内蒙古查干通格地区中深构造相韧性剪切带的变形特征及动力学意义

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摘要：内蒙古查干通格地区中深构造相韧性剪切变形所涉及的地质体为新太古代变质表壳岩和变质深成岩体，构造形迹保存较好的为变质深成体，其岩石变形强弱不均一，片麻岩发生糜棱岩化，面理及矿物拉伸线理发育亦不均一。强变形域中糜棱片麻理均匀而密集、间隔多小于1cm，石英多呈拔丝状，矿物相对集中呈条纹状、条带状，定向分布，构成矿物拉伸线理非常发育，局部可见S-C组构、书斜构造等；弱变形域中眼球状构造非常发育，眼球大小不一，长轴定向，与两侧拖尾构成“σ”型碎斑系，片麻理不均匀，间隔多在2em以上；石英呈压扁状、竹节状，集合体呈透镜状定向分布。宏、微观的“σ”系及S-C等组构均显示北东向的斜逆冲型韧性剪切变形，变质程度相当于高绿片岩相-低角闪岩相。

关键词：中深构造相 韧性剪切带 变形特征及意义

1 区域地质概况

查干通格位于内蒙古阿拉善盟中东部，大地构造位置位于华北陆块北缘西段，阿拉腾敖包新太古代陆缘裂谷带与沙布更次——朱拉扎嘎毛道中元古代陆缘拗陷带的交接部位。

区内出露的地层主要为中元古界白云鄂博群哈拉霍疙特组、二叠统苏吉火山岩、上白垩统乌兰苏海组和第四系沉积。地质体主要有新太古界的变质表壳岩、变质深成体及变质基性岩墙。显生宙侵入岩发育，从石炭纪到侏罗纪均有活动。

早前寒武纪岩石经历了广泛而强烈的变形变质改造，形成了十分复杂的构造图形和变质岩石组合。

新太古界色尔腾山岩群主要分布在乃木毛道、特尔木图、查干德尔苏一带，呈近东西向展布，出露面积约64km²，为一套高绿片岩相-低角闪岩相变质的碎屑岩-碳酸盐岩夹中酸性火山岩。

中元古界白云鄂博群研究区内仅见白云鄂博群哈拉霍疙特组二段和三段岩石，为一套低绿片岩相的浅变质岩系，其与周边地质体多呈断层接触。

研究区内前寒武纪岩石经历了两期褶皱变形，新太古代主要发育一系列以片理、片麻理为变形面理的紧闭线性褶皱，中元古代发育露头级同斜倒转褶皱和宽缓的背、向斜（形）。褶皱样式复杂，形态不一，同期伴随有韧性剪切变形的发生（见表1-1）。

断裂构造发育，以北东东向和北西向为主，对区内地质体的破坏比较强烈。

2 中深构造相韧性剪切变形（带）

本区在新太古代中晚期，在收缩机制下的中深构造相韧性剪切变形，其出露范围较广，在工作区的北西部、中部和南部均有（见图1-1）。

在查干通格地区的韧性剪切变形（带）中，发生了韧性剪切变形的地质体有新太古代变质表壳岩、变质深成体和变质基性岩墙以及中元古界哈拉霍疙特组岩石。变形岩石中眼球体及碎斑均比较发育，主要由单矿物长石或石英构成，均发生了脆性变形和塑性变形，其变形特征不尽相同，而且剪切变形（带）中不同的岩性变形也有差异，它们的存在为剪切带的变形特征提供了有力证据。

2.1宏观特征

中深构造相韧性剪切变形（带）总体走向为北东向，由于褶皱构造的影响糜棱面理倾向南西、南和南东，总体倾向为南东，倾角在30°-55°之间，线理向南西倾伏。该剪切变形分布范围较广，由于覆盖及后期岩体、构造等破坏现已不完整，出露宽度约3-6公里，研究区内出露长度10公里左右。韧性变形岩石为新太古代变质表壳岩和变质深成体，但保留其构造形迹最好的是大布苏山片麻杂岩、哈布达哈拉片麻岩和乃木毛道片麻岩。

岩石变形强弱不均一，糜棱面理及矿物拉伸线理发育亦不均一，变形的分带性不明显。但按岩石的变形强弱和构造岩石的组合，可在大布苏山——哈布达哈拉——乃木毛道中深构造相韧性剪切变形带中区分出强、弱二种变形域，从强变形域到弱变形域呈渐变状，野外宏观上，强变形域中韧性剪切变形保留较好，

