2023年变质岩.docx

（一）岩石类型及根本特征 1、板岩类：多分布于滑天坡组、陈家坝组、油房组、邱家河组以及灯影组中。主要类型有绢云母板岩、粉砂质绢云母板岩、绢云母石英板岩、含黄铁矿绢云母石英板岩、炭质板岩、含炭质硅质板岩、硅质板岩、斑点板岩等，岩石普遍具变余泥质结构、变余泥质粉砂状结构，变余层理结构、斑点构造、板状构造。主要变晶矿物成分绢云母、炭泥质、石英、黄铁矿、方解石、铁白云石等。根据片状矿物的定向组构，可以区分2期片理，局部可见原生层理S0。但大局部岩石变质程度都不高，依据变余结构构造等可以判别其为弱变质的副变质岩。 2、千枚状板岩类：常见于滑天坡组中。主要类型以钙泥质绢云母千枚状板岩、千枚状粉砂质板岩为主。多为黄灰－浅灰色，板状、千枚状构造及斑点状构造，具弱的丝绢光泽。具鳞片变晶结构、粒状鳞片变晶结构、鳞片粒状变晶结构、斑状变晶结构、变余泥状－粉砂状结构；广泛发育区域透入性劈理S1。主要变晶矿物为长轴定向的石英颗粒及细小鳞片状定向排列的绢云母、绿泥石以及构造期后静态重结晶形成的星散状自形方解石等。在局部千枚状板岩中不均匀地含褐色铁白云石、镁菱铁矿、黄铁矿变斑晶，变斑晶呈眼球状或透镜体状，大小一般2～5mm左右，具压力影构造。原岩为细－粉砂质较重的沉积岩，原碎屑颗粒石英现已重结晶，呈不规那么齿状缝合接触，原胶结物已变质结晶成绢云母、绿泥石等，呈定向、半定向构成结晶片理S1及千枚状构造。 3、千枚岩类：黄灰－银灰色，千枚状构造、斑点状构造，片理面具有丝绢光泽。以黄坪组中最为发育，出现于一套塑性相对较强的不能干泥质岩层内，塑性流变较大。岩石普遍发育I期劈理S1及II期劈理S2，局部可见到原生层理S0。随变质程度由弱变强岩石变形强度亦呈增强趋势，岩石颜色那么呈黄灰－绿灰－灰－银灰色变化。此外，岩石内还发育有无根钩状石英脉（图4-7）、S-C构造（图4-5）、膝折及揉皱等变形构造。根据变质矿物组成及相对含量，千枚岩类主要岩石类型有：绢云母千枚岩、绢云母石英千枚岩、绿泥石绢云母千枚岩、含黄铁矿石英绢云母千枚岩、含铁白云石（镁菱铁矿）绢云母千枚岩（图版Ⅹ-6）、炭质绢云母石英千枚岩等。并以绢云母千枚岩、绢云母石英千枚岩、绿泥石绢云母千枚岩为主。镜下具鳞片变晶结构、粒状变晶结构、粒状鳞片变晶结构、斑状变晶结构，皱纹构造及旋转构造等。薄片中广泛发育区域透入性劈理S1。主要矿物为绢云母，石英、绿泥石等，绢云母呈细小鳞片状定向排列，呈无色－浅绿色与绿泥石共生，由于颗粒细小，难以分辨；受应力作用呈细小揉皱。石英分两种，一种为原岩内碎屑石英颗粒重结晶形成，一种为后期充填的石英细脉，受力破碎或错断形成牵引褶皱或布丁体构造。绿泥石亦分两种，一种为细小鳞片状与绢云母共生，一种为顺片理方向以变斑晶形式呈眼球体构造被变基质绢云母等包绕。根据绢云母等矿物的定向特征，可以区分2期劈理。在局部千枚岩中不均匀地含铁褐色或褐红色铁白云石、镁菱铁矿或黄铁矿变斑晶，绝大局部顺千枚理排列，变斑晶呈菱形及它形粒状，大小一般2～5mm左右，最大达10mm，定向拉长，具压力影构造。局部薄片可根据炭泥质等原生条带区分S0，多与后期片理斜交。几种主要类型千枚岩的镜下特征如下： 4、变质砂岩类：分布较广，多见于滑天坡组、陈家坝组和油房组中。主要有变质石英粉砂岩、变质岩屑石英细砂岩、变质岩屑石英砂岩及变质长石石英细砂岩、变质长石石英砂岩等。绿灰－灰色，具变余砂状－粉砂状结构，弱定向构造，斑点状构造，不同程度发育S1板劈理。主要成分为变余的长石、石英碎屑以及变晶石英、绢云母、方解石、白云石等。方解石、白云石呈星散状不均匀分布，无明显定向，其形成要晚于主变质期形成的定向分布的绢云母、石英等变晶矿物。 5、结晶灰岩类：主要以夹层、透镜体见于滑天坡组、灯影组及车家坝组三段变质地层内。由各种原生灰岩经过变质重结晶而形成，按晶粒的大小可细分为粉晶灰岩、细晶灰岩、粗晶灰岩、砂质结晶灰岩、结晶白云质灰岩等，具微晶－粉晶—细晶变晶结构或变余含生物碎屑粉晶－微晶结构，主要矿物成分为白云石、方解石，少量绢云母、石英、炭质物等。