Question

（二）崤山变质核杂岩

Answer 1

前已提到，崤山变质核杂岩中见到如下三类糜棱岩：核杂岩边缘糜棱岩带中的糜棱岩；核杂岩内部申家窑拆离断层下盘的糜棱岩；核杂岩形成之前的挤压推覆阶段形成的糜棱岩。以上三类糜棱岩中，第一类糜棱岩形成于崤山核杂岩形成阶段，由绢英质糜棱岩构成；第二类糜棱岩是崤山拆离断层呈背形隆起的过程中，由于新形成的申家窑分支拆离断层的切入进一步将较深层次的糜棱岩拉到地表，因此第二类糜棱岩虽然也是绢英质糜棱岩，但其中石英的动态重结晶明显较第一类高，其中绢云母有向白云母转化的现象，反映了相对较高温的形成条件；第三类糜棱岩是在拆离伸展期之前的深层次韧性推覆期形成的，是崤山核杂岩中变质程度最高的糜棱岩。除此之外，在崤山拆离断层上盘的铁铜沟组过渡层中也发生了糜棱岩化。用如下的温压计估算了以上几类糜棱岩形成时的温压条件。

I.申家窑拆离断层下盘的糜棱岩

申家窑拆离断层下盘的绢英质糜棱岩的矿物组合为：石英＋绢云母；石英＋绢云母＋绿泥石。分别应用了如下温压计来估算其形成时的温压条件。

1.绢云母中钠云母含量与温度关系

依Lambevi(1959）多硅白云母中钠云母分子与温度关系，对申家窑绢英质糜棱岩的绢云母形成温度进行了估计（图5-50，表5-12），得其形成温度为325～335℃。

2.多硅白云母的P-T稳定曲线

依绢云母中Si的含量及由前面获得的绢云母形成温度，在Velde(1967）的多硅白云母 P-T稳定曲线图上（图5-51），获得其形成压力（表5-12）为1.2kbar左右。

3.绢云母与绿泥石温度计

依共存绢云母和绿泥石中Al的分配及Komob(1975）的共存白云母－绿泥石Al分配等温线（图5-53），对申家窑糜棱岩S-320样中共存的绢云母（X_Al=0.01）、绿泥石（X_A1=0.23）形成时的温度进行了估算，得其形成温度约400℃。

上述结果表明：申家窑拆离断层下盘糜棱岩带的形成温度应为325～400℃，形成压力约1.2kbar。

遗憾的是我们未对崤山的边缘糜棱岩采样研究其形成的温压条件，但由于崤山边缘糜棱岩变质程度较申家窑拆离断层下盘的糜棱岩低，因此，其形成温度也应低于申家窑拆离断层下盘的糜棱岩形成温度。

Ⅱ.过渡层铁铜沟组中的糜棱岩

崤山变质核杂岩东北缘的放牛山—唐山一带，拆离断层上盘出露过渡层—铁铜沟组，该地层下部石英岩在靠近拆离断层处发生糜棱岩化，部分石英出现动态重结晶，成为含绢云母的糜棱岩化石英岩，而铁铜沟组上部在与熊耳群相接触的剪切带中，大理岩变为碳酸盐质糜棱岩。石英发生动态重结晶的温度约300℃，而方解石动态重结晶的温度在180℃以上，因此，过渡层铁铜沟组在伸展拆离期间变形的温度约在300～180℃。

图5-53　崤山申家窑地区糜棱岩中共存的绢云母和绿泥石的Al分配等温线图

Ⅲ.伸展拆离期前韧性推覆阶段形成的糜棱岩

出露于涧河口水库至后河滩一带的早期韧性推覆剪切带内的糜棱岩，由斜长角闪质糜棱岩和长英质糜棱岩构成，变质程度达绿帘－角闪岩相，其形成的温压条件可由如下温度，压力计估算。

