论文部分内容阅读
[摘要]大贯屯一带角岩分布零星,但岩石类型较丰富,可能与原岩富含泥质有关。角岩的原岩是板岩,板岩的原岩是新元古界张广才岭群新兴组(Pt3x)杂砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。板岩与中生代花岗岩接触的部位,经热接触变质作用变成了角岩。角岩中富含堇青石、红柱石(或空晶石)等典型热接触变质矿物。堇青石、红柱石均呈变斑晶出现,其中,堇青石常含较多的云母、石英和碳质包体。变质作用为低压相系角闪岩相。
[关键词]热接触变质作用 角岩 堇青石 红柱石 角闪岩相
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-139-3
黑龙江大贯屯一带角岩,分布于黑龙江省南部及吉林省东北部,行政区划隶属哈尔滨市所辖五常市及吉林省吉林市所辖蛟河市、舒兰市、敦化市管辖。大地构造位置,一级构造单元为西伯利亚板块,二级构造单元为兴蒙古生代造山带,三级构造单元为小兴安岭-张广才岭岩浆弧。角岩的原岩为新元古界张广才岭群新兴组(Pt3x)板岩。板岩经热接触变质作用变成了角岩〔1〕。分布零星,但岩石类型较全。
角岩属热接触变质岩。角岩(hornfels)亦称角页岩(王登红等,2011),是具细粒变晶结构和块状构造的中高温热接触变质岩统称〔2〕。
1岩石类型及特征
黑龙江大贯屯一带角岩,可以划分为黑云绢云堇青角岩、二云堇青石英角岩、碳质黑云堇青绢云石英角岩、含碳质红柱二云堇青长石石英角岩、含碳质二云堇青石英长石角岩、含红柱碳质绢云石英角岩、堇青二云长英角岩、红柱二云长石石英角岩、红柱长石石英二云角岩、二云长石石英角、红柱堇青二云角岩、红柱石英二云角岩、二云石英角岩、绢云长石石英角岩等14种角岩〔3〕(见表1)。
2岩石地球化学特征
2.1主元素岩石地球化学特征
主元素岩石地球化学特征见表2。
2.2微量元素岩石地球化学特征
微量元素岩石地球化学特征见表2。微量元素含量大部分与陆壳的微量元素含量相近,但有含量明显比陆壳偏高,元素Bi平均含量是陆壳中的105倍,个别样品达到200倍。元素Te平均含量是陆壳中的140倍,个别样品达到217倍。元素Sb平均含量是陆壳中的1.85倍,个别样品达到2.75倍。元素As平均含量是陆壳中的6.74倍,个别样品达到19.5倍。元素Rb平均含量是陆壳中的1.85倍,个别样品达到2.96倍。
从微量元素蛛网图上来看(图1),明显向右倾斜,显示出大半径亲石元素相对富集而高场强元素相对亏损的特点。由曲线的具体峰谷来看,Sr、Rb、Ba、Ta、P、Ti、Cr相对亏损,而K、Th、Ce、Zr、Sm、Y相对富集。这些现象的出现与变质岩的原岩密切相关,Sr、Rb、Ba和K是不像容的活泼元素,但Th、Ce、Zr、Sm、Y为不活泼元素,变质岩的原岩是黏土质为主的细碎屑岩。Sr受斜长石约束,随着斜长石风化分解为黏土矿物而流失;Rb和Ba活泼元素同样可以在风化搬运过程中遭到流失;Ti和Ta可能受到钛铁矿、金红石和榍石的控制,P主要受磷灰石控制,Cr主要受铬铁矿控制,可以说明源岩含这些矿物较低,或源岩偏酸性。K的富集可能与变质岩的原岩富含黏土矿物有关。Th、Ce、Zr、Sm、Y为不活泼元素,它们的相对富集可能与源岩富含这些元素有关。
2.3稀土元素地球化学特征
稀土元素地球化学特征见表2,其稀土元素配分曲线见图2。测区热接触变质岩的REE总量(199.02)明显比陆壳的平均含量(167.6)偏高,与原岩(或物源)有关,按照Cullers(1987)的研究成果,含粘土的岩石比其他沉积岩具有更高的REE含量,可以说明,这些热接触变质岩含有较多的粘土成分。
从角岩稀土配分曲线(图2)来看,曲线均向右倾,都属于轻稀土富集型,重稀土相对亏损。除了个别样品外皆为铕负异常。
3变质作用
新兴组板岩在受到岩体加热作用下,发生了变质作用。在岩体的周边和岩体的上部形成了角岩。主要矿物组合如下:黑云母+斜长石+石英;黑云母+绢云母+石英;黑云母+堇青石+石英+绢云母±斜长石;黑云母+红柱石+石英+绢云母±斜长石;红柱石+石英+绢云母±斜长石;红柱石+堇青石+黑云母+石英。
