中级变质为主的花岗岩—绿岩带

绿岩带的变质作用和时代是怎样的？~

太古宙绿岩带地层中的岩石多已变质，但变质作用强度在世界各地不尽相同。其变质作用主要以低级变质的绿片岩相为主，部分可达角闪岩相，主要变质岩石类型受原岩成分控制。原岩为超镁铁质岩类多形成由蛇纹石、滑石、透闪石、绿泥石组成的蛇纹岩和蛇纹片岩、滑石岩和滑石片岩、透闪片岩等。原岩为镁铁质岩类多形成由绿泥石、阳起石、绿帘石、钠长石、黝帘石、角闪石、斜长石等矿物组成各种类型的绿片岩和绿岩（呈块状构造），在中级变质条件下则形成由角闪石和斜长石组成的斜长角闪岩类。原岩为中酸性火山岩及其火山碎屑岩的矿物以石英、长石为主，还有绢云母、白云母、黑云母、绿泥石、阳起石、绿帘石等矿物组成长石片麻岩和各类长石变粒岩（块状构造）及绢云石英（钠长）千枚岩等岩石。原岩为泥质及半泥质岩类（含砂或粉砂的泥质岩）以石英、绢云母或白云母、黑云母为主，有时还有绿泥石、硬绿泥石、石榴子石，形成绢云千枚岩、云母片岩，变质程度较高时还可出现堇青石、红柱石、矽线石、十字石、石榴子石等矿物，形成含有上述矿物的云母片岩类。原岩为硅质岩类可形成细粒石英岩。原岩为条带状铁质硅质岩可形成条带状磁铁石英岩类等岩石。
但在一些绿岩带地区，变质作用可达角闪岩相和麻粒岩相。如印度的达瓦尔绿岩带，自北向南其变质程度从绿片岩相渐变为角闪岩相，直至麻粒岩相。绿岩带变质作用大多属低压型 中压型，可以肯定的是不存在含有蓝闪石的岩石和榴辉岩等高压型的变质岩石。
在绿岩带的火山-沉积表壳岩系中，最古老的年龄是南非巴伯顿的为3400～3100 Ma，加拿大的绿岩带年龄一般为2800～2600 Ma，西澳的皮尔巴拉绿岩带年龄在3050 Ma。印度达瓦尔绿岩带年龄在2345 Ma，少数如西非的比里米绿岩带是2100～1800 Ma，属古元古代。总的来看大多数绿岩带是在太古宙形成的。

