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秦巴地区碱性-偏碱性岩类特征及分布

秦巴地区碱性-偏碱性岩类特征及分布

  本岩类以侵入相为主,包含少数与其相伴生有成因联系的超浅成甚至喷溢相的岩石。
  
  岩石类型众多,有霓辉岩、碱长辉长岩、霓霞岩、磷霞岩、霞石正长岩、英碱正长岩、辉石碱长岩、霓石正长岩、硬玉正长岩、碳酸岩、霓石花岗岩、钠铁闪石花岗岩、霓辉花岗岩及正长岩、石英正长岩等。以正长岩类、碱性花岗岩类及碳酸岩类为主。
  
  岩体规模都很小,常以小岩株或脉状体产出;正长岩类、碱性花岗岩及超浅成相岩体较大。碱性花岗岩以角子山岩体出露面积最大,约170km2;其次为龙王碴岩体,面积140km2。浅成相以猴寨正长岩-粗面岩岩体最大,面积约160km2。
  
  单岩体一般由两种以上的岩石类型组成,有的由碱性超基性岩类至碱性中酸性岩类一系列岩石组成,构成碱性杂岩体。本岩类很少独立出现,常与基性、中、酸性侵入岩体或中酸性陆相火山岩伴生,中生代以前与基性岩体伴生为多,中生代与酸性侵入岩和火山岩伴生为主。岩体常成带、分段或成群集中出露,据初步统计有5 2个岩体群。
  
  一、期次划分
  
  划分为晚元古代、加里东、晚加里东-早华力西、华力西、印支及燕山等6期,以晚元古代为主,其次为华力西期和燕山期。
  
  1.晚元古代岩体
  
  主要分布于南、北两地台区的边部。北带以正长岩类及碱性花岗岩为主,北侧为石英正长斑岩,呈不规则脉体产出,侵入于中元古代晚期地层。南缘正长岩类侵入晚元古代栾川群,
  
  岩体同位素年龄650Ma(Rb—Sr法)、682Ma(Sm—Nd法),龙王碹碱性花岗岩体年龄1067Ma(Rb—Sr法),总体属晚元古代,西段形成时代较晚,东段起始时间较早。
  
  南带分布于汉南米仓,由超基性-基性-碱性岩、碱性正长岩、碳酸岩和碱性花岗岩组成。侵入中元古代火地垭群,上被上震旦统不整合覆盖,碱性杂岩体的同位素年龄687Ma(Rb—Sr法),形成于晚元古代无疑。据李昌年(1989)研究,从岩浆发生、上侵到完全固结,大约经历100Ma。说明晚元古代南、北地台边缘,曾存在过陆缘裂谷环境。
  
  2.加里东期岩体
  
  本期岩体不多。大洪山地区的金伯利岩侵入奥陶系地层;紫阳一带的正长岩-粗面岩顺层分布于奥陶、志留系中并与地层产生同步褶皱;洛南地区的正长岩-粗面岩同位素年龄507Ma(Rb—Sr法)。此外,我们暂把分布于北秦岭眉户地区下古生界中的少数正长岩、大石沟超基性-碳酸岩杂岩及桐柏一带碱性岩亦暂归为本期。本期以正长岩类为多,分布于南、北两稳定区大陆边缘,位于晚元古代岩带外侧,反映了加里东期断裂深切作用向外迁移。
  
  3.晚加里东-早华里西期岩体
  
  指分布于南秦岭平利、镇平一带的侵入于中志留统的正长岩-粗面岩(猴崖寨岩体),以及分布于武当地区郧县、桂花、香房、均县核桃沟等地的侵入于中、晚元古代地层中的正长斑岩体。以浅成-喷溢相为主,常具粗面或似粗面斑状结构。
  
  4.华力期岩体
  
  分布于南秦岭略阳-十堰-枣阳一线以南,有三个集中区:西段为略阳岩群,中段为竹山岩群,东段为随枣岩群。岩体分布于前寒武纪地块内或其边缘。以正长岩、碱性正长岩及碳酸岩为主。里特曼指数属于碱性岩和过碱性岩。单岩体一般呈不规则脉状或大的透镜状,略阳岩群脉体最大,长7.5km,宽0.2—1.3km(长坝里);竹山岩群以庙垭岩体最大,长2.95km,宽0.5-O.8km;随枣岩群以花山寨岩体最大,长7km,宽2km。一般由二种以上岩类组成,中心碱性程度高,常与先期基性侵入岩伴生。略阳岩群侵入于志留系、竹山、随枣岩群侵入于中、上元古界;同位素年龄主要为晚华力西期,庙垭岩体为251—278Ma(K—Ar法),杀熊洞岩体为305Ma.(Rb—Sr法)、225Ma(K—Ar法),观子山岩体为306Ma(Rb—Sr法),花山寨岩体为215Ma(Rb—Sr法),总体属于华力西期,经受印支期热事件的改造。本期碱性岩浆的侵入活动是继加里东期之后,陆壳向稳定状态演化过程,又一次较为主要的断裂深切作用。
  
