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        內(nèi)蒙古固陽大老虎店中太古代烏拉山巖群地質(zhì)特征

        2016-07-30 07:00:30井天陽
        西部資源 2016年1期
        關(guān)鍵詞:巖群角閃石黑云

        井天陽

        摘要:本文是在“內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市大老虎店等四幅1:5萬區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行的深入研究,本文以野外地質(zhì)調(diào)查為依據(jù),運(yùn)用地層剖面特征、巖石類型及特征等手段進(jìn)行綜合分析,在前人研究的基礎(chǔ)上,將本地區(qū)烏拉山巖群分為四個(gè)巖組:榴云片麻巖巖組、黑云角閃片麻巖巖組、鉀長變粒巖巖組、大理巖巖組,對探討該地區(qū)區(qū)域變質(zhì)作用特征、地層特征、混合巖化、原巖恢復(fù)及早期大陸地殼研究有著重要的影響。

        關(guān)鍵詞:地質(zhì)特征;烏拉山巖群;固陽;內(nèi)蒙古

        前言

        經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn),本測區(qū)內(nèi)巖石變質(zhì)作用強(qiáng)烈,以高角閃巖一麻粒巖相為主,為一套完整的變質(zhì)表殼巖,地層特征明顯,是內(nèi)蒙地軸的重要組成部分,對研究烏拉山巖群變質(zhì)巖具有深遠(yuǎn)意義。

        1.研究現(xiàn)狀及存在問題

        本測區(qū)烏拉山巖群研究程度比較低,主要為中深變質(zhì)巖系,出露在內(nèi)蒙古大青山、桌子山及烏拉山等地區(qū),烏拉山巖群的定名及劃分同時(shí)也經(jīng)歷了不斷的變化,在前人的調(diào)查研究基礎(chǔ)上,不斷的推陳出新。烏拉山巖群由最初的桑干群進(jìn)行細(xì)化將內(nèi)蒙古部分(原桑干群上部)改名為烏拉山群,經(jīng)內(nèi)蒙古編表組定名為烏拉山巖群,同時(shí)烏拉山巖群的巖組劃分也各有不同。最初孫健初于1934年將一套深變質(zhì)巖系劃歸桑干群,內(nèi)蒙古自治區(qū)編表組于1972年將內(nèi)蒙古部分(原桑干群上部)定名為烏拉山巖群,并劃分為四個(gè)巖組,采用四分法對烏拉山巖群的劃分方法一直被采用,1993年內(nèi)蒙古區(qū)調(diào)隊(duì)在地質(zhì)調(diào)查和研究中在沿用四分發(fā)的基礎(chǔ)上,豐富了其中的內(nèi)涵。2000年李龍等人認(rèn)為烏拉山巖群由上至下可分為3個(gè)巖組:大理巖巖組、淺色片麻巖巖組和深色片麻巖巖組。

        前人的研究只是對區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行分析,對單一地質(zhì)區(qū)域缺少深入研究,沒有針對性,本文針對內(nèi)蒙古固陽大老虎店測區(qū)的中太古代烏拉山巖群地質(zhì)特征進(jìn)行研究,對本測區(qū)烏拉山巖群進(jìn)行巖組劃分,并對巖組特征進(jìn)行闡述。

        2.區(qū)域地質(zhì)背景

        本測區(qū)位于包頭市固陽縣大老虎店,研究區(qū)內(nèi)出露的主要地層為烏拉山巖群、興和巖群、二疊系(腦包溝組、雜懷溝組)、侏羅系(大青山組、長漢溝組、武當(dāng)溝組)、白堊系(固陽組、李三溝組)、第三系及第四系等,地層極為發(fā)育。大地構(gòu)造位置位于陰山斷隆、大青山復(fù)式背斜的北翼、華北陸塊北緣隆起帶(俗稱內(nèi)蒙地軸),斷層構(gòu)造和褶皺構(gòu)造在本測區(qū)內(nèi)分布較為廣泛,構(gòu)造較為發(fā)育,具有復(fù)雜的大地構(gòu)造背景。

