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摘 要:阿爾泰造山帶依列克塔斯巖組為一套深變質片麻巖為主的巖石建造,巖石變質變形強烈,構造復雜。該巖組為副變質巖,原巖為沉積巖,巖性為富鋁質長英質粘土、泥質砂巖、泥質粉砂巖、泥巖和頁巖等,局部夾雜有中基性巖火山巖或同質凝灰質碎屑巖。主量元素表明其原巖為沉積化學成分,具高硅、過鋁質鈣堿性系列特征。微量元素含量顯示Ta,Nb,Sr,P和Ti明顯虧損,大離子親石元素Rb,Ba,K富集,U,La,Ce,Nd,Zr,Hf元素相對富集。稀土元素為輕稀土富集,重稀土虧損,具“V”型分布特點。原巖可能為活動大陸邊緣的大陸島弧環境下的雜砂巖經搬運沉積成巖,后經多期變質作用。
關鍵詞:阿爾泰造山帶;片麻巖;依列克塔斯巖組;副片麻巖;地球化學特征
推薦閱讀:《地球科學》(月刊)創刊于1990年,由中國地質大學主辦,是中國自然科學核心期刊,以反映我國地球科學領域最新的高水平的基礎地質、應用地質、資源與環境地質及地學工程技術科研成果為主要任務。
阿爾泰造山帶位于西伯利亞板塊和哈薩克斯坦-準噶爾板塊之間,屬西伯利亞板塊南緣部分,為中亞造山帶重要組成部分(圖1-a)。該區大面積發育的變質巖,阿爾泰變質巖系出露于阿爾泰山南坡,從喀納斯湖以南地區向東延伸到蒙古阿爾泰山南坡,組成哈龍-巴利爾斯、青河、達罕第爾-蘇普特、富蘊背斜及切爾切克斷塊,統稱為沖乎爾-青河構造建造帶[1]。該套變質巖為一套復理石建造,厚度巨大,巖相多變。西部變質程度較淺,東部變質程度較深,混合巖化強烈,構造變動復雜[2]。目前對該套中深變質巖時代歸屬及所代表的沉積環境存在兩種不同認識:一種認為其形成的構造背景屬被動陸緣沉積環境[3-4];另一種認為屬活動大陸邊緣[5-6]。鑒于此,本次在1∶5萬區域地質礦產調查基礎上,以依列克塔斯巖組變質巖為研究對象,結合巖石地球化學數據,探討其形成環境和構造演化歷史。
1 區域地質背景
研究區位于阿爾泰造山帶北部,大地構造分區屬天山-興蒙造山系阿爾泰弧盆系,阿爾泰古生代陸緣弧之喀納斯被動陸緣帶(圖1-b,d)[7]。喀納斯一帶大面積出露一套中深變質巖,1∶20萬區調將其劃歸為哈巴河群?,王廣耀將其厘定為喀納斯群[8-9],定義為不整合于東錫勒克組之下,主要為一套灰綠夾紫紅色、變質輕微、厚度巨大的薄-中厚層狀細砂巖、粉砂巖不均勻互層,為一套巨厚的復理石建造。新疆地質調查院在喀納斯一帶開展區域地質調查,認為巖石組合變質變形特征等與原始定義不符,在區域對比基礎上,結合同位素測年,將原厘定的震旦系—下寒武統喀納斯群解體劃分,自下而上劃為中寒武—下奧陶統依列克塔斯巖組、中寒武—下奧陶統貝留特巖組和中寒武—下奧陶統喀納斯群(圖1-c)?,并將中寒武—下奧陶統喀納斯群進一步解體為蘇木代爾格組和哲里開特組[10-12]。其中寒武—下奧陶統依列克塔斯巖組在研究區以NE向為主(圖1-c),主要為一套深變質片麻巖建造,主要巖石類型為角閃斜長片麻巖、黑云母斜長片麻巖、二云母斜長片麻巖、絹云母化、綠泥石化紅柱石黑云母斜長片麻巖、含十字石黑云母斜長片麻巖、含紅柱石矽線石黑云母斜長片麻巖夾少量結晶片巖。
2 巖石特征
2.1 變質巖變形特征
