动热变质带五华段特征及形成机制
来源:用户上传
作者:
摘要：莲花山动热变质带北带位于五华县-梅县一带，主要变质地层为早-中侏罗世的长埔组（J1c）、吉水门组（J1js）、青坑村组（J1q）、桥源组（J1qy）、漳平组（J1z）。形成的变质岩有变质砂岩类、变质粉砂岩类、变质泥岩类、千枚岩类等。动热变质岩的形成时间推断为中侏罗世末-晚侏罗世。形成温度为300-400℃和压力为260-400Mpa。，地幔热流呈线状上涌，形成沿带展布的地热异常区是发生这类变质作用的主导因素。由于大洋板块的俯冲，在区域上形成北东向-南西向的挤压应力，使岩石矿物发生变形，并在局部形成构造超压。
关键词：动热变质带北带、地幔热流、大洋板块的俯冲、构造超压
1．区域地质概况
莲花山断裂带位于我国东南活动大陆边缘 ,区域上属丽水一海丰大断裂之西南段，总体呈北东向45°左右展布。由二条相问约50km大致平行延伸的断裂束及夹持于其间的一系列断裂构造带、复式褶皱带 、岩浆带、断裂动热变质带和韧性剪切带组成(3)。（图1）
本文所涉及区域主要为莲花山断裂的西断束北东段，主要有鹿湖顶韧性剪切带、桂田电站韧性剪切带、鲤马岗韧性剪切带、五华-深圳断裂、鳄鱼嶂断裂等（图2）。
1-平行不整合接触；2-角度不整合接触；3-一般断裂；4-区域性大断裂 ；5-韧性剪切带；6-火山中心；7-早侏罗世地层；8-中侏罗世地层；9-中-晚侏罗世火山岩；10-晚侏罗世花岗岩 所涉及地层主要为早-中侏罗世的长埔组（J1c）、吉水门组（J1js）、青坑村组（J1q）、桥源组（J1qy）、漳平组（J2z），为一套滨海湖相、海陆交互相碎屑岩。在丰良镇南部出露热水洞组、南山村组火山岩地层；在五华县南部、梅南镇西部出露晚侏罗世花岗岩。（图2）
2．动热变质带的基本特征
H.A.叶利谢夫认为动热变质作用通常发育在很大的定向压力和很高的温度都能同时存在的地方。莲花山断裂动热变质带，正是产于这种特定的地质环境中,因此有它特有的特征。
断裂动热变质带夹持于莲花山断裂带内，卷入地层主要是上三叠统至中侏罗统及部分中泥盆统至下石炭统，为一套滨海湖相、海陆交互相碎屑岩及部分火山碎屑岩、滨浅海相碳酸盐岩组成。带外同时代地层的变质程度显著减弱或基本不变质。由于后期岩浆活动的侵吞破坏，火山岩的覆盖，使现今出露地表的变质带不十分完整，但根据其变质程度、岩石组合、产状、展布等特征,在平面上从北而南仍可分出三条走向北东东60°左右，与主断裂呈10°
角斜交、近等距平行雁列的狭长带状变质岩带(1)（图1）。
这里主要研究的是北带，位于五华县-梅县一带，该带主要变质地层为早-中侏罗世的长埔组（J1c）、吉水门组（J1js）、青坑村组（J1q）、桥源组（J1qy）、漳平组（J2z）。形成的变质岩有变质砂岩类、变质粉砂岩类、变质泥岩类、千枚岩类等，其中变质砂岩类、变质粉砂岩类等片理化现象明显。
前人认为莲花山动热变质带沿莲花山深断裂带的走向呈三个似椭圆形的点状分布，经1：5万水车幅、丰良幅、畲坑幅、五华县幅区域地质调查项目调查，莲花山动热变质岩北带成带状分布。
在区内该时期的变质作用中心应该在北山嶂-马图村一带，呈北东向展布，主要变质地层为漳平组（J2z）；而变质砂岩、变质粉砂岩和变质泥岩等则分布在茶亭坳-十二排以及贵人嶂-山尾顶一带，呈北东向展布，主要变质地层为长埔组（J1c）、吉水门组（J1js）、青坑村组（J1q）、桥源组（J1qy）。
2.1主要岩石类型特征
1．变质砂岩类
主要岩性为变质长石石英砂岩、变质石英砂岩、变质砂岩等，常与其他变质作用共生。岩石具片理化构造，变余砂状结构、显微鳞片粒状变晶结构，少量具微片状、片状构造或定向构造。含量变化较大，一般以石英、长石为主，白云母次之、绿泥石较少见。原岩主要为长石石英砂岩、石英砂岩、砂岩等碎屑岩。
2．变质粉砂岩类
主要岩性为变质泥质粉砂岩。岩石常具片理化构造，变余粉砂状结构。主要由石英粉砂岩和绢云母鳞片及少量泥质组成，含有少量长石、白云母碎片。
3．变质泥岩类