绿岩带的地层层序是以地层发育最完整的南非巴伯顿盆地为原型建立的，可分为下部超镁铁质和镁铁质岩群、中部钙碱性火山岩群和上部的沉积岩群（但也有的学者将绿岩带地层分为下部火山岩群和上部沉积岩群两个层序），即所谓“三位一体”的结构模式。由于它的结构模式与显生宙的蛇绿岩套有相似之处，所以有的学者亦称绿岩带为太古宙蛇绿岩套。
下部超镁铁质和镁铁质岩群主要由超镁铁质火山熔岩和拉斑玄武岩组成，但经常伴生有橄榄岩、纯橄岩，辉石岩、角闪石岩和辉长岩等堆积层状侵入岩体和岩墙。岩群顶部有少量硅质岩、凝灰岩、集块岩、条带状铁质岩和细粒石英岩。
科马提岩（komatiite）是发育于南非巴伯顿山区科马提河一带的一种玻璃质高镁火山熔岩，其成分变化很大，可包括从高镁质的玄武岩到橄榄岩的各种岩石变种，常具有特征的鬣刺结构（spinifex texture）（照片8-9）。其化学成分的主要特征是MgO＞9%，CaO/Al2O3＞1，K2O的含量很低（＜0.9%），按成分可分为橄榄科马提岩、辉石科马提岩和玄武科马提岩，它们都是地幔高度熔融的产物。一度曾认为科马提岩是判别太古宙绿岩带的标志，但在津巴布韦等其他绿岩带地区并未发现科马提岩，且在元古宙、古生代都相继发现了科马提岩，因而可以说，科马提岩并不是确定太古宙绿岩带的主要标志。
中部的钙碱性火山群（也称绿岩群）是绿岩带的主体部分，主要由火山熔岩及其火山碎屑岩组成，其次有沉积岩层。钙碱性火山岩主要是低钾的玄武岩 安山岩 英安岩 流纹岩所组成的旋回和玄武岩 流纹岩组成的双峰式火山岩系。上部的沉积岩层原岩主要由硅质岩、碳质页岩、条带状铁质岩、灰岩、粗砂岩、硬砂岩和砾岩。在中部岩群中还常有一定数量的镁铁质岩床、岩墙、岩盆和斜长岩体，其中有些规模巨大的岩墙（如津巴布韦大岩墙延长近500千米）是太古宙特有的产物。
上部沉积岩群的下部由复理石或类复理石建造的硬砂岩、泥岩，其他有条带状硅质铁质岩、灰岩、燧石层组成，它们属浅水和深水的沉积物。沉积岩群的上部由磨拉石建造的砾岩和含砾硬砂岩、硬砂岩组成，通常页岩很少见，它们属浅水沉积的产物。在上部沉积岩群中也常夹有一些火山熔岩和凝灰岩，但数量较少。沉积岩群大部分属于浊流岩类，具有浊流岩特有的粒级层，紊乱层、韵律层、波痕等结构、构造，岩相变化极其复杂，岩石分选不好，是稳定地块机械侵蚀作用的产物经快速沉积的结果。
总的来看，构成绿岩带的主体岩石主要是镁铁质 长英质火山岩及其火山碎屑岩类，其次是沉积岩类，最少的是超镁铁质和镁铁质的侵入岩体。绿岩带地层中普遍存在着地层的旋回性，旋回规模大小不同，单个绿岩带中可以包括一个或多个火山 沉积旋回，大旋回中可以包含许多小旋回，这些旋回既可出现于绿岩序列的火山岩部分，也可发育在沉积岩部分，旋回厚度从几百米至数千米不等。在其他地区的绿岩带中经常缺失某些地层，或有些地层发育不完全，仅有部分出露。由于绿岩带厚度变化大，岩性和岩相在不同的绿岩带之间、甚至是在同一个绿岩带中沿纵向和横向之间的改变也十分强烈，互相对比较困难。
在绿岩带的盆地周围出露大面积的花岗岩类，它们大都具有不同程度的片麻状构造。花岗岩类岩石种类很多，其中以富钠的英云闪长岩为主，有的地区花岗闪长岩较多。在这些花岗质岩体中，常有暗色角闪质岩石的包体。花岗质岩体与绿岩带地层之间的关系大多为侵入接触、也有断层接触和逐渐过渡的关系，这些花岗岩体中常有绿岩带的岩石捕虏体。近年来的多数研究者认为，花岗质岩石是较老结晶基底活化和底辟上升形成的深成岩体。另外，还常有较晚期的钾质斑状花岗岩侵入体。在绿岩带周围的花岗岩类岩石，明显表现出早期富钠、晚期富钾的特点。

中级变质为主的绿岩带主要分布在夹皮沟、清原、色尔腾山、青龙河、五台山-恒山、胶东、鲁西和陕豫交界的小秦岭，尤其集中在华北地台北缘、西南缘和辽鲁郯庐断裂带的两侧。绿岩带常以不规则的条带状分布在大片花岗质岩石和片麻岩内。表壳岩是具有一定规模的、连续的层状岩系，分布面积有时可达数百平方公里。绿岩带主要由一套原岩为镁铁质火山岩夹超镁铁质岩、安山质-长英质火山岩和沉积岩组成。区域变质作用以低角闪岩相为主，有时为绿片岩相-低角闪岩相，少数为角闪岩相。花岗质岩石为花岗岩-绿岩带的主要岩石，一般占总体面积50%以上，有时可达70%～80%，按其与绿岩带的产出特征和形成时代，大致可分为前构造期的基底花岗岩类、同构造期的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系和同构造晚期的钾质花岗岩及后构造期的花岗质岩石。

（一）主要绿岩带特征概述

1.胶东绿岩带和荆山绿岩带

胶东绿岩带和荆山绿岩带位于盛产黄金的胶北地块，西部以郯庐断裂为界，与鲁西地块相隔，东部以五莲-荣城断裂为界，与胶东南地块相毗邻，属滨太平洋成矿带西部、中-新生代活动的大陆边缘带。

