现代岩石学

变质岩与变质作用条件工作区位于锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗境内。本次矿产地质调查工作包括4个1∶5万图幅，完成了全区1431km2的1∶5万矿产地质填图、1∶5万土壤测量、1∶5万高精度磁法测量、1∶5万遥感地质解译工作，矿产检查完成1∶1万地质草测92.8km2、地质剖面测量104.1km，1∶1万电法剖面测量65.66km，1∶1万高精度磁法剖面测量46.86km，1∶1万土壤剖面和综合地质剖面测量123.16km，探槽1967m3。本次调查的主要成果是：建立了测区的地层系统，用岩性-岩相双重填图法对晚侏罗世火山岩进行了填图，对侵入岩按时代加岩性的原则进行了解体，建立了测区构造格架，新发现古人类活动遗迹一处；分析了各类地质条件与成矿作用的关系，进行了测区成矿预测；通过1∶5万高精度磁法测量，圈定出8处磁异常；通过1∶5万土壤测量，圈定综合异常24个；通过遥感地质解译提取出蚀变信息异常13处；新发现矿点、矿化点15处，提供可进一步工作的矿点4处。经内蒙古自治区地质勘查项目招标委员会办公室最终验收评审获良好级。测区变质岩主要包含于泥盆系－奥陶系地层中，在中生带地层和侵入岩中亦有少量分布。变质作用的成因类型包括区域变质作用、接触变质作用、动力变质作用和气液变质作用，各类变质作用的基本特征见表2-36。表1变质作用类型及特征简表一、区域变质岩与区域变质作用（一）区域变质岩岩石特征区域变质岩主要分布于奥陶系－泥盆系地层中，包括变质火山岩和变质沉积岩两类，其中变质火山岩主要赋存于中奥陶统铜山组和多宝山组地层中，在第三节火山岩石部分已经作了叙述，变质沉积岩主要赋存于泥盆系和志留系地层中，在奥陶系地层中大量发育，可进一步划分为板岩类、变质砂碎屑岩类、结晶灰岩类和变质硅质岩类3种，各类变质岩及其代表性岩石特征如下：1．板岩类(1)粉砂质绢云板岩岩石呈灰-深灰色、浅黄色等，残余含粉砂质显微鳞片变晶结构，似板状构造。主要由砂、粉砂、粘土质、新生变质矿物组成。新生变质矿物为绢云母及少量绿泥石，含量一般＞30%。绢云母呈无色鳞片状，片径多＜0.1mm，个体长轴有明显的定向性分布，集合体呈线纹、条纹状定向，有时岩石中绢云母集合体呈斑点状聚合，形成斑点板岩。绿泥石呈绿色，鳞片状，片径多＜0.1mm，分布状态与绢云母相同。另外岩石常见少量铁质、炭质等，呈线纹状集合体平行片理分布。副矿物为磷灰石和锆石。(2)含砂质硅质绿泥板岩岩石呈绿灰色，显微鳞片变晶结构，似板状构造，主要由绿泥石、硅质及砂级碎屑组成。绿泥石呈细小鳞片状，0.005～0.03mm，定向分布，含量45～50%。硅质呈隐晶质-微晶状，含量45%。砂级碎屑主要为石英、长石及岩屑，粒度一般0.05～0.25mm，星散状或定向分布，5～10%。(3)绢云砂质板岩岩石呈灰-黄灰色，变余砂状结构，似板状构造。岩石主要由变余砂级碎屑和填隙物组成。砂级碎屑成分由含量10～15%的长石、20～25%的石英、50%的岩屑组成，粒度以0.05～0.25mm的细粒为主，部分达0.25～0.5mm，定向性好，岩屑变为绢云母和长英质集合体，略显定向拉长。填隙物变为绢云母，集合体呈似条纹状定向分布。副矿物为磁铁矿、锆石、磷灰石。2．变质碎屑类（1）变质含粘土质粉砂岩岩石呈灰色、黄灰色，变余含砂泥质粉砂结构（版图2-3），块状构造。岩石由砂、粘土质、粉砂和新生变质矿物组成。变余的碎屑成分为长石、石英及少量岩屑，重结晶明显，长石具土化和绢云母化，细碎屑略显定向性。新生变质矿物多由粘土质变质而成，黑云母呈褐色，微片状，片径一般＜0.05mm，矿物长轴略显定向被绿泥石、帘石等交代，具明显多色性Ng′＝红褐色，Np′＝浅黄色，含量10%。阳起石呈淡绿色，自形－半自形柱状，粒度一般＜0.05～0.1mm，矿物具弱多色性，Ng′＝淡绿色，Np′＝浅黄色，含量5%。钠长石呈它形，粒度＜0.1mm，局部见似条纹状集合体，An＝8，含量30%。