康健麗,王惠初,陳楓,曾樂,孫義偉,肖志斌,田輝
(1.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170;2.華北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心,天津 300170)
山西云中山地區(qū)位于五臺山和呂梁山之間,是華北克拉通早前寒武紀(jì)變質(zhì)基底的重要組成部分[1-2]。五臺和呂梁地區(qū)是早前寒武紀(jì)變質(zhì)基底研究的典型地區(qū),前人的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果[3-22]。五臺地區(qū)變質(zhì)基底以五臺雜巖為主,呂梁地區(qū)變質(zhì)基底以呂梁雜巖為主,二者之間無論變質(zhì)建造還是巖漿活動(dòng)都有很大的差別,作為中部造山帶的重要組成部分,厘定二者的構(gòu)造關(guān)系尤為重要。近年來,隨著研究的不斷深入,對五臺雜巖和呂梁雜巖中變質(zhì)表殼巖有了更深刻的認(rèn)識,也產(chǎn)生了很多的爭議,究其原因,很大程度上是由于地理位置的差距造成二者之間缺乏一個(gè)很好的連接紐帶,云中山地區(qū)是呂梁雜巖中界河口群與五臺雜巖中五臺巖群交匯接壤地帶[23],是研究五臺雜巖和呂梁雜巖天然的絕佳位置。界河口群是云中山地區(qū)最重要的變質(zhì)地層之一,因此,對界河口群的深入研究對厘清五臺雜巖和呂梁雜巖的構(gòu)造關(guān)系具有重要的意義。
典型的界河口群位于呂梁地區(qū),主要巖石類型包括(含石墨)大理巖、變泥砂質(zhì)巖石和少量的斜長角閃巖,大部分建造經(jīng)歷角閃巖相變質(zhì)作用,1/25萬岢嵐縣幅中,該群呈帶狀展布于圖幅中西部的界河口-奧家灘-陽坪上一帶,該帶也為呂梁山區(qū)該套古老表殼巖保留最好的地段,但是該套表殼巖組合已經(jīng)過多期復(fù)雜的變形,變質(zhì)作用的強(qiáng)烈改造,使得原生沉積構(gòu)造、巖相標(biāo)志、沉積厚度、層序等發(fā)生了根本性的改變,已不具地層學(xué)特征,也不符合地層學(xué)序律,而完全為一套構(gòu)造地層單位,因此,對該套建造進(jìn)行了構(gòu)造地層單位劃分,新建了界河口群,并給其以新的定義,界河口群包括園子坪巖組、陽坪上巖組、賀家灣巖組,將該群劃歸為中太古代(山西省地質(zhì)調(diào)查院,2004①山西地質(zhì)調(diào)查院.1/25萬岢嵐幅地質(zhì)圖.山西,2004.)。萬渝生等[9]對奧家灘-陽坪上、西榆皮地區(qū)界河口群的研究顯示其具有孔茲巖系的特征,形成年齡大致為2.2~2.3 Ga,為被動(dòng)大陸邊緣的產(chǎn)物;而Liu et al.[24]則認(rèn)為界河口群形成于~2.6 Ga,為大陸裂谷的產(chǎn)物,并經(jīng)歷了2.5 Ga的變質(zhì)作用。耿元生等[25]利用鋯石單顆粒測年方法以及變泥砂質(zhì)全巖Sr-Nd同位素分析,推測界河口群可能形成于2.4~2.6 Ga。張兆琪等[26]根據(jù)碎屑鋯石年齡,認(rèn)為其沉積時(shí)代應(yīng)不老于~1.9 Ga,與呂梁群、野雞山群并非上下疊置的關(guān)系,而是屬于年齡相近,變質(zhì)程度不同的巖片。劉超輝等[22]對奧家灘組黑云斜長片麻巖進(jìn)行了碎屑鋯石年齡測定,認(rèn)為其沉積時(shí)代介于1.8~2.0 Ga之間。田輝等[27]將不同地區(qū)界河口群做了詳細(xì)的年代學(xué)研究,認(rèn)為西榆皮地區(qū)的界河口群可與西部界河口-漢高山地區(qū)的界河口群對比,但杜交曲鎮(zhèn)和云中山三交鎮(zhèn)地區(qū)的界河口群均非典型的界河口群,婁煩縣杜交曲鎮(zhèn)的界河口群與五臺群相當(dāng),云中山三交鎮(zhèn)地區(qū)的界河口群應(yīng)與野雞山群或嵐河群相當(dāng),屬古元古代晚期的產(chǎn)物。米廣堯等[23]則并不認(rèn)同這一觀點(diǎn),根據(jù)侵入界河口群的峪口片麻巖的形成年齡(2 493 Ma),認(rèn)為界河口群形成于新太古代,可能與五臺群為橫向上的并列關(guān)系。由此可見,對界河口群的歸屬和形成時(shí)代還存在很大的爭議,本文擬通過對云中山地區(qū)界河口群的巖石組合、形成時(shí)代和構(gòu)造背景詳細(xì)研究,重新厘定界河口群的構(gòu)造屬性。