胶东绿岩带的地层为胶东岩群，广泛分布在栖霞、蓬莱、招远、莱州等地，可分为唐家庄岩组、齐山岩组和林家寨岩组，主要岩石类型为蛇纹石化橄榄岩、二辉麻粒岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、浅粒岩等。在栖霞英云闪长质片麻岩中，锆石U-Pb谐和曲线上交点年龄为2858Ma（山东区调队），在栖霞十八盘黑云角闪变粒岩中锆石U-Pb等时线年龄为2664.5Ma（余汉茂，1984），说明胶东岩群的年龄至少为新太古代早期，甚至可能为中太古代。荆山绿岩带的地层为荆山群，主要分布在平度、莱西、牟平等地，自下到上可分为禄格庄组、野头组和陡崖组，其岩石是一套富铝片岩、大理岩、石墨岩系、片麻岩、蛇纹岩、斜长角闪岩等岩石组合。禄格庄组黑云片岩内单颗粒锆石U-Pb等时线年龄为2131～2033Ma（杨敏之，1994），山东地矿局第四地质队获得牟平石榴黑云片岩内锆石U-Pb等时线年龄2484Ma。陡崖组黑云片岩中磷灰石U-Pb年龄测定为1830～1998Ma，说明荆山群形成在古元古代。在胶北地块上分布着22个花岗岩体，按形成时代和与绿岩带形成的关系，可分两类：一类是胶东绿岩带形成时，同构造期的奥长花岗岩-英云闪长岩系列，主要分布在栖霞一带，与分布其中的胶东绿岩带组成古陆核，荆山群则沿陆核周边分布，上曲家、葛家庄、上范家沟等英云闪长岩体单颗粒锆石U-Pb同位素年龄为2858Ma、2664Ma和2615Ma，回龙夼英云闪长岩体的单颗粒锆石U-Pb年龄为2060Ma，表明英云闪长岩体可能有三次侵位年龄；另一类为与胶东岩群、荆山群深熔岩浆作用有关的中生代花岗岩类，而这些岩体产出在绿岩地体边缘强烈活化改造带中，其中包括与胶东岩群壳源深熔花岗岩系列的玲珑、郭家岭复式花岗岩体、磁山岩体和与荆山群有关的深熔花岗岩系列的昆嵛山复式花岗岩体、鹊山花岗岩体及文登花岗岩体，这些复式的花岗岩体是从元古宙-中生代多期、多阶段岩浆演化的结果。

2.夹皮沟绿岩带

夹皮沟绿岩带位于华北地台北缘东段，吉林省桦甸市东南约50km的大红石砬子-老牛沟-夹皮沟一带，呈北西向长条状分布，其北东侧与华力西晚期黄泥岭花岗岩相接，西南以韧性剪切带和钾质花岗岩与龙岗高级区相邻，北西以浑河断裂为界，南东被新太古代钾质花岗岩和燕山期花岗岩侵入而切断。绿岩带因被太古宙英云闪长质-奥长花岗质片麻岩侵入而穿切成大小不等、形态不一的残块，区内花岗岩类与绿岩出露面积之比约为5∶3。绿岩带地层为夹皮沟岩群，下部为老牛沟岩组，上部为三道沟岩组。与绿岩带伴生的太古宙花岗质岩石主要是早期奥长花岗岩、英云闪长岩和花岗闪长岩，晚期为钾质花岗岩，显示出从钠质向钾质演化。老牛沟岩组斜长角闪岩全岩的Rb-Sr等时线年龄为（2766±266）Ma，八家子英云闪长质片麻岩的单颗粒锆石的U-Pb年龄为（2521±14）Ma，夹皮沟本区、二道沟等地花岗闪长质片麻岩的Sm-Nd全岩等时线年龄为（2639±61）Ma（周燕等，1993）。

3.清原绿岩带

清原绿岩带分布在浑河断裂以北的辽宁清原-抚顺地区。绿岩带大致呈北东-南西的不规则带状延伸，产出在多期次的太古宙花岗质岩石内，出露面积300～400km²。绿岩带的北部为大面积的华力西期花岗岩侵入体，东部和西部以断裂为界与麻粒岩-片麻岩区相邻，南部则为浑河断裂相隔与麻粒岩-片麻岩区接触。由于新太古代花岗质岩石的侵入，把绿岩带肢解为大小不等的残块，其中稍具规模的有曲柳树-下窝棚、腰寨子、红透山-树基沟、南龙王庙-大荒沟、张胡子沟-稗子沟等5个绿岩残块，其出露面积分别在20～50km²。花岗岩类和绿岩之比约为3∶2。绿岩带的地层为太古宇清原岩群，可分上部红透山岩组和下部金凤岭岩组。金凤岭岩组主要由中细粒斜长角闪岩、石榴斜长角闪岩组成，局部夹角闪变粒岩和黑云变粒岩，厚度在300～350m左右。红透山岩组为一套变质火山-沉积组合，主要岩石类型为黑云变粒岩，其次为斜长角闪岩、磁铁石英岩、浅粒岩、黑云片岩等，厚度为600～850m。整个岩序显示出原岩为玄武岩、安山岩-长英质火山岩、沉积岩的火山-沉积旋回。同绿岩带共同产出的太古宙花岗质岩石广泛发育，其主体是片麻状英云闪长岩-花岗闪长岩，分布在红透山、树基沟、何家堡子等地。孢子沟岩体、摩里红岩体和红石砬子岩体呈岩株状、长条状侵入片麻状岩体和绿岩带中，其岩石类型为英云闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩等。清原绿岩带金凤岭岩组斜长角闪岩的Sm-Nd全岩等时线年龄为（2844±48）Ma,Rb-Sr等时线年龄为（2624±48）Ma，红透山-树基沟片麻状含石榴英云闪长岩的单颗粒锆石U-Pb年龄为（2520±16）Ma，岩体中黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为（2587±6）Ma（王松山，1986），孢子沟岩体和摩里红岩体的花岗闪长岩微量锆石U-Pb年龄为（2519±17）Ma和2510Ma。

