)育大量的流體包裹體和氣液相包裹體。包裹體成分以含中高鹽度水溶液、低CO2、低δ18O～δD以及少量有機(jī)質(zhì)為特征，包裹體的均一溫度為170.6～337.8℃，白云母壓力計(jì)計(jì)算出的壓力為0.27～0.87 GPa。整個(gè)伏牛山構(gòu)造帶變質(zhì)流體成分和同位素均繼承了原巖海底火山噴發(fā)的地化特征。伏牛山構(gòu)造帶變質(zhì)程度以綠片巖相為主，壓力較大，具有俯沖帶的特性。包裹體的特點(diǎn)均反映了寬坪巖塊和二郎坪巖塊依次向華北板塊下俯沖、匯聚時(shí)產(chǎn)生了強(qiáng)變形，弱變質(zhì)的構(gòu)造作用。

伏牛山構(gòu)造帶位于秦嶺造山帶北緣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，前期研究表明：該區(qū)存在多條韌性剪切帶，把該地區(qū)分成多個(gè)近平行的構(gòu)造變形帶(宋傳中等，1999，2009)。野外觀察發(fā)現(xiàn)變形帶中廣泛發(fā)育同構(gòu)造石英脈，它們是巖石同構(gòu)造變形分異的變質(zhì)流體在巖石裂隙中流動(dòng)、沉淀而形成的，它的出現(xiàn)不僅說(shuō)明該處是構(gòu)造剪切作用的強(qiáng)烈地帶，也是變質(zhì)流體活動(dòng)的通道(任升蓮等，2013)，對(duì)此處脈體成分的深入研究，利于解析變質(zhì)流體來(lái)源、形成及構(gòu)造活動(dòng)和構(gòu)造過(guò)程(Etheridge et al.，1984；Fyfe et al.，1985；Ferry，1986；O' hara，1988；Glaazner et al.，1991；Smith et al.，1999)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

伏牛山構(gòu)造帶位于河南省南召地區(qū)，呈NW—SE向展布，其南北界分別為瓦穴子—喬端斷裂帶和洛南—欒川斷裂帶，兩條斷裂之間為一變形帶(圖1)。洛南—欒川斷裂帶是北秦嶺和秦嶺北緣的界線(xiàn)，寬幾千米至十幾千米不等，其北側(cè)為太華群、欒川巖群、陶灣巖群，南側(cè)為寬坪巖群。該斷裂帶在石人山南部的產(chǎn)狀為320°～ 355°∠67° ～ 80°，在石人山西南部的產(chǎn)狀為8°～ 21°∠71°～ 74°，具有左旋斜向匯聚的特征，經(jīng)歷四期構(gòu)造活動(dòng)，變形非常強(qiáng)烈(裴放，1994；任升蓮等，2011，2010)。瓦穴子—喬端斷裂是中型推覆韌性剪切帶，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，為350°～ 10°∠45°～ 55°，其北側(cè)寬坪巖群逆沖在南側(cè)二郎坪巖群之上，主要有三期構(gòu)造活動(dòng)。這兩條斷裂帶雖然經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)、多期變形的疊加，但都有一期強(qiáng)烈的塑性變形，并形成了大量的糜棱巖(任升蓮等，2013)。強(qiáng)烈的糜棱巖化產(chǎn)生了大量變質(zhì)流體，并以脈體形式存在于糜棱巖及構(gòu)造片巖中，這也是本文重點(diǎn)討論的變質(zhì)流體。

通過(guò)野外精細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)伏牛山構(gòu)造帶脈體的分布有一定規(guī)律，近剪切帶的強(qiáng)變形域脈體多且大，變形弱的地方脈體少且小。對(duì)這些變質(zhì)流體的礦物成分、形成溫度、壓力等特征進(jìn)行研究利于掌握同期構(gòu)造活動(dòng)的性質(zhì)、程度、物質(zhì)來(lái)源等信息。

在伏牛山構(gòu)造帶常見(jiàn)的變質(zhì)流體脈體以石英脈為主，含少量長(zhǎng)石石英脈、方解石脈。脈體形態(tài)多為透鏡狀，少數(shù)為條帶狀、彎曲褶皺狀。脈體從幾毫米的微型脈到20多米長(zhǎng)的巨型脈均有發(fā)育。這些脈與圍巖的界線(xiàn)清晰，脈體基本平行圍巖的面理，一些脈體具有σ拖尾，反映出這些脈體是同構(gòu)造變形的產(chǎn)物。

