廣西岑溪三堡地區區域變質巖及變質作用特征

龔 云，凌紹年

廣西區域地質調查研究院，廣西 桂林 541003

廣西岑溪三堡地區位于廣西東南部，地理坐標為東經110°30′～111°00′，北緯23°30′～24°00′，地處揚子陸塊與武夷─云開造山系的接合部位。前人對調查區做過大量的研究工作，對區域變質作用類型、成因特點、形成時期等方面進行了探討，認為調查區變質作用程度不深，只達綠片巖相程度，僅在云開巖群分布地區達角閃巖相的中高級變質程度，具有中─低壓區域動力熱流變質作用的特點。因調查區地質環境復雜，巖石遭受不同類型變質作用的影響，另外，區域變質巖的巖性特征及礦物組合特征也比較復雜，一些相關的地質問題存在一定爭議。此次研究工作研究小組基于1 ∶25 萬貴縣幅區域地質調查成果，根據野外和室內資料，對三堡地區區域變質作用特征以及變質作用過程中物質遷移的規律等進行了探討。

1 區域地質概況

三堡地區變質地層主要為奧陶系六陳組、東沖組及云開巖群等，區域變質巖類型主要為泥質變質巖類、長英質變質巖類等。巖體主要為三疊紀花崗巖株群和侏羅紀花崗巖。三疊紀花崗巖株群中各侵入體巖性基本相似，主要為中細粒（含）堇青石黑云花崗閃長巖，局部（規模較大的侵入體中心相）為堇青石黑云母二長花崗巖。巖體產出于中─新元古代云開群變粒巖中，具有由區域動力熱流變質作用形成的變質巖、混合巖、花崗巖“三位一體”的巖石共生組合特征。侏羅紀花崗巖主要為中─粗粒黑云母鉀長花崗巖、中粒斑狀（含角閃）黑云二長花崗巖、花崗斑巖。

2 區域變質巖巖石類型及巖石特征

2.1 泥質變質巖類

泥質變質巖類主要見于三堡地區奧陶系六陳組、東沖組及云開巖群變質巖層中，主要巖性有輕變質（砂質）泥巖、（石英）絹云母板巖、（斑點狀）絹云千枚巖、堇青黑云片巖及矽線二云母片巖。巖石具（變余泥質）顯微鱗片變晶結構、片狀變晶結構、斑狀變晶結構、變余砂質結構、千枚狀構造、斑點狀構造、定向構造、劈理構造、片理構造。礦物成分以絹云母、白云母、粘土礦物為主，含有少量石英、綠泥石、堇青石、矽線石等[1]。原巖主要為泥巖、砂質泥巖等。

2.2 長英質變質巖類

長英質變質巖類主要見于三堡地區奧陶系六陳組、東沖組及云開巖群變質巖層中，主要巖性有輕變質長石石英砂巖、輕變質長石巖屑砂巖、輕變質巖屑（雜）砂巖、堇青黑云（二長）變粒巖、黑云斜長變粒巖、石英巖、堇青（矽線）黑云長石石英巖、含堇青二云（斜長）石英巖、黑云斜長石英巖。巖石具變余砂質結構、粒狀變晶結構、顯微鱗片變晶結構、交代結構、條痕狀構造、條帶狀構造[2]。礦物成分以石英、長石為主，其次為巖屑、黑云母、絹─白云母，綠泥石、堇青石、紅柱石、矽線石等含量較少。原巖主要為長石巖屑（石英）砂巖、長石巖屑（雜）砂巖、硅質巖等。

2.3 混合巖巖類

混合巖巖類主要分布于三堡地區三疊紀花崗巖體與圍巖中─新元古代云開群變粒巖外接觸帶中，主要巖性有條痕狀矽線黑云長石石英巖、（條痕狀）混合質黑云堇青變粒巖、混合質（含紅柱、矽線）堇青黑云變粒巖、混合巖化黑云二長變粒巖、（條痕狀）混合巖、中─細粒堇青石黑云母混合花崗巖、中─細粒堇青石二云母混合花崗巖、細─中粒（含石榴石矽線石）黑云母堇青混合花崗巖[3]。巖石具粒狀變晶結構、鱗片變晶結構、花崗結構、花崗變晶結構、交代結構、條痕狀構造。巖石礦物主要為石英、鉀長石、斜長石，其次為黑云母、堇青石（假晶）、白云母、紅柱石、矽線石、石榴石、粘土礦物等。