4.色尔腾山绿岩带

色尔腾山绿岩带位于华北地台北缘西段，内蒙古中部色尔腾山一带，东起公义明，西至大奈太，北起哈布齐尔沟，南到营盘湾，东西长约80km，南北宽10～20km，面积约1300km²。绿岩带层状岩系呈北西西向展布，总体上为轴向北西西向的复杂向形构造。绿岩带地层为色尔腾山群，大致可分三个岩组：下部为斜长角闪岩、角闪石岩、角闪片岩夹少量黑云钠长片岩和条带状磁铁石英岩；中部为钠长黑云片岩夹斜长角闪岩和变凝灰质沉积岩；上部为含角闪钠长片岩夹变质火山碎屑岩和碎屑沉积岩。总厚约8000m。区内与绿岩带伴生的花岗质岩石，按形成时期可分早、晚二期，早期为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系列，晚期为钾长花岗岩。此外还分布少量的华力西期黑云母花岗岩，脉岩也十分发育。花岗质岩石的出露面积与绿岩之比约为3∶7，与其他绿岩带地区有明显的差别。侵入到绿岩带下部英云闪长岩的微量锆石U-Pb年龄为2420Ma和2471Ma（内蒙古区调一队，1984），钾长花岗岩的锆石U-Pb年龄为（1684±3）Ma（内蒙古地研队等，1986）。

5.五台山绿岩带

五台山绿岩带主体在五台山区，西起原平，东至灵丘，呈北东东向展布，延伸大于160km，宽35km。绿岩带产出在由灰色片麻岩组成的卵形构造隆起带的边缘或陆块之间，其东南是阜平太古宙穹隆，西北则是包括桑干河流域区内的内蒙古高级变质陆核。绿岩带地层是五台群，可分为两个亚群，下亚群为石嘴亚群，上亚群为高凡亚群。区域变质作用从绿片岩相-低角闪岩相，区内花岗质岩石分布广泛，出露面积占50%以上。按岩石类型可分为TTG质片麻杂岩、片麻状花岗岩、石英闪长岩-英云闪长岩、花岗岩等。岩体主要有车厂-北台片麻状英云闪长岩-奥长花岗岩体、石佛、峨口花岗闪长岩-花岗岩、奥长花岗岩体和王家会钾质花岗岩体，它们的展布方向和绿岩一致。五台群金刚库组斜长角闪岩、黑云变粒岩9个样的Sm-Nd全岩等时线年龄为（2599±41）Ma（白瑾等，1991），Rb-Sr全岩等时线年龄为（2573±47）Ma。而侵入金刚库组石佛岩体的单颗粒锆石U-Pb年龄为2607Ma。峨口花岗岩的微量锆石U-Pb年龄为（2520±30）Ma（刘敦一等，1984）。

6.小秦岭绿岩带

小秦岭绿岩带位于华北地台西南缘，豫陕交界的灵宝、潼关、华阴、华县一带，东西长140余公里，南北宽70余公里，面积约1200km²。本区花岗岩-绿岩带是由花岗质岩石和分布在其中的透镜状-条带状绿岩组成，花岗质岩石约占出露面积的80%。绿岩带地层为新太古代太华岩群，大致可分为上、下两个亚群：下亚群为金硐岔岩组，主要由斜长角闪岩组成；上亚群为观音堂岩组和焕池峪岩组，观音堂岩组主要由石英岩、长石石英岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩夹少量大理岩组成，焕池峪岩组主要岩性为白云石大理岩夹斜长角闪岩、含石榴夕线变粒岩和浅粒岩，变质相为角闪岩相。潼关太华岩群Rb-Sr全岩等时线年龄为（2549±169）Ma（郑者明等，1982）。与绿岩带伴生的花岗质岩石主要为早期钠质花岗片麻岩，原岩以奥长花岗岩为主，其次是花岗闪长岩和英云闪长岩，晚期发育少量钾长花岗质片麻岩。此外区内还发育着中岳期的桂家峪黑云母化角闪二长花岗岩体，熊耳期的小河黑云母二长花岗岩，特别在北部分布着规模较大，呈岩基、岩株状的燕山期文峪、娘娘山、华山、老牛山等花岗质岩体。