有时含介壳或腕足类生物碎屑及棱角状石英碎屑（图版Ⅺ-3）；生物碎屑根本已重结晶为方解石，弱变形。 此外，滑天坡组一段千枚岩、板岩、变质细－粉砂岩中偶见有厚度不大的浅灰色－灰白色石英岩夹层，具变余粉砂状结构，变余层理构造；系由石英粉砂岩经区域变质而成。 （二）主要变晶矿物及其成分特征 岩石薄片镜下观察说明，本区区域变质岩在变质过程中形成的变晶矿物主要有绢云母（Ser）、石英（Q）、绿泥石（Chl）、铁白云石（Ank）、方解石（Cal）、镁菱铁矿（Mg-Sd）、黄铁矿（Py）及少量钠长石（Ab）等，尽管不同岩石中各矿物的相对含量有差异，但其主要的变质矿物组合仍是Ser+Chl+Q±（Ank、Mg-Sd、Cal）；矿物以鳞片粒状变晶结构为主，矿物颗粒细小，矿物化学成分分析是在成都理工大学构造与成矿成藏重点实验室用EPMA-1720型电子探针完成的。其中几种主要变晶矿物特征如下： 。 3、铁白云石、镁菱铁矿 千枚岩中不均匀地含有铁白云石、镁菱铁矿等变斑晶，呈铁褐色或褐红色，形态为菱形及它形粒状，大小一般0.2×0.5cm，最大达1cm，绝大局部顺千枚理排列，受力作用显示拖尾构造（图版Ⅺ-4）。区域上呈带状分布。在薄片内显示褐红色或棕褐色，变斑晶内含石英微晶等残缕矿物，裂纹及解理发育，具微弱旋转结构。在有些斑点板岩内，可见极小的铁白云石、镁菱铁矿等雏晶，呈菱形星散状分布，无明显应力改造现象。铁白云石、镁菱铁矿等是岛状基型的碳酸盐矿物，前者为同白云石－菱钡镁石族白云石亚族化学置换系列中的一个成员，化学组成中除钙以外，以铁为主，铁与镁组成完全类质同象代替，电子探针分析（表3-7）得出的化学式为Ca(Fe,Mg)(CO3)2。后者镁菱铁矿为同方解石族简单岛状碳酸盐矿物系 中的一员，化学组成中以铁、镁为主，铁、镁组成完全类质同象代替，在本区岩石内探针分析的结果（表3-7）显示其化学式为(Mg,Fe)CO3。这两种矿物均能在热液作用、风化作用、沉积作用下形成，而本区浅变质岩中碳酸盐矿物变斑晶应属同构造期变质作用的产物。 4、石英 石英是测区区域变质岩石中含量较多的矿物之一。矿物形态不一，局部为微细变晶矿物，局部那么以变余粉、细砂屑的形式存在于浅变质岩中，应为稳定矿物；后期充填的无根钩状石英脉中局部石英以动态重结晶的形式存在。石英遭受变质重结晶、变形等作用，呈拉长状、透镜体状、竹节状、片状定向，多具波状消光现象。 （三）茂县群浅变质岩岩石化学特征及原岩性质 本次对采自茂县群黄坪组、滑天坡组19件代表性变质岩样品进行了全岩化学分析。从分析结果（表3-8、表3-9）看，样品中的SiO2含量在11.08%～70.36%，平均值59.59%；Al2O3含量在1.85%～19.95%，平均15.18%，含量高，变化大；全碱（Na2O+K2O）含量为0.76%～6.64%，平均4.62%；K2O/ Na2O值为0.62～7.46，平均3.26；CaO含量为0.22%～45.64%，平均3.70%，黄坪组样品中的CaO含量明显低于滑天坡组；MgO/CaO值为0.03～15.56，平均7.09；Fe2O3（1976）在研究北大西洋克拉通太古代强变质片麻岩的成因时提出来用TiO2和SiO2的重量百分数为横纵坐标划分正副变质岩，他根据大量的岩石化学分析资料，发现沉积岩和火成岩中TiO2和SiO2的含量均为负相关关系，但在SiO2含量相同的情况下，沉积岩一般比火成岩含有较高的TiO2（大约高0.6%左右），据此，他划出了区分二者的分界线，并有一定量的数据证明了此图在一定情况下是有一定的意义的，其最大的优势在于其使用起来十分简便，在国外常被广泛应用于区分变质沉积岩或变质火成岩，尤其对区分碎屑沉积岩和中酸性火成岩效果较好。