摘 要:本文從巖性及原巖建造、混合巖化作用、同位素年齡等方面對赤城-崇禮紅旗營子群進(jìn)行了簡要的對比,發(fā)現(xiàn)其存在明顯的差異,表明紅旗營子群是由不同微陸塊拼貼形成的。
關(guān)鍵詞:巖性 原巖建造 混合巖化作用 同位素年齡 紅旗營子群
中圖分類號:P5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(c)-0154-02
紅旗營子群原意是冀西北崇禮縣紅旗營子村的一套變質(zhì)地層,于1959年河北省地質(zhì)局區(qū)測隊建立,之后范圍擴(kuò)大到中部赤城、東部承德-平泉一帶[1]。2007年劉樹文在對紅旗營子群的年代學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,認(rèn)為作為內(nèi)蒙地軸重要組成部分的紅旗營子群是由不同微陸塊拼貼形成的,即紅旗營子群不能再作為一個整體研究[2]。其實在前幾年人們就開始認(rèn)識到這點,2003年童英在赤城發(fā)現(xiàn)具鬣刺結(jié)構(gòu)的變質(zhì)橄欖巖[3],之后2004年倪志耀等報道赤城地區(qū)有晚古生代榴輝巖的出露,揭示赤城地區(qū)存在著晚古生代榴輝巖相高壓變質(zhì)事件[4],2002年承德地區(qū)發(fā)現(xiàn)了異剝鈣榴巖[5],而崇禮地區(qū)卻沒有相關(guān)方面的報道;冀北“紅旗營子群”的解體最早由王東方等提出[6,7],雖然后來因小殼化石確認(rèn)有誤以及同位素年齡可靠性較差而受到廣泛質(zhì)疑[8],但現(xiàn)在看來原有意義的紅旗營子群應(yīng)當(dāng)解體,以下對赤城-崇禮紅旗營子群的三個方面略作對比。
1 巖性及原巖建造的差別
赤城紅旗營子群主要分布在赤城-崇禮深大斷裂帶以北的鎮(zhèn)寧堡、呂和堡、云州、馬營和三山村一帶,在獨(dú)居口也有零星分布,總體呈北西向帶狀分布。其巖石類型主要以(石榴)黑云斜長片麻巖為主,其內(nèi)部分布有變余層狀構(gòu)造大理巖透鏡體和構(gòu)造侵位的退變榴輝巖、斜長角閃巖及變質(zhì)橄欖巖透鏡體等,透鏡體的長軸方向與片麻理方向一致,其中斜長角閃巖是退變榴輝巖進(jìn)一步蛻變的產(chǎn)物。赤城紅旗營子群基本上是一套變質(zhì)程度達(dá)到角閃巖相、以形成于島弧與大陸弧之間的陸源碎屑泥質(zhì)砂巖為原巖的沉積-變質(zhì)巖系,其內(nèi)部退變榴輝巖的原巖是來自虧損地幔的兼具島弧和洋中脊地球化學(xué)特征的拉斑玄武巖,變質(zhì)橄欖巖可能是亞洲蛇綠巖的一種殘片,其原巖是來自消減帶之下的上地幔橄欖巖。
崇禮紅旗營子群主要分布在赤城-崇禮深大斷裂帶以北的西雙臺、紅旗營子鄉(xiāng)、廟溝和王帽山一帶,呈近東西向展布。其巖石類型主要以(石榴)黑云斜長片麻巖和斜長角閃巖為主,兩者呈層狀、似層狀,另有少量呈變余層狀構(gòu)造大理巖透鏡體及磁鐵石英巖和構(gòu)造侵位的榴英巖透鏡體。崇禮紅旗營子群是一套變質(zhì)程度達(dá)角閃巖相的火山-沉積變質(zhì)巖系,其中斜長角閃巖的巖石化學(xué)和稀土元素特征與鈣堿性系列火山巖相當(dāng)[9]。
2 混合巖化作用的不同
赤誠和崇禮紅旗營子群,在混合巖化作用方面也有明顯差異,除混合巖的形態(tài)外,其形成機(jī)制也有明顯不同。赤城紅旗營子群以再生交代作用形成的鉀質(zhì)混合巖為主,主要有鉀質(zhì)云霧狀混合巖、鉀長質(zhì)均質(zhì)混合巖、鉀質(zhì)眼球狀混合巖。巖石中鉀長石含量明顯增加,一般含30%以上,斜長石相對減少,斜長石的牌號An=13±3,黑云母含量極少,不含石榴子石,巖石中的各種交代現(xiàn)象常見,主要有縫合線、交代蠕蟲、交代凈邊、交代蠶蝕等結(jié)構(gòu)。該類混合巖很明顯受到斷裂的控制,越靠近赤城-崇禮斷裂帶附近混合巖化作用越強(qiáng)。