7.鲁西绿岩带

鲁西绿岩带分布在郯庐断裂带以西的泰安、沂源、蒙阴、枣庄、邹县等地区，北部和西南部与寒武系盖层接触。太古宙变质岩和花岗质岩石呈南部收敛、北部撒开的扇形，出露面积近1500km²。绿岩带被花岗质岩石分割成若干残块，大致呈北西向展布，其中在泰安-新泰一带较发育，各绿岩残块出露的面积约占太古宙岩石出露面积的30%，花岗质岩石为70%。绿岩带地层为泰山岩群，是由一套以角闪岩相为主的变质岩系组成，自下而上可分为孟家屯岩组、雁翎关组、山草峪组和柳杭组。雁翎关组是一套原岩建造以镁铁质火山岩为主的火山-沉积岩系，在其底部发育着厚层的科马提岩，科马提岩已变质形成绿泥透闪阳起片岩、滑石透闪片岩等。雁翎关组斜长角闪岩的Sm-Nd全岩等时线年龄为（2684±165）Ma（徐惠芬等，1992）。山草峪组黑云变粒岩锆石U-Pb年龄分别为2778Ma和2671Ma（山东地质一队）。与绿岩带共同产出的花岗质岩石，主要沿北西-南东向分布在基底隆起区。按其侵入期次可分三期，早期为片麻状TTG岩系，中期为变闪长岩和石英闪长岩，晚期为二长花岗岩、钾长花岗岩。花岗质岩石的形成明显从钠质向钾质方向演化。蒙山片麻状英云闪长岩锆石Pb-Pb年龄为

Ma（山东区调队），化马湾英云闪长岩锆石U-Pb年龄为2568.2Ma（山东区调队），雌山黑云母花岗岩的锆石U-Pb年龄为2596Ma（万渝生，1987）。

8.青龙河绿岩带

青龙河绿岩带位于燕山山脉东段，河北省青龙县，产出在太古宙安子岭地块与青（龙）-宽（城）地块之间。绿岩带岩石是一套遭受绿片岩相区域变质作用的火山-沉积岩系，其原岩建造下部是厚层状镁铁质火山岩，中部为安山质-长英质火山岩，上部为浊积岩、条带状铁建造等。整个岩序可划分为四个火山-沉积亚旋回。地层单元为双山子群和朱杖子群。绿岩在花岗质岩石中呈残块出现。与绿岩带有关的花岗质岩石大致可分两个系列，即闪长岩-石英闪长岩-英云闪长岩系列和英云闪长岩-花岗闪长岩-奥长花岗岩系列。据河北区调队采集的双山子群下部变质英安岩，分别获得2442Ma和2460Ma的锆石U-Pb年龄，其上部变质流纹岩的U-Pb不一致线年龄为

Ma（转引自赵宗溥，1993）。侵入绿岩带的花岗质岩石有两期，双山子期大于2200Ma，朱杖子期介于1700～1828Ma之间。

（二）绿岩带岩石地球化学

绿岩带区域变质岩主要有以下六类：变质超镁铁质岩类，变质镁铁质火山岩类，变质安山质火山岩类，变质长英质火山岩类，变质碎屑岩及泥质岩类，变质化学沉积岩类。如前所述，各岩类在不同地区绿岩带地层中的分布有明显的差异。

1.变质超镁铁质岩类

此类岩石主要呈层状、似层状、透镜状等，一般产出在绿岩带的下部层位。按其地质产状可分两类。一是呈层状产出，具有一定的规模。该类岩石目前仅发现在鲁西绿岩带中，其岩石类型为绿泥透闪（片）岩、滑石绿泥阳起石（片）岩、滑石绿泥阳起透闪片岩、阳起透闪绿泥片岩和阳起透闪滑石片岩。在鲁西雁岭关南部石河庄剖面东天井峪东南小山包上，由滑石绿泥阳起片岩与绿泥阳起片岩组成1.8m左右的溶岩流的顶部，显示鬣刺结构，此类岩石的原岩属于科马提岩。另一类呈似层状或透镜状产出，其规模较小，沿走向一般小于100m，其产状与围岩片理一致，有时沿一定层位呈断续带状分布。岩石类型主要为角闪石岩、透辉石岩、蛇纹岩、绿泥透闪蛇纹岩等，此类岩石在各绿岩带中均有分布，其原岩很可能是超镁铁质侵入岩。

变质超镁铁质岩的常量元素含量（表2-7）显示，清原、夹皮沟、辽西绿岩带中变质超镁铁质岩具有高镁、高钙、低钾的特点，与南非巴伯顿地区科马提质玄武岩类似。鲁西绿岩带的主元素成分与阿比提比绿岩带具鬣刺结构的科马提岩类似。

