蘆建文，韓倩

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610059）

1 區(qū)域變質(zhì)巖發(fā)育概況

江西婺源縣地區(qū)中元古代地層均已遭受了區(qū)域變質(zhì)作用，其巖石類型以淺變質(zhì)的板巖、千枚巖、變余火山－碎屑巖及變火山熔巖為主，其次局部因后期動(dòng)力變質(zhì)作用而出現(xiàn)變質(zhì)程度相對(duì)較深的構(gòu)造片巖[1]、婺源縣地質(zhì)構(gòu)造見圖1。

2 區(qū)域變質(zhì)巖的基本特征

2.1 主要巖石類型及其特征

（1）板巖。板巖在測區(qū)內(nèi)較為發(fā)育，但主要見于中元古界雙橋山群下亞群第三、六巖組中[2]，其次分布于上亞群第二巖組上段。常見板巖類巖石有：凝灰質(zhì)板巖、絹云母板巖、含炭凝灰質(zhì)絹云母板巖、千枚狀板巖、粉砂質(zhì)絹云母板巖、條紋狀凝灰質(zhì)二云千枚狀板巖等。其中以凝灰質(zhì)板巖和絹云母板巖較為普遍。巖石一般呈中薄層狀，少數(shù)呈中厚層狀，變余殘留的原生條紋、條帶狀構(gòu)造保留較好，板理清楚，板理面平滑而脆硬，一般與原巖的微細(xì)層理平行一致。巖石隨變質(zhì)程度加深，細(xì)鱗片狀絹云母、綠泥石含量顯著增加，呈定向排列，板巖向千枚狀板巖過渡時(shí)，巖石絲絹光澤明顯增加。

（2）千枚巖。千枚巖在區(qū)內(nèi)最為常見，主要發(fā)育于中元古界雙橋山群下亞群第一、五巖組和上亞群第二巖組下段，巖石類型有：凝灰質(zhì)千枚巖、絹云母千枚巖、二云母千枚巖、砂質(zhì)千枚巖、綠泥絹云千枚巖、石英二云千枚巖含凝灰絹云千枚巖、綠泥二云母千枚巖、含凝灰質(zhì)砂質(zhì)絹云母千枚巖、條紋狀粉砂質(zhì)千枚巖等。巖石主要由綠泥石、絹云母、黑云母、白云母、電氣石、磁鐵礦、金紅石等礦物組成，呈薄片狀，絲絹光澤強(qiáng)烈，片狀礦物定向排列，構(gòu)成典型的千枚狀構(gòu)造，原巖的條紋條帶等細(xì)微層理局部有所保留，千枚理與微層理大致平行，并同時(shí)經(jīng)受后期褶皺構(gòu)造作用，巖石中各類小褶皺和面理構(gòu)造極為發(fā)育。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖Fig.1 geological and structural sketch of study area

（3）變碎屑巖、變火山碎屑巖。本類巖石在區(qū)內(nèi)極為發(fā)育，主要分布于中元古界雙橋山群下亞群第二、四巖組中，巖石類型有：變余沉凝灰?guī)r、變余細(xì)-粉屑沉凝灰?guī)r、千枚狀變余砂質(zhì)沉凝灰?guī)r、條帶狀變余粉-細(xì)屑沉凝灰?guī)r、變余凝灰質(zhì)粉砂巖、變余細(xì)粒巖屑雜砂巖等。變質(zhì)程度與板巖、千枚巖相當(dāng)，巖石中絹云母、綠泥石、黑云母等新生片狀礦物含量愈高，絲絹光澤愈強(qiáng)，千枚狀構(gòu)造愈明顯。

（4）片巖、千枚狀片巖。主要巖石類型有白云母石英片巖、綠泥石片巖、千枚狀二云母片巖、凝灰質(zhì)云母片巖、千枚狀含砂云母石英片巖、千枚狀黑云石英片巖等。此類巖石在測區(qū)不發(fā)育，僅零星分布于梅林-東坑口倒轉(zhuǎn)背斜和石碧-漁潭復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜軸部及斷裂構(gòu)造發(fā)育部位，由于構(gòu)造應(yīng)力較強(qiáng)，在區(qū)域淺變質(zhì)巖基礎(chǔ)上疊加動(dòng)力變質(zhì)作用，使巖石變質(zhì)程度相對(duì)較深，新生礦物大量出現(xiàn)，主要有片狀白云母、黑云母、綠泥石和粒狀長石、石英等，片狀礦物具平行定向排列，構(gòu)成連續(xù)的薄層，有時(shí)與粒狀礦物薄層相間出現(xiàn)，形成的千枚狀片巖，為千枚巖與片巖的過渡類型。