云中山地區(qū)大地構(gòu)造位置位于五臺山與呂梁山之間,屬于Zhao et al.[28]所劃分的華北克拉通中部帶的中段(圖1b),以發(fā)育古元古代末期云中山花崗巖而著稱,是研究華北克拉通早前寒武紀(jì)構(gòu)造演化的關(guān)鍵部位。云中山地區(qū)的早前寒武紀(jì)地質(zhì)體呈北東東向展布,韌性剪切構(gòu)造發(fā)育。研究區(qū)巖漿巖主要?jiǎng)澐譃閮善?,早期為新太古代TTG片麻巖和二長花崗質(zhì)片麻巖,晚期為古元古代晚期云中山后造山黑云母二長花崗巖和花崗質(zhì)偉晶巖。云中山花崗巖在研究區(qū)廣泛發(fā)育,耿元生等[7-8]對五寨縣東南的蘆芽山輝石石英二長巖進(jìn)行了鋯石SHRIMP U-Pb測年,獲得巖體結(jié)晶年齡為1 794±13 Ma,對寧武縣堂兒上村北西的黑云母二長花崗巖的年代學(xué)研究顯示其成巖年齡為1 801±11 Ma,二者均為后造山花崗巖,是古元古代末造山運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。云中山地區(qū)新太古代TTG片麻巖和花崗質(zhì)片麻巖的研究成果較少,對后河堡東英云閃長片麻巖的鋯石進(jìn)行U-Pb測年,得到其成巖年齡為2 499±9 Ma[13],與恒山和阜平地區(qū)~2.5 Ga的TTG片麻巖相似,可能為大陸邊緣弧的產(chǎn)物(圖1a)。
圖1 山西云中山南部三交地區(qū)地質(zhì)圖(a)(據(jù)文獻(xiàn)[2])及研究區(qū)位置(b)(據(jù)文獻(xiàn)[28])Fig.1 Geological map of the Sanjiao area,southern of Yunzhongshan,Shangxi Province(a)and studied area location after Zhao et al.(b)
在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中(山西省地質(zhì)調(diào)查院,2004),該區(qū)的變質(zhì)表殼巖被劃分為五臺巖群(北部)和界河口巖群(南部),時(shí)代分別歸屬于新太古代和中太古代。五臺巖群包括金崗庫巖組和莊旺巖組,二者均形成于新太古代(未發(fā)表數(shù)據(jù))。本次工作主要在云中山南部展開,重點(diǎn)研究對象為原界河口群。1/25萬岢嵐幅將研究區(qū)表殼巖劃分為界河口群賀家灣組,將其時(shí)代置于中太古代(山西省地質(zhì)調(diào)查院,2004),而1/5萬三交村幅將研究區(qū)變質(zhì)表殼巖都?xì)w入界河口群奧家灘巖組,將其時(shí)代置于新太古代,并根據(jù)巖石組合將其劃分為變粒巖段、云母片巖段、石英巖段和角閃巖段(山西地質(zhì)調(diào)查院,2013②山西省地質(zhì)調(diào)查院.1/5萬杜家村幅地質(zhì)圖.山西,2013.)。
