對變質核雜巖性質的綜合分析

冉冶

隨著石油地質學、構造熱年代學、巖石學、地球化學以及構造解析等方面的發展，對變質核雜巖的時代、動力來源、變形機制、構造演化等性質的研究得到不斷的推進。該文主要從變質核雜巖的結構和構造、形成時代、分類、形成的主導機制、背景、與成礦的關系以及最近的研究進展進行分析。

變質核雜巖；性質；分析；地質特征

從上世紀90年代以后，國內地質學界專業人員對變質核雜巖的性質啟動了新一輪的研究，并且取得了積極的進展，這使學界對變質核雜巖的成因、成分、性質、影響也有了新的認識。經過20多年的研究，國內普遍接受的對變質核雜巖的定義應為：一組圓形或橢圓形由強烈變形變質的巖石組成的孤立隆起，大多數有巖體侵入其中，或者被遠比核部巖石變形、變質輕的巖石覆蓋，或者被覆以拆離并遠距離運移的蓋層。

1.結構和構造分析

伸展變質核雜巖的特征。質核雜巖（MCC），根據Davis GA和鄭亞東等人的研究，基本特征包括：與斷層相關的糜棱片巖和片麻巖下盤（包括可能出露更深層次的非糜棱化結晶巖）。拆離斷層具有特征的構造巖系,即糜棱巖化巖石、綠泥石化角礫巖、微角礫巖(含假熔巖)、斷層角礫和斷層泥。它們自下而上順序產出,向上變新且發生后者對前者的疊加。緩傾至中等傾角的具有大規模位移的（幾十千米）區域至準區域性延伸的主拆離斷層；上盤上地殼基底巖和表殼巖層。關鍵的一點是，所有變質核雜巖是沿地殼深部（大于10~15km）大型拆離斷層大規模地殼伸展和地殼切除（缺失）的產物。

變質核雜巖的主要特征。2005年，樓法生等對變質核雜巖的給出了比較詳細的特征和識別標志。他們認為變質核雜巖應該具有以下特征：變質核雜巖體頂部和周緣發育以糜棱巖化巖石為特征的韌性剪切帶,糜棱巖化巖石一般具有顯著的S-C組構,石英-長石殘斑系、拉伸線理等各種剪切標志。變質核雜巖中的拉伸線理發育,拉伸線理具有區域性一致的趨向,但線理的傾伏方向可以相反。上部脆性變形域的脆性伸展方向和拆離斷層的滑動方向以及下部糜棱巖化巖石中的運動學方向具有一致性,反映了統一的運動方式。一般變質核雜巖的核部都有不同時期不同規模的花崗巖類巖體侵入,有早于伸展期的老巖體,更多的是同構造期中酸性巖漿巖侵入體，且在巖漿巖的周緣常發育以糜棱巖化為特點的韌性剪切滑脫帶。

空間上呈穹狀、長垣狀、橢圓狀弧立隆起。發育拆離斷層。拆離斷層上、下盤巖石的變形性質絕然不同,上盤為脆性變形域并表現為一期或多期不同類型的正斷層,下盤為韌性變形域。具有雙層或三層結構特征。即以拆離斷層分開的上盤脆性域和下盤變質核組成的雙層結構特征、上部脆性變形層(包括蓋層和山前半地塹沉積盆地)、中間韌性流變層及變質核雜巖體組成的三層結構特征。

2.變質核巖的形成年代

綜合目前國內外報道的變質核雜巖年代學資料，從統計學角度分析，燕山期到第三紀形成的變質核雜巖占主導地位：國外文獻報道的變質核雜巖以第三紀占主體，國內報道的變質核雜巖則主要在燕山期形成，其次是新生代構造期。

3.變質核巖的分類

Malavieille（1993）根據造山作用晚期伸展形成的變質核雜巖的幾何學，將變質核雜巖分為兩類：對稱型和非對稱型（圖1）。兩類變質核雜巖幾何學上的差異反映了其變形機制和形成過程是不同的。

