鄂西秦口地区变质作用及演化序列

时间：2024-05-28

铁肖永

鄂西秦口地区变质作用及演化序列

铁肖永

（湖北国土资源职业学院湖北武汉430090）

变质作用是地壳演化的特定产物，它同地壳的形成和发展密切相关，探讨变质作用演化，对了解地壳演化历史具有重要意义。鄂西秦口地区形迹多表现于造山带内，经历了多类型变质作用叠加及复杂的变质作用演化历史，文章根据矿物共生组合及其转变关系，结合区内变质地层及形成时代、区域构造作用及岩浆活动特点，对研究鄂西秦口地区变质作用演化序列进行了阐述。

秦口地区；地壳演化；变质作用；演化序列

鄂西秦口地区变质岩归属于南秦岭造山带武当—两陨地层分区，属中浅变质岩系组合，主要发育有南华纪武当岩群、耀岭河组；震旦纪、寒武纪、寒武纪—奥陶纪竹山组、志留纪等中浅变质岩系构成的构造（岩石）地层系统，以区域变质岩为主，武当岩群为中浅变质岩系，南华纪—志留纪为浅变质岩系，其次为动力变质岩和接触变质岩（气—液变质）。

1 新元古代裂陷环境

新元古代，扬子克拉通北缘发生裂陷作用，首先沉积了一套变火山岩—变沉积岩组合（武当岩群），具大陆边缘裂谷特点。伴随裂陷作用发展，火山—沉积岩组合逐渐被拉斑玄武岩（耀岭河组）代替。它们均经历了火山爆发、火山喷溢、火山沉积复杂成岩方式。火山作用形成的大量热气体或溶液沿裂隙交代岩石（气-液变质作用），形成了武当岩群、耀岭河组部分地段气—液变质岩（蚀变岩），总体显示绿泥石低温矿物相特征。尽管遭受了后期变形变质作用改造，但在露头尺度及显微尺度变形变质作用交切关系，仍能识别该期气-液变质作用的存在。

2 早古生代时期浅海陆棚—裂陷海盆环境

早古生代时期，测区处于浅海陆棚—裂陷海盆环境，沉积了一套浅海碎屑岩-碳酸盐岩建造。伴随地壳的沉降，武当群、耀岭河组、陡山沱组等一套巨厚岩层被埋藏到深处发生大规模变质重结晶作用（区域埋藏变质作用M1），其变质形迹在显微尺度广泛见及。表现为沿原生层理面上（S0）中，发育细粒绢云母、绿泥石、阳起石、钠长石、石英矿物或矿物集合体，原始组构保持较好，通常无变形作用影响，变质相为低绿片岩相（绢云母—绿泥石级别），属低温低压变质环境。在这一时属期，伴随着十分强烈的岩浆活动，从奥陶纪开始出现少量玄武岩，至早志留纪拉斑玄武岩—碱性玄武岩—碱性粗面岩大规模喷发，同期还有大量的辉长辉绿岩—辉长岩—辉石岩及碳酸岩—霞石正长岩等碱性岩体侵入，具陆内裂谷发展特点。在岩浆活动影响下，变质作用表现两方面：一方面，在岩浆析出的气水热液或火山爆发、火山喷溢的硫质气水热液作用下，通过自身交代（气-液变质作用），形成中细粒致密块状、斑杂状、角砾状交代蚀变岩，矿物组合显示透闪石——绿帘石——钠长石较高温矿物相、绿泥石——绿帘石——钠长石中温矿物相、绿泥石低温矿物相。

3 晚古生代至中生代陆陆碰撞构造环境

晚古生代末-中生代时期，测区处于陆陆碰撞构造环境，早期以升压演化为主，到峰期压力已增到0.7GPa，意味着陆—陆碰撞造山导致地壳水平上的缩短，垂向上大幅度增厚。与此相对应，区域变形事件表现为中深部岩层产生系列片内平卧褶皱（D1），并伴生区域透入性片理、板理、千枚理等第一期片理（S1），使地层堆垛叠置，大套有序局部无序。中深部地层受到加热，发生递进变质反应或递进变质作用（M2），自上而下形成低绿片岩相（绿泥石带）→低绿片岩相（黑云母带）→高绿片岩相（铁铝榴带）递增变质相（带），其变质形迹在区域透入性片理（S1）广泛见及。与此同时，伴随增厚的地壳均衡作用，尤其碰撞期后的构造松弛产生的强大隆起力，导致地壳伸展抬升，耀岭河组顶底滑脱型韧性剪切构造带形成（D1）。地壳伸展抬升，必然导致地幔高热面上隆而导入额外热源，致使深部地层（武当群杨坪组）温度略有上升（5800 C±）压力略有下降（房县土城一带）。

晚期由恒温（略有降温）降压向到近等压（略有降压）降温过程转变，意味着地壳伸展抬升转变挤压抬升，变质地体明显抬升上隆。在南北向挤压条件下，变质地体抬升到中浅构造层次，形成北西向直立开阔褶皱、紧闭斜歪、倒转同斜褶、推覆型或走滑型脆-韧性剪切带变形事件（D2），并伴随斜歪—紧密同斜褶皱及折劈理（S2）、剪切面理（Sc2）。变质作用在0.4～0.5GPa压力条件下，开始出现退变（M3）,表现为两方面，一方面沿折劈理（S2）上出现绢云母、绿泥石矿物或矿物组合，另一方面沿剪切面理（Sc2）上出现绢云母、绿泥石、黑云母、阳起石矿物或矿物组合。随着南北向挤压向北西—南东向扭压转变，进而形成以北东向平移断层为主、北东向—近南北向直立开阔无劈理褶皱为辅的浅层次叠加变形构造（D3）, 变质作用在T＜350 ℃条件下，广泛出现退化变质作用（M3）。表现为先存较高级矿物大量被交代，如绿泥石沿石榴子石裂隙或边缘交代、绢云母沿黑云母解理交代、绿泥石或绢云母沿蓝闪石边缘交代等，并在断层中出现硅化、绢云母化水热蚀变现象。

在陆—陆碰撞造山过程中，区域变质作用提供了大量变质热液，变形作用产生了较多构造裂隙，变质热液沿构造裂隙交代围岩，又发生了气—液变质作用，形成测区主体气—液变质岩（蚀变岩），矿物或矿物组合显示绿泥石—碳酸盐低温矿物相特点。

中生代末，伴随断陷盆地产生，测区完成了其主造山作用过程，进入了以脆性动力变质作用（C3）为主的改造阶段，沿不同方向断层内形成碎裂岩系，并发生绢云母化、高岭土化、硅化等水热蚀变现象。