新生变质矿物集合体呈条痕、条纹状定向分布。副矿物为磷灰岩、锆石。（2）变质粉砂质细砂岩岩石呈灰绿色-黄绿色，灰色，变余粉砂质细粒砂状结构，块状构造。岩石由砂、粉砂、新生变质矿物组成。碎屑成分为长石、石英和岩屑，次棱角状-次圆状，粒度以0.05～0.025mm的细粒为主，含量50～55%，0.01～0.05的粉砂次之，含量30～40%，长石颗粒具土化和绢云母化。新生变质矿物为无色绢云母、绿色绿泥石，呈鳞片状，片径一般＜0.1mm，长轴略显方向性，围绕或垂直碎屑分布，含量10～15%。副矿物为磷灰岩、锆石。（3）变质细粒长石岩屑砂岩岩石呈黄灰色、绿灰色，变余细粒砂状结构，块状构造。岩石由砂、填隙物及少量粉砂组成。砂粒成分长石35～40%、岩屑＞45%、石英5%，次棱角状-次圆状，略显重结晶，粒度0.05～0.25mm，长石土化、绢云母化。填隙物已变为次闪石、帘石等，可见少量铁质胶结物。次闪石为阳起石，淡绿色，半自形纤柱状，长轴定向，粒度0.1～0.3mm，多色性Ng′＝浅绿色，Np′＝浅黄色，分布不均匀，帘石呈半自形－它形柱粒状，粒度＜0.1mm，集合体长轴状定向，种类为黝帘石和绿帘石，次闪石和帘石含量＜5%。副矿物为磷灰岩、锆石、电气石。（4）变质中细粒岩屑石英砂岩岩石呈灰-黄灰色，变余中细粒砂状结构，块状构造或似变余层理构造，主要由砂级碎屑和填隙物组成。碎屑成分石英75～80%，岩屑15～20%，长石少量，颗粒大小以0.05～0.25mm的细粒为主，0.25～0.5mm的中粒次之，亦可含有少量粉砂。长石部分变为绿泥石、绢云母及长英质集合体。填隙物为粘土杂基，多变为绿泥石等，定向分布，含量5～10%。各组分不均匀分布构成变余层理构造。（5）变质中细粒石英砂岩岩石呈灰色、黄灰色，变余中细粒砂状结构，块状构造。砂粒成分为石英和岩屑，呈棱角-次棱角状，以0.1～0.25mm的细粒为主，0.25～0.5mm的中粒次之，石英边界不清晰，重结晶明显，含量90～95%。填隙物之粘土杂基已变质为绢云母、微晶黑云母和绿泥石等，另有少量铁质胶结物。新生矿物均呈鳞片状，片径＜0.1mm，呈填隙状围绕或垂直砂粒分布。（6）变质粉砂质细粒长石石英砂岩岩石呈灰-黄灰色，绿灰色，变余粉砂质细粒砂状结构（图2-4），块状构造。岩石由砂、粉砂、填隙物组成，砂粒成分为长石（20%）、石英（45%）及少量岩屑（10%），粉砂成分为长石、石英，含量25%。碎屑呈次棱角-次圆状，边界不清晰，长石土化、绢云母化明显，石英具次生加大边。填隙物以粘土质杂基为主，铁、硅质胶结物较少，含量5%。其中硅质胶结物已变为石英的次生加大边，粘土质岩屑和杂基均已重结晶为绢云母和绿泥石，多呈＜0.05mm的鳞片状，长轴略显定向性，垂直或围绕砂粒分布。副矿物为磷灰岩、锆石。（7）变质粗中粒岩屑石英砂岩岩石呈灰-黄灰色，变余粗中粒砂状结构，似板状、块状构造。砂粒成分以岩屑为主，含量50～60%，石英及长石约20～30%，呈次棱角－次圆状，以0.25～0.5mm的中粒为主，0.5～2mm粗粒次之，另外含有约10%的砾石，石英重结晶明显。填隙物以粘土质杂基为主，少量为铁质胶结物，其中粘土质杂基均变为绢云母、绿泥石和微晶黑云母，新生矿物呈鳞片状，黑云母褐色，片径＜0.1mm，长轴定向，围绕砂粒分布，集合体呈条纹状、条痕状平行定向分布，含量10～15%，原岩可能为杂砂岩。副矿物为磷灰岩、锆石。（8）含绢云石英岩岩石呈浅灰色，含鳞片粒状变晶结构，块状构造。岩石主要由石英和绢云母组成。石英呈它形粒状，粒径0.05～0.25%mm，镶嵌状分布，含量＞90%。绢云母呈细小鳞片状，片径0.01～0.1mm，不规则状或堆状分布，含量＜10%。副矿物为磁铁矿、磷灰岩、锆石。（9）变质砾岩类变质砂质砾岩，岩石呈浅灰色，变余砂质砾状结构，块状构造。岩石主要由砂砾级碎屑和填隙物组成。砾级碎屑粒度2～10mm，次圆状，已变为绢云长英质集合体，略定向，呈假象存在，含量55～70%。