主要包括变质粉砂质泥岩、变质泥岩等。岩石具变余粉砂质泥状或泥状结构，显微鳞片变晶结构，弱千枚状构造。原岩中的粉砂级碎屑主要为石英，不规则散布在泥岩中；泥质大部分变质重结晶为定向分布的细小绢云母，少部分重结晶为粘土矿物。该类岩石可向千枚岩类过渡。
4．千枚岩类
该类岩石多呈夹层状产出。主要岩性有绢云母千枚岩、绿泥石千枚岩、绢云母石英千枚岩、黑云母千枚岩、黑云母绢云母千枚岩、石英千枚岩，其原岩为泥岩或页岩、粉砂质泥岩、粉砂质泥质页岩等含泥质较高的岩石变质而来。岩石具显微鳞片变晶结构，千枚状构造，多具丝绢光泽，主要由石英、绢云母及绿泥石、白云母、黑云母等组成，矿物含量变化较大。
2.2变质共生组合及其矿物特征
该时期的矿物共生组合有：
（1）绢云母+白云母+黑云母（低绿片岩）
（2）绢云母+黑云母+绿泥石
（3）黑云母+白云母
（4）石英+黑云母+白云母
（5）绢云母+白云母+斜长石
以上组合（1）、（2）、（3）、（4）、（5）为低绿片岩相，总体上变质程度较低。变质中心主要为强片理化变质砂岩，向两侧逐渐过渡为干枚岩、千枚状页岩和变质砂岩,其中，绢云母-石英片岩中的多硅白云母．b0值为8.988-9.012，Si4+值为3.30，Al3+值为2.37I而千枚岩中的多硅自云母，b0值则为8.982-9.006，Si4+值为3.48，Al3+值为1.39(2)。这些数据说明，自动热变质中心向外，总的趋势是温度、压力逐渐减弱。
3．动热变质带的形成机制探讨
3.1动热变质带形成的温度和压力、时代
低绿片岩相临界变质反应的温度为350-500℃，压力0.2-1.0Gpa。根据矿物组合、自云母的Si4+离子数和b0值等推断的动热变质带中心的形成温度为300-400℃和压力为260-400Mpa(2)。
如果按正常地热增温率和上覆岩层厚度推算的温度、压力条件，只能发生极浅的变质作用，即相当于带外同时代地层的变质程度，而远远不能满足带内变质岩形成的条件。显然，主要变质作用是在沉积岩成岩以后，在地下热流、应力和围压的共同作用下发生的。
动热变质带中发生变质的地层为蓝塘群、桥源组（J1qy）、漳平组（J2z），而附近的热水洞组（J2-3r）并没有发生变质，只有轻微的片理化，推断动热变质岩的形成时间推断为中侏罗世末-晚侏罗世。
3.2动热变质带形成的构造背景
中侏罗世末-晚侏罗世，太平洋板块向欧亚板块俯冲加剧，使处于大陆边缘的广东地域产生强烈的反应，使位于陆缘带内的莲花山断裂带形成北东向左旋压扭性区域应力场，本地区地层发生褶皱隆起，区域内岩浆活动加剧，在丰良镇附近沿断裂有中酸性火山岩形成，晚侏罗世发生剧烈的花岗岩侵入，在五华县南部总体呈北东向展布。由于地幔热流线状上涌，形成沿带状展布的地热异常区是发生这类变质作用的主导因素。同时由于板块在俯冲过程中摩擦生热，温度不断升高，地表热流值不断增大，造成局部高温。
由于太平洋板块的俯冲，在区域上形成北东向-南西向的挤压应力，由于挤压剪切作用的不断增强，使岩石矿物发生变形，并在局部形成构造超压。
在地下热流、构造应力和围压的共同作用下，由于应力、热流的局部集中和条带状分布，使变质作用也在这些地段加深，向两侧减弱，形成横向上的对称分带和变质程度的急剧变化，走向上呈狭长带状的递增变质带。
笔者通过野外的观察及室内的分析认为片理化的形成早于或与地层的褶皱同时发生，野外观察，片理与层理呈小角度相交或平行，片理也发生了褶皱(照片1)。只是片理化延续的时间较长，在热流退却的时候还在发生，致使晚侏罗世火山岩片理化。
上述说明，热力变质作用略晚于韧性剪切动力变质作用，结束略早于韧性剪切动力变质作用。
4．结语
1．动热变质带主要变质地层为早-中侏罗世的长埔组（J1c）、吉水门组（J1js）、青坑村组（J1q）、桥源组（J1qy）、漳平组（J1z）。主要变质期在中侏罗世末至晚侏罗世早期。
2．动热变质带是地幔热流、区域应力共同作用的产物。
3．动热变质作用发生略晚于韧性剪切动力变质作用
注：文章内的图表及公式请到PDF格式下查看
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-603062.htm