項(xiàng)目組自2012年開始在三交鎮(zhèn)地區(qū)開展調(diào)查工作,經(jīng)過詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查和精細(xì)的填圖,我們發(fā)現(xiàn)本區(qū)的界河口群與呂梁地區(qū)典型的界河口群有很大的區(qū)別,缺少代表孔茲巖系的富鋁泥質(zhì)變質(zhì)巖,即賀家灣組的含榴矽線二云片巖、矽線白云石英片巖等云母類片巖,巖石組合多以變粒巖、石英巖和斜長角閃巖為主,發(fā)育少量大理巖。根據(jù)巖石組合的不同又可將這套變質(zhì)建造分為兩部分,一部分屬新太古代(Ar3Y,Y代表云中山變質(zhì)表殼巖),呈殘留體保存在新太古代眼球狀花崗閃長質(zhì)片麻巖中,主要巖石類型包括:黑云變粒巖、石英巖、斜長角閃巖、角閃變粒巖、含石榴黑云(二云)變粒巖(片巖)等,巖石中普遍發(fā)育一組向西南(240°左右)傾斜(20°~40°)的拉伸線理,可與五臺群金剛庫巖組對比。另一部分歸屬古元古代(Pt1qz,qz代表石英巖建造),與圍巖呈韌性剪切構(gòu)造接觸或被古元古代晚期侵入體分隔,主體為一套石英巖、長石石英巖、含磁鐵礦變粒巖、含磁鐵淺粒巖、二云片巖、大理巖、斜長角閃巖組合,局部褶皺構(gòu)造發(fā)育。巖石中可見較多的花崗質(zhì)脈體,長石石英巖和變粒巖中常見石榴石呈條帶狀或團(tuán)塊狀分布,大理巖也具有矽卡巖化特征,可能是后期巖漿熱液作用的產(chǎn)物[1-2]。這兩部分巖石最大的區(qū)別在于:(1)石英巖變質(zhì)變形程度不同。Pt1qz中石英巖糜棱巖化強(qiáng)烈,可見石英的拔絲構(gòu)造(圖2a),在該套巖石的頂部可見厚層狀產(chǎn)出的變質(zhì)雜砂巖,分選和磨圓均較差;Ar3Y中石英巖變形程度較淺,雖然面理也已置換層理,但礦物形態(tài)沒有發(fā)生大的變化(圖2b)。(2)斜長角閃巖的產(chǎn)狀不同。Pt1qz中斜長角閃巖發(fā)育杏仁構(gòu)造(圖3a);Ar3Y中斜長角閃巖則無此特征(圖3b)。
圖2 三交鎮(zhèn)地區(qū)石英巖野外露頭特征Fig.2 Field outcrop characteristics of quartzite in Sanjiao area
圖3 三交鎮(zhèn)地區(qū)斜長角閃巖野外露頭特征Fig.3 Field outcrop characteristics of amphibolite in Sanjiao area
本次工作我們在三交鎮(zhèn)地區(qū)分別采集了太古代的石英片巖和古元古代的長石石英巖進(jìn)行LA-ICPMS法鋯石U-Pb測年工作,從中獲得了一些重要年齡信息。
從三交鎮(zhèn)峪口村溝中采集石英巖大樣兩件(16JL38-1、16XZ01-1),年代學(xué)分析結(jié)果分別見表1和表2。兩件樣品的鋯石特征很相似,振蕩環(huán)帶明顯(圖4),為典型的巖漿鋯石,且諧和年齡和年齡圖譜也基本一致,在年齡譜圖上可見~2.52 Ga 和~2.65 Ga兩個(gè)峰值,代表華北克拉通兩次重要的地殼增生事件。16JL38-1樣品部分鋯石鉛丟失嚴(yán)重,因此最小的207Pb/206Pb年齡已經(jīng)不能限定界河口群的上限年齡,大部分的鋯石年齡組成一條不一致線,其上交點(diǎn)年齡分別為2 516 Ma,其余部分鋯石的不一致線上交點(diǎn)年齡為2 654 Ma(圖5)。16XZ01-1樣品中大部分的鋯石年齡為2 501 Ma,剩余鋯石的年齡則為2 657 Ma(圖6)。
圖4 三交鎮(zhèn)地區(qū)石英巖中鋯石CL圖Fig.4 Zircon’s CL images of quartzite in Sanjiao area
圖5 山西云中山地區(qū)石英巖(16JL38-1)鋯石U-Pb諧和圖Fig.5 U-Pb concordia diagrams of zircons from the quartzite(16JL38-1)in Yunzhong Mountain area, Shanxi
圖6 山西云中山地區(qū)石英巖(16XZ01-1)鋯石U-Pb諧和圖Fig.6 U-Pb concordia diagrams of zircons from the quartzite(16XZ01-1)in Yunzhong Mountain area, Shanxi