（5）變火山熔巖。本類巖石測區(qū)僅局部出現(xiàn)，分布于中元古界雙橋山群下亞群第一至第四巖組中，巖石類型見有變細(xì)碧巖、變石英角斑巖、變基性熔巖等。常見變質(zhì)礦物有：絹云母、綠泥石、綠簾石、石英、黃鐵礦、白鈦石等。巖石變質(zhì)程度相對(duì)較低，原生結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本上保留較完整，僅局部見有較明顯的粒狀鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀礦物呈定向排列。

2.2 巖石化學(xué)特征

各類巖石化學(xué)成分基本特征見表1。微量元素特征：

（1）Ni、Cr、Co、V。Ni含量30ppm～50ppm、Co含量30ppm～40ppm在各類巖石中普遍低于維氏值，僅在雙橋山群下亞群第二、四巖組局部由于受到巖漿熱液作用，Ni含量明顯高于維氏值，為230ppm～300ppm；Cr、V在各類巖石中含量一般與維氏值接近，少數(shù)比維氏值高，如Cr在局部含量為270ppm～400ppm，V在變基性熔巖類巖石中為200ppm～300ppm。

（2）W、Sn、Be、Mo。W、Mo在各類巖石中含量普遍高于維氏值，W豐度值變化范圍為30ppm～50ppm，Mo僅個(gè)別地段因受晚期酸性巖漿作用，含量極高，為150ppm～200ppm；Sn3ppm～7ppm在各類巖石中含量均低于維氏值；Be1.5ppm～4ppm與維氏值較為接近。

（3）Cu、Pb、Zn。Cu除在變基性熔巖類巖石中略高于維氏值外，在其它巖類中均低于維氏值，一般含量為15ppm～40ppm；Pb在泥質(zhì)類巖石中普遍低于維氏值，而在其它巖類中一般與維氏值接近；Zn68.1ppm～100ppm在各類巖石中含量普遍變化不大，與維氏值相當(dāng)。

表1 巖石化學(xué)成分 /%Tab.1 The chemical composition of the rock /%

（4）Sr、Ba、Ga、Li。Sr含量100ppm、Ba含量200ppm～600ppm在各類巖石中含量普遍低于維氏值，個(gè)別變酸性熔巖中Ba含量較高，最高點(diǎn)為2500ppm；Ga15ppm～35ppm在各類巖石中含量與維氏值相當(dāng)；Li為100ppm左右在各類巖石中含量普遍稍高于維氏值。

（5）Zr、Y、Yb。Zr在泥質(zhì)類巖石中含量均低于維氏值，僅在變火山碎屑巖中含量普遍高于維氏值，一般為230ppm～300ppm，最高為500ppm；Y＜100ppm在各類巖石中含量稍高于維氏值；Yb2ppm～5ppm在各類巖石中含量與維氏值相當(dāng)。

圖2 尼格里四面體圖解Fig.2 Nigel tetrahedron diagram

3 變質(zhì)巖的原巖恢復(fù)

測區(qū)內(nèi)各類變質(zhì)巖變質(zhì)程度較低，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造一般保留較完好，野外露頭原巖產(chǎn)狀尚為清晰。原巖屬于泥質(zhì)巖類的各類千枚巖、板巖恢復(fù)起來較為容易，野外定名與薄片鑒定出入不大，對(duì)于變火山碎屑巖類、變?nèi)蹘r類，由于原巖自身結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較復(fù)雜，經(jīng)過變質(zhì)以后，有的已面目全非，野外極易與砂巖、粉砂巖類發(fā)生混淆。這類變火山巖只能借助鏡下鑒定和巖石化學(xué)分析成果方能準(zhǔn)確定名。