依列克塔斯巖組為深變質片麻巖類,變形變質較強,巖石變形以韌性、脆-韌性為主。構造變形強烈,片麻理、片理、條帶狀構造、褶皺變形非常發育,主構造線呈NNW向,原始層理(S0)已不存在,構造面理置換較徹底,多為“I”型置換,先期面理幾乎全部被改造并平行于新生面理,僅少數褶皺殘留于新生面理中(圖2-a,b,c),部分巖石發育有石英脈褶,石英脈為變質分異形成,后經變質變形形成α型脈褶,透入軸面面理。片麻巖發育地段可見變質巖韌性變形的一些特殊構造,如石香腸構造(圖2-d)、眼球構造等。區內巖層普遍遭受劈理化作用,以流劈理為主,一些相對脆性的巖層中,還可見到破劈理存在。
2.2 變質巖巖石學特征
依列克塔斯巖組變質巖為一套深變質片麻巖類,主要巖石特征如下:
黑云母斜長片麻巖 巖石風化面呈灰色,新鮮面呈深灰色,巖石由變質重結晶礦物斜長石組成,含量59%,粒度0.2~0.7 mm,分布少量石英,含量25%,粒度0.2~0.85 mm,黑云母含量15%、少量白云母、紅柱石、微量磷灰石、磁鐵礦、鋯石(圖3-a)。斜長石呈他形板狀,微高嶺土化,石英呈他形粒狀,具波狀消光,石英、長石長軸定向分布。黑云母、白云母呈鱗片狀、平行間片狀分布于長石、石英之間,黑云母、長石、石英之間分布有少量他形粒狀紅柱石。磷灰石呈他形粒狀、短柱狀,磁鐵礦呈他形粒狀,分布于黑云母、長石、石英之間,少量磷灰石分布于黑云母中。鋯石呈渾圓粒狀、微柱狀,分布于黑云母中。
含紅柱石黑云母斜長片麻巖 巖石風化面、新鮮面均呈灰色,主要礦物為黑云母,含量27%,粒度0.06~2.6 mm、斜長石含量32%,粒度0.02~1.1 mm,石英含量31%,粒度0.06~0.6 mm。少量白云母,含量2%,粒度0.1~0.8 mm,紅柱石含量8%,粒度0.2~1 mm及金屬礦物等(圖3-b)。黑云母呈片狀,粒徑較粗,多在0.2 mm以上,個別達2.4 mm,分布不均,部分呈團塊狀和條帶狀產出,粒間見有少量白云母。斜長石呈半自形-他形粒狀、板狀,粒徑0.3 mm以上,部分沿延長方向定向排列,內部純凈,常見雙晶。石英他形粒狀,粒徑較長石細,呈集合體分布于長石粒間。紅柱石呈半自形-他形粒狀,被次生白云母、綠泥石取代。金屬礦物呈半自形-他形粒狀、板狀,星點狀分布,鏡下見微量磷灰石、鋯石及電氣石。
含紅柱石二云母斜長片麻巖 巖石主要礦物為斜長石,含量38%,粒度0.3~1.4 mm,石英,含量36%,粒度0.05~0.65 mm及黑云母,含量16%,粒度0.1~1.6 mm。少量白云母,含量3%,粒度0.1~0.75 mm,綠泥石,含量1%,粒度0.06~0.15 mm,紅柱石,含量6%,粒度0.3~0.8 mm及金屬礦物等(圖3-c)。黑云母呈片狀,粒徑0.2~0.6 mm,分布不均勻,多呈條帶狀平行排列。白云母呈片狀,與黑云母連生,部分交代紅柱石。斜長石呈半自形-他形粒狀,粒徑0.4~1 mm,內部較純凈,雙晶發育。石英他形粒狀,粒徑較細,呈集合體分布于長石粒間,部分沿延長方向定向排列。紅柱石半自形-他形粒狀,粒徑0.3~0.8 mm,已被次生綠泥石、白云母等取代。金屬礦物半自形-他形粒狀、板狀,多分布于云母粒間。綠泥石片狀,粒徑細,多交代白云母。