表1 山西云中山地區(qū)石英巖(16JL38-1)鋯石U-Pb定年結(jié)果Table 1 Zircon dating results of the quartzite(16JL38-1)in the Yunzhong Mountain,Shanxi
表2 山西云中山地區(qū)石英巖(16XZ01-1)鋯石U-Pb定年結(jié)果Table 2 Zircon dating results of the quartzite(16XZ01-1)in the Yunzhong Mountain,Shanxi
界河口群斜長角閃巖和變粒巖的巖石地球化學(xué)分析結(jié)果見表3?!敖绾涌谌骸弊冑|(zhì)火山巖主要為黑云變粒巖和角閃變粒巖,斜長角閃巖較少。在TiO2-SiO2圖解上可以看出,無論是古元古代的斜長角閃巖、黑云變粒巖和角閃變粒巖,亦或是新太古代的斜長角閃巖、黑云變粒巖和角閃變粒巖,其原巖均為火成巖(圖7)。結(jié)合鏡下鑒定的結(jié)果,古元古代斜長角閃巖原巖為玄武巖,黑云變粒巖原巖為玄武安山巖;新太古代斜長角閃巖原巖亦為玄武巖,而黑云變粒巖的原巖變化則較大,有安山巖、粗安巖和英安巖(圖8)。
圖7 山西云中山地區(qū)黑云變粒巖和斜長角閃巖TiO2-SiO2圖解Fig.7 TiO2-SiO2 diagram of Bi-leptynite and amphibolite in Yunzhong Mountain area, Shanxi
Pt1qz斜長角閃巖和黑云變粒巖的主量元素含量相近,SiO2含量為49.99%~55.71%;TiO2含量為0.37% ~0.62%,屬 低 鈦 玄 武 巖;Al2O3含 量 為14.24%~17.58%,斜長角閃巖鋁含量較黑云變粒巖要高;Fe2O3含量為1.27%~1.89%;FeO 含量為7.81%~8.77%;CaO 含量為4.88%~9.60%;MgO 含量為6.87%~8.28%,相應(yīng)的Mg#為60.13~65.62;K2O含量為0.12%~0.50%,Na2O 含量為3.20%~4.20%,Na2O/K2O 值較高,為6.4~35,CaO/ Al2O3為0.34~0.55,反映巖漿淺成的特點(diǎn)。在火山巖TAS 圖解中(圖8),Pt1qz斜長角閃巖和黑云變粒巖屬亞堿性系列。
Ar3Y斜長角閃巖與Pt1qz斜長角閃巖主量元素相似,低SiO2、TiO2,高Al2O3、CaO和MgO,區(qū)別之處在于Na2O/K2O,Ar3Y斜長角閃巖(Na2O/K2O=3.66)較Pt1qz斜長角閃巖(Na2O/K2O=16.52)要低很多。Ar3Y黑云變粒巖SiO2含量變化較大,為54.21%~66.72%;TiO2含量也較低,為0.45%~0.84%;Al2O3含量為14.70%~19.01%;Fe2O3、FeO 和MgO 含量均較低;CaO 含量相差較大,為1.58%~8.02%。在火山巖TAS圖解中(圖8),Ar3Y斜長角閃巖和黑云變粒巖多分布于亞堿性系列區(qū)域,有三個(gè)樣品屬于堿性系列。
圖8 山西云中山地區(qū)黑云變粒巖和斜長角閃巖TAS圖解Fig.8 TAS diagram of Bi-leptynite and amphibolite in Yunzhong Mountain area, Shanxi