  5.印支期岩体
  
  主要分布于豫西二小秦岭地区,北秦岭及中秦岭西段也有零星出露。豫西地区主要由正长岩类及碳酸岩类组成,成脉群呈南、北两带断续出露,脉体规模较小。碳酸岩分布于北带小秦岭铁岔-港子街-华阳川-驾鹿北西向断裂带上,主要由方解石碳酸岩和白云石碳酸岩两类岩石组成,含霓辉石、钠铁闪石和天青石、黑云母。黑云母同位素年龄为205Ma、186Ma(K—Ar法)。正长岩类分布于碳酸岩岩带之南,西自洛南,向东沿卢氏、嵩县、方城一带,有时伴有碱性花岗岩脉。嵩县正长斑岩年龄为226Ma(Rb—sr法)、170Ma(K—Ar法)。北秦岭西段仅在宝鸡印支期二长花岗岩体内有碱性花岗岩。中秦岭西段于合作和漳县两地沿断裂带有少数与花岗岩共生侵入于二叠系和三叠系中的正长岩。
  
  6.燕山期岩体
  
  呈两个带分布。北西带西起嵩县,向东经信阳、商城至舒城,横跨华北南缘和北秦岭、北淮阳;北东带沿郯-庐断裂带两侧的怀宁、庐江一带分布,以碱性花岗岩和正长岩类为主,与花岗岩和陆相火山岩共生为本期岩体的主要特点。嵩县至信阳一带以碱性花岗岩为主,商城至舒城以碱性正长岩、石英正长岩为主,属中浅成至浅成相。北淮阳正长岩类岩体一般沿中生代火山盆地边缘出露,侵入于上侏罗统。嵩县磨沟碱性花岗岩年龄170Ma(K—Ar法),舞阳塔山-张士英岩体141Ma(K—Ar法),北淮阳响洪甸碱性正长杂岩体同位素年龄130Ma(K—Ar法),形成于晚燕山期。
  
  北东带以正长斑岩、石英正长斑岩为主,其次为含辉石、角闪石弋黑云母正长斑岩,成脉体群呈雁行排列,总体延伸方向与郯-庐断裂一致,断裂东侧基本沿庐-枞盆地分布,侵入晚侏罗世地层,其时代为白垩纪。与该区燕山期酸性岩浆侵入和钙碱性火山喷发为同岩浆系列,受统一构造控制,它们均与燕山期A型俯冲、大别山向南滑移及后缘拉张有关。
  
  二、岩带划分和组成
  
  划分为南、北、东3个岩带,1 5个亚区(带)。其中以南、北两个带为主,每-个带都由若干亚区(带)组成(见下表)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1.北部岩带
  
  分布于秦巴北部,包含晚元古代,加里东、印支和燕山四期碱性-偏碱性侵入岩。岩石类型以碱性花岗岩类和碱性正长岩类为主,其次为碳酸岩和少数超基性碱性岩,为多期次、多岩类的复合岩带。中元古代北部为偏碱性花岗岩体(张家坪、桂家峪岩体);、晚元古代龙王碹碱性花岗岩岩,分布位置上较中元古代岩体偏南;晚元古代晚期-加里东早期岩体南移,形成洛-栾亚带的碱性正长岩;加里东期岩体再次南移,形成北秦岭眉-户及北淮阳-桐柏两碱性岩亚区。表现出随时间演化,北部岩带活动强度自北向南迁移,局部时期有由东西方向迁移趋势的特点:印支、燕山期则明显的向东迁移,印支期主要分布在秦巴中段(如天宝亚区、豫西亚区),燕山期则分布于嵩县以东至北淮阳,以偏碱性花岗岩和钙碱性陆相火山岩共生,反映了中生代区内地壳活动性向东增强。
  
  2.南部岩带
  
  分布于秦巴南部,包含晚元古代、加里东、晚加里东-早华力西、华力西等四期,以华力西期为主,也是一个多期多岩类的复合岩带。岩石类型较多,以正常岩类、碱性正长岩类及碳酸岩为多;其次有超基性碱性杂岩、基性碱性杂岩、碱性花岗岩及金伯利岩等。
  
  南部岩体的分布也存在着时空的迁移规律。晚元古代的岩体仅分布于米仓岩区,由多岩类组成的杂岩体群,包含有超基性-碱性-碳酸岩杂岩;基性-碱性杂岩及正长岩-碳酸岩杂岩;并与碱性花岗岩组成超单元组合。反映扬子地台在基底固结后存在着拉张深切作用。加里东期岩浆活动,向北迁移至南秦岭南缘,但在地台的北缘部分地区仍有深成作用,在大洪山岩区形成金伯利岩岩群。南秦岭南缘在安康岩区的南部形成以浅成-超浅成相碱性正长岩类、正长岩类及偏碱性基性甚至超基性岩共生,具双峰碱性岩组合特征。晚加里东至华力西期岩浆活动又向北、向东迁移到安康岩区的牛山、平利及武当和随枣两个岩区,由正长岩类、碱性正长岩类和碳酸岩岩类组成。这种迁移特点从岩体的地球化学特征也有所显示,如从安康岩区的紫阳-牛山到武当岩区,CaO、MgO、Fe2O3、FeO含量降低,SiO2、K2O、Na2O、A12O3含量增高,碱度增大。正长岩类南部显示钾质为主,北部显示以钠质为主。说明自加里东期至华力西期南带地壳的活动性确实存在向北迁移,但控制碱性岩带的断裂构造不完全相同。
  