2.变质镁铁质火山岩类

该岩类是绿岩带中最主要的岩石类型，集中分布在绿岩带的下部层位。岩石呈熔岩流和火山碎屑岩层产出，常与变质安山质-长英质火山岩、杂砂岩等互层，或构成巨厚层的拉斑玄武岩层。主要的岩石类型有斜长角闪岩、片麻状斜长角闪岩、角闪片岩、钠长绿泥片岩、绿泥片岩、阳起绿泥片岩等，常呈块状、片麻状构造，有时呈条纹、条带状构造，在五台山等绿岩带可见枕状构造，常发育变余辉绿结构、变余杏仁结构。其原岩是玄武岩及其凝灰岩。

在地球化学特征上，变质镁铁质火山岩类的常量元素含量（表2-7）与国外太古宙拉斑玄武岩的成分较为相似，但K₂O含量较高，相对富铁和贫钙，w（CaO）/w（Al₂O₃）比值相对较低，w（MgO）/w（FeO）比值相对较高。其稀土元素分布模式总的来看是轻稀土元素富集型，（La/Yb）_n比值变化在2.33～5.78之间。根据（La/Yb）_n比值大致可分两类：第一类是（La/Yb）_n=2.33～2.52，稀土元素呈右缓倾斜的平滑曲线，类似康迪划分的TH₁型太古宙拉斑玄武岩，如夹皮沟绿岩带和五台山绿岩带中部的变质镁铁质火山岩；第二类是（La/Yb）_n=2.91～5.78，呈明显的向右倾斜的稀土元素富集型分布型式，相当于Condie划分的TH₂型太古宙拉斑玄武岩，多数绿岩带中的变质镁铁质火山岩属于此类。

表2-7　绿岩带变质火山岩常量元素平均含量

岩性及产地：1～8变质超镁铁质岩，其中1～7为似层状、透镜状，8为层状；9～17变质镁铁质火山岩；18～25变质安山质火山岩；26～34变质长英质火山岩；序号中带“J”、“j”、“P”、“Q”、“S”、“W”、“L”、“X”、“q”者分别为胶东、荆山、夹皮沟、清原、色尔腾山、五台山、鲁西、小秦岭和青龙河。

3.变质安山质火山岩类

该岩类主要分布在清原、五台山等绿岩带中，以熔岩流或凝灰岩呈层状、透镜状与变质镁铁质、长英质火山岩、变质陆源碎屑岩互层或相变产出，岩层厚度变化较大，相变明显，主要产在绿岩带的中上部位。主要岩石类型有角闪斜长变粒岩、黑云角闪斜长变粒岩和绿泥钠长片岩等。

变质安山质火山岩类的常量元素含量（表2-7）表明：清原、鲁西等地变质安山质火山岩成分与太古宙I型安山岩相似，但它们的SiO₂、Al₂O₃和K₂O含量较高，TiO₂、MgO、CaO较低；五台山等地变质安山质火山岩类成分类似于太古宙Ⅱ型安山岩，但K₂O含量较高。

4.变质长英质火山岩类

此类岩石广泛分布在绿岩带中上层位，呈层状或透镜状与变质安山质火山岩类、变质碎屑沉积岩类等互层产出。岩石类型主要为黑云变粒岩、斜长浅粒岩、云母石英片岩和绢云绿泥片岩等。在变质较低的长英质火山岩中可以见到变余流纹构造、变余斑状结构和变余晶屑凝灰结构。

变质长英质火山岩类的常量元素接近于康迪的F_Ⅱ型英安岩-流纹岩的平均成分，但是Fe₂O₃、K₂O含量较高，MgO、CaO含量较低（表2-7）。

5.变质碎屑岩和泥质岩类

此类岩石有两种产状：一种产在变质火山岩系中，与火山岩呈互层产出，多发育于绿岩带层序的中下部，厚度不大，主要形成于火山活动的间歇期；另一种是产出在绿岩带层序的中上部，仅见于五台山绿岩带的下部板峪口组，该岩层厚度较大，常可见原生构造，如粒序层、交错层，岩石分选性差，有时发育包卷构造，主要岩石类型有变质泥质岩类的绢云钠长片岩、二云母片岩、云母变粒岩、绢云绿泥石英片岩、千枚岩和变质碎屑岩类的长石石英岩、浅粒岩、变质长石砂岩、变质粉砂岩、变质砂砾岩等。在变质较高的岩石中有时出现石榴子石、蓝晶石、十字石等富铝的变泥质的典型矿物。在五台山、小秦岭、荆山群等绿岩带中还发育含石墨的沉积岩。

