地质科技情报GEOLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION1999年 第18卷 第4Vol.18 No.4 1999

大型走滑带内同构造花岗岩的判别标志

张进江

摘 要 在对走滑带同构造花岗岩的成因进行分析的基础上,对同构造花岗岩的判别标志进行了总结,并对同构造花岗岩与构造前和构造后花岗岩 的区别进行了论述,提出了它们的关键区分标志。
关键词 走滑带 同构造 花岗岩 判别标志
分类号 P588.12+1

INDICATORS FOR SYNTECTONIC GRANITES IN LARGE-SCALE STR IKE-SLIP ZONE

Zhang Jinjiang
(Institute of Geology
Chinese Academy of SciencesBeijing100029)

Abstract The genesis of the syntectonic granites in strike-sl ip zones is analyzed and the indicators for them are summarized.The differences in characteristics of deformation and metamorphism between pre-syn- and pos ttectonic granites are also described and the key distinguishing indicators for them are put forward.
Key words
 strike-slip zonesyntectonic granitedistinguishing indicator

  作为地壳的主要组成部分的花岗岩一直是地质学家们的一个重要研究内容,通过研究地壳的演化过程,不仅可以揭示某些成矿规律,更重要的是其能反映构造地质事件 的丰富时 代信息。根据花岗岩体侵位与构造运动的时代关系,可将其分为构造前、同构造和构造后花岗岩体。由于所确定的花岗岩年龄较为可靠,所以利用花岗岩体的侵位时间构造事件时限是较常用的方法,也成为构造年代学的主要内容之一。大型走滑构造带是碰撞造山作用或陆内变形的主要方式之一,许多证据表明花岗岩岩浆作用与其主要活动有着密切的成因关系和很 好的时间一致性〔1〕,因此利用花岗岩确定走滑带的区域变形时间已被广泛接受,其中哀牢山红河构造带的构造年代学研究是一成功的例子〔2,3〕。要精确确定走滑带的活动时间,就需准确确定花岗岩是否为同构造侵位,然而目前所用的同构造花岗岩标志,如岩体形态及其与区域面理的关系、岩体是否变形以及接触变质等都存在许多不确定性。迄今为止,构造后花岗岩的判别较为准确,但是如何区分构造前与同构造花岗岩还有待于进 一步研究。笔者将就走滑构造带内同构造花岗岩的判定进行一些讨论。

1 走滑带内同构造花岗岩的形成机制

  作为碰撞造山或陆内变形调整的主要方式,大型平移走滑构造带较为普遍,如英国加里东带 、伊比利亚海西带和东南亚哀牢山红河构造带等,因而大型走滑带一直是大陆动力学中关于 大陆变形三维过程和碰撞效应的重要研究内容。其中关键问题之一是其构造活动的时代,而走滑剪切带经常发育与走滑运动密切相关的同构造花岗岩,所以利用同构造岩浆岩判别构造 年代是常用的方法之一。就目前研究结果,走滑构造带内同构造花岗岩形成的原因如下。
  (1)走滑过程中的剪切热对围岩加热导致熔融,形成花岗岩〔4~6〕
  (2)构造作用形成的裂隙引起水流体渗入和因剪切脱水形成的水分加入,导致围岩熔点降低 ,使之产生熔融〔4,5,7〕
  (3)挤压性走滑带(transpression)走滑导致地壳增厚,其埋深作用导致地壳重融。
  (4)许多大型剪切带,如哀牢山红河构造带等都具有穿壳性,这样就为下部热物质提供了通 道,使之上涌对地壳加热产生熔融〔1,7〕
  (5)挤压性走滑带走滑导致地壳增厚,增厚的根部发生拆沉,导致地幔热物质上涌,对地壳 加热产生重融〔1,5〕
  (6)有些走滑带属于拉张性走滑带(transtension),其张性分量可能产生地壳的减薄和下部 热物质的上涌,这种构造减压和加热也会导致地壳的熔融,形成花岗岩。
  (7)在走滑发生之前,地幔上隆体或高地热异常导致地壳重融和强度减弱,触发走滑运动, 走滑构造运动导致岩浆的同构造侵位〔8〕
  由此可见,走滑带内同构造花岗岩可出现各种类型,剪切热、流体的加入以及地壳的增厚形 成地壳浅部的原地部分熔融,形成类似S型的花岗岩,如伊比利亚海西走滑带和中国哀牢山 红河构造带均发育这种原地改造型花岗岩〔6,9〕。而拆沉、通道作用和深部物质上 涌,可能会产生类似于Ⅰ型的壳幔混合型花岗岩,如加里东即是如此〔1〕,近来的 研究发现哀牢山红河构造带也发育较深来源的花岗岩〔7,8〕,但就世界范围内的花 岗岩分布看,走滑带内同构造花岗岩多以壳源原地重熔为主〔1〕