2 石英脈中的包裹體特征

2.1 包裹體巖相學(xué)特征

同構(gòu)造脈體中，除少量的白云母在脈體邊部以外，其它幾乎全部由石英組成，石英粒徑主要在0.1 ～ 3.0mm 之間，最大可達(dá)4.0mm。石英脈的圍巖為綠泥綠簾片巖、綠簾云母片巖、含云母石英片巖、黑云綠泥糜棱巖、長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖等(肖思云等，1988；張壽廣等，1991；任升蓮等，2010)。圍巖礦物以石英、斜長(zhǎng)石、方解石、綠簾石、綠泥石、白云母等為主，另含少量的黑云母、角閃石、陽(yáng)起石。除少量石英脈中石英顆粒表現(xiàn)出受到應(yīng)力作用而變形的特征外，脈體中石英均保持了結(jié)晶時(shí)的狀態(tài)。

圖1 伏牛山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及采樣點(diǎn)位置Fig. 1 Geological sketch map of the Funiushan area and Location of samplesδo—石英閃長(zhǎng)巖；ηγ—二長(zhǎng)花崗巖；γ—花崗巖；T—三疊系；Pz1er—二郎坪巖群；Pln—欒川巖群；Pt2-3kn—寬坪巖群；Pxn—熊耳巖群；Pqn—秦嶺巖群δo—quartz diorite；ηγ—monzonite granite；γ—granite；Pz1er—Erlangping Group；Pln—Luanchuan Group；Pt2-3kn—Kuanping Group；Pxn—Xionger Group；Pqn—Qinling Group

石英脈中的礦物包裹體是變質(zhì)流體在結(jié)晶時(shí)包裹在石英晶格缺陷中的。所以，這類(lèi)包裹體形成的溫壓條件可代表石英形成時(shí)的物理化學(xué)條件(Johnson et al.，1995；沈昆等，1998，2005，2006；孫賀等，2009)。測(cè)試樣品均采自研究區(qū)構(gòu)造片巖、片麻巖及構(gòu)造帶上糜棱巖中的同構(gòu)造石英脈，具有良好的代表性。

顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)石英脈中石英晶體內(nèi)發(fā)育大量的流體包裹體，流體包裹體主要有二類(lèi)：一類(lèi)呈離散狀態(tài)分布于石英晶體內(nèi)，包裹體大小變化較大，多數(shù)集中在5 ～ 30μm 之間(圖2 a、b)；另一類(lèi)以定向包裹體群分布于石英晶體內(nèi)，包裹體為橢圓形，大小較為接近，在8 ～ 10μm 左右(圖2 c、d)。這兩種包裹體都是石英從變質(zhì)流體中結(jié)晶時(shí)捕獲的原生包裹體，只不過(guò)后者在結(jié)晶時(shí)有應(yīng)力作用其上，從而導(dǎo)致包裹體隨著石英變形而變形，并在應(yīng)變方向上產(chǎn)生定向排列。

石英晶體中除了流體包裹體外，還發(fā)育氣液兩相的原生包裹體。氣液兩相的原生包裹體形狀以橢圓狀、圓形為主，不規(guī)則的其次，包裹體大小多在14 ～ 40μm 之間。XN73、78、89、107、129、139樣品中包裹體分布較散亂，包裹體較圓(圖2 a、b)，XN84、117中的包裹體分布有一定的定向性，且多呈橢圓形(圖2 c、d)。

圖2 伏牛山構(gòu)造帶石英脈中石英晶體內(nèi)包裹體形態(tài)圖Fig. 2 The shape of inclusions in quartz veins of the Funiushan tectonic belt (a) XN73；(b) XN78；(c) XN84；(d) XN117

2.2 石英脈形成的溫壓條件

顯微測(cè)溫試驗(yàn)在中國(guó)科技大學(xué)中科院殼幔與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——流體包裹體測(cè)溫實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，采用了英國(guó)產(chǎn)的Linkam THMSG 600 型冷熱臺(tái)，其溫度范圍為-180 ～ +600℃。測(cè)得原生氣液包裹體的冰點(diǎn)溫度為 -10.8 ～ -1.1℃，峰值為-10℃(圖3)，依據(jù)Hall 等提出的H2O—NaCl 體系鹽度—冰點(diǎn)公式：