上述变质矿物共生组合特征见图3,其中最典型的变质矿物为堇青石和红柱石。堇青石被温克勒定义为低级向中级变质作用转变标志矿物(1975)。他所谓的中级变质作用即通常所说角闪岩相变质作用。他研究认为泥质岩石或泥砂质岩石在0.15-0.2GPa下,下列反应的温度为495-565℃:
绿泥石+白云母+石英 堇青石+黑云母+Al2SiO5+H2O
都城秋穗(1972)认为堇青石和红柱石为较稳定的低压相系矿物。热接触变质作用相当于低压相系变质作用。可以看出,工作区内热接触变质作用达到了角闪岩相。角岩中黑云母ng(nm)呈红棕色,说明,黑云母晶体中含镁和鈦比较多,是高温黑云母的特征。
4原岩恢复及变质时代讨论
区内角岩皆产在新兴组板岩与中生代花岗岩接触的部位,亦有时产于隐伏岩体的上部。已经可以证明角岩的原岩为新兴组板岩。在此基础上,进一步恢复岩。在图4上,所有的样品皆投在亚砂岩区,和板岩是一致的,即原岩为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和杂砂岩。在图5,所有的样品皆投在海相区,说明其原岩是海相的。测区热接触变质岩REE总量(199.02)明显比陆壳的平均含量(167.6)偏高,与原岩(或物源)有关,按照Cullers(1987)观点,含粘土的岩石比其他沉积岩具有更高的REE含量,可以进一步说明,这些热接触变质岩原岩含有较多的粘土成分。
大贯屯一带角岩皆产在新兴组板岩与中生代花岗岩接触的部位,亦有时产于中生代花岗岩隐伏岩体的上部。据此推断,角岩生成时间为晚三叠世-早侏罗世。
5结语
大贯屯一带角岩分布零星,但岩石类型较丰富,原岩较特殊,对其岩石类型和成因探讨均有重要意义。
(1)大贯屯一带角岩的原岩是板岩,板岩的原岩是新元古界张广才岭群新兴组(Pt3x)杂砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。
(2)板岩与中生代花岗岩接触的部位,经热接触变质作用变成了角岩〔4〕。
(3)由于原岩富含泥质,对变质作用较为敏感,因此形成了丰富的角岩种类。
(4)变质作用为低压相系角闪岩相。
参考文献
[1]卢良兆,特殊变质岩及成因〔J〕,长春地质学院院报,1986(4):107-119.
[2]黄宗理,张良弼等,地球科学大辞典〔M〕。北京:地质出版社,2006:498,507.
[3]卢良兆,林强,刘招君。成因岩石学〔M〕。长春:吉林大学出版社,2004:241-265.
[4]路凤香,桑隆康,邬金华,廖群安。岩石学〔M〕。北京:地质出版社,2004:221-231.
[关键词]热接触变质作用 角岩 堇青石 红柱石 角闪岩相
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-139-3
黑龙江大贯屯一带角岩,分布于黑龙江省南部及吉林省东北部,行政区划隶属哈尔滨市所辖五常市及吉林省吉林市所辖蛟河市、舒兰市、敦化市管辖。大地构造位置,一级构造单元为西伯利亚板块,二级构造单元为兴蒙古生代造山带,三级构造单元为小兴安岭-张广才岭岩浆弧。角岩的原岩为新元古界张广才岭群新兴组(Pt3x)板岩。板岩经热接触变质作用变成了角岩〔1〕。分布零星,但岩石类型较全。
角岩属热接触变质岩。角岩(hornfels)亦称角页岩(王登红等,2011),是具细粒变晶结构和块状构造的中高温热接触变质岩统称〔2〕。
1岩石类型及特征
黑龙江大贯屯一带角岩,可以划分为黑云绢云堇青角岩、二云堇青石英角岩、碳质黑云堇青绢云石英角岩、含碳质红柱二云堇青长石石英角岩、含碳质二云堇青石英长石角岩、含红柱碳质绢云石英角岩、堇青二云长英角岩、红柱二云长石石英角岩、红柱长石石英二云角岩、二云长石石英角、红柱堇青二云角岩、红柱石英二云角岩、二云石英角岩、绢云长石石英角岩等14种角岩〔3〕(见表1)。
2岩石地球化学特征
2.1主元素岩石地球化学特征
主元素岩石地球化学特征见表2。
2.2微量元素岩石地球化学特征
微量元素岩石地球化学特征见表2。微量元素含量大部分与陆壳的微量元素含量相近,但有含量明显比陆壳偏高,元素Bi平均含量是陆壳中的105倍,个别样品达到200倍。元素Te平均含量是陆壳中的140倍,个别样品达到217倍。元素Sb平均含量是陆壳中的1.85倍,个别样品达到2.75倍。元素As平均含量是陆壳中的6.74倍,个别样品达到19.5倍。元素Rb平均含量是陆壳中的1.85倍,个别样品达到2.96倍。