6.变质化学沉积岩类

此类岩石在绿岩带中所占的比例较小，岩石类型主要是变质碳酸盐岩和条带状铁建造（BIF）。变质碳酸盐岩主要分布在小秦岭、辽西、荆山等绿岩带，常产出在层序的中上部，主要岩石有白云石大理岩、透闪大理岩、蛇纹石化透闪（透辉）大理岩、大理岩等。条带状铁建造常与火山作用相伴生，相当于阿尔戈马型，主要分布在绿岩带层序中上部。条带状铁建造以氧化物相为主，有少量硅酸盐相和碳酸盐相。主要岩石为条纹状、条带状磁铁石英岩、镁铁闪石磁铁石英岩、绿泥磁铁石英岩、铁闪片岩和菱铁石英岩等。在鞍本、夹皮沟、五台山、色尔腾山等绿岩带中，常形成具有工业价值的大型、特大型条带状铁矿。

（三）花岗质岩石

花岗质岩石是太古宙花岗岩-绿岩带的主要组成部分，一般占整个地体出露面积的一半以上。根据其野外接触关系，变质变形程度和同位素年龄资料可划分为两大类，即前构造期基底花岗岩和同构造期花岗岩。后者又可细分为三类，即同构造期片麻状英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩（TTG岩系），同构造期英云闪长岩-花岗闪长岩-石英二长岩-二长花岗岩底辟岩基/岩株（TGMQ岩系）和同构造晚期二长花岗岩-钾长花岗岩-花岗闪长岩系（MPG岩系）。

1.前构造期基底花岗岩

本类花岗岩目前仅见于鞍本地区，主要包括鞍山白家坟花岗质糜棱岩，据离子探针质谱测定颗粒锆石U-Pb年龄为（3804±5）Ma（刘敦一，1994）；陈台沟花岗岩，据颗粒锆石测定其形成时代约为3300Ma（刘敦一，1992；宋彪，1993）；铁架山花岗岩，其形成年龄为2860～2960Ma（刘敦一，1990；钟富道，1984）；弓长岭片麻状花岗岩，据颗粒锆石离子探针测定其侵位年龄为2990Ma（万渝生、刘敦一，1993）。

2.同构造期花岗岩

（1）同构造期片麻状TTG岩系：一般具明显的片麻状、条带状、眼球状构造，中粗粒鳞片变晶结构，缝合线、蠕虫状等各种交代结构以及矿物应变特征也很发育，有的岩体具钾长石交代斑晶而呈斑状结构。主要矿物成分为斜长石、微斜长石、石英、黑云母、角闪石。岩体中矿物成分分布极不均匀，从岩体中心到边缘石英含量明显减少，暗色矿物和斜长石含量增多，斜长石牌号从5～20增加到30～50。岩石中的副矿物主要有磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石，部分岩体出现了褐帘石、钛铁矿、重晶石等。在五台山车厂-北台岩体和清原树基沟-红透山岩体中石榴子石较为发育，特别是后者成为该地区特征性的对比标志。其常量元素平均含量（表2-8）总体上与康迪（1981）划分的太古宙高铝型片麻岩成分较接近，只是个别地区的K₂O含量稍高。在O’Connor（1965）的Ab-An-Or分类图上，均落入英云闪长岩-奥长花岗岩区。同样在K-Na-Ca图解上，亦显示奥长花岗岩系的变异趋势。

表2-8　花岗质岩石常量元素、微量元素和稀土元素平均含量

注：序号中带“Q”、“P”、“S”、“W”、“L”、“X”、“J”者分别为清原、夹皮沟、色尔腾山、五台山、鲁西、小秦岭和胶东。

稀土元素分布呈较陡倾斜型，LREE富集，HREE亏损，铕呈弱负异常-正异常，类似于国外太古宙高铝型英云闪长岩-奥长花岗岩（Condie,1981）。微量元素含量以富Sr、Ba、Zr，贫Rb、Cr、Ni、Co为特征，总体上与高铝型片麻岩接近。

（2）同构造期TGMP底辟岩基：此类花岗岩主要由花岗闪长岩、英云闪长岩组成，并有少量石英二长岩和二长花岗岩。岩体在平面上呈圆形或椭圆形近等轴状分布，与围岩的侵入接触界线清楚，由中心至边缘，片麻理由弱到强。岩体中暗色包体相对较少，多集中在岩体边部。岩体内部一般为片麻理很弱的块状构造，具典型的花岗结构或变余花岗结构，主要矿物成分为斜长石（An=20～37）、微斜长石、石英、黑云母及微量角闪石微量，副矿物主要有磷灰石、榍石、磁铁矿、褐帘石和少量锆石。