2 同构造花岗岩的判别标志

  利用同构造花岗岩形成年代是确定走滑带活动历史的最重要方法之一,判别岩体是否为同构 造成因至关重要。80年代末期已有许多学者对此进行了研究〔10,11〕,在此基础上 ,笔者结合自己的一些经验,提出以下几种同构造花岗岩的判别标志。
2.1 岩体形态
  岩体呈条带状或长圆形,长轴与区域构造线平行,岩体形状与区域构造协调一致(图1-b)。

图1 构造前(a)、同构造(b)和构造后(c)花岗岩体的形 态及变形特征
Fig.1 The shapes and deformation of pretectonic(a),syntecton ic(b)and posttectonic(c) of granitic pluton
1.花岗岩;2.构造面理;3.变质晕;4.新生矿物

2.2 变质特征
  围岩出现同构造的、以岩体为中心的递进变质,以岩体周缘变质程度最高,远离岩体变质程 度降低,在多数情况下,围岩出现热接触变质晕,变质晕形态受围岩构造线控制,其内新生 矿物生长方向平行于构造运动形成的面理和线理(图1-b)。
2.3 总体变形特征
  岩体发生变形,变形情况与围岩一致,变形程度边部最强,向岩体中心变弱,但有时整个岩 体全部变形。岩体内面理线理与围岩面理线理具有连续性和一致性,面理线理向岩体边界增 强,当岩体边界与区域构造线低角度斜交时,面理线理穿越岩体边界;在岩体边界与区域构 造线高角度相交的岩体末端,出现面理三连点(图1-b)。
2.4 岩体边部构造形态
  由于同构造岩体多为原地重熔,故边部形成岩浆岩向变质岩的过渡,过渡部位岩浆岩与围岩 呈互层状,其内岩浆的侵位受控于构造面理,同时又发生与围岩一致的变形,如层状岩脉顺 糜棱面理或伸展褶劈理贯入,其褶皱和拉分构造反映的运动方向与围岩的运动一致(图2-b) 。另外,同构造岩体边部经常发育围岩构造岩包体,包体的变形情况与围岩及岩体一致,但 包体面理方向可能与围岩和岩体不同(图2-a)。

图2 同构造花岗岩体边部变形特征
Fig.2 The deformation characteristics on the boundary
of t he granitic pluton
  a.云南雪龙山,围岩为糜棱状片麻岩(平面);b.喜马拉
  雅山,围岩为糜棱状片麻岩和大理岩(剖面)

2.5 变形机制
  岩体同时出现岩浆流动和高温固态变形面理,并出现由中心的岩浆流动向边部固态流动的过 渡。最典型的情况是岩体边部出现流动构造,围岩发生韧性变形,岩体的流动线理和围岩的拉伸 线理产状一致,且具有相同运动性质。
2.6 显微构造
  同构造花岗岩表现为长石平行面理拉长,其内双晶面平行于面理。长石晶体内部塑性变形不 明显,无明显动态重结晶。晶内包体与面理平行排列,特别是岩浆原生副矿物的定向排列最 能说明同构造成因(图3-a)。