Pt1qz斜長角閃巖稀土元素總量較低,僅為14.10×10-6,黑云變粒巖稀土元素總量為66.79×10-6~80.28×10-6。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的稀土元素配分曲線(圖9a)表明,斜長角閃巖輕稀土虧損,重稀土較為富集,與N-MORB的稀土配分區(qū)線類似,δEu為1.41,呈現(xiàn)明顯的正異常,表明斜長石未分異出去。黑云變粒巖的樣品具有相似的稀土配分模式,即呈現(xiàn)出輕稀土富集,重稀土平坦,輕、重稀土分異較為顯著(LREE/HREE=4.57~5.13)的特征,Eu異常并不顯著(δEu=0.85~0.93),而且在薄片中可見斜長石普遍出現(xiàn),表明雖然斜長石經(jīng)歷了分離結(jié)晶作用,但是它們沒有從巖漿中分離出去。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖10a),斜長角閃巖和黑云變粒巖的配分區(qū)線也有明顯的不同,斜長角閃巖富集Rb、K、P 和Sr,略虧損Nb、Ta、Zr和Ti,黑云變粒巖富集Rb、Th和U,但虧損Nb、Ta、Ti和P。
續(xù)表1
續(xù)表2
Ar3Y斜長角閃巖和黑云變粒巖稀土和微量元素具有基本相同的性質(zhì)。稀土元素總量較低,為51.16×10-6~199.06×10-6。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的稀土元素配分曲線顯示輕稀土富集、重稀土虧損的右傾型,斜長角閃巖δEu為1.16,顯示斜長石的堆晶,黑云變粒巖δEu為0.3~0.92,表明斜長石有一定程度的分離結(jié)晶,并分異出去(圖9b)。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素配分曲線顯示強(qiáng)烈富集大離子親石元素K、Rb、Th 等,虧損Nb、Ta、Sr、P 和Ti,而無Zr、Hf 負(fù)異常,具有弧巖漿的特征(圖10b)。
圖9 山西云中山地區(qū)黑云變粒巖和斜長角閃巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE配分模式圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.9 Chondrite-normalized REE pattern of Bi-leptynite and amphibolite in Yunzhong Mountain area, Shanxi(chondrite value of Sun and McDonough, 1989)
圖10 山西云中山地區(qū)黑云變粒巖和斜長角閃巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(PM標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)Sun and McDonough[29])Fig.10 PM-normalized incompatible element spider pattern of Bi-leptynite and amphibolite in Yunzhong Mountain area, Shanxi(chondrite value of Sun and McDonough[29])
云中山地區(qū)界河口群巖石組成復(fù)雜,且變質(zhì)變形強(qiáng)烈,缺乏合適的測年對象,因而研究程度較低,關(guān)于界河口群的形成時(shí)代和沉積環(huán)境一直尚未得到很好的解決。本次工作將云中山地區(qū)的界河口群做了系統(tǒng)的研究,認(rèn)為應(yīng)將傳統(tǒng)意義上的界河口群進(jìn)行解體。
云中山地區(qū)界河口群主要的巖石類型為黑云變粒巖、石英巖、云母片巖和斜長角閃巖等,缺乏代表孔茲巖系的富鋁泥質(zhì)變質(zhì)巖,綜合前人及本次的研究成果,將界河口群的巖石類型歸納為五類:黑云變粒巖、石英巖、二云母片巖、大理巖和斜長角閃巖。云中山地區(qū)界河口群存在兩種產(chǎn)出狀態(tài),一種呈殘留體保存在新太古代眼球狀花崗閃長質(zhì)片麻巖中,主要巖石類型包括:黑云變粒巖、石英巖、角閃變粒巖、含石榴黑云(二云)變粒巖(片巖)、斜長角閃巖等,其中石英巖的年代學(xué)研究顯示其中碎屑鋯石全部為~2.5 Ga和2.65 Ga的巖漿鋯石,未見古元古代的年代學(xué)信息,同時(shí),這部分變質(zhì)建造以包裹體的形式存在于~2 486 Ma的花崗片麻巖中[1],這表明該區(qū)界河
