內蒙古固陽大老虎店中太古代烏拉山巖群地質特征

井天陽

摘要：本文是在“內蒙古自治區包頭市大老虎店等四幅1：5萬區域礦產地質調查”項目的基礎上進行的深入研究，本文以野外地質調查為依據，運用地層剖面特征、巖石類型及特征等手段進行綜合分析，在前人研究的基礎上，將本地區烏拉山巖群分為四個巖組：榴云片麻巖巖組、黑云角閃片麻巖巖組、鉀長變粒巖巖組、大理巖巖組，對探討該地區區域變質作用特征、地層特征、混合巖化、原巖恢復及早期大陸地殼研究有著重要的影響。

關鍵詞：地質特征；烏拉山巖群；固陽；內蒙古

前言

經野外地質調查發現，本測區內巖石變質作用強烈，以高角閃巖一麻粒巖相為主，為一套完整的變質表殼巖，地層特征明顯，是內蒙地軸的重要組成部分，對研究烏拉山巖群變質巖具有深遠意義。

1.研究現狀及存在問題

本測區烏拉山巖群研究程度比較低，主要為中深變質巖系，出露在內蒙古大青山、桌子山及烏拉山等地區，烏拉山巖群的定名及劃分同時也經歷了不斷的變化，在前人的調查研究基礎上，不斷的推陳出新。烏拉山巖群由最初的桑干群進行細化將內蒙古部分（原桑干群上部）改名為烏拉山群，經內蒙古編表組定名為烏拉山巖群，同時烏拉山巖群的巖組劃分也各有不同。最初孫健初于1934年將一套深變質巖系劃歸桑干群，內蒙古自治區編表組于1972年將內蒙古部分（原桑干群上部）定名為烏拉山巖群，并劃分為四個巖組，采用四分法對烏拉山巖群的劃分方法一直被采用，1993年內蒙古區調隊在地質調查和研究中在沿用四分發的基礎上，豐富了其中的內涵。2000年李龍等人認為烏拉山巖群由上至下可分為3個巖組：大理巖巖組、淺色片麻巖巖組和深色片麻巖巖組。

前人的研究只是對區域地質進行分析，對單一地質區域缺少深入研究，沒有針對性，本文針對內蒙古固陽大老虎店測區的中太古代烏拉山巖群地質特征進行研究，對本測區烏拉山巖群進行巖組劃分，并對巖組特征進行闡述。

2.區域地質背景

本測區位于包頭市固陽縣大老虎店，研究區內出露的主要地層為烏拉山巖群、興和巖群、二疊系（腦包溝組、雜懷溝組）、侏羅系（大青山組、長漢溝組、武當溝組）、白堊系（固陽組、李三溝組）、第三系及第四系等，地層極為發育。大地構造位置位于陰山斷隆、大青山復式背斜的北翼、華北陸塊北緣隆起帶（俗稱內蒙地軸），斷層構造和褶皺構造在本測區內分布較為廣泛，構造較為發育，具有復雜的大地構造背景。

3.巖組特征

烏拉山巖群變質巖系在測區內出露較好，主要出露于大老虎店幅和下濕壕幅中，另在石拐礦區幅及耳沁堯子幅北部零星分布，出露面積達600km²。烏拉山巖群出露的主要巖石類型為黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、含石榴黑云堿長片麻巖、含石榴透輝石英巖、角閃斜長片麻巖，角閃二長片麻巖，透輝石斜長片麻巖，鉀長變粒巖或鉀長片麻巖；大理巖為含含磷灰石蛇紋石化橄欖石大理巖、金云母蛇紋石化橄欖石大理巖。

烏拉山巖群作為一套深成變質巖系，特征變質礦物對研究烏拉山巖群有著舉足輕重的地位，主要的特征變質礦物為石榴石、單斜輝石、斜方輝石、角閃石（棕色）、黑云母等。賈和義（2004）將烏拉山巖群變質階段進行了重新劃分，主要分為早期階段、峰值階段、恒溫降壓變質階段、晚期變質階段。早期階段到恒溫降壓階段主要特點體現在礦物組合上，從麻粒巖相變質開始到變質作用達到峰值，進入高角閃巖相一麻粒巖相，礦物特征作為主要的指示依據，主要特點為石榴石晶體大量出現到峰值階段石榴石與斜方輝石、單斜輝石的共生，進入恒溫降壓變質階段形成石榴石反應邊結構，黑云母粒度較大，可達0.5mm～1mm；晚期變質階段（降溫降壓階段）輝石出現綠色角閃石，退化變質是本階段的主要特點，角閃石大量出現。本文以變質階段礦物特征為依據，以不同變質階段的變質相為界限，運用到烏拉山巖群分組中。

本次工作根據烏拉山巖群暗色礦物含量，首先可將其分為深色片麻巖巖組、鉀長片麻巖巖組和大理巖巖組3個巖組，其中深色片麻巖根據變質程度將其細分為兩類，自下而上（1）榴云片麻巖巖組：礦物組合以石榴石大量出現，并與單斜輝石和斜方輝石共生組合，巖石中黑云母含量較高，粒度較為粗大，多為中粗粒。（2）黑云角閃片麻巖：礦物組合以石榴石含量減少或消失，角閃石大量出現，黑云母多為細小鱗片狀的集合體，為晚期變質作用產物。最終將烏拉山巖群分為四個巖組，自下而上分別為榴云片麻巖巖組（Ar₂sg）、黑云角閃片麻巖巖組（Ar₂bh）、鉀長變粒巖巖組（Ar₂kl）和大理巖巖組（Ar₂mb），與興和巖群之間為斷裂或角度不整合接觸，其巖石組合特征如下。