3 區域變質作用特征

3.1 變質帶劃分及特點

根據泥質變質巖和變質基性巖中變質礦物的出現、消失、轉變等反應關系可將變質帶劃分為絹云母─白云母帶、黑云母帶、堇青石─紅柱石帶、堇青石─矽線石帶等4 個變質帶（見圖1）。三堡地區區域變質巖與混合巖在空間上和成因上有密切的聯系，因此，研究小組在劃分變質帶時沒有拋開混合巖區，這樣更能突出變質巖和混合巖在空間上的關系，有利于對其成因的探討[4]。

圖1 三堡地區變質帶分布圖

3.1.1 絹云母—白云母帶

該變質帶主要分布于三堡斷裂以西奧陶統變質地層中。局部受到花崗巖侵入影響，在區域變質作用上疊加接觸變質作用使分帶性不明顯。典型巖石類型有輕變質含泥質條帶砂質泥巖、石英絹云母板巖、絹云千枚巖、輕變質長石石英砂巖、輕變質長石巖屑砂巖、輕變質巖屑砂巖、石英巖等。巖石變質程度低，以泥質變質巖中普遍出現絹云母、白云母、綠泥石等變質礦物為特征。高溫部分逐漸出現黑云母向黑云母帶或堇青石帶過渡的特征。

3.1.2 黑云母帶

該變質帶主要分布于三堡斷裂以西奧陶統變質地層中。典型巖石類型有輕變質長石巖屑砂巖、變質細粒巖屑雜砂巖、（條痕狀）黑云長石石英巖、黑云（二長）變粒巖、黑云斜長石英巖、（條痕狀）黑云斜長變粒巖等。巖石以泥質變質巖中出現黑云母為特征，但黑云母在巖石中所占的比例、含量變化的幅度及代表性巖石各異。

3.1.3 堇青石—紅柱石帶

該變質帶主要分布于三堡地區三疊紀花崗巖體與圍巖中─新元古代云開群變粒巖外接觸帶。典型巖石類型有含堇青二云（斜長）石英巖、條痕狀堇青黑云長石石英巖、含堇青白云長石石英巖、堇青黑云片巖、含堇青黑云斜長變粒巖、（含）堇青黑云變粒巖、（條痕狀）混合質黑云堇青變粒巖、混合質堇青黑云變粒巖、混合巖化（堇青）黑云二長變粒巖、混合質含紅柱堇青黑云變粒巖等。該變質帶以泥質變質巖中出現堇青石、紅柱石為特征，而且往往與黑云母同時出現。

3.1.4 堇青石—矽線石帶

該變質帶主要分布于三堡地區三疊紀花崗巖體與圍巖中─新元古代云開群變粒巖外接觸帶。典型巖石類型有條痕狀矽線黑云長石石英巖、矽線二云母片巖、混合巖化含矽線堇青黑云變粒巖、混合巖、（堇青）黑云混合花崗巖、中─細粒堇青石二云母混合花崗巖、細─中粒含石榴石矽線石、黑云母堇青石混合花崗巖等。該變質帶以泥質變質巖中矽線石的初次出現為劃分標志。需要指出的是矽線石的出現并不像典型的矽線石帶那樣以白云母的消失為前提，巖石中仍見沒有后生特點的白云母。

3.2 變質相劃分及特點

根據變質礦物組合及不同變質帶所處的空間位置和特點，區內的白云母─絹云母帶、黑云母帶屬綠片巖相；堇青石─紅柱石帶、堇青石─矽線石帶屬角閃巖相。

3.2.1 綠片巖相

不同地段綠片巖相中的礦物共生組合差別不大，泥質變質巖中的主要造巖礦物有絹云母、白云母、黑云母、綠泥石、鈉長石和石英。其典型的礦物共生組合有：石英+絹云母（白云母）±斜長石、石英+絹云母（白云母）+綠泥石、石英+絹云母（白云母）+黑云母±斜長石、石英+絹云母（白云母）+綠泥石+黑云母±斜長石、石英+白云母+黑云母+斜長石+鉀長石。

