內蒙古中部豐鎮葛胡夭村太古宙高級變質巖區構造樣式及其演化

摘要：內蒙古中部豐鎮葛胡夭村太古代穹狀構造是2010年在該區進行的1：25萬區調編圖中識別確定的，與北側的由集寧巖群高級變質巖組成的北西向線狀構造一起構成了本區特殊的構造樣式，其中穹狀構造是興和巖群和集寧巖群深部巖漿板底墊托作用形成的，28－25億年間是穹狀構造裂解和中太古代變質閃長巖——斜長花崗巖形成的時間，而25億年則為古陸塊最終焊接階段。反映了太古代古大陸的形成——裂解——閉合的橫向增生和垂向加厚的地殼演化過程。

關健詞：穹狀構造 線狀構造 興和巖群 集寧巖群 變質閃長巖——斜長花崗巖

內蒙古中部的高級變質巖系是豐鎮一帶，經受了角閃巖相至麻粒巖相變質的太古宙巖石。詳細的野外地質調查及室內的巖石學研究，表明變質巖由多次侵位變形變質的深成巖類和少量沉積表殼巖系組成。其中表殼巖系稱為興和巖群和集寧巖群，而中太古界片麻巖相當于英云閃長質片麻巖。興和巖群和集寧巖群是一套變質火山——沉積巖。空間上呈分布極不均勻的大小不等的包體出現于上述片麻巖系中，層序難于建立。因此，古老深成巖的產出狀態及其與表殼巖構成了內蒙古中部太古宙高級區構造樣式的主體。

1 豐鎮太古宙線狀構造和穹狀構造樣式

在內蒙古中部豐鎮一帶分布的太古宙線狀構造和穹狀構造區，組成線狀構造巖石為中太古代閃長巖——斜長花崗巖；穹狀構造區以和古太古界興和巖群和集寧巖群各類片麻巖系組成。二者的構造樣式和組成均存在著不同。

1.1豐鎮葛胡夭村穹狀構造區的地質特征：

內蒙古中部的穹狀構造位于豐鎮以南一帶，主要由古太古界興和巖群和集寧巖群各類片麻巖系組成。

興和巖群原巖下部主要為基性火山巖，上部除基性火山巖外，還有中酸性火山巖夾砂巖、泥質巖和條帶狀硅鐵沉積物等。其變質以麻粒巖相為主，火山巖及碎屑巖除了形成中細粒的淺色——暗色麻粒巖外，半泥質巖則成為含矽線石和石榴子石等石英長石片麻巖。其區別主要在于該類片麻巖粒度較細：含輝石的條帶狀鐵建造和其它巖系呈整合產狀；并含矽線石、藍晶石、石墨等原巖為沉積特點的變質礦物。暗色麻粒巖系中出現大量的角閃石、透輝石、紫蘇輝石、斜長石等，而富鋁片麻巖系含堇青石、硅線石及石榴石并且呈夾層產出。在古太古代興和巖群角閃斜長片麻巖中的淺紫色透明細長柱狀自形晶鋯石207Pb/206Pb表面年齡3049±14Map這一最大年齡信息，表明該地區中存在大約3000Ma±形成的初始地殼。

構成穹狀構造的興和巖群和集寧巖群經歷了多期變質事件的疊加改造，溫度集中分布在600～900℃之間，壓力變化區間在0.8—1.1Gpa之間。從第一期變質到峰期變質為一增溫增壓的過程，而壓力的增加梯度相對較高。峰期的增溫為地殼動力學過程中深部巖漿墊托和花崗巖漿的添加聯合作用下，發生的熱異常引起的變質過程。從第二期峰期變質到第三期近等壓冷卻過程表明巖石由下地殼向中地殼折返的過程。在麻粒巖相變質條件下石榴石變斑晶保存完好的生長環帶。表明巖石在埋深過程的速率可能很高；埋深之前已屬中深變質巖；埋深過程中流體參與的程度不高：巖石在變質峰期與深部駐留的時間短，既快速從高溫區折返，這種折返必受重力均衡以外的構造折返所驅動，但抬升的幅度不大，冷卻過程是近等壓條件進行的。

上述興和巖群和集寧巖群為麻粒巖相——高角閃巖相巖石，也可以出現麻粒巖相和高角閃巖相呈相間互層的過渡帶。但總體顯示由下而上的遞增變質特征。

興和巖群和集寧巖群變質巖比較普遍地被后期巖漿的或混合花崗巖的添加，它們的特點是：添加在興和巖群和集寧巖群表殼巖中的主要成分上相當于英云閃長巖和紫蘇花崗巖的巖石。呈巖體或巖脈出現，其礦物相與麻粒巖相變質巖一致，因此考慮其為麻粒巖相變質條件下分熔或重熔的產物。

興和巖和集寧巖群為基陛麻粒巖以拉斑玄武巖性質為主，其稀土圖譜為輕稀土密集型。其U、Th和K雖然在麻粒巖相條件下都要發生虧損，但其含量與原巖區旋回一致由下向上增加，反映地球化學的旋回性。