4.變質核巖生成的主導機制

變質核雜巖形成過程中巖漿作用與伸展作用的主從關系問題。這一問題的實質就是變質核雜巖形成機制中巖漿作用與伸展作用誰占主導地位的問題。是垂向的巖漿活動誘發了側向的地殼伸展？還是側向構造伸展引發了深部巖漿的垂向上涌？伸展作用主導論者認為，由于水平方向的強烈伸展—拆離，引起了大尺度的地殼減薄，均衡作用使上地幔巖漿上隆，并使拆離斷層下盤上拱，從而形成變質核雜巖。巖漿作用主導論者則強調熱隆作用的重要性，認為是與變質核雜巖緊密相伴的同構造中、酸性巖漿巖的侵入，引起地殼變熱-體積膨脹，在上涌巖漿流的氫氣球效應下，誘發地殼塊片從高到低滑脫-伸展-拆離，最終形成變質核雜巖。除了上述構造關系外，伸展作用與巖漿作用的成因關系，目前多采用兩種方法加以確定：時間關系以及巖漿巖的巖性和巖石地球化學。

5.變質核巖的形成背景

現已發現的變質核雜巖具有不同的幾何特征及形成時代，其形成背景也不盡相同，根據已被確認的變質核雜巖構造的實例，總結起來變質核雜巖可形成于大洋板塊俯沖期的大陸邊緣弧內背景、俯沖期弧后背景、陸-陸碰撞帶中同造山期從擠入體中側向逃逸構造、近岸海中活動的海底擴張裂谷系向陸緣的擴展或可能的轉換，以及與板塊邊界相互作用的關系不清、成因不明的板內伸展區等。

6.變質核巖與多金屬礦的關聯

許多變質核雜巖與金和多金屬礦密切相關，如湖南的桃林鉛鋅礦和安徽的月山銅鐵礦、小秦嶺金礦、江浪的李伍銅礦等，使得變質核雜巖的研究內涵更加豐富。總結起來變質核雜巖構造的拆離斷層賦礦有如下有利條件：淺層大氣水和深層巖漿流體及其交匯；上盤氧化環境和下盤還原環境于拆離斷層帶構成有利礦質沉淀的氧化-還原界面；大量斷層和強烈破碎帶為含礦溶液的運移、滲濾和成礦物質的沉淀、聚集提供了通道和空間；變質核雜巖往往是多期巖漿活動的中心，巖漿—熱液活動、伸展隆起和構造剝蝕形成了高地熱梯度和高熱流環境，為成礦元素的活化、萃取、遷移、富集提供了良好條件，具有重要經濟意義。

7.當前變質核雜巖研究的進展和展望

當前研究工作的進展。通過專業人員多年的研究，目前對變質核雜巖的研究業已取得很大的進展，研究的內容也越來越豐富。主要包括：精確的年代學研究可以揭示拆離斷層的變形及活動時間，核部的剝露歷史等，明確二者之間的關系對于進一步確定巖漿活動和伸展作用之間的成因關系；顯微技術方面的進展（EBSD和透射電鏡）也有利于揭示變質核雜巖的剝露歷史和形成機制；基于系統的地球化學和同位素分析，可以了解伸展過程中巖漿的形成和地幔作用以及殼幔物質的交換，分析巖漿的成因機制，并探討變質核雜巖的形成動力學背景；運動學渦度的發展和最大有效力矩準則的提出和應用。運動學渦度可以通過極摩爾圓法、石英晶組與形組、最大有效力矩法等測量和計算。依據這些方法可知變質核雜巖伸展拆離的應變演化過程以及古應力方向等。

今后需要努力的方向。目前，對于變質核雜巖的研究仍存在不少問題有待進一步的研究和解決，例如：變質核雜巖是否一定存在巨厚地殼柱被切失？巖漿作用和伸展作用在變質核雜巖形成過程中誰占主導地位？與Anderson正斷層成因機制相沖突的低角度拆離斷層的成因問題以及大陸深層流變學問題等。

[1]GA Davis,鄭亞東.變質核雜巖的定義、類型及構造背景.地質通報,2002.21

[2]Crienden M D， Coney P J， Davis G H. Cordilleran metamorphic core complexes.TheGeological Society of America，INC，1980

[3]P J Coney. Tertiary evolution of Cordilleran metamorphic core complexes (in Cenozoic paleogeography of the western United States) Pacific Coast Paleogeography Symposium, 1979.03

[4]朱志澄.變質核雜巖和伸展構造研究述評.地質科技情報,1994.13

[5]宋鴻林.變質核雜巖研究進展、基本特征及成因探討.地學前緣,1995.02