崇禮紅旗營子群以選擇性重熔作用形成的長英質(zhì)混合巖類為主,主要巖石為條帶狀混合巖為主,與片麻理方向一致;另有少量脈狀混合巖,切穿片麻理方向。脈體與基體相比,鈉質(zhì)成分相對較高,鐵質(zhì)成分相對較低,巖石中以石英和斜長石為主,約占85%~90%,另含少量石榴子石(10%~15%),基本不含暗色礦物,基體暗色礦物在15%~30%之間,且角閃石多于黑云母。該類混合巖形態(tài)變化不大,在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定,無明顯的混合巖化中心。
3 同位素地質(zhì)年齡的差異
由于研究方法、所有資料及認(rèn)識上的不同,早先關(guān)于紅旗營子群曾有新太古宙與古元古宙之爭,但目前普遍認(rèn)為紅旗營子群屬于早元古宙,形成時限大體在2450-2000 Ma之間。我們研究取得的同位素年代學(xué)成果顯示不禁如此。對赤城紅旗營子群黑云斜長片麻巖中鋯石礦物作SHRIMP U-Pb法年齡測定①,共測試兩個樣品:樣品050405,共進(jìn)行了22個顆粒28次測定;樣品050303,共進(jìn)行了16個顆粒19次測定。測定結(jié)果表明,鋯石分為兩種:一種為殘留鋯石,分布在鋯石顆粒的核部,Th/U大于0.1,屬于巖漿成因鋯石,來源于母巖風(fēng)化,年齡值在369-1855Ma之間,但主要在414-482Ma之間,沒有發(fā)現(xiàn)年齡大于1855Ma的鋯石,這說明黑云斜長片麻巖的原巖形成于晚古生代,其物質(zhì)來源主要是形成于414-482Ma之間的巖漿巖,在其邊部獲得349Ma和314-321Ma的變質(zhì)年齡數(shù)據(jù),反映其經(jīng)歷的后期變質(zhì)事件;另一種為新生鋯石,分布在鋯石顆粒的邊部,Th/U小于0.1,屬于變質(zhì)成因鋯石,獲得年齡數(shù)據(jù)分別為322Ma和340Ma,但以前者為主,這兩組數(shù)據(jù)反映了黑云斜長片麻巖的原巖經(jīng)歷了兩次變質(zhì)事件,與退變榴輝巖的鋯石年齡數(shù)據(jù)(322-327Ma和341Ma相對應(yīng))。
劉樹文對崇禮紅旗營子群角閃黑云花崗閃長質(zhì)片麻巖和石榴黑云斜長變粒巖用不同的同位素側(cè)年方法研究:樣品JB6058,采用SHRIMP U-Pb法年齡測定,共進(jìn)行了12個顆粒20次測定,20個分析點中有12個點較為集中地分布在諧和線附近,測得年齡為2535Ma±18Ma,其余的8個分析點中有兩個落在諧和線上,分別記錄了2449Ma±10Ma和2245Ma±8Ma的表現(xiàn)年齡,其他6個點都在諧和線附近,產(chǎn)生了較輕的1929Ma±26Ma的年齡。樣品JB6062-3,采用LA-ICPMS U-Pb法年齡測定②,共進(jìn)行了39顆粒39次測定,總體上這些年齡分布比較分散,其表現(xiàn)年齡為2600Ma到292Ma,其中11個分析點分布在1800Ma的諧和線附近,加權(quán)平均年齡為1841Ma±15Ma,認(rèn)為是成巖年齡;另一組12個分析點分布在諧和線的495Ma到292Ma之間,加權(quán)平均年齡為320.2Ma±2.9Ma,認(rèn)為是晚古生代改造年齡;另有9個分析點落在1841Ma不一致線右側(cè)的諧和線下,表現(xiàn)年齡為2602Ma到1891Ma,認(rèn)為是源區(qū)和圍巖的年齡。