全 文 ：淡竹片麻状花岗岩中重结晶错石的
形态及其意义 ’
汪 相 王德滋 周新民
(南京大学地球科学系 , 南京 2 1。。。 8 )
关键词 错石 、 盆结晶作用 、 前寒武纪 、 片麻状花岗岩
地壳的起源和演化是当今地学研究中最引人注 目的焦点之一 , 而花岗质岩石则是前寒武
纪地壳研究的重要内容之一 目前 , 人们已经证实最早的花岗质岩石的年龄与地壳中最古老
的岩石年龄是一致的 〔1] . 然而 , 由于经受了多次构造 一变质一岩浆活动 ,绝大部分前寒武纪的花
.岗质岩石以片麻状花岗岩类产出 . 因此 , 该类花岗岩中的错石的成因归属就成为一个关键问
题 , 它不仅决定了原岩性质的判别 , 而且还影响到该区地壳演化历史的反溯 . 显然 , 如果存在
重结晶铅石并具有标志性特征 ,那么对于片麻状花岗岩类的成因 、 变质作用的性质和强度 , 以
及对于经历过多次构造旋回的错石的年龄不一致的解释 ,具有重要的指示意义 .
本文 以浙西南前寒武纪的淡竹岩体为例 , 研究该片麻状花岗岩中错石的形态特征及其成
岩意义 , 从而提高对浙西南前寒武纪的地壳演化历史的认识 .
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早元古戏
竹花岗岩
加里东期
花岗岩
燕山期
花 岗岩
J、都群
( P t i )
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龙泉群
( P t Z )
侏罗系
( J)
糜棱岩带
断层 ’
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图 l 淡竹花岗岩体及邻区地质略图 ` ”
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19 9 2
一 0 3一 2 3收稿 , 1 9 9 2一 o , 0 3 1坟修改稿
. 国家自然科学基金资助项目
1 8 7 6 科 学 通 报 1 , 9 2 钾
一 、 样品地质与分析方法
淡竹片麻状花岗岩出露于浙江龙泉县城西南淡竹与王坊村之间 , 在地质构造上处于淡竹
弯窿状背斜的核心部位 , 出露面积约 kI m 名 (图 1 ) . 该花岗岩具有花岗变晶结构和片麻状构造 ,
其矿物组合和化学成分相 当于花岗闪长岩 . 无论在结构构造方面还是在物质组成方面该岩石
都与围岩呈渐变关系闭 。
本文利用从该岩石中分选出来的错石颗粒 , 进行错石的晶形 (自形度和延长度 )和晶型的
研究 . 错石的晶型是由其柱面 ( { 2 0 0 }~ { 1 1 0 } ) 、 锥面 ( { 1 0 1 }~ { 2 1 1 } )的相对发育程度所界定
的 , P u p in 将它们归纳为 16 种基本晶型 3t] . 虽然不同岩体中错石的形态是变化多端的 , 但在整
体上 , 某一岩体中的错石群必然具有与其形成条件一致的诸方面形态特征 ;反之 , 只有系统地
观察错石的形态 , 才能区分出不同成因的铅石群 , 从而确定其成岩意义 .
二 、 观察结果与成因讨论
对淡竹片麻状花岗岩中错石的显微镜下形态观察发现 , 该错石群具有相对均匀的形态特
图 2
l
。
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.
0 9 5 ,
7
.
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.
1 4 5 ,
1 3
。
0
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2 0 5 ,
第 b2 期
淡竹片麻状花岗岩中错石的特征性形态〔晶体长度 ( 。 m ) 1
2
。
0
.
1 0 0 , 3
.
0
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12 3
, 呼. 0 . 2 25 , 5 . 0 . 2 8 5 , 6 . 0 . 2正0 ,
8
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19 8 , 9
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1 0
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0
.