口群的形成年齡老于~2.5 Ga,為新太古代的變質(zhì)建造,根據(jù)地球化學(xué)特征,二云母片巖的原巖應(yīng)為泥砂質(zhì)巖石,石英巖的原巖為砂巖,SiO2可達(dá)90%以上,二者應(yīng)為新太古代晚期的沉積建造,可與五臺群對比,表明在新太古代晚期已存在相對成熟的地殼;另一種與新太古代古元古代花崗巖呈韌性剪切構(gòu)造接觸或被古元古代晚期侵入體分隔,主體為一套石英巖、長石石英巖、含磁鐵礦變粒巖、含磁鐵淺粒巖、二云片巖、大理巖、斜長角閃巖組合[1-2],對其中石英巖的年代學(xué)研究顯示,碎屑鋯石年齡出現(xiàn)兩個(gè)峰值,分別是2 143±15 Ma和2 599±11 Ma,~2.6 Ga的鋯石為捕獲的巖漿鋯石,~2.14 Ga的這一組年齡與赤堅(jiān)嶺雜巖的形成時(shí)代相當(dāng),因此,這部分石英巖的形成時(shí)代應(yīng)晚于~2.14 Ga,另外,該套巖石中大理巖被1 940 Ma含石榴二長花崗片麻巖侵入[27],表明二者的沉積時(shí)限應(yīng)在1.94~2.14 Ga,在長石石英巖中有斜長角閃巖夾層,可見明顯的氣孔杏仁構(gòu)造,與“野雞山群”白龍山組相似[27],結(jié)合巖石組合與變形特征,我們推斷該區(qū)界河口群大致可與滹沱群、嵐河群和野雞山群對比。
表4 山西云中山地區(qū)變質(zhì)火山巖主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)Table 4 Major(wt%)and trace elements(×10-6)compositions of the metavolcanics rocks in the Yunzhong Mountain,Shanxi
研究區(qū)Ar3Y斜長角閃巖在TAS圖解上顯示為玄武巖,低SiO2、TiO2,高Al2O3、CaO和MgO,顯示高鋁玄武巖的特征。黑云變粒巖SiO2含量變化較大,在TAS圖解中顯示從玄武安山巖到英安巖均有分布。Ar3Y斜長角閃巖和黑云變粒巖均表現(xiàn)出大離子親石元素和輕稀土元素明顯富集及高場強(qiáng)元素Nb、Ta和Ti明顯虧損的地球化學(xué)特征,顯示其形成與大洋板塊俯沖作用有關(guān)[30]。
Pt1qz斜長角閃巖和黑云變粒巖Mg#值較高(平均62.51),接近幔源玄武質(zhì)原生巖漿鎂質(zhì)范圍[33],可能為部分熔融的產(chǎn)物。斜長角閃巖稀土總量極低,甚至低于N-MORB,配分區(qū)線與N-MORB也有一定的相似性,可能為伸展背景下的產(chǎn)物。黑云變粒巖輕重稀土分異比較明顯,右傾型,微量元素相對富集大離子親石元素Rb、Th 和U,略虧損Nb、Ta、Ti 和P等高場強(qiáng)元素,兼具消減和板內(nèi)玄武巖的特征,但較高的Zr 含量(61.70×10-6~67.20×10-6)和Zr/Y 值(3.17~3.71),與板內(nèi)玄武巖更為接近。另外,(Th/Nb)N 值為2.58~9.72(>1),Nb/La 值為0.24~0.29(<1),加之Nb、Ta、Ti的負(fù)異常,是受地殼混染大陸玄武巖的典型特征[34]。同時(shí),在構(gòu)造環(huán)境判別圖解上(圖11)可見,斜長角閃巖和黑云變粒巖的樣品均落在陸內(nèi)裂谷或陸源裂谷的區(qū)域內(nèi)。結(jié)合Pt1qz的巖石組合特征,推測該套巖石有可能形成于陸內(nèi)裂谷的構(gòu)造環(huán)境,萬渝生等[9]對赤堅(jiān)嶺地區(qū)界河口巖群的研究也得到相同的結(jié)論,而大理巖的發(fā)育則是陸內(nèi)裂谷盆地向陸表海演化過程中的沉積建造。