3.1榴云片麻巖巖組（Ar₂sg）。通過地質調查查明榴云片麻巖巖組主要出露在烏蘭此老一石人塔、雞燈灣一帶，巖石組合主要為黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖夾黑云堿長片麻巖、含石榴黑云斜長片麻巖、少量為含石榴透輝石英巖。出露厚度約1200m，出露面積約25km²，經地質調查研究及原巖恢復，推測為一套在大陸邊緣環境下形成的碎屑沉積建造。

巖石呈粒狀變晶結構，片麻狀構造；由斜長石、黑云母、角閃石、石榴子石及少量輝石等組成。斜長石呈他形，具聚片雙晶，粒徑0.1～1.2mm±；黑云母呈片狀，片徑0.5～1mm±，呈半定向分布；角閃石呈柱粒狀，具角閃石式解理，粒徑0.1～1.5mm±；石榴子石呈粒狀，在巖石中大量出現，與單斜輝石和斜方輝石共生組合，單偏光下呈淡紅色，粒徑0.5～1.2mm±。

3.2黑云角閃片麻巖巖組（Ar₂bh）。黑云角閃片麻巖巖組分布面積較廣，出露面積近50km²，厚度約800m。主要出露于石拐礦區昆對溝-敖包山-石人塔、幫浪溝、下濕壕幅十五號村一帶。

該巖組巖石類型：主要為角閃二長片麻巖、角閃鉀長片麻巖、黑云斜長片麻巖、角閃二長片麻巖，出露少量的黑云透輝石斜長片麻巖，巖貌總體呈灰色-灰黑色，巖石發生強烈的變形改造，雖受到多次地構造置換和強烈地變形改造，但黑云角閃片麻巖、角閃片麻巖韻律在局部地區依然可見。經剖面研究，推測該巖組為中基性火山沉積夾硅鐵沉積建造。

巖石呈柱粒狀變晶結構，片麻狀構造；由石英、角閃石、黑云母、斜長石及不透明礦物等組成。石英呈他形粒狀，具波狀消光，部分呈集合體狀定向分布；角閃石呈柱粒狀，粒徑0.2～1mm±，在巖石中大量出現；斜長石呈他形，具聚片雙晶，粒徑0.1～0.3mm±；黑云母呈鱗片狀，呈斷續定向排列；黑云母、角閃石與石英、斜長石相間定向分布，不透明礦物零星分布，在該組中石榴子石減少或消失。

3.3鉀長變粒巖巖組（Ar₂kl）。鉀長變粒巖巖組分布面積較廣，近42km²，出露厚度約120m。主要出露于測區大老虎店幅西南部腦包溝-水澗溝一帶、下濕壕幅西南角及耳沁堯子子幅北部雞燈灣、腦包梁、羊靠山一帶。

鉀長變粒巖巖相在測區內出露不全，由于混合巖化作用巖石的地層特征已遭受嚴重破壞，該巖組巖石類型以鉀長變粒巖或鉀長片麻巖為主，夾少量麻粒巖、二長片麻巖、黑云角閃變粒巖等。變質程度近于麻粒巖相，其原巖建造可能相當于中酸性火山巖夾基性火山巖一火山碎屑巖。

巖石呈中細粒結構，塊狀構造，主要礦物成分為：鉀長石、斜長石、石英，暗色礦物主要為黑云母和角閃石。鉀長石，淺肉紅色，粒徑1mm左右，含量55%-60%；斜長石，灰白色，粒徑約1mm左右，含量10%左右；石英，它形粒狀，油脂光澤，粒徑1mm～2mm不等，含量20%-25%。暗色礦物主要為黑云母和角閃石，呈定向排列，含量小于10%左右。

3.4大理巖巖組（Ar₂mb）。大理巖巖組出露面積約30km²，厚度約290m。分布范圍較為廣泛，主要分布在大老虎店幅西南部、下濕壕幅南部以及耳沁堯子幅北部。

該巖組的巖石組合為：含金云母蛇紋石化橄欖石大理巖、含磷灰石蛇紋石化橄欖石大理巖、強蛇紋石化大理巖。巖石局部蝕變現象較為明顯，從化學成份和巖相特征上看，該巖組是一套富鎂的碳酸鹽建造。

巖石為柱粒變晶結構，塊狀構造。主要礦物成分：巖石由碳酸鹽、蛇紋石及少量不透明礦物組成。碳酸鹽礦物呈粒狀，粒徑0.1mm～1.5mm±70%±；蛇紋石呈波紋狀，粒徑0.1mm～1mm±30%±。主要組成礦物彼此相間，均勻分布，不透明礦物零星分布，蛇紋石由橄欖石或輝石蝕變而來。

4.結論

通過野外地質調查，對內蒙古固陽大老虎店測區烏拉山巖群分布規律、產出形態、巖石組合特征、巖石基本組成及變質礦物進行綜合，將研究區烏拉山巖群分為為四個巖組，即大理巖巖組（Ar₂mb）、鉀長變粒巖巖組（Ar₂kl）、黑云角閃片麻巖巖組（Ar₂bh）和榴云片麻巖巖組（Ar₂sg）。