强变形域：该带中岩石具有强烈变形特征，糜棱片麻理均匀而密集、间隔多小于1cm，条带状、条纹状构造及矿物拉伸线理非常发育，局部可见S-C组构、书斜构造（见图1）等，具有明显的塑性流动和辗滚特征。石英多呈拔丝状，长宽比可达10：1，相对集中呈条纹状定向排列，斜长石呈0.5mm±粒状，钾长石呈0.2-1.4mm之间的粒状，黑云母0.2-1.5mm片状，相对集中沿片麻理定向分布。

弱变形域：眼球状构造非常发育（见图2），眼球大小不一，长轴定向，明显透镜化，与两侧拖尾构成“σ”型碎斑系，片麻理不均匀，间隔多在2cm以上；石英呈0.2-4.0mm压扁状、竹节状，集合体呈透镜状定向分布，斜长石0.5-1.5mm粒状，个别呈变余半自形，钾长石0.5-2.0mm粒状，黑云母0.2-0.8mm鳞片状，多发生强绿泥石化，沿片麻理定向分布。

2.2微观特征

2.2.1不同岩性的变形差异

在中深构造相韧性剪切变形（带）中，构造形迹保存较好的是英云闪长质、花岗闪长质、花岗质糜棱片麻岩系，由于矿物颗粒粗大，细粒化作用以及变形变质作用均十分显著，但不同岩石间的变形差异较小，仅在不同的变形域中岩石的显微组构有所不同。

强变形域中的石英多呈拔丝状，最长可达5.5mm，长宽比可达8：1，具强烈的波状消光；局部相对集中，呈条纹状定向排列，并有尖灭现象；斜长石呈0.5mm±粒状，部分为条状，双晶纹平行长轴，钾长石呈0.2-2.4mm之间的粒状，黑云母0.2-1.5mm片状，呈定向状或带状，相对集中，沿片麻理定向分布。

弱变形域中的微观上，石英粒度0.2-4.0mm间不等粒状，压扁状，具强烈波状消光，呈竹节生长，集合体呈条痕状，透镜状定向分布；斜长石0.5-1.5mm粒状，部分长条状、泥化、绢云母化；钾长石0.5-2.0mm粒状，部分呈板状，泥化，偶尔白云母化；黑云母0.2-0.8mm鳞片状，多发生强绿泥石化，部分发生分解，析出铁质，退色变为白云母，定向分布明显。

2.2.2矿物的变形

在查干通格地区的中深构造相韧性剪切变形（带）中，构成碎斑的主要为斜长石和钾长石，它们多呈眼球状和透镜状，多数碎斑的长轴定向于糜棱面理，矿物的变形特征明显，形式多样，且保存较好，受后期改造变动小，其主要的变形结构如下：

①旋转碎斑系

在眼球状花岗质糜棱片麻岩中，眼球体大小不等，构成眼球状碎斑的为钾长石，多由大小不等的细粒钾长石颗粒构成，表明其发生了动态重结晶作用。在韧性基质的强烈剪切流动过程中，钾长石的残碎斑晶及其集合体也随之旋转，形成不对称的眼球状残碎斑晶（σ碎斑系），眼球体两侧拖尾由动态重结晶的细小石英晶粒组成，并沿糜棱面理的剪切方向延伸（见图3、图4），显示右旋斜逆运动，上盘运动方位为15°∠32°。

②分离结构

有消光域一致的分割成数粒斜长石构成的一种显微结构，斜长石碎斑虽然分成数个独立体，它们的消光方位完全一致，之间由微粒长英质充填连接，数粒分离的斜长石其排列的长轴方向仍平行于糜棱岩面（见图5）。

③滑动位移

椭球状斜长石碎斑虽然整个晶体保持连续性，但双晶纹已沿晶体剪切面滑动位错，其剪切裂隙模糊不清，宽窄不一（见图6）。

④双晶变形

构成眼球状碎斑的斜长石聚片双晶纹明显的弯曲变形，双晶纹呈舒缓波状，显示了碎斑在剪切作用过程中产生的变形效应（见图7）。

⑤膝折结构

在花岗质糜棱片麻岩中黑云母鳞片发生膝折现象，不同的消光位其膝折的清晰程度不同，但晶体仍保持完整性（见图8）。

⑥单晶石英条带

单晶石英构成条带状、条纹状（见图9），颗粒边缘有圆滑形和锯齿不规则形，其长轴方向与糜棱面理具一定夹角，部分近于平行，单晶石英颗粒是由微细粒石英重结晶形成。

⑦石英颗粒S-C组构

在眼球状条带状钾长花岗质糜棱片麻岩中，石英集合体延长方向与单晶石英长轴方向斜交，构成S-C组构（见图10），指示右旋运动。

3 动力变质岩类型及变质作用

分布于大布苏山和乃木毛道等地的中深构造相韧性剪切变形（带），动力变质岩主要为英云闪长质、花岗闪长质、花岗质糜棱片麻岩，岩石经历广泛而强烈韧性剪切变形变质作用形成，变质程度相当于高绿片岩相或高绿片岩相-低角闪岩相，由于后期岩体的侵蚀占位以及白垩系地层的覆盖，出露很不完整，连续露头长度均小于10km，宽度小于3km，总体呈近东西向展布。

