周口店三大岩类资料

第二章侵入岩周口店地区岩浆侵入活动以中、酸性为主，面积最大者为房山复式侵入体。此外在牛口峪、一条龙等处尚有规模较小的侵入体出露；各类岩脉在房山复式侵入体内及围岩中较为发育。现以前人（谭应佳等，1987；五万分之一周口店幅区调报告，1988；张吉顺等，1990；马昌前等，1996）资料为基础，结合笔者长期教学实践和研究简述如下。第一节房山复式侵入体房山复式侵入体西界车厂，东临羊头岗，北抵东岭子，南至东山口，平面上近于圆形，直径7.5～9km，面积约60km2，为一中等规模的岩株。其接触面产状较陡，一般倾向围岩。复式岩体早期侵位的是石英闪长岩体和闪长岩体，后期侵位的是花岗闪长岩体，前者因后者的侵入穿插而破裂成若干个小岩体散布于外缘。在官地村北127.2高地等处可见石英闪长岩体的流面被花岗闪长岩体切割等现象，可视为复式岩体相继侵入活动的依据。一、花岗闪长岩体1．岩相带（单元）划分花岗闪长岩体内钾长石斑晶呈有规律的变化。据其大小、含量和环带特征的差异性，将花岗闪长岩体从外向内划分为边缘相、过渡相和中央相，其间无明显分界。据钾长石斑晶含量统计研究，钾长石斑晶的高含量区在过渡相带内。岩体内部相带（单元）的划分尚有不同观点。张吉顺等（1990）将整个复式岩体从边缘至中央依次分出暗色细粒石英闪长岩（A）、中粒石英闪长岩（B）、似斑状花岗闪长岩（C）和巨斑状花岗闪长岩（D）4个相带，其中B—D三个相带分别相当于上述的边缘相、过渡相和中央相；而A相带则是相对较早侵位的石英闪长岩（图2-1）。周正国等（1992）则认为花岗闪长岩体内部不是相带，而是岩浆多次上涌的产物，并进一步将房山岩体划分为4个基本单元。经笔者野外观察研究，现阶段仍以张吉顺等（1990）的划分方案开展教学活动。2．岩石定名由于岩石为粗粒似斑状结构，单凭薄片定名有误，故前人采用野外和室内相结合的方法对斑______晶和基质矿物的含量分别进行统计，八个点的统计结果见表2-1。可以看出，从边缘到中央，造岩矿物的含量具有明显的变化规律：暗色矿物从多到少，石英由少变多，钾长石斑晶含量由无到逐渐增多，后又减少，反映了岩浆从边缘到中央，由较基性向较酸性的演化。经对比分类，岩体的过渡相和中央相岩石的正确命名应为花岗闪长岩，仅在岩体西北部由于钾长石斑晶含量增多而出现石英二长岩；边缘相的基本名称为石英闪长岩，仅在岩体东部丁家洼一带由于钾长石增多也出现石英二长岩种属。3．矿物组成花岗闪长岩的主要造岩矿物为斜长石、条纹微斜长石和石英；次要矿物是绿色普通角闪石和黑云母；副矿物常见者有磁铁矿、磷灰石、榍石、锆石等，偶尔可见褐帘石。4．岩石化学特征根据表2-2测试数据分析，从边缘向中央，SiO2增加较快，Na2O和K2O增加缓慢，而CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、FeO等则下降，反映了向岩体中心岩石酸性程度增加的一般岩浆演化方向。本岩体另一岩石化学特征是Si、Na、K高，Ca、Mg、Fe低，故应属于正常的SiO2过饱和的钙碱性岩类。5．岩体形成温度从业已获得的中央相全岩化学成分（表2-2）和中央相斜长石（An27）斑晶含量（平均1%）的实际资料，选用pH2O=0.1GPa的斜长石斑晶与熔体交换平衡反应热力学公式（M.Kudo，1970）来估算，中央相开始结晶的温度为909℃；根据J.A.Whitny和J.C.Stormer（1977）提出的低温系列二长温度公式计算，中央相的成岩温度为669℃，这些结果与前人（邓晋福，1978）计算房山岩体接触变质带矽线石形成温度必须大于800℃的结论吻合（据五万分之一周口店幅区调报告，1988）。6．岩体形成时代岩体直接侵入的地层为下二叠统，但接触热变质晕影响的地层为中侏罗统龙门组。因此，岩体侵入时代应在中侏罗世以后。据前人同位素年龄资料统计，其值变化在100～140Ma之间，为燕山运动晚期的产物（谭应佳等，1987）。7．捕虏体（包体）花岗闪长岩体中捕虏体（包体）主要集中于边缘相和过渡相，长轴多在10～50cm之间。