W= 0.00+1.78Tm-0.0442Tm2+

0.000557Tm3

式中：W為NaCl 的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，Tm為冰點(diǎn)下降溫度(℃)。

變質(zhì)流體脈中石英包裹體主要為鹽水溶液包裹體。鹽度變化范圍較大，為1.322% ～ 14.775% NaCleq，峰值為11.386% NaCleq，顯示出一定的規(guī)律。除了XN73、89樣品中的鹽度較小，所測(cè)NaCleq沒(méi)有大于2%以外，其它樣品的鹽度大多數(shù)都在10%上下浮動(dòng)。XN73雖然是綠片巖，但離片麻巖很近；XN89樣采自條帶狀片麻巖中；XN-107采自片麻巖中，鹽度分成大、小兩種。其它樣品都采自寬坪巖群綠片巖和碳酸鹽和石英互層的糜棱巖中，它們的鹽度基本都超過(guò)10%。根據(jù)樣品的采集位置，可以看出靠近洛南—欒川斷裂帶或其北側(cè)的石英脈中包裹體鹽度較低，寬坪巖群中的石英脈體包裹體鹽度很高。筆者通過(guò)對(duì)前人資料的分析認(rèn)為：包裹體鹽度與石英脈的原巖性質(zhì)密切相關(guān)(Newton，1990；Darling et al.，1991；沈昆等，2003b)。洛南—欒川斷裂帶以北為花崗片麻巖，其中鹽分含量較少。而寬坪巖群的原巖以海相火山噴發(fā)的基性火山巖為主，張宗清等(1995)研究表明其形成于洋盆環(huán)境，包含了較多海水中的鹽分，同構(gòu)造期形成的石英脈必然從圍巖中獲取了高鹽分包裹在石英晶體中形成高鹽度的包裹體。所以，同構(gòu)造變形脈體形成時(shí)，繼承了圍巖的高鹽度特征。

圖3 伏牛山構(gòu)造帶石英脈中石英晶體內(nèi)包裹體測(cè)溫柱狀圖Fig. 3 The histogram of temperature of inclusions in quartz veins of the Funiushan tectonic belt (a) the freezing temperature of gas—liquid inclusions in quartz；(b) the homogenization temperature of gas—liquid inclusions in quartz

所測(cè)包裹體的均一溫度(Th)范圍為170.6 ～ 444.9℃，主峰值有兩個(gè)，一個(gè)為180 ～ 190℃，另一個(gè)為260 ～ 270℃(圖3 a、b)。另有四個(gè)小峰值分別在330 ～ 350℃、380 ～ 390℃、420 ～ 430℃、440 ～ 450℃。根據(jù)Bischoff 等提出的NaCl—H2O 體系的T—ρ相圖，由已知的鹽度(W)和均一溫度，得出NaCl—H2O 體系的密度為0.511 ～ 0.982g/cm3。液相包裹體的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)顯示同構(gòu)造化學(xué)分泌體的形成溫壓條件達(dá)到了中、高綠片巖相。

表1 伏牛山構(gòu)造帶石英脈中石英晶體內(nèi)流體包裹體鹽度與溫度測(cè)定表Table 1 Salinity determination and temperature measurement of fluid inclusions in quartz veins of the Funiushan tectonic belt

本文通過(guò)對(duì)洛南—欒川斷裂帶中長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖中的白云母進(jìn)行了微區(qū)成分測(cè)試，白云母的電子探針成分特征為：SiO2為43.913% ～ 51.597%，平均值為46.283%；Al2O3為5.4% ～ 35.219%；K2O為0.1% ～ 10.177%。與白云母的理論值(SiO2= 45.2%，Al2O3= 38.5%，K2O= 11.8%)相比SiO2明顯偏高；Al2O3低于理論值；K2O也較低。白云母探針?lè)治鰯?shù)據(jù)按11個(gè)氧計(jì)算晶體化學(xué)式，Si原子數(shù)變化范圍在3.066 ～ 3.172之間，顯示洛南—欒川斷裂帶上的白云母為普通白云母(周喜文等，2003)。