經(jīng)尼格里巖石化學(xué)計(jì)算，其四面體圖解，見圖2。投影點(diǎn)全落于泥質(zhì)巖沉積物和火山成巖兩區(qū)域內(nèi)。

上述三類巖石的化學(xué)成分原巖恢復(fù)投影結(jié)果表明，除個(gè)別點(diǎn)變火山巖落于泥質(zhì)巖區(qū)外，基本與野外觀測資料及巖礦分析成果吻合。

4 區(qū)域變質(zhì)作用

4.1 區(qū)域變質(zhì)發(fā)生時(shí)期和變質(zhì)類型

測區(qū)中元古界雙橋山群為區(qū)內(nèi)最老的變質(zhì)基底，巖石變質(zhì)級(jí)別屬低綠片巖相范疇。變碎屑巖中的巖屑、石英砂粒普遍出現(xiàn)壓扁拉長現(xiàn)象，長軸呈定向排列，排列方向與板巖、千枚巖中的板理及千枚理方向基本一致，系出于同一力源作用的產(chǎn)物。產(chǎn)于雙橋山群不同層位的火山熔巖都普遍發(fā)生綠簾石化、綠泥石化和陽起石化，說明與正常沉積巖石處于同一溫壓及物理化學(xué)條件中。此外雙橋山群不同層位中巖石形變及力學(xué)性質(zhì)總體面貌基本相似，空間展布及變質(zhì)基底的區(qū)域構(gòu)造線在不同部位大致協(xié)調(diào)。因此認(rèn)為中元古代地層發(fā)生區(qū)域變質(zhì)的主要時(shí)間應(yīng)為晉寧期[3]。

從區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖石基本情況來看，晉寧期變質(zhì)作用表現(xiàn)較為均一，變質(zhì)類型屬低溫中壓型。其主要特征：①溫度低，變質(zhì)礦物主要為絹云母、綠泥石、黑云母類礦物，熱液變化不大。②動(dòng)壓效應(yīng)較強(qiáng)，應(yīng)力作用明顯，有一系列壓扁破碎伴隨塑性形變出現(xiàn)，變質(zhì)地層中破劈理發(fā)育，揉皺強(qiáng)烈。③屬遞進(jìn)變質(zhì)，大面積出現(xiàn)綠片巖相[4]。

4.2 區(qū)域變質(zhì)相帶初步劃分

標(biāo)志性變質(zhì)礦物是劃分變質(zhì)相帶和反映變質(zhì)時(shí)物理、化學(xué)環(huán)境的主要依據(jù)。區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的都是一些低溫、中-低壓條件下形成的變質(zhì)礦物，其中常見且又最有意義的變質(zhì)礦物有絹云母、綠泥石、白云母、黑云母、鈉長石、綠簾石、陽起石等。

依據(jù)泥質(zhì)巖、變基性巖及火山熔巖對(duì)溫度和壓力條件變化反映，通過所含標(biāo)志性礦物的分析和特征變質(zhì)礦物的初次出現(xiàn)，以及礦物共生組合和巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化等因素的分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖系屬低綠片巖相。按巴洛式變質(zhì)帶特征，結(jié)合都城秋穗有關(guān)劃分準(zhǔn)則，可劃分出綠泥石帶、黑云母帶等兩個(gè)變質(zhì)帶。變質(zhì)相帶完全取決于巖石受變質(zhì)作用時(shí)具體溫壓條件的內(nèi)在變化，帶與帶之間甚至同一個(gè)帶內(nèi)部，常有交替和波動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)，因此，變質(zhì)帶界線并非是截然的。區(qū)內(nèi)各相帶具體分布情況是：分布于圖幅北西部的石碧－漁潭復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜軸部之雙橋山群下亞群第一、二巖組和圖幅南東部的梅林一東坑口倒特背斜軸部之雙橋山群下亞群第二巖組及部分第三巖組的巖石，屬于黑云母帶，變質(zhì)特征礦物以黑云母大量出現(xiàn)為標(biāo)志，黑云母變晶極為發(fā)育，分布于兩背斜翼部的雙橋山群下亞群第三、第六巖組和上亞群第二巖組的巖石，屬綠泥石帶，以綠泥石占主導(dǎo)，含少量黑云母雛晶為特征。