其常量元素含量（表2-8）与路易斯湖深成太古宙花岗闪长岩成分相近，但仍显示了奥长花岗岩系的变异趋势。在An-Ab-Or分类图上，多数落入花岗岩闪长岩区，少部分（摩里红岩体）落入英云闪长岩区。但其稀土元素分布均显示出类似于高铝型底辟英云闪长岩-奥长花岗岩系，表现为向右陡倾斜曲线，铕弱负异常至弱正异常。微量元素与国外相应岩类相比，Sr、Ba、Zr含量接近，Rb稍低，Cr稍高。

（3）同构造晚期MPQ侵入体：此类岩石一般是在变质-变形作用晚期侵入到花岗岩-绿岩区的边缘或剪切带中。岩体多数呈长条状或不规则长条状，与围岩呈清晰的侵入接触关系。岩体主要由黑云钾长花岗岩、黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩及少量奥长花岗岩组成，岩石呈块状或弱片麻状（边部）构造，斑状、似斑状结构。岩石类型主要有二长花岗岩、钾长花岗岩，主要矿物为斜长石、微斜长石、石英、黑云母组成，副矿物有榍石、磷灰石、磁铁矿和少量绿帘石、锆石。

岩石化学特征为SiO₂、K₂O含量高（表2-8），w（K₂O）/w（Na₂O）比值大于或接近于1，在K-Na-Ca图解上，分布于钙碱性岩系富K₂O一侧，在An-Ab-Or图上，集中分布在花岗岩区。与国外同类型太古宙花岗岩相比，其Sr、Ba、Zr含量接近，Rb稍低，Cr较高。稀土元素分布多具明显的铕负异常，呈向右倾斜的陡倾斜型，与显生宙同类岩石相比，其铕异常较小，稀土元素分馏程度高。

（四）变质变形

1.变质作用

依据绿岩带变质岩矿物组合特征及典型变质矿物的温压条件测定（表2-9）表明，绿岩带均遭受了主期中低压型低角闪岩相区域变质作用改造。清原绿岩带变质作用温度为545～640℃、压力为0.4～0.59GPa；夹皮沟绿岩带变质作用温压条件为635℃、0.5GPa；和龙金城洞绿岩带变质作用温压条件为525～530℃、0.41～0.52GPa；色尔腾山绿岩带变质作用温压条件为510～635℃、0.5GPa；鞍本绿岩带变质作用温压条件为550～650℃、0.3～0.6GPa（周世泰，1994）；鲁西绿岩带变质作用温压条件为550～600℃，0.5～0.6GPa；五台山绿岩带变质作用温压条件为500～700℃，0.35～1.0GPa。主期低角闪岩相变质作用之后，本区亦遭受了较强烈的低压型绿片岩相动力变质作用（退变质作用）的改造，如夹皮沟绿岩带（300℃，0.2GPa）、清原绿岩带（290℃）、色尔腾山绿岩带（367～400℃，0.25～0.3GPa，李树勋，1986）、鲁西绿岩带（400～450℃，0.3～0.4GPa）和鞍本绿岩带均较明显。

表2-9　花岗岩-绿岩区岩石变质作用温、压条件

注：1～7为变质镁铁质火山岩；8～16为变质安山质-长英质火山岩；17为变质硅铁质岩。序号6、7、16据李树勋，1987。amp—角闪石，PL—斜长石，Gar—石榴子石，Bi—黑云母，Kf—钾长石，mus—白云母。

2.构造变形

太古宙花岗岩-绿岩带经历过从深层次到浅层次的多期次多级别变形作用。从岩石的构造形迹看，华北地台北缘中级变质太古宙花岗岩-绿岩带主要受到五台期和吕梁期变形作用的影响，其中五台期变形作用奠定了基本格架，阜平期变形作用一般只涉及绿岩带基底。在每一变形期中，随着变形阶段的发展，不同绿岩带有不同变形幕和相应的构造形迹。总体上看，以四幕变形为主，前两幕为五台期，后两幕为吕梁期。

第一幕变形作用（D₁）产生近平卧同斜褶皱和片内无根褶皱，形成以片状、柱状等矿物定向生长为特征的S₁透入性片理和片麻理，倾角平缓，形成于五台早期；第二幕变形作用（D₂）十分强烈，形成以S₁为形面，S₂为轴面的紧闭同斜褶皱和韧性剪切带，奠定了花岗岩-绿岩带基本构造格架，目前所见片麻理一般为此幕褶皱轴面S₂；第三幕变形作用已开始向脆性变形转变，变形特征变化大；第四幕变形作用以脆性变形为主，也形成宽缓、开阔的对称褶皱。构造变形次序反映了太古宙花岗岩-绿岩带构造演化是由深层次到浅层次进行的，变形过程为塑性→韧性→脆性。

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