        3.巖組特征

        烏拉山巖群變質(zhì)巖系在測區(qū)內(nèi)出露較好,主要出露于大老虎店幅和下濕壕幅中,另在石拐礦區(qū)幅及耳沁堯子幅北部零星分布,出露面積達(dá)600km2。烏拉山巖群出露的主要巖石類型為黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、含石榴黑云堿長片麻巖、含石榴透輝石英巖、角閃斜長片麻巖,角閃二長片麻巖,透輝石斜長片麻巖,鉀長變粒巖或鉀長片麻巖;大理巖為含含磷灰石蛇紋石化橄欖石大理巖、金云母蛇紋石化橄欖石大理巖。

        烏拉山巖群作為一套深成變質(zhì)巖系,特征變質(zhì)礦物對研究烏拉山巖群有著舉足輕重的地位,主要的特征變質(zhì)礦物為石榴石、單斜輝石、斜方輝石、角閃石(棕色)、黑云母等。賈和義(2004)將烏拉山巖群變質(zhì)階段進(jìn)行了重新劃分,主要分為早期階段、峰值階段、恒溫降壓變質(zhì)階段、晚期變質(zhì)階段。早期階段到恒溫降壓階段主要特點(diǎn)體現(xiàn)在礦物組合上,從麻粒巖相變質(zhì)開始到變質(zhì)作用達(dá)到峰值,進(jìn)入高角閃巖相一麻粒巖相,礦物特征作為主要的指示依據(jù),主要特點(diǎn)為石榴石晶體大量出現(xiàn)到峰值階段石榴石與斜方輝石、單斜輝石的共生,進(jìn)入恒溫降壓變質(zhì)階段形成石榴石反應(yīng)邊結(jié)構(gòu),黑云母粒度較大,可達(dá)0.5mm~1mm;晚期變質(zhì)階段(降溫降壓階段)輝石出現(xiàn)綠色角閃石,退化變質(zhì)是本階段的主要特點(diǎn),角閃石大量出現(xiàn)。本文以變質(zhì)階段礦物特征為依據(jù),以不同變質(zhì)階段的變質(zhì)相為界限,運(yùn)用到烏拉山巖群分組中。

        本次工作根據(jù)烏拉山巖群暗色礦物含量,首先可將其分為深色片麻巖巖組、鉀長片麻巖巖組和大理巖巖組3個(gè)巖組,其中深色片麻巖根據(jù)變質(zhì)程度將其細(xì)分為兩類,自下而上(1)榴云片麻巖巖組:礦物組合以石榴石大量出現(xiàn),并與單斜輝石和斜方輝石共生組合,巖石中黑云母含量較高,粒度較為粗大,多為中粗粒。(2)黑云角閃片麻巖:礦物組合以石榴石含量減少或消失,角閃石大量出現(xiàn),黑云母多為細(xì)小鱗片狀的集合體,為晚期變質(zhì)作用產(chǎn)物。最終將烏拉山巖群分為四個(gè)巖組,自下而上分別為榴云片麻巖巖組(Ar2sg)、黑云角閃片麻巖巖組(Ar2bh)、鉀長變粒巖巖組(Ar2kl)和大理巖巖組(Ar2mb),與興和巖群之間為斷裂或角度不整合接觸,其巖石組合特征如下。

        3.1榴云片麻巖巖組(Ar2sg)。通過地質(zhì)調(diào)查查明榴云片麻巖巖組主要出露在烏蘭此老一石人塔、雞燈灣一帶,巖石組合主要為黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖夾黑云堿長片麻巖、含石榴黑云斜長片麻巖、少量為含石榴透輝石英巖。出露厚度約1200m,出露面積約25km2,經(jīng)地質(zhì)調(diào)查研究及原巖恢復(fù),推測為一套在大陸邊緣環(huán)境下形成的碎屑沉積建造。

        巖石呈粒狀變晶結(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造;由斜長石、黑云母、角閃石、石榴子石及少量輝石等組成。斜長石呈他形,具聚片雙晶,粒徑0.1~1.2mm±;黑云母呈片狀,片徑0.5~1mm±,呈半定向分布;角閃石呈柱粒狀,具角閃石式解理,粒徑0.1~1.5mm±;石榴子石呈粒狀,在巖石中大量出現(xiàn),與單斜輝石和斜方輝石共生組合,單偏光下呈淡紅色,粒徑0.5~1.2mm±。