上述變質(zhì)帶的展布與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，并與區(qū)內(nèi)劃分的新老地層分布區(qū)域及所反映的構(gòu)造形態(tài)相吻合。雖然變質(zhì)相帶界線與地層分界線不一定完全一致，但二者在空間展布上仍是協(xié)調(diào)的見圖3[5]。

圖3 中元古代變質(zhì)相帶分布示意圖Fig.3 A schematic map of the Mesoproterozoic metamorphic facies belt distribution

5 變質(zhì)作用與地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)以及成礦作用的關(guān)系

研究區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)變質(zhì)區(qū)，南東與弋陽－玉山臺(tái)陷相鄰，北西則與萍鄉(xiāng)－樂平臺(tái)陷相連的過渡地帶。地殼運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用完全受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所控制[6]。

區(qū)內(nèi)自晚元古代開始發(fā)生地槽回返，褶皺造山作用強(qiáng)烈，形成了一些規(guī)模巨大的區(qū)域性褶皺構(gòu)造帶。強(qiáng)烈的構(gòu)造作用使區(qū)域應(yīng)力不斷加強(qiáng)，隨即產(chǎn)生的動(dòng)力能導(dǎo)致成熱能，促使巖石一些元素活化而產(chǎn)生的化學(xué)能等相互作用，使原巖成分發(fā)生變化而重結(jié)晶組合成新的與區(qū)域構(gòu)造方向一致的變質(zhì)礦物，一些未發(fā)生變質(zhì)的礦物也因受構(gòu)造應(yīng)力作用被壓扁拉長，并與變質(zhì)的新生礦物作有規(guī)律的排列，破壞或置換巖石原始沉積層理而形成變質(zhì)巖所特有的面理構(gòu)造-巖石片理。在區(qū)域變質(zhì)作用的同時(shí)局部因構(gòu)造應(yīng)力的相對(duì)集中，如褶皺構(gòu)造的背斜核部、大型區(qū)域性斷裂帶等構(gòu)造應(yīng)力更為強(qiáng)烈，使巖石變質(zhì)作用相對(duì)加強(qiáng)，相應(yīng)出現(xiàn)一些與區(qū)域構(gòu)造線方向一致并變質(zhì)程度有所增強(qiáng)的變質(zhì)帶。

區(qū)內(nèi)巖石在漫長的地質(zhì)時(shí)期，經(jīng)歷了多次地質(zhì)事件，發(fā)生了多期變形、變質(zhì)作用，使巖石中發(fā)育各類小型褶皺和面理構(gòu)造。測區(qū)局部清晰可見地層層理與巖石劈理、板理構(gòu)造之間的關(guān)系；并見有兩期疊加小褶皺，早期揉皺軸再次發(fā)生彎曲變形[7]。

區(qū)域變質(zhì)作用使原巖中的礦物發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)上的改變，促使一些成礦元素發(fā)生遷移、富集。據(jù)區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖光譜半定量分析成果表明，原巖相同而變質(zhì)程度不同的巖石，有些元素低于維氏值，有的則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于維氏值。這種現(xiàn)象與變質(zhì)過程中變質(zhì)熱液活動(dòng)有關(guān)[8]。雙橋山群下亞群第一巖組，由于受到多期形變、變質(zhì)作用影響，巖層產(chǎn)生強(qiáng)烈褶皺和多期構(gòu)造疊加，地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，巖石普遍發(fā)生黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化、絹云母化等，有用元素相對(duì)富集成礦，如發(fā)現(xiàn)的爐頭多金屬礦化點(diǎn)。分布于研究區(qū)東南部的雙橋山群下亞群第二巖組綠泥絹云千枚巖和變細(xì)屑沉凝灰?guī)r，經(jīng)變質(zhì)熱液遷移和構(gòu)造疊加，以及晚期巖漿侵入，構(gòu)成一條頗具地質(zhì)意義的構(gòu)造巖漿活動(dòng)帶，促使變質(zhì)巖中成礦元素在構(gòu)造有利部位富集，如已發(fā)現(xiàn)的上坑、寺前兩個(gè)金礦點(diǎn)，方坑砂金礦點(diǎn)及方村鉬礦點(diǎn)等。

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