1 6 5 , 一l 。 0 . 3 2 0 , 1 2 . 0 一 4 0 ,
1呼。 0 . 14 5 , 1 5 . 0 . 0 9 5 5 16 . 0 . 0 9 5 , 1 7。 0 . 12 0 , 1 8 . 0 , 18 0
科 学 通 报 1 8 7 7
征 (除 了个别铬石的内部包裹残留铬石外 ) , 由此表明该岩石中错石群的成因单一性 . 然而 ,各
个错石的晶形和晶型特征并非完全相同的 ,而具有一定的变化范围 ,据此可作为判别其成因的
依据 。
1
. 淡竹片麻状花肉岩中错石的晶形特征
( l) 自形度 。 在淡竹片麻状花岗岩中 ,错石的 自形度相对较高 , 大多呈半自形晶体 (图 2 -
l , 2 )
。 仔细观察后发现 , 晶体的锥面和柱面的自形度具有一定的筹异 ,表现为 : ①错石的晶棱
在锥面部分虽然有所消失 ,而在柱面部分则保存完好(图 2一 3 , 4 ) , 显示了前者的圆化现象并非
源于机械磨损 ;②然而 ,在该类错石的柱面部分 ,经常可以发现棱角明显的凹陷 (图 2 一 5 , 6 ) , 这
些凹陷由于面积较大 、 无方向性而不能认作为后期的化学蚀刻成因 ; ③在部分铅石颗粒上 ,可
以见到完好但呈内凹弧形的柱面棱线 ,它往往伴随着一侧晶体表面的向内弯曲 (图 2一 7 , 8 ) . 上
述现象显示了错石在垂直于 ` 轴方向上的生长曾受到其它固体矿物相的限制 , 而在平行于 `
轴方向上 ,铬石与熔体 (或溶液 )之间存在着生长与熔蚀 (或溶蚀 )的不平衡性 。 因此 , 淡竹片麻
状花岗岩中错石的锥面和柱面之间的 自形度的差异性很可能是由于其生长环境中存在着应力
的影响 .
( 2) 延长度 (晶体的长度 /宽度 ) . 在淡竹片麻状花岗岩巾错石的延长度具有很大的变化
范围 (延长系数 1 . 2 到 4 . 。 之间 ) ,其频率呈平缓 、 连续的分布形式 . 显然 , 连续而跨度较大的
延长度的分布特征反映了错石的生长空间明显地受到相邻矿物的限制及其范围和程度的差异
性 . 事实上 , 淡竹花岗岩中存在着两类数量较少但晶形特殊 (没有明确的延长系数 )的错石 : ①
一类是晶形既不对称又不规则的晶体 (图 2 一 9 , 1 0 , 1 1 , 1 2 ) ,如棒锤状 、 半月状 、 弯曲状 、扭曲状 ;
②另一类是错石的聚晶 (图 2一 6 , 1 3 , 1 4 , 15 , 1 6 ) , 主要有以 ( 0 0 1 )面接触的底面聚晶和以 ( 1 0。 )
或 ( 1 1 0 )面接触的柱面聚晶 ,它们的特殊晶形与上述错石群的延长度分布所呈现的意义是完全
一致的 。
在岩浆岩 (或沉积岩 )中 , 残留错石 (或碎屑错石 )的溶蚀 (或机械磨损 )和原生铅石的结晶
生长 , 皆处在各向物理化学条件均匀的环境中进行 , 因此它们的自形度近于相等 , 表现为延长
系数相对较小 ,且其频率分布集中而显示一个明显的峰值 . 此外 ,错石的不规则晶形 , 以及错石
的聚晶 (尤其是底面聚晶 )很少在岩浆岩中见到 ,也不可能在沉积岩中作为碎屑铅石残存 . 而据
文献资料 t’, , , ,错石的部分圆化现象和错石的聚晶常常被认为是原地重结晶成因的 . 因此 , 淡
竹片麻状花岗岩中镌石的特殊形态 , 即锥面和柱面之间的 自形度的差异性和连续而跨度较大
的延长度的分布 ,也许可以作为在以固相为主体的环境中铅石的重结晶作用的标志 .