处于边缘相中包体因经受强烈的压扁作用而呈铁饼状，其长轴或扁平面大致平行于接触带。它们可大致分为两类：一类为来自围岩的碎块（如大理岩、变质砂岩、角闪岩、各种片麻岩、细粒石英闪长岩等，如官地附近125.5高地所见）；另一类为深部包体。经研究，从边缘相到中央相捕虏体（包体）具有一定的变化规律：数量由多到少；成分由复杂到单一；形状上从次棱角到纺锤状；界线由截然到不清楚至模糊（微粒暗色者除外）；从没有长石变斑晶（交代斑晶）到出现白色斜长石变斑晶及浅肉红色钾长石变斑晶；改造程度由浅到深。8．伴生脉岩岩体内发育有多种脉岩，一般宽几厘米、长数米至几十米不等。根据穿插关系判断，各种脉岩的生成顺序为：花岗闪长岩脉→花岗岩脉→细晶岩脉→长英岩脉及伟晶岩脉→煌斑岩脉。岩_____性以酸性为主。多数岩脉较集中发育于岩体的边缘相及过渡相内，平面上则呈放射状展布。二、细粒石英闪长岩体石英闪长岩体是相对早期侵位的岩体，呈小型零散状分布于羊耳峪、丁家洼、官地及东山口等地（图2-1）。根据各个小岩体的岩石化学鉴定结果，可知官地一带的岩性为暗色闪长岩，东山口、丁家洼等地的小岩体为石英闪长岩。它们皆以细—中粒等粒结构、颜色深、暗色矿物含量高等特征而区别于花岗闪长岩体边缘相。其造岩矿物特征如下：普通角闪石：绿色。电子探针分析结果及晶体化学式计算表明属钙质角闪石族的镁角闪石。黑云母：黑色、暗绿色。电子探针分析结果和晶体化学式计算结果表明属镁黑云母。斜长石：手标本以乳白色、灰白色为主。电子探针分析其牌号在30～44之间，故为中长石。钾长石：肉红色者常见。无双晶或偶见格子双晶。电子探针分析为中微斜长石和正长石系列。另外，东山口石英闪长岩体的全岩钾氩法同位素年龄为131.1Ma（宜昌地质矿产研究所，1988），证明与前已述及的花岗闪长岩基本同时。三、复式岩体侵位机制及热动力构造复式岩体侵位于房山变质核杂岩之内并成为其构造要素之一，在此过程中岩浆不断膨胀并由中心向四周推挤围岩和较早侵位的岩体而占据空间，属于典型的气球膨胀式深成岩体。据野外观察及章泽军（1990）、张吉顺等（1990）、马昌前等（1996）研究成果，综合其主要特征有：（1）复式岩体平面轮廓近于圆形，从边缘向中心，由四个相带构成了明显的同心环状构造（图2-1）。除最外侧的石英闪长岩与花岗闪长岩之边缘相带具有明显的侵入接触关系外，其他各相带或为渐变过渡关系，或在局部发育黑云母条带。后者可视为相带的间隔标志和岩体脉动侵位的分界线。这些特点与Ramsay（1981）提出的气球膨胀式侵位机制及相关效应十分吻合。（2）由黑云母等矿物及扁平状捕虏体（包体）显示的面状组构在复式岩体边缘最为发育，向内渐弱，至中央相则基本消失。通过数个观察点测量统计，面理一般与岩体接触界面平行，多倾向围岩，一般表现出西北部倾角较陡，而东南部则缓。岩体边缘的面状构造皆为挤压面理或剪切面理，镜下可见明显的晶体破裂、晶格位错等现象，为典型的同侵位变形构造。对捕虏体（包体）进行观察及应变测量表明：边缘相数量多且压扁度高，压扁面与岩体接触面近于平行。愈向中央，数量渐少，压扁度也变小，至中央相则基本无变形。其平面长宽比一般为1∶1~1∶50，最大可达1∶100。在龙门口附近，三度空间轴比a∶b∶c=10∶7∶1。由25·90多个测点近3000个长短轴比数据对应变强度的估算，结果显示应变从中心到边缘由弱变强，岩体西北边缘变形强度最大，东西向的压缩为40%，这可能反映了岩浆侵位时从东南向西北斜向上升之效应。（3）岩体边缘（尤其是西北边缘）发育有韧性剪切带、同构造片麻岩、挤压片理等构造强变形带，车厂——龙门口一带最为发育，该带长约6km、最宽处约0.7km，总体呈新月形展布且弧顶指向北西20°。带内花岗闪长岩、似斑状花岗岩普遍经受不同程度的糜棱岩化和后期重结晶作用而发育片状、片麻状构造。在透入性片理、片麻理基础上又叠加了小型分划性韧性剪切带，它们一般长数米到数百米、宽数厘米到数十厘米，产状近直立，切割了片理和片麻理而构成了新形强应变带中的局部高应变带。