圖11 山西云中山地區(qū)Pt1qz變質(zhì)火山巖的構(gòu)造判別圖解Fig.11 Tectonic discrimination diagrams of the Pt1qz metavolcanics rocks in Yunzhong Mountain area, Shanxi
界河口巖群在形成時(shí)代和構(gòu)造環(huán)境上一直存在很大的爭議,萬渝生等[9]、吳昌華等[35]認(rèn)為界河口巖群屬孔茲巖系,形成于華北太古宙克拉通被動(dòng)大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境,其時(shí)代為古元古代。李江海等[36]則認(rèn)為界河口巖群的裂谷屬性是由于古元古代裂谷環(huán)境的巖漿建造疊加于孔茲巖系之上造成的,實(shí)際上,界河口巖群孔茲巖系屬于新太古代。本次工作對云中山地區(qū)界河口巖群的詳細(xì)研究認(rèn)為本區(qū)界河口巖群應(yīng)劃分為兩部分,一部分歸屬于古元古代,另一部分歸屬于新太古代,地球化學(xué)特征的研究也顯示,這兩套巖石性質(zhì)完全不同,放在一起建群并不合適。
近年來,呂梁-云中山地區(qū)早前寒武紀(jì)基底演化的研究取得了很大的進(jìn)展,大量的證據(jù)表明新太古代處于俯沖消減的構(gòu)造背景之下。云中山地區(qū)~2.5 Ga的TTG[1]和變質(zhì)高鎂火成巖組合[2]都是形成于消減俯沖的大陸島弧環(huán)境,而且變質(zhì)高鎂火成巖組合從超鎂鐵質(zhì)巖到高鎂安山巖似乎具有從大洋島弧向大陸島弧演化的趨勢,為太古宙板塊俯沖和洋陸轉(zhuǎn)換提供了新證據(jù)。2.45~2.20 Ga處于全球巖漿活動(dòng)的“寧靜期”,克拉通內(nèi)部以陸內(nèi)伸展、大陸裂開和被動(dòng)大陸邊緣沉積環(huán)境為典型特征[37]。然而,近年來的研究顯示,越老越多該時(shí)期的巖漿記錄被發(fā)現(xiàn)[38-40]。呂梁地區(qū)~2.38 Ga的蓋家莊A型花崗巖[41]以及云中山地區(qū)~2.37 Ga的I型花崗巖(龐志斌未發(fā)表數(shù)據(jù))的發(fā)現(xiàn),表明呂梁-云中山地區(qū)這一時(shí)期巖漿活動(dòng)依然活躍。蓋家莊A2型花崗巖和云中山北段的I型花崗巖的確定揭示了華北克拉通在~2.5 Ga形成之后于~2.4 Ga開始轉(zhuǎn)入陸塊碰撞拼合之后的伸展拉張構(gòu)造環(huán)境,并在此后相繼發(fā)生裂解、消減和最終碰撞拼合形成統(tǒng)一穩(wěn)定的華北克拉通[42],而云中山地區(qū)Pt1qz、呂梁地區(qū)的嵐河群和野雞山群、五臺地區(qū)的滹沱群即是在裂解階段形成的沉積建造,同時(shí),贊皇地區(qū)許亭花崗巖[43]和云中山北段~2.1 Ga的變質(zhì)酸性侵入巖(龐志斌未發(fā)表數(shù)據(jù))也是該期裂解事件的產(chǎn)物。
(1)云中山地區(qū)原“界河口群”變質(zhì)表殼巖應(yīng)劃分為兩部分:一部分為Ar3Y,形成年齡老于~2.5 Ga,呈殘留體保存在新太古代花崗片麻巖中,主要巖石類型包括:黑云變粒巖、石英巖、角閃變粒巖、斜長角閃巖等;另一部為Pt1qz,沉積時(shí)限應(yīng)在1.94~2.14 Ga,與新太古代花崗巖呈韌性剪切構(gòu)造接觸或被古元古代晚期侵入體分隔,主體為一套石英巖、磁鐵變粒巖、大理巖、斜長角閃巖組合。
(2)對兩套巖石中變質(zhì)火山巖的地球化學(xué)研究表明,Pt1qz形成于伸展背景下,有可能是陸內(nèi)裂谷構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物,Ar3Y則形成于俯沖消減的島弧構(gòu)造背景下,兩套巖石的產(chǎn)出展示了云中山地區(qū)由太古代的俯沖消減向后期伸展的過程。