图3 同构造花岗岩(a)和构造前花岗岩(b)的显微构造特 征
  Fig.3 Microstructures of syntectonic granite(a)and
pretect onic granite(b)
   a.长面双晶及包体的定向排列;b.长石的韧性变形
(动态重结晶、碎裂、双晶的不定向性及弯曲)

3 同构造花岗岩与构造前和构造后花岗岩的区别

3.1 同构造花岗岩与构造前花岗岩的区别
  如果构造前花岗岩的规模大于走滑带或未被构造带全部囊括,则其与同构造花岗岩的区别显 而易见,但如果花岗岩围限于构造带之中,那么构造前与同构造花岗岩在变形和产状特征上 都具有相同之处。如与区域构造方向一致的长轴形态、岩体全部或边部遭受变形以及岩体 内面理线理与围岩一致等,但通过仔细研究也可以区分,其区分标志如下。
  (1)总体变形 由于构造前花岗岩在以后的变形中呈现较刚性的特征,所以 其变形主要发生在岩体边缘,并且使围岩的构造面理围绕岩体发生弯曲,而且围岩面理一般 不穿越岩体边界。在岩体边界与构造线高角度相交的末端及不规则边界处可能形成岩石的应 变屏蔽区(图1-a)。
  (2)变质特征 同构造变质不出现以岩体为中心的递进形态,由于受侵位后 构造的影响,侵位时的变质晕消失。
  (3)变形机制和显微构造 镜下判别时最重要的区别是矿物变形的成因,因 为构造前岩体在后期构造作用时主要经受固态韧性变形,其内长石发生强烈的固态变形,如 碎裂和晶内的动态重结晶等,特别是长石的双晶及其内的包裹体和副矿物可能产生随机定向 (图3-b)。而同构造花岗岩矿物变形的机制为流动构造作用,长石矿物一般不具有动 态重结晶和碎裂等固态变形特征,矿物内的包裹体及副矿物呈定向排列。
3.2 构造后花岗岩体与同构造花岗岩体的区别标志 (图1-c)
  (1)岩体形态与区域构造线不协调。
  (2)岩体基本不变形或变形极微弱。
  (3)围岩面理围绕岩体弯曲,但主要发育于紧邻岩体的一个很窄的带上。
  (4)岩体内面理平行于岩体边界,而与围岩中的构造线无关。
  (5)围岩中出现切割区域构造线的变质晕,出现切割面理的矿物生长现象。
3.3 区别构造前、同构造和构造后花岗岩体的要点
  通过分析可以看出,构造前、同构造和构造后花岗岩体有时会出现相同的构造特征,如构造 前和同构造花岗岩体都会发生变形,而同构造花岗岩体有时会和构造后花岗岩体一样不变形 ,它们的形态与分布都可能受构造控制等。
  (1)判断岩体形态与构造线的关系,如两者不协调,则为构造后岩体。
  (2)判别岩体是否变形,如其变形则可排除构造后岩体,不变形岩体中内部面理与岩体边界 平行而与区域构造线无关的则为构造后岩体。
  (3)判别岩体末端面理的产状,出现应变屏蔽则一定是构造前岩体,出现面理三连点的则为 同构造花岗岩,出现岩体内外面理不一致的为构造后岩体,岩体内外面理连续的则为构造前 和同构造岩体,但两者不能区分。
  (4)利用变形岩体内矿物的变形机制区分构造前和同构造岩体,如长石是固态变形还是流动 变形,晶体内双晶、包裹体和副矿物的定向等。
  (5)根据接触变质晕来判别,构造前花岗岩体的变质晕已被破坏,同构造和构造后花岗岩均 可出现变质晕,但同构造变质晕受围岩构造控制,新生矿物平行于围岩构造面理线理,构造 后变质晕切割围岩面理,新生矿物不与围岩面理线理平行。

①国家自然科学基金青年基金资助项目(49802020,49732100)成果
作者简介:张进江,男,1964年月9生,现在中国科学院地质研究所博士后流动站从事构造地质研究工作
作者单位:中国科学院地质研究所,北京,100029

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收稿日期:1998-10-12