瓦穴子—喬端斷裂帶上的白云母略大于3.0，屬于多硅白云母，說(shuō)明該斷裂帶的形成壓力大于洛南—欒川斷裂帶。利用Massonne(1997)多硅白云母壓力計(jì)計(jì)算出伏牛山構(gòu)造帶的壓力為0.27 ～ 0.87 GPa(任升蓮等，2011)。

由此可見(jiàn)，伏牛山構(gòu)造帶的溫度條件相對(duì)較低，而壓力則相對(duì)較大，具有俯沖帶的特性，且洛南—欒川斷裂帶的俯沖具有較大的斜向剪切分量，而瓦穴子—喬端斷裂帶雖然形成壓力很大，但剪切分量很小，說(shuō)明二郎坪巖塊向北俯沖作用很強(qiáng)，且近乎垂直。

3 包裹體成分和H、O同位素分析

諸多研究表明，流體在變質(zhì)作用中起著多重重要作用。流體不僅直接參加變質(zhì)反應(yīng)改變自身和圍巖的成分，同時(shí)還控制著變質(zhì)反應(yīng)的溫度、壓力、變質(zhì)反應(yīng)速率。通過(guò)對(duì)石英脈石英顆粒中包裹體液態(tài)、氣態(tài)成分和δ18O—δD同位素組成分析，可以分析包裹體形成時(shí)的變質(zhì)流體成分和物質(zhì)來(lái)源(Newton，1990；Van den Kerkhof et al.，2001；盧煥章等，2004；張澤明等，2006；翟偉等，2006；孫賀等，2009；Zheng et al.，2009a、b)。

包裹體氣液相成分分析、同位素測(cè)試是由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所穩(wěn)定同位素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成的。

表2 伏牛山構(gòu)造帶石英脈中石英晶體內(nèi)原生流體包裹體氣相成分表(%)Table 2 Gas phase composition of primary inclusions in quartz veins of theFuniushan tectonic belt(%)

3.1 氣體成分分析

采用加熱爆裂法提取氣體，將清洗干凈的樣品0.5000g放入石英試管內(nèi)，逐漸升溫到100℃排氣，待分析管內(nèi)真空度為6μPa以下時(shí)開(kāi)始測(cè)定，以1℃/s的速度升溫到500℃，記錄壓力計(jì)的讀數(shù)，用液氮冷凍5min，再用干冰冷凍5min，記錄壓力計(jì)的讀數(shù)(用來(lái)計(jì)算水的含量)后測(cè)定。儀器及條件為：RG202 四極質(zhì)譜儀(日本真空技術(shù)株式會(huì)社生產(chǎn))，SME 電壓為-1.0kV，電離方式為EI，電離能為50eV，儀器重復(fù)測(cè)定精密度為<5%。

一般認(rèn)為：處于深部環(huán)境的韌性剪切帶中往往含有純CO2流體，CO2在高溫、高壓條件下常以高密度流體相形式存在(Zhao et al，2007；孫曉明等，2006；Xu et al，2006，2005；Xiao et al，2000)。在后期退變質(zhì)或脆性變形階段，深部富含CO2的高密度流體隨溫度、壓力的降低逐漸形成低密度的CO2氣體與H2O溶液共存，包裹體組合以富含CO2和H2O氣—液相包裹體為主(楊巍然等，1996a、b；梁業(yè)恒等，2007)。所以，CO2含量越多，變質(zhì)程度越高。包裹體中存在有機(jī)質(zhì)成分說(shuō)明其形成時(shí)的周邊物質(zhì)含有一定量的有機(jī)質(zhì)成分，也即原巖沉積時(shí)溶液中必定含有較多的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)隨著變質(zhì)程度的加深逐漸發(fā)生裂解，從高分子碳?xì)浠衔镒優(yōu)楹?jiǎn)單的碳?xì)浠衔?，最終裂解為CO2和H2O。

所選5個(gè)樣品的氣相成分由表2中可見(jiàn)，氣體成分以H2O為主，其次為CO2和N2，部分樣品中含有一定數(shù)量的CH4、C2H6、H2S。CO2含量總體較少，且越靠近東部越高，反映出東部的變質(zhì)變形程度高于西部。有機(jī)質(zhì)成分的存在也說(shuō)明沉積巖形成時(shí)的有機(jī)質(zhì)在變質(zhì)過(guò)程中分解得不夠徹底，也說(shuō)明該地區(qū)的變質(zhì)程度沒(méi)有達(dá)到高級(jí)級(jí)別。