然而在利用此图为对本区的浅变质岩投点时却发现，在区分正副变质岩的TiO2-SiO2图解（图3-11）中样品几乎全部落入火成岩区，接近火成岩及沉积岩区的界线，但是这与岩石在野外露头和镜下的特征不太相符，可能因为此图在区分正、副变质岩的效果上不是那么明显。据此推测这19个样品可能含有火成岩成分，如火成岩碎屑等。于是采用了尼格里四面体图解（图3-12），这是尼格里（P.Niggli，1954）采用尼格里值表示不同类型岩石的化学成分特征时提出来的，它是早期应用岩石的化学成分恢复变质岩原岩类型的图解之一，在国内外被广泛应用与变质岩原岩成因的研究。在计算尼格里值重要的四个参数时发现，四件滑天坡组的样品，其主量元素特征与黄坪组差异较大，以富CaO贫Al2O3为特点，这与黄坪组地层的特点刚好相反。而滑天坡组样品的岩性分别为变质岩屑石英粉砂岩、变质含粉砂质绢云母板岩、剩余生物碎屑结晶灰岩、变质白云质钙质岩屑石英砂岩，原始的沉积岩结构构造及生物碎屑清楚可见。因此可以断定其为副变质岩，且为碎屑沉积岩及化学沉积岩，这与图中投点的结果根本一致，但数据点PM15-25b1（变质钙质细粒石英砂岩）投入了火成岩区。而针对原岩特征比较模糊的黄坪组地层的样品，在图3-12中可以发现，数据比较集中，主要落在粘土质沉积区，仅PM41-15b1（变质白云质石英粉砂岩）数据 ,1966）所提出的ACF判别图分析原岩成分是运用更为广泛的方法，他认为在变质作用过程中H2O、CO2、K2O和Na2O都属于活动组分，它们的含量在变质过程中容易发生变化；因此，为了表示变质岩的化学特征并对其进行分类，以及各种主要造岩组分之间的比例关系，谢缅年科选择的主要造岩组分中排除了这几种氧化物并提出了A（铝质指数）、C（钙质指数）、F（铁质指数）、M（镁质指数）这4个系数。图解以A、C、FM作为等边三角形的3个顶点。根据224个成因类型明确的变质岩岩石化学分析资料的计算结果，将变质岩的原岩类型划分为11个组和亚组。该图解的优点是能区分较多的原类型，包括各种沉积岩及火成岩，因为在选择的组份中没有利用活动性较大的K2O和Na2O，因此计算结果不易受交代作用的影响。如图3-13所示，将茂县群19个样品的点投在A-C-FM判别图上，滑天坡组样品有两个投入了粘土岩及亚杂砂岩区域，另有PM15-12b1（含粉砂质绢云母板岩）投在钙质碳酸盐岩区域、PM15-25b1（变质白云质钙质岩屑石英砂岩）投入了钙硅酸盐岩及石英岩区；而黄坪组样品数据落点相对集中，主要投在粘土岩及亚杂砂岩区，同样也是仅PM41-15b1(变质白云质石英粉砂岩)样品数据点落入钙硅酸盐岩及石英岩区。此图的缺点在于：在4个系数的计算中没有考虑SiO2的含量，因此使酸性火山岩与富铝粘土岩、中性及碱性火山岩与杂砂岩、硅铁质沉积岩与超基性岩、石英岩与钙硅酸盐岩投在同一个区内。同尼格里四面体图解类似，数据点PM15-25b1及PM41-15b1落点比较特殊，落入钙硅酸盐岩及石英岩区。但是根据岩石学特征和岩石化学特征的比照，可以确定这两件样品不可能为石英岩，钙质较重，变质砂状,1953)可信度较高。为此选择了黄坪组15个数据进行了投点分析验证，因为该图只适用SiO2含量在24%～77%之间的样品，而黄坪组的15个数据全部都在此范围内，可以使用该图。从图3-14中可以看出，有 14个数据点落入泥质沉积岩区，其中又有3个点落在向砂质沉积岩区过渡的泥砂质沉积岩区；也是仅PM41-15b1（变质白云质石英粉砂岩）投入了火成岩区。由此可见以上利用常量元素进行的图解判别分析结果是正确的。 综上所述，可以初步认为本区的岩石原岩类型与泥质－泥砂质沉积岩关系密切，而并非火成岩。这与岩石宏观判断结论根本一致。虽然有人认为茂县群板岩、千枚岩原岩为沉火山岩向正常沉积岩的过渡类型，但本区内茂县群地层全部由正常沉积岩变质形成。本区变质岩原岩为泥质－粉砂质沉积岩，沉积厚度巨大，为边缘海或陆表海泥质岩类复理石、碳酸盐岩建造，这与区域上显示的陆棚相沉积一致，是扬子古陆缘向古特提斯延伸的次稳定性浅海陆棚－半深