  加里东期断裂的深切作用与秦岭早古生代堑垒结构有关,在南缘以深切作用为主,北部以拉张作用占主导。华力西期随着南秦岭活动带向西迁移,东部逐渐隆褶固结过程,在水平应力作用下,沿前寒武纪地块内部及其边缘产生剪切,因此华力西期岩体主要分布于以前寒武为基底的剪切带附近。由于受硅铝基底的影响,华力西期岩体87Sr/86Sr初始比值较加里东期偏高。略阳亚带可能与晚古生代西部裂陷盆地的形成和演化有关。
  
  3.东部岩带
  
  分布于郯-庐断裂带的两侧,以燕山期为主。由正长岩类岩体及碱性正长岩类组成,与侏罗纪陆相火山岩及中浅、浅成相偏碱或弱碱性花岗岩类岩体伴生。郯-庐断裂西侧为岳-桐亚带,在大别山群内形成与断裂平行的正长斑岩及石英正长斑岩脉体群。断裂东侧为怀-庐亚带,由中浅-浅成正长岩、石英正长(斑)岩体(脉)组成;正长岩岩体与石英闪长岩及花岗岩构成复式岩体。本岩带的形成受控于中生代庐-纵断陷盆地及郯-庐断裂带。
  
  此外,中秦岭西段,沿夏河固城镇及临潭宕昌断裂带有零星分布的正长岩及正长斑岩体,规模都很小,与印支二长花岗斑岩共生。同中秦岭裂陷带晚期活动有关。
  
  三、碱性-偏碱性岩体主要地球化学特征
  
  碱性正长岩多数为钠质(K2O/Na2O<1);安康岩区部分为钾质。正长岩一般为钾质,K20/Na2O约为2,但正长斑岩-粗面斑岩类南、北两带有所不同,北带(洛南-栾川亚带)为钾质,一般K2O/Na2O>1,部分2—4或更高;南段(安康岩区)为钠质,K2O/Na2O为0.6-0.8。霞石正长岩一般∑REE为1000×10-6以上;英碱正长岩、硬玉正长岩及正长岩较低,∑REE为200×10-6左右;与碳酸岩共生的正长岩较高,可达2000×10-6。
  
  碱性花岗岩一般SiO2为72%左右,ALK为10%左右,A1203 12%左右。∑REE值一般为450×10-6左右,最高900×10-6左右(龙王碴钠铁闪石花岗岩)。晚元古代(La/Yb)N>10、δEu<0.2,华力西、燕山期(La/Yb)N<8、δEu=0.3-0.6。碳酸岩SiO23-5%、ALK为0.5-0.8,较一般同类岩石偏高;∑REE为5000-10000×10-6或以上,铕谷不明显。虽然所有碱性-偏碱性岩均为轻稀土富集,铕负异常,但南秦岭东西有所变化。安康、武当岩区轻稀土较为富集,铕谷不明显,模式图呈向右陡倾。随枣岩区为向右缓倾,铕谷明显。反映岩源及成岩过程有所不同。
  
  据87Sr/86Sr的初始值及稀土特征,判断除碳酸岩来自幔源岩浆分异外,其他碱性岩主要属壳幔混源型。基底为相对稳定的大陆壳,其形成与裂谷构造环境有关。
  
  四、碱性-偏碱性岩体的分布特点
  
  (1)在空间上主要分布于秦巴地区的中段和东段,较集中的形成于稳定区与活动带的 接壤边界的两侧,南、北、东3个岩带从宏观上为秦岭构造带的边界。
  
  (2)岩浆活动始于晚元古代,止于燕山晚期。3个带的主要活动期不完全相同,北带较早(1000Ma±),结束于燕山(130Ma);南带起始于早震旦世(687Ma),结束于二叠纪(251Ma);东带形成于晚燕山期(163—116Ma)。
  
  (3)岩浆活动主要发生在具有一定厚度硅铝壳基底的断裂带附近,随着时间的演化向背离稳定地块的方向迁移,中生代则向东部迁移,与本区构造活动性的特征相一致。
  
  (4)岩浆的上侵普遍受深切断裂的控制,但这些断裂的应力状态不完全相同,有的形成于拉张裂陷环境,如洛-栾亚带、商-舒亚带、安康亚带;有的形成于主应力释放后弱应力状态 或转为剪切作用环境如武当岩区。
  
  (5)晚元古代-加里期岩体常与基性-超基性岩共生,印支期-燕山期岩体一般与同期偏碱或弱碱性花岗岩共生,因此常构成复式岩体群。
  
  (6)岩石类型较为复杂,以正长岩、碱性正长岩类为多,其次为碳酸岩类。单岩体常由二种以上岩石类型组成,构成杂岩体。南北2个主要岩带均为多期、多岩类的复式岩带。

 

碱性-偏碱性岩类 特征 分布

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