3.2 液相成分分析

方法是將清洗干凈的樣品1.0000g放入石英試管中，500℃爆裂15min，冷卻后加3 mL水，超聲震蕩10min，離子色譜測(cè)定。儀器及條件：離子色譜儀，日本島津公司(SHIMADZU)，HIC-6A型。淋洗液為2.5mM鄰苯二甲酸-2.4mM三(羥)甲基氨基甲烷。 淋洗液流速：淋洗陰離子為1.2mL/min，淋洗陽(yáng)離子為1.0mL/min，重復(fù)測(cè)定精密度為<5%。

參與變質(zhì)反應(yīng)的流體按其與原巖的關(guān)系，可以分為原生流體和外來(lái)流體。原生流體是由變質(zhì)原巖在變質(zhì)作用過(guò)程中因溫度、壓力的升高產(chǎn)生脫流體作用而形成的。包括沉積巖中貯存的孔隙水和含水礦物在變質(zhì)條件下相變釋放出的結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水，也包括板塊俯沖過(guò)程中帶入的海水和碳酸巖脫碳產(chǎn)生的二氧化碳流體等。外來(lái)流體則是通過(guò)斷裂、裂隙、節(jié)理等薄弱地帶運(yùn)移來(lái)的，加入到另一個(gè)變質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng)中的流體。它可以是長(zhǎng)距離運(yùn)移的巖漿水、地下鹵水甚至是地幔流體，在適當(dāng)條件下加入變質(zhì)反應(yīng)的任何階段并影響反應(yīng)的進(jìn)程。因此，判斷變質(zhì)流體的來(lái)源對(duì)活動(dòng)時(shí)期十分重要，同位素測(cè)定就是最常用的方法。

前人對(duì)變質(zhì)巖的δ18O—δD同位素進(jìn)行了一些研究(Putlitz et al.，1998；鄭永飛等，2004；徐莉等，2005，2006；Zhang et al.，2005；)。其中Zhang et al.(2005)認(rèn)為，H2O或H2O—CO2流體出現(xiàn)在整個(gè)變質(zhì)作用過(guò)程中。進(jìn)變質(zhì)階段主要是低鹽度的H2O—CO2流體，峰期變質(zhì)階段則是高鹽度的H2O流體，在角閃巖相退變質(zhì)階段為中、低鹽度的H2O或局部高鹽度的H2O—CO2流體，而更晚期退變質(zhì)階段為低鹽度的水流體。

為了解決伏牛山構(gòu)造帶變質(zhì)流體的來(lái)源問(wèn)題，選定具有代表性的石英脈石英做包裹體成分和H、O同位素分析。使用質(zhì)譜型號(hào)為：MAT-252，數(shù)據(jù)均為相對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)V-SMOW之值，可重現(xiàn)性?xún)?yōu)于0.2‰。石英包裹體的O、H同位素成分值見(jiàn)表4，其具有以下特點(diǎn)：

(l)所有石英包裹體的δ18O—δD同位素組成均相對(duì)較低，其δDV-SMOW為 -83.834‰ ～ -65.650‰，而流體δ18OV-SMOW變化較大，為6.41‰ ～ 14.97‰。

表3 伏牛山構(gòu)造帶石英脈中石英晶體內(nèi)原生流體包裹體液相成分表(μg/g)Table 3 Liquid phase composition of primary inclusions in quartz veins of theFuniushan tectonic belt

(2)變質(zhì)流體在δ18O‰—δD同位素圖上均投在巖漿水及其附近，說(shuō)明研究區(qū)的變質(zhì)流體主要來(lái)源于原巖的海底火山沉積巖中(圖4)，繼承了圍巖的氧同位素特征。

通過(guò)對(duì)伏牛山構(gòu)造帶典型石英脈石英顆粒包裹體的氣相、液相及O、H同位素成分分析，均反映出了海底火山沉積巖特點(diǎn)，可以認(rèn)為該地區(qū)變質(zhì)流體的來(lái)源主要為原巖，沒(méi)有深部物質(zhì)的加入。