富鈣變質巖的主要組成礦物共生組合有斜長石、方解石、黑云母、綠泥石和石英。其典型的礦物共生組合有：石英+絹云母（白云母）+綠泥石+方解石。

這6 個礦物共生組合是代表綠片巖相（絹云母─白云母帶、黑云母帶）的主要標志。

3.2.2 角閃巖相

該相根據變質程度劃分為2 個礦物帶或亞相，即堇青石─紅柱石亞相和堇青石─矽線石亞相。

（1）堇青石─紅柱石亞相。該亞相以絹云母、綠泥石等的消失，紅柱石、堇青石、黑云母的出現為標志。其變質巖中的典型礦物共生組合有：石英+白云母+堇青石+斜長石、石英+白云母+黑云母+斜長石+堇青石±鉀長石、石英+白云母+黑云母+鉀長石+堇青石±斜長石、石英+白云母+黑云母+鉀長石+斜長石+堇青石±紅柱石。

這4 個礦物共生組合是代表低角閃巖相堇青石─紅柱石亞相的主要標志。

（2）堇青石─矽線石亞相。該亞相以矽線石的初次出現為劃分標志，但仍與白云母、堇青石共生。其變質巖中的典型礦物共生組合有：白云母+黑云母+矽線石、石英+白云母+黑云母+斜長石+矽線石、石英+白云母+黑云母+鉀長石+斜長石+堇青石±矽線石、石英+白云母+黑云母+鉀長石+斜長石+堇青石+矽線石±石榴石。

這4 個礦物共生組合是代表角閃巖相堇青石─矽線石亞相的主要標志。

3.2.3 礦物相轉變及變質反應性質

調查區出現紅柱石、堇青石、矽線石，而未見十字石、藍晶石，具有低壓變質相系的礦物組合特征。這些礦物隨變質作用的遞增而變化的規律可以從表1 中反映出來。

表1 變質作用各階段的礦物組合及演化表

調查區綠片巖相的分界是以富鋁泥質巖在前進變質作用中綠泥石開始分解并產生堇青石的組合作為依據。紅柱石在低壓角閃巖相的低溫部分開始出現。從表1 中可見綠泥石的消失和新生礦物紅柱石、堇青石的出現基本同時。溫克勒把堇青石的出現和在白云母存在時綠泥石的消失，作為變質作用低分區和中級分區的界線[5]。因此綠片巖相和堇青石─紅柱石亞相分別代表了低級變質作用和中級變質作用的范圍。實驗證明，在高鋁低溫變質泥巖中沒有發現硬綠泥石的情況下，堇青石生成的可能反應為：{綠泥石+白云母+石英}={堇青石+黑云母+Al2SiO5+H2O}。

從表1 中可見矽線石的出現并不像典型的矽線石帶那樣以白云母的消失為前提，石英和斜長石在巖石中仍存在的情況下，白云母依然出現，所以矽線石通常并不是由白云母和石英反應生成，而是隨著溫度的升高，由堇青石分解轉為矽線石。其可能的反應是：堇青石=石榴石+矽線石+石英。可見從堇青石、紅柱石的出現開始到矽線石的出現為止，其P-T 條件變化是比較小的，堇青石和紅柱石可以呈穩定狀態堅持到矽線石帶。根據該區堇青石─矽線石亞相仍存在共生白云母的特點，說明該亞相雖然處在角閃巖相較高溫部分，但仍屬中級變質作用的范疇，與典型高級變質作用相比仍有一定距離。

4 結語

（1）通過此次研究工作，研究小組查明了岑溪三堡地區區域變質巖、混合巖的巖石類型及分布特征，并將其劃分為絹云母─白云母帶、黑云母帶、堇青石─紅柱石帶、堇青石─矽線石帶等4 個變質帶及綠片巖相、角閃巖相2 個變質相，為云開地塊北西緣的區域變質作用研究提供了新資料。

（2）岑溪三堡一帶的一套混合巖、變粒巖、長石石英巖組合，巖石變質程度較深，此次研究小組將其劃歸中─新元古代云開群，時代依據尚不足，還需進一步詳細研究。

（3）通過此次研究工作，研究小組對三堡地區區域變質作用相帶進行了較詳細的劃分，總結了變質相組和變質相系的特點，對區域變質作用的特點進行了研究，對它們的成因、演化作了初步分析，為云開地塊北西緣進一步劃分區域變質作用時代、區域變質作用類型及變質作用演化分析提供了直接證據，為進一步開展礦產地質工作提供了詳實的基礎資料。