小型韧性剪切带平面组合为雁列式或共轭式。与脆性破裂变形的共轭式节理判断受力方向不同，共轭式韧性剪裂面之钝夹角平分线指示了挤压方向。它们所示挤压方向在新月形变形带内因部位不同略有变化，但总体呈放射状展布且来自岩体中心。强变形带中能够反映韧性变形及剪切指向标志者诸如曲颈瓶状捕虏体、S-C组构、旋转碎斑、“多米诺骨牌”等现象十分发育，均属岩浆由中心向外扩张过程中形成的侵位构造。（4）航片解译成果显示出岩体内部发育有配套的环状和放射状构造。野外验证其为相互近于正交的节理系统或沿裂隙贯入的岩脉。此种节理阵列亦为岩浆在未完全固结之前，后续岩浆持续上拱和强力横向拓宽作用而形成的侵位构造。（5）岩体接触带和临近围岩中发育有与岩体内部节理系统协调一致的环状和放射状节理；临近的围岩中还发育一组倾向岩体、平面上呈环状展布的挤压片理；近岩体的围岩普遍变薄、变陡甚至倒转；早期的地层以及褶皱和断裂被调整改造到同岩体构造一致而呈现出区域构造线平行环绕岩体接触带展布的平面格局（见图0-4及第四章相关阐述）。章泽军（1990）对接触带所作的应力场分析表明，主应力中间轴有从岩体中心向外呈放射状分布之态势。可以看出，岩体之围岩构造特征与其内部诸多反映岩体强力侵位的标志协调一致，似乎反映了最先上涌的（石英）闪长岩体，是以热动力作用方式改造围岩且形成了与接触带一致的面理构造；当前者还未完全固结时，新的岩浆即贯入其中并向四周膨胀拓宽，持续脉动，使得早期侵入者不断外移、压扁、改造以及后期岩脉沿先期裂隙充填，从而导致了复式岩体边缘多期变形叠加、多期岩脉活动和边缘相残缺不全之特征。图2-2形象地再现了这种侵位过程。第二节小型侵入体散布于房山一带的小型侵入体规模不大，彼此孤立（图4-3）。现将教学过程中涉及到的小型岩体简要介绍。一、“灯泡”花岗岩体出露于牛口峪水库一副坝两侧，南北长400m，东西宽250m，因平面形态似“灯泡”而得名。岩体与周围古生界地层均为侵入接触，其中最新地层为石炭系。接触带处往往出现白云母角岩，在大杠山—磨盘山一带表现较为清楚。岩石风化强烈，色浅，细粒。镜下可见较强的绢云母化及菱铁矿化。组成矿物有半自形的斜长石（22.2%）、它形钾长石（46.3%）、它形石英（25.8%）、白云母（交代黑云母，2.2%）及菱铁矿（2.5%）等。二、“龙眼”花斑岩体此岩体分布于东山口一条龙西端，因形似“龙眼”而得名。岩体规模不大，长几十米，侵入于下马岭组地层中。岩石为黄白色，组成矿物主要是微斜长石（54%）、更长石（An15，10.9%）、石英（30.2%）以及少许黑云母、白云母等。偶见有微斜长石的大斑晶，基质细粒，具显微文象结构，定名为白云母花斑岩。三、牛口峪岩体岩体自牛口峪向西沿沟延伸，长700余米，宽约100m。岩体侵入于上古生界的砂页岩中，使其变质成为白云母角岩。岩石呈带褐色斑点的灰白色，缺少暗色矿物，细粒结构。绢云母化及菱铁矿化强烈。主要组成矿物有斜长石（50.7%）、微斜长石和条纹长石（21.1%）以及石英（25.9%），另外有少量呈黑云母假象的白云母、菱铁矿。根据矿物含量应为花岗岩类。房山复式侵入体以南的这些小型侵入体，其共同特点是较房山岩体更酸性，色浅，后期有菱铁矿化，围岩因受其热变质作用形成白云母角岩。虽然这些小型岩体之间以及它们与房山复式侵入体之间无直接接触关系，但从岩浆活动一般规律和区域构造背景分析，应属燕山运动产物，其形成可能晚于房山侵入体。第三章变质岩实习区多数岩石都遭受了程度不同的变质作用，包括有太古宙变质杂岩、元古宙和古生代区域变质岩、岩体周围的接触热变质岩及与构造变形作用有关的动力变质岩（谭应佳等，1987；五万分之一周口幅区调报告，1988；张吉顺等，1990；王方正等，1996）。第一节太古宙变质杂岩——官地杂岩官地杂岩主要由片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩等组成的一套变质岩系，分布于房山岩体南北两侧及东缘，面积小于0.5km2（图0-4、图4-3