糜棱片麻岩定向构造十分发育，由强烈塑性变形而形成的条带条纹状构造、眼球糜棱片麻状、板状片麻状构造组成；矿物拉伸及生长线理亦十分发育，由定向分布的云母和长英质条带等构成，具典型的“S-L”型构造岩特征。岩石中矿物粒度已显著变细，多为0.1-1.5mm之间，少数1.5-5mm，大小不等，粒径变化较大，重结晶作用较强。钾长石眼球体大小不等，长轴定向，均已明显透镜化，与两侧拖尾构成“σ”型碎斑系，显示右旋斜逆剪切特征（图11）。

质中石英集合体呈条带状、条纹状、拔丝状定向，单晶之间呈直边镶嵌，部分为弯曲镶嵌，广泛出现矩形边接触，个别可见S-C组构。在钾长石（微斜长石、条纹长石）集合体条带中可见细粒直边镶嵌结构，反映动态重结晶作用达到稳定平衡，云母相对集中呈纹带状定向分布。

中深构造相韧性剪切变形变质作用涉及的地质体为新太古代变质表壳岩和变质深成体，变质作用初期是在伸展体制下伴随沉积物下沉而产生递增变质作用，随后发生了变质深成岩的侵位，依据侵入变质深成岩的祖宗毛道变质基性岩墙，即斜长角闪岩的矿物组合：斜长石+角闪石±黑云母±石英，确定该套岩石已进入中级变质作用，变质作用达到低角闪岩相。之后，地壳由伸展转为收缩，发生了大规模的纵弯褶皱和中深构造相逆冲型韧性剪切变形，使高温矿物局部发生绿片岩相退变质，镜下可见黑云母多发生强绿泥石化，部分发生分解，析出铁质，退色变为白云母，共生矿物组合为：黑云母+白云母+斜长石+石英、黑云母+钾长石+石英。根据矿物共生组合特征，结合岩石的变形特征可以确定：新太古代的变质深成体及变质表壳岩的动力变质环境为中深构造相，（退）变质程度相当于高绿片岩相-低角闪岩相。热力学条件P=2-6.5×10⁸Pa，T=556-628℃。

4 运动学及动力学特征

在中深构造相韧性剪切变形带中保留其构造形迹最好的是大布苏山片麻岩，乃木毛道片麻岩和哈布达哈拉片麻岩。

它们最特殊的宏观构造，就是透人性分布的条带——条纹、眼球状、糜棱片麻状构造，粗大的钾长石眼球状透镜体长轴定向，两侧基质矿物围绕其定向构成明显的“σ”型压力影，长英质矿物及暗色矿物分别相对集中呈“纹层”状相互平行分布，构成发育良好的叶理。在叶理面上由长英质条带、眼球体长轴以及定向分布的黑云母、白云母和电气石等矿物，构成发育良好的矿物拉伸线理和生长线理。显微资料显示，石英集合体呈条带、条纹、豆荚状、拔丝状定向，部分石英呈矩形边接触，部分呈齿状并见S-C组构，白云母、黑云母集合体呈线痕状定向，鳞片平行叶理，在钾长石集合体条带中，微斜长石呈细粒三直边镶嵌接触的平衡结构，显示稳定静态重结晶作用显著。综合前面所描述的宏观和微观剪切变形特征所反映的运动学标志，说明这期变形为收缩体制下的北东向右旋斜逆冲型韧性剪切变形。

卷入这一变质期的地质体有新太古界色尔腾山岩群柳树沟岩组、点力素泰岩组，新太古代大布苏山片麻杂岩和乃木毛道片麻岩套。根据祖宗毛道变质基性岩墙同位素年龄（2230±18Ma）和东邻幅中元古界渣尔泰山群书记沟组不整合于新太古代哈布达哈拉片麻岩之上，同时结合变质变形和区域对比资料，说明在2500Ma前发生了一次区域变质作用，变质作用类型为中低压区域动力热流变质作用，变质程度达高绿片岩相一低角闪岩相，变形变质时代应为新太古代晚期。

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