1.共存斜长石和角闪石中Ca的分配

依共存斜长石和角闪石中Ca的分配，对岩石中碎斑斜长石－角闪石及基质斜长石－角闪石的形成温度进行了估算，如表5-13和图5-54。结果表明：基质斜长石－角闪石的形成温度为450～500℃；碎斑斜长石－角闪石形成温度为400～450℃。

表5-13　据崤山早期糜棱岩中共存斜长石－角闪石中Ca分配估算的温度

图5-54　崤山斜长角闪质糜棱岩中共存Pl-Hb间Ca分配等温线图

1—S-293-1样中碎斑；2—S-293-1样中基质；3—S-292样中碎斑；；4—S-292样中基质

2.共存斜长石和角闪石的Plyusnina温压计

依岩石中共存斜长石中Ca及角闪石中Al，按Plyusnina(1982）斜长石－角闪石实验地质温压计，对上述糜棱岩中碎斑斜长石－角闪石及基质斜长石－角闪石分别进行了温压估算，如表5-14和图5-55，结果表明基质斜长石－角闪石形成温度约520～540℃，形成压力约5.5～7.6kbar；碎斑角闪石－斜长石形成温度450～550℃，形成压力约1.5～9kbar左右，但其投影点在实验数据区之外，故其精度较低。

表5-14　崤山伸展期之前糜棱岩中共存P1-Hb按Plyusnina实验温压计估算的温压值

3.角闪石中Si和Al^Ⅵ离子数与压力关系

Raase(1974）指出，变质岩中角闪石的Si和Al^Ⅵ离子含量与其形成时的压力相关，将区内角闪石中的Si及Al^Ⅵ值投影在Si-Al^Ⅵ图上（图5-56），其投影点基本上在5kbar线附近，说明其形成时的压力可能在5kbar左右。

图5-55　崤山斜长角闪质糜棱岩中共存Pl-Hb实验地质温压计

1—S-293-1样中基质；2—S-293-1样中碎斑；3—S-292样中基质；4—S-292样中碎斑1—S-293-1样中残斑；2—S-293-1样中基质；3—S-292样中残斑；4—S-292样中基质

图5-56　崤山斜长角闪质糜棱岩中角闪石的Si-Al^Ⅵ离子与压力关系图

4.角闪石中NaM4和Al^Ⅳ离子与压力关系

将区内角闪石中的NaM₄和Al^Ⅳ值投影在Brown(1977）的NaM₄-Al^Ⅳ变异图中（图5-57），其中S-293样基质与碎斑角闪石投影点位置所得压力值精度较低，无实际意义。而S-292样基质与碎斑角闪石投影在3～4kbar区间。

图5-57　崤山斜长角闪质糜棱岩中角闪石的NaM4-Al^Ⅳ与压力关系图

1—S-293-1样中基质；2—S-293-1样中碎斑；3—S-292样中基质；4—S-292样中碎斑

5.二长石温度计

对于长英质糜棱岩，用二长温度计对岩石中残斑斜长石－微斜长石和基质斜长石－微斜长石进行了温度估算，见表5-11和图5-49，在图中，假定压力为1kbar，得碎斑斜长石和微斜长石的形成温度约450℃，基质斜长石和微斜长石形成温度为410℃、460℃；假定压力为10kbar得碎斑斜长石和微斜长石形成温度约510℃，基质斜长石和微斜长石形成温度为450℃、530℃。结合区内岩石形成时的压力多数在5kbar左右，估算其形成温度分别应为480℃和430～490℃。

综上所述，岩石中基质矿物形成温度为430～540℃，压力约3～7kbar，多数在5kbar左右。该温压值应反映了崤山伸展拆离期之前韧性推覆阶段糜棱岩形成时所处的温压条件。而碎斑矿物由于其受多期变质变形叠加，所得温压条件地质意义不大。

以上的研究表明，根据变质程度及正常的地热增温率（1℃/30m）计算，现今出露于地表的崤山变质核杂岩的片麻岩曾处于接近中地壳顶部的构造层次，由于推覆期后的重力均衡回返上升，在伸展拆离早期所处的深度稍大于10km，而过渡层铁铜沟组这一时期所处的深度接近10km。