2
. 淡竹片麻状花岗岩中错石的晶型特征
淡竹片麻状花岗岩中 ,错石的晶型主要有 S。 和 s : 。 以及 S : , , S :` , S : , , 5 2 2 和 5 2 ; ,其 T 指数
和 A 指数仅仅在 7 0 一 5 0 0 、 3 0 一 50 0 之间变化 (图 3 ) . 与花岗质岩浆岩中的错石群型相比 ,
本文研究的错石群型分布具有较小的扩展范围 .显然 ,该类错石的结晶过程被限制在一定的物
理化学条件范围内 ,故显示了变质重结晶作用的特征 . 经计算 , 该错石群型的 T 指数平均值为
6 0 5 , 明显大于重熔型花岗闪长岩中错石群型的 T 指数平均值 (约为 5 0 0 61[ ) . 虽然前者所代表的
结晶温度不能根据与后者相同的经验公式获得 (由于两者的结晶环境并非相同 ) , 但是相对而
言 ,它仍然表明了重结晶错石的结晶温度接近或超过硅铝质岩石的部分熔融温度 .据 w ikn l er
的实验研究叨 , 在区域进变质作用的升温过程中 , 硅铝质原岩可以产生选择性重熔现象 , 形成
具有高度化学活动性和高度渗透能力的 、 富含 K , N a , iS 等组分的低共熔岩浆 ;而 w at s o n 的
1 8 7 8 科 学 通 报 19 9 2 年
A指数
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图 3 淡竹片麻状花岗岩中钻石的晶型分布示意图 (统计的铭石数大于 10 0)
T 指数 、 ^ 指数一其数值 ( 10 0一 8 0 0 )分别取决于钻石的柱面魂10 0 }与1 11 0 } 、锥面 { 10 1}与谧2 1 1 }的相对发育程度 , 并分别与铭石结晶时的岩桨温度 、 ( N : 十 K )l 人 1 比值成正相关 ` . ,
实验研究 `81表明 ,铭的溶解度与溶体中 ( K十N a )/ lA 比值成正相关 . 因此 , 淡竹片麻状花岗岩
中的错石很可能代表了重熔过程中残留错石的溶解和再沉淀的结果 , 而它们较高的 T 指数平
均值可能反映了原岩具有较低的含水量 ,故产生重熔作用的温度相对较高 . 事实上 , 在本研究
样品中 ,笔者发现 3一 4 颗错石的残核被包裹在重结晶错石之中 , 这些残核因具有圆化和暗色
等特征而与外围的重结晶错石截然不同 (图 2一 1 7 , 1 8 ) 。 此外 , 在淡竹片麻状花岗岩的同源包
体中 ,发现普通角闪石向辉石转化的现象 , 说明了原岩曾遭受高温变质作用和脱水反应。 。
三 、 结 论
鉴于上述错石的形态特征 , 以及已有的同位素资料 (八都群的变质作用高峰期为 1 8 0 0一
1 9 OOM
a ,淡竹片麻状花岗岩的错石年龄为 1 8 7 8M a) 田 . 笔者认为淡竹片麻状花岗岩中的铬石
是早元古代中高温角闪岩相变质高峰期 、 区域热流和构造应力的加强所导致的硅铝质岩石选
择性重熔和重结晶作用的产物 。 错石中错石残核的存在 , 意味着它所指示的该片麻状花岗岩
豹原岩具有更老的年龄值 , 因此很可能在附近存在着更古老的陆壳剥蚀区 .
参 考 文 献
汇1 1 B l a e k . L . p . , W i l l i a m s , 1 . 5 . & c o m p s t o 。 , w . , c o 二 : r `吞. 衬 i o e r o l . p 。 ` r o l . , 9《 i , 8 6 ) , 斗2 7一 3 , .【2 」 胡健雄 、 许金坤 、 童朝旭 、陈程华 ,浙西南前寒武纪地质 , 前寒武纪地质 , 第 5 号 , 地质出版社 , i , , 1 .
[ 3 ] p u P i n
,
J
.
P
. ,
T u r c o
,
G
. ,
B u l l
.
S o c
.
F r
.
M f 。 , r ` 诬. C r i , , a l l o 君r . , 9 5 ( 19 7 2 ) . 3 4 8一 3 5 9 .
[ 斗 ] K a l s b e e k , F . , Z w a r t 、 H . J . , G o o l M i i o b . , 4 6 ( 19 6 7 ) , l一 1 0 .
[ 5 ] J o c e l y n
,
J
· ,
P i d g e o n
.
R
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M i n o r a l
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M a g
. ,
3 9 ( 19 7 4 )
,
, 8 7一 5 94 .
「6 ] p u p i n . J · p . , c o 二 : r · M ` , 。 r a l · p 。 , r o l二 7 3 ( 19 80 ) , 2 0 7一 22 0 .
[ 7 ] W i
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p , r r o考。 。 。 , i , o f 对 e , a . o r P h ` c R o c灸s , s p r i n g e r 一 V e r l a g , l , 7 , .
下8 ] W a t s o n , E . B . , C 。 , , r . M i n e r a l . P o r r o l . , 7 0 ( 19 7 9 ) , 4 0 7一 4 19
l) 姚玉鹏 , 南京大学地球科学系硕上论文 , 19 91
第 20 期 科 学 通 报 1 8 7 ,