圖4 變質(zhì)流體δ18O—δD同位素圖解(底圖據(jù)鄭永飛，2000)Fig. 4 The Diagram of δ18O—δD of metamorphic fluid

4 變質(zhì)流體的形成演化和構(gòu)造意義

伏牛山構(gòu)造帶經(jīng)歷了長(zhǎng)期而復(fù)雜的構(gòu)造變形。特別是韌性剪切活動(dòng)產(chǎn)生的糜棱巖化作用以及由此形成的大量的變質(zhì)流體，對(duì)揭示該構(gòu)造帶的構(gòu)造演化有重要的意義。

通常，韌性剪切帶內(nèi)巖石變質(zhì)作用的趨勢(shì)是產(chǎn)生易變形的礦物，從而抵消構(gòu)造應(yīng)力的影響。韌性剪切帶內(nèi)巖石主要表現(xiàn)為細(xì)粒化的塑性變形，細(xì)小的礦物顆粒產(chǎn)生粒間滑動(dòng)，形成沿著剪切方向定向排列的糜棱面理。粒間滑動(dòng)不僅改變巖石結(jié)構(gòu)，而且還使巖石物質(zhì)成分發(fā)生改變，形成層狀硅酸鹽新礦物，并釋放出SiO2(楊國(guó)清，1990；李文等，2000；唐紅峰等，2000，2001；游振東等，2001；郭濤等，2003；翟偉等，2006)，間接軟化巖石，使之在較小的差異應(yīng)力作用下發(fā)生變形。因此，使原來(lái)成分均一的巖石產(chǎn)生了分異，淺色易活化物質(zhì)形成流體聚集成脈(Sinha et al.，1986；Yardley et al.，1992；Smith et al.，1999；沈昆等，2003a；戚學(xué)祥等，2005；梁曉等，2009)。所以，剪切作用促進(jìn)了變質(zhì)流體的產(chǎn)生，變質(zhì)流體又反過(guò)來(lái)促進(jìn)了巖石的進(jìn)一步變形，加強(qiáng)了剪切作用，促進(jìn)了剪切帶的發(fā)育。因此，剪切作用越強(qiáng)的地方，產(chǎn)生的變質(zhì)流體就越多。這與在伏牛山構(gòu)造帶野外觀察的結(jié)果完全一致，不僅越靠近韌性剪切帶石英脈的數(shù)量越多，而且塊體及厚度也都增大，說(shuō)明這些石英脈與韌性剪切活動(dòng)密切相關(guān)，它們都是塑性變形過(guò)程中形成的。所以，伏牛山構(gòu)造帶內(nèi)這些變質(zhì)流體的形成是洛南—欒川斷裂帶和瓦穴子—喬端斷裂帶塑性剪切作用而形成的，脈體的數(shù)量和大小能真實(shí)地反映剪切變形的強(qiáng)弱。洛南—欒川斷裂帶上的脈體的數(shù)量比瓦穴子—喬端斷裂帶多，也間接說(shuō)明洛南—欒川斷裂帶的剪切作用大于瓦穴子—喬端斷裂帶，與其它方法分析的結(jié)果一致(任升蓮等，2013)。

總之，韌性剪切帶內(nèi)流體作用是一個(gè)復(fù)雜的構(gòu)造、物理、化學(xué)過(guò)程，存在著力學(xué)、熱、化學(xué)和流體之間的相互作用(Bottrell et al.，1990；Cesare，1994；何紹勛等1996；徐啟東，1996；楊巍然等，1996b；鄧軍等，2000；彭訓(xùn)才等，2000；沈昆等，2003；盧煥章等，2004；鄭永飛，2004；盛英明等，2011)。它不僅影響巖石的變形特性和變質(zhì)作用，也促進(jìn)了構(gòu)造變形的發(fā)生、發(fā)展，同時(shí)還控制著物質(zhì)的活化、遷移和沉淀(戴塔根等，1990；陳柏林等，1998；范宏瑞等，2000；黃德志等，2001；李曙光等，2001；李曉峰等，2006)。