上述所述的雜巖帶，均經歷了不同構造相韌性變形過程中的巖石轉變。概括地說，經歷了深構造和中構造相韌性剪切變形的改造。

構成穹狀構造的興和巖群和集寧巖群經歷了多期變質事件的疊加改造，深構相韌性變形過程中的巖石轉變主要是通過結構構造的變化完成的。在野外宏觀尺度上，興和巖群及其它變質深成侵入體由塊狀構造逐漸向片麻狀和條帶狀構造變化的連續過程。在微觀尺度上。興和巖和集寧巖群群二輝斜長麻粒巖的結構構造的改變是紫蘇輝石、斜長石、石英的塑性變形形式實現的。隨著變形作用的加強，巖石中各種礦物的粒度明顯減細。紫蘇輝石和透輝石以位錯滑移的方式發生塑性變形，呈輝石鏈，首尾相連，定向排列。輝石礦物與黑云母礦物和少量新生角閃石一起集中分布，構成巖石暗色條帶與淺色長英質條帶。與此同時，斜長石和石英也由分散狀態變為集中定向分布，組成巖石淺色條帶，廣泛的動態重結晶作使粒度變細，出現波狀消光。

斜長石和石英組成的淺色條帶和暗色條帶相間排列。形成巖石的片麻狀構造和條帶狀構造呈環狀在穹狀構造中外傾分布。

由于受強烈的深成侵入體侵入和重熔事件的改造。對于興和巖群發生了中構相韌性剪切變形過程，興和巖群的巖石結構構造發生了變化。表現在先期的片麻理和條帶狀構造進一步發育，形成一種具有良好的板狀構造巖石。中構造相韌性變形作用對巖石結構構造的改變，是通過對先存礦物組合結構構造的進一步改造和控制新生礦物組合的空間分布排列方式完成的，見角閃石取代紫蘇輝石的現象。

隨變形作用的加強，巖石的礦物粒度變化表現出兩個明顯的趨勢：一種是先存礦物粒度明顯增大，輝石類礦物顯示出脆性變形特征，大顆粒輝石沿解理或裂紋發生破碎，形成小顆粒輝石，輝石鏈結構不發育。另一種趨勢，先存礦物粒度明顯減小。

與此同時在各類變質深成侵入體中斜長石和石英發生強烈的韌性變形，石英發生定向拉長、拔絲，形成單晶條帶斜長石通過位錯滑移和塑變，粒度變小。內部出現不規則的雙晶膝折現象。

上述所描述的條帶面狀構造(如片麻理、劈理、板理)條帶狀構造及石英的拔絲和大小不一的表殼巖包體、各種脈體均呈環狀圍繞穹狀構造分布，形成典型的穹狀構造區

1.2豐鎮渾源窯鄉線狀構造區

分布在豐鎮渾源窯鄉一帶穹狀構造北出露一規模相對大的構造——變質雜巖帶，呈線狀北西西向展布。其主體巖石由中太古代變質閃長巖——斜長花崗巖組成。該巖系普遍遭受了大致相當麻粒巖相韌性變形的疊加改造。形成一種特征的、風化露頭上極易剝離的板狀巖石(斜長角閃片麻巖)。

線狀構造的另一個重要特征是其片麻巖中普遍含有較多的含水礦物，這些礦物在巖體中大多數形成靜態環境，沒有定向性，或微具弱定向。而在集寧巖群的角閃斜長片麻巖中角閃石的定向性較好，其長軸平行于區域性片麻理，呈北西西向展布。

綜上所述，兩個構造區的構造樣式、變形強度及其構造線方向存在差異。巖石組成存在差異，退化變質現象及水化現象穹狀構造強烈，線狀構造弱。

2 內蒙古中部早前寒武紀地質演化的主要過程

從上述內蒙古太古宙產狀構造和線狀構造地質特點，可以歸納如下的地質演化過程：

(1)在3000-2800Ma以前，本區已具有原始陸殼的特點，推測來自輕稀土元素交代的淺地幔源產生的相當于大陸玄武巖性質的火山巖，并分餾出中性和中酸性火山巖。加之陸棚海條件下火山碎屑巖、粉砂巖和鐵硅質沉積物。高級區麻粒巖相變質過程為：變質早期地殼具有很高的地熱增溫率遠大于峰期時的地熱梯度。層狀巖石在升溫升壓環境中變質，這可能是由于地幔或下部地熱流異常變化引起的。變質峰期是由于強烈的構造變動和巖漿作用的根本原因。構造和巖漿活動時期變質的結果。不同的構造樣式分屬于不同的地塊(圖1)。其變形———變質作用演化完全不同，反映彼此不同的構造環境和地質演化歷史。穹狀構造是由于巖漿底辟形式上侵，可能主要源于地殼深部的巖漿板底的墊托作用形成的。

(2)大約在2800-2500Ma之間，古陸核的形成后，地殼已經具有一定的剛性，發生破裂，中太古代閃長巖——斜長花崗巖侵入提供了場所。表明太古宙穹狀構造發生了裂解，形成裂谷系。

(3)上述不同的構造時空展布規律均顯示了在25億年時，存在一個古陸塊的焊接階段。原始大陸側向增生導至弧立地塊聚集，出現北東向線形活動帶同剛性地塊并存的構造格局。

參考文獻：

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