        3.2黑云角閃片麻巖巖組(Ar2bh)。黑云角閃片麻巖巖組分布面積較廣,出露面積近50km2,厚度約800m。主要出露于石拐礦區(qū)昆對溝-敖包山-石人塔、幫浪溝、下濕壕幅十五號村一帶。

        該巖組巖石類型:主要為角閃二長片麻巖、角閃鉀長片麻巖、黑云斜長片麻巖、角閃二長片麻巖,出露少量的黑云透輝石斜長片麻巖,巖貌總體呈灰色-灰黑色,巖石發(fā)生強(qiáng)烈的變形改造,雖受到多次地構(gòu)造置換和強(qiáng)烈地變形改造,但黑云角閃片麻巖、角閃片麻巖韻律在局部地區(qū)依然可見。經(jīng)剖面研究,推測該巖組為中基性火山沉積夾硅鐵沉積建造。

        巖石呈柱粒狀變晶結(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造;由石英、角閃石、黑云母、斜長石及不透明礦物等組成。石英呈他形粒狀,具波狀消光,部分呈集合體狀定向分布;角閃石呈柱粒狀,粒徑0.2~1mm±,在巖石中大量出現(xiàn);斜長石呈他形,具聚片雙晶,粒徑0.1~0.3mm±;黑云母呈鱗片狀,呈斷續(xù)定向排列;黑云母、角閃石與石英、斜長石相間定向分布,不透明礦物零星分布,在該組中石榴子石減少或消失。

        3.3鉀長變粒巖巖組(Ar2kl)。鉀長變粒巖巖組分布面積較廣,近42km2,出露厚度約120m。主要出露于測區(qū)大老虎店幅西南部腦包溝-水澗溝一帶、下濕壕幅西南角及耳沁堯子子幅北部雞燈灣、腦包梁、羊靠山一帶。

        鉀長變粒巖巖相在測區(qū)內(nèi)出露不全,由于混合巖化作用巖石的地層特征已遭受嚴(yán)重破壞,該巖組巖石類型以鉀長變粒巖或鉀長片麻巖為主,夾少量麻粒巖、二長片麻巖、黑云角閃變粒巖等。變質(zhì)程度近于麻粒巖相,其原巖建造可能相當(dāng)于中酸性火山巖夾基性火山巖一火山碎屑巖。

        巖石呈中細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為:鉀長石、斜長石、石英,暗色礦物主要為黑云母和角閃石。鉀長石,淺肉紅色,粒徑1mm左右,含量55%-60%;斜長石,灰白色,粒徑約1mm左右,含量10%左右;石英,它形粒狀,油脂光澤,粒徑1mm~2mm不等,含量20%-25%。暗色礦物主要為黑云母和角閃石,呈定向排列,含量小于10%左右。

        3.4大理巖巖組(Ar2mb)。大理巖巖組出露面積約30km2,厚度約290m。分布范圍較為廣泛,主要分布在大老虎店幅西南部、下濕壕幅南部以及耳沁堯子幅北部。

        該巖組的巖石組合為:含金云母蛇紋石化橄欖石大理巖、含磷灰石蛇紋石化橄欖石大理巖、強(qiáng)蛇紋石化大理巖。巖石局部蝕變現(xiàn)象較為明顯,從化學(xué)成份和巖相特征上看,該巖組是一套富鎂的碳酸鹽建造。

        巖石為柱粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分:巖石由碳酸鹽、蛇紋石及少量不透明礦物組成。碳酸鹽礦物呈粒狀,粒徑0.1mm~1.5mm±70%±;蛇紋石呈波紋狀,粒徑0.1mm~1mm±30%±。主要組成礦物彼此相間,均勻分布,不透明礦物零星分布,蛇紋石由橄欖石或輝石蝕變而來。

        4.結(jié)論

        通過野外地質(zhì)調(diào)查,對內(nèi)蒙古固陽大老虎店測區(qū)烏拉山巖群分布規(guī)律、產(chǎn)出形態(tài)、巖石組合特征、巖石基本組成及變質(zhì)礦物進(jìn)行綜合,將研究區(qū)烏拉山巖群分為為四個(gè)巖組,即大理巖巖組(Ar2mb)、鉀長變粒巖巖組(Ar2kl)、黑云角閃片麻巖巖組(Ar2bh)和榴云片麻巖巖組(Ar2sg)。

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