砂级碎屑为石英、岩屑，粒度2～0.5mm，定向明显，岩屑变为石英、长英质或绿泥绢云集合体，部分界线模糊不清晰，含量15～20%。填隙物粘土杂基变为绢云母、绿泥石，明显定向，含量10～15%。3．硅质岩和结晶灰岩类（1）变质生屑硅质岩岩石呈浅灰色-灰白色，变余生屑结构，块状构造。岩石由生屑、硅质和少量新生矿物组成。生屑种类为海绵骨针、放射虫及少量苔藓虫，均已重结晶，略显定向分布，含量45～50%。硅质呈隐晶质和微晶状，粒径多＜0.1mm，，含量45%。新生矿物以绢云母为主，少见绿泥石，呈鳞片状，片径＜0.1mm，个体边界不清晰，集合体呈条纹状定向，含量5～10%。副矿物为磷灰石。（2）变质硅质岩浅灰色，变余隐晶质结构，块状构造。岩石由硅质，少量陆源砂和新生变质矿物组成。硅质呈微晶－隐晶状，颗粒一般＜0.05mm，重结晶不均匀，边界不清晰，含量70～95%。另外，岩石可含有＜25%的粘土，隐晶-微晶状，定向明显，向粘土质硅质岩过渡。新生变质矿物为绿色绿泥石和无色绢云母，呈细小鳞片状，片径一般＜0.1mm，集合体呈线纹状、条纹状定向，含量5%±。（3）结晶灰岩岩石呈灰-浅灰色，岩石呈细粒-细晶结构，块状构造。主要由方解石组成，含量＞90，另外含有少量石英及新生白云母等。（二）变质相与变质作用形成时代1．变质相本区古生代中奥陶世－晚泥盆世经受了同等程度的变质作用的改造，所形成的变质岩石以变余结构和显微鳞片变晶结构为主，原岩岩貌尚可辨认，新生变质矿物粒度细小，矿物种类包括绢云母、绿泥石、绿帘石、钠长石、黝帘石、阳起石、黑云母、方解石等。具有代表性的典型变质矿物共生组合主要有：（1）绿泥石+绢云母（2）绢云母＋绿泥石＋石英（3）绿泥石＋黑云母＋绢云母+石英（4）方解石+石英（5）阳起石＋黝帘石＋绿帘石（6）黑云母＋阳起石＋钠长石＋石英以上第一第三矿物组合主要产于板岩和变质碎屑中，第四矿物组合主要产于变质灰岩类中，第五与第六矿物组合主要产于变质火山岩和变质碎屑岩中。这些典型变质矿物共生组合显示了低绿片岩相的变质特征，绿泥石、黑云母、阳起石、黝帘石等实验室变质反应的形成温度为325－470°，压力0.2－0.7GPa，属低压相系的区域低温动力变质作用类型。2．变质作用形成时代本区自中奥陶统铜山组－上泥盆统安格尔音乌拉组均遭受了低绿片岩相变质作用的改造，区内缺失石炭统和二叠统地层，早二叠世侵入岩低绿片岩相改造不具透入性，中生代地层未遭受区域变质作用的改造，因此低绿片岩相变质作用的形成时代大致为晚泥盆世晚期－晚石炭纪。另外，本区早古生代地层和晚古生地层沉积不连续，并且未见到直接接触界面，也未发现叠加变质现象，所以加里东期变质作用难以和华力西期变质作用相区分，本次仅能确定华力西期变质作用的存在。二、接触变质岩与接触变质作用本区华力西晚期花岗岩和燕山早期中花岗岩发育，在岩体的接触界线附近形成了规模和类型不同的接触变质岩。在努仁查干敖包岩体的西南边缘、沟特岩体的东南边缘和花那格特一带形成了规模较大的接触变质带，其余岩体的边缘接触变质带不明显或零星出露。接触变质岩可划分为与接触交代变质作用为主的矽卡岩类和热接触变质作用为主的角岩类。矽卡岩类接触带见于努仁查干敖包南中奥陶统铜山组地层中，位于努仁查干敖包燕山早期花岗岩体的外缘，形成了查干敖包铁锌矿床，区内蚀变矿化带长度＞1.3km，宽度＞0.5km，产状基本与地层产状一致，约为335～340°∠70～86°，该带及其附近叠加有明显的热接触变质作用和气液变质作用。沟特岩体东南边缘岩燕山早期花岗岩与中奥统多宝山组和上志留统卧都河组外接触带形成了角岩类接触变质带，呈北东向展布，长度约6km，宽度100～200m，在其外围气液变质作用明显。花那格特上侏罗统红旗组地层的中-上部层位角岩化明显，角岩化带宽度＞2～3.5km，长度＞5km。两类接触变质岩的典型岩石特征、变质相和形成时代描述如下：（一）接触变质岩岩石特征1．矽卡岩类（1）石榴方解透辉矽卡岩P6b8岩石呈绿灰色、黄绿色，粒状变晶结构，块状构造。