本區(qū)變質(zhì)巖是在海底火山沉積巖的基礎(chǔ)上變質(zhì)而成，巖石在形成過(guò)程中封存了海底火山噴發(fā)時(shí)的水(高山等，1990)。雖然，沉積物在成巖過(guò)程中會(huì)排出一部分，但在巖石中仍有相當(dāng)數(shù)量的巖漿水保留，并在以后的巖石演化中發(fā)展成為變質(zhì)流體。

表4伏牛山構(gòu)造帶石英脈中石英晶體內(nèi)原生流體包裹體
O、H同位素成分表
Table4O、HisotopiccompositionofinclusionsinquartzveinsoftheFuniushantectonicbelt

樣品編號(hào)δ18OV-SMOW(‰)δDV-SMOW(‰) σ(‰)XN737.27-77.1190.282XN1076.41-83.8340.088XN11710.28-76.8200.278XN12910.39-65.6500.200XN13014.97-71.4710.112

5 結(jié)論

洛南—欒川和瓦穴子—喬端斷裂帶這兩期糜棱巖化作用形成的同構(gòu)造變形脈，真實(shí)地記錄了北秦嶺產(chǎn)生的兩期韌性剪切活動(dòng)，這些同變形石英脈具有以下特征：

(1) 變質(zhì)流體的宏觀形態(tài)詮釋了這兩期構(gòu)造活動(dòng)均為左行剪切。近斷裂帶脈體數(shù)量多且大，遠(yuǎn)則少而小，其中洛南—欒川斷裂帶的脈體多于瓦穴子—喬端斷裂帶，反映出洛南—欒川斷裂帶的剪切作用大于瓦穴子—喬端斷裂帶。

(2) 石英脈形成的溫度為330 ～ 450℃，顯示石英脈形成的溫度達(dá)到了中、高綠片巖相。利用白云母壓力計(jì)計(jì)算出伏牛山構(gòu)造帶的壓力為0.27 ～ 0.87 GPa，且瓦穴子—喬端斷裂帶壓力大于洛南—欒川斷裂帶。說(shuō)明這兩條斷裂帶形成于較低溫度和相對(duì)較大壓力條件下，具有俯沖帶的特性。且洛南—欒川斷裂帶的俯沖具有較大的斜向剪切分量，說(shuō)明寬坪巖塊向北俯沖、匯聚時(shí)，斜向分量大；而二郎坪巖塊向北俯沖時(shí)以擠壓為主，而瓦穴子—喬端斷裂帶雖然形成壓力很大，但剪切分量很小，說(shuō)明二郎坪巖塊向北俯沖時(shí)近乎垂直。

(3) 石英脈中石英晶體的包裹體氣體成分以H2O為主，其次為CO2和N2，部分樣品中含有一定數(shù)量的CH4、C2H6、H2S。CO2含量的特點(diǎn)是越靠近東部越高，反映出東部的變質(zhì)變形程度高于西部。有機(jī)質(zhì)成分的存在也說(shuō)明沉積巖形成時(shí)的有機(jī)質(zhì)在變質(zhì)過(guò)程中分解得不夠徹底，表明伏牛山構(gòu)造帶的變質(zhì)溫壓條件沒(méi)有達(dá)到高級(jí)變質(zhì)程度。

(5) 所有石英包裹體的δ18OV-SMOW、δDV-SMOW組成均相對(duì)較低，其δDV-SMOW為-83.834‰ ～ -65.650‰，而流體δ18OV-SMOW變化較大，為6.41‰ ～ 14.97‰。在δ18O—δD同位素圖上均投在巖漿水及其附近，說(shuō)明研究區(qū)的變質(zhì)流體主要來(lái)源于原巖的海底火山沉積巖中，繼承了圍巖的氧同位素特征。

通過(guò)對(duì)伏牛山構(gòu)造帶同構(gòu)造石英脈石英顆粒中包裹體形態(tài)、成分及形成條件研究認(rèn)為：構(gòu)造帶變質(zhì)流體成分和同位素均繼承了原巖成分特點(diǎn)，說(shuō)明這兩條斷裂帶變質(zhì)程度以綠片巖相為主，壓力較大，具有俯沖帶的特性。包裹體的特點(diǎn)均反映了寬坪巖塊和二郎坪巖塊依次向華北板塊下的斜向俯沖、匯聚時(shí)產(chǎn)生了強(qiáng)變形，弱變質(zhì)的作用。