从微量元素蛛网图上来看(图1),明显向右倾斜,显示出大半径亲石元素相对富集而高场强元素相对亏损的特点。由曲线的具体峰谷来看,Sr、Rb、Ba、Ta、P、Ti、Cr相对亏损,而K、Th、Ce、Zr、Sm、Y相对富集。这些现象的出现与变质岩的原岩密切相关,Sr、Rb、Ba和K是不像容的活泼元素,但Th、Ce、Zr、Sm、Y为不活泼元素,变质岩的原岩是黏土质为主的细碎屑岩。Sr受斜长石约束,随着斜长石风化分解为黏土矿物而流失;Rb和Ba活泼元素同样可以在风化搬运过程中遭到流失;Ti和Ta可能受到钛铁矿、金红石和榍石的控制,P主要受磷灰石控制,Cr主要受铬铁矿控制,可以说明源岩含这些矿物较低,或源岩偏酸性。K的富集可能与变质岩的原岩富含黏土矿物有关。Th、Ce、Zr、Sm、Y为不活泼元素,它们的相对富集可能与源岩富含这些元素有关。
2.3稀土元素地球化学特征
稀土元素地球化学特征见表2,其稀土元素配分曲线见图2。测区热接触变质岩的REE总量(199.02)明显比陆壳的平均含量(167.6)偏高,与原岩(或物源)有关,按照Cullers(1987)的研究成果,含粘土的岩石比其他沉积岩具有更高的REE含量,可以说明,这些热接触变质岩含有较多的粘土成分。
从角岩稀土配分曲线(图2)来看,曲线均向右倾,都属于轻稀土富集型,重稀土相对亏损。除了个别样品外皆为铕负异常。
3变质作用
新兴组板岩在受到岩体加热作用下,发生了变质作用。在岩体的周边和岩体的上部形成了角岩。主要矿物组合如下:黑云母+斜长石+石英;黑云母+绢云母+石英;黑云母+堇青石+石英+绢云母±斜长石;黑云母+红柱石+石英+绢云母±斜长石;红柱石+石英+绢云母±斜长石;红柱石+堇青石+黑云母+石英。
上述变质矿物共生组合特征见图3,其中最典型的变质矿物为堇青石和红柱石。堇青石被温克勒定义为低级向中级变质作用转变标志矿物(1975)。他所谓的中级变质作用即通常所说角闪岩相变质作用。他研究认为泥质岩石或泥砂质岩石在0.15-0.2GPa下,下列反应的温度为495-565℃:
绿泥石+白云母+石英 堇青石+黑云母+Al2SiO5+H2O
都城秋穗(1972)认为堇青石和红柱石为较稳定的低压相系矿物。热接触变质作用相当于低压相系变质作用。可以看出,工作区内热接触变质作用达到了角闪岩相。角岩中黑云母ng(nm)呈红棕色,说明,黑云母晶体中含镁和鈦比较多,是高温黑云母的特征。
4原岩恢复及变质时代讨论
区内角岩皆产在新兴组板岩与中生代花岗岩接触的部位,亦有时产于隐伏岩体的上部。已经可以证明角岩的原岩为新兴组板岩。在此基础上,进一步恢复岩。在图4上,所有的样品皆投在亚砂岩区,和板岩是一致的,即原岩为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和杂砂岩。在图5,所有的样品皆投在海相区,说明其原岩是海相的。测区热接触变质岩REE总量(199.02)明显比陆壳的平均含量(167.6)偏高,与原岩(或物源)有关,按照Cullers(1987)观点,含粘土的岩石比其他沉积岩具有更高的REE含量,可以进一步说明,这些热接触变质岩原岩含有较多的粘土成分。
大贯屯一带角岩皆产在新兴组板岩与中生代花岗岩接触的部位,亦有时产于中生代花岗岩隐伏岩体的上部。据此推断,角岩生成时间为晚三叠世-早侏罗世。
5结语
大贯屯一带角岩分布零星,但岩石类型较丰富,原岩较特殊,对其岩石类型和成因探讨均有重要意义。
(1)大贯屯一带角岩的原岩是板岩,板岩的原岩是新元古界张广才岭群新兴组(Pt3x)杂砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。
(2)板岩与中生代花岗岩接触的部位,经热接触变质作用变成了角岩〔4〕。
(3)由于原岩富含泥质,对变质作用较为敏感,因此形成了丰富的角岩种类。
(4)变质作用为低压相系角闪岩相。
参考文献
[1]卢良兆,特殊变质岩及成因〔J〕,长春地质学院院报,1986(4):107-119.
[2]黄宗理,张良弼等,地球科学大辞典〔M〕。北京:地质出版社,2006:498,507.
[3]卢良兆,林强,刘招君。成因岩石学〔M〕。长春:吉林大学出版社,2004:241-265.
[4]路凤香,桑隆康,邬金华,廖群安。岩石学〔M〕。北京:地质出版社,2004:221-231.