平潭—東山剪切構造帶中段變質變形期次劃分及時代討論

吳久芳

(福建省閩西地質大隊，廈門，361000)

平潭—東山剪切構造帶在福建東南沿海呈北東向帶狀展布，東北端由平潭入海，西南端經廣東南澳島入海，長大于350 km，寬30 km 左右(圖1)。研究區所在構造帶中段以強烈的動力變質作用及韌性剪切變形為特征。遭受動力變質的巖石主要是分布于剪切帶中的早侏羅世梨山組、晚侏羅世—早白堊世早期火山-沉積巖系，以及晚侏羅世—早白堊世侵入巖，尤以花崗巖類為主。動力變質帶的構造形跡主要為北東40°～60°走向的陡傾片理帶經大型左行走滑剪切作用而形成。帶內形成動力變質巖主要為糜棱巖化花崗巖類和片理化火山碎屑巖類[1-3]。前人對該構造帶的變質變形作用期次及時代厘定做了較多詳細研究。馬國鋒認為該帶晉江段經歷了2期變形，第一期為早侏羅世—晚侏羅世，第二期晚侏羅世后—晚白堊世前，約114 Ma[4]。徐先兵等將泉州段劃分為2期變形，第一期為左行韌性走滑(130～120 Ma)，第二期為右行脆性剪切(120～100 Ma)[5]。石建基和張守志根據糜棱巖的空間分布、糜棱巖面理的切割關系，并結合變質變形侵入巖的成巖年齡，將該構造帶厘定為3期變質變形，分別為晚侏羅世早期(149.2～145.4 Ma)，為右行推覆韌性剪切；晚侏羅世晚期(145.4～137 Ma)，為左行-逆沖韌性剪切；以及早白堊世晚期約100 Ma，為右行走滑韌-脆性剪切[6]。周小棟對分布于漳浦一帶的韌性剪切帶的規模、幾何學及變質變形特征進行研究，認為該韌性剪切最后一期變形為右行走滑，活動時代為103～93 Ma，相當于長樂—南澳構造帶的第三期變形[7]。

圖1 平潭—東山剪切構造帶中段地質簡圖Fig.1 Geological diagram of the middle section of Pingtan-Dongshan shear structural belt1—第四系；2—長林組/南園組；3—晚侏羅世正長花崗巖/花崗閃長巖；4—早白堊世早期正長花崗巖二長花崗巖；5—早白堊世中期正長花崗巖/二長花崗巖；6—早白堊世晚期正長花崗巖/二長花崗巖；7—晚白堊世正長花崗巖/花崗斑巖；8—花崗斑巖；9—韌性剪切帶；10—糜棱面理產狀；11—鋯石U-Pb同位素測年樣采樣位置及測年結果

2017～2019年通過開展福建1∶5萬安海鎮、大嶝島幅區調，對位于平潭—東山剪切構造帶中段的地質體地質特征、變質變形特征取得新認識，將區內變質變形劃分為3期，并對其作用時代進行了探討。

1 地質特征

1.1 地層特征

區內晚侏羅世長林組、晚侏羅世-早白堊世早期南園組地層均卷入變質變形。二者均分布于西亞帶的羅田—文斗一帶，由陸相火山-碎屑巖組成，受韌性剪切的作用，局部巖石發生韌性剪切變形(照片1)，重結晶作用明顯(照片2)，形成片理化火山碎屑巖等。在南園組火山巖中采集U-Pb同位素測年樣3件，獲得鋯石諧和年齡值分別為(124.63±0.48)Ma、(132.80±0.64)Ma、(126.62±0.83)Ma。

照片1 南安市九溪片理化流紋質晶屑凝灰巖Photo.1 Jiuxi phyatial rhyolcrystalline tuff in Nan'an city

照片2 翔安區寨仔尾片理化流紋質晶屑凝灰巖(正交偏光×40)Photo.2 Zhaizaiwei phyatial rhyolcrystalline tuff in Xiang'an District

1.2 侵入巖特征

中生代侵入巖在構造帶內廣泛分布，而卷入變形變質的主要為晚侏羅世、早白堊世早期、早白堊世中期和早白堊世晚期巖體，晚白堊世侵入巖未發生變質變形。其中早侏羅世-晚侏羅世、早白堊世早期巖體表現為透入性變形變質，早白堊世中、晚期巖體則表現為局部變形變質。

1.2.1 晚侏羅世侵入巖

晚侏羅世侵入巖零星分布于翔安區后田及石井石鼓山，原巖為正長花崗巖和花崗閃長巖，其由于遭受低角閃巖相變質以及石榴斜長石相的韌性剪切變形成為糜棱巖。該期變質變形侵入巖具條紋條帶狀構造，粒狀或片狀變晶結構。角閃石等片柱狀礦物定向形成條紋狀構造，石英因動態重結晶形成新生顆粒、多晶條帶等，斜長石因韌性變形形成眼球狀、透鏡狀殘斑等。

該期侵入巖石被早白堊世早期侵入巖侵入，呈捕擄體的形態出現，在條紋條帶狀花崗閃長巖一側發育烘烤邊。在石鼓山巖體花崗閃長巖中采集U-Pb同位素測年樣1件，獲得鋯石諧和年齡值為(136.5±1.3)Ma。測試結果232Th/238U比值均大于0.4，表明該年齡為石鼓山巖體的結晶年齡[8]，由于測試的樣品已強烈變形為糜棱巖，在變形過程中可能導致了鋯石晶體內部鉛丟失，造成樣品數據存在偏差[9]，鋯石年齡偏輕。結合前人在相鄰的東山牛犢山巖體獲得的鋯石測年為(149.26±0.53)Ma，將石鼓山巖體的形成時代置于晚侏羅世晚期。此研究以前人研究所獲得的鋯石測年值(149.26±0.53)Ma作為晚侏羅世侵入巖年齡。

1.2.2 早白堊世早期侵入巖

早白堊世早期侵入巖分布于小嶝—揚子山一帶，主要巖性為二長花崗巖和正長花崗巖。受后期剪切作用影響發生較大面積的韌性變形，巖石大多具片麻狀構造，局部變形變質作用強烈，形成糜棱巖化花崗巖、花崗質糜棱巖及糜棱巖等。

該期侵入巖侵入于晚侏羅世花崗閃長巖中，又被早白堊世晚期二長花崗巖侵入。因此，其侵位時代應早于白堊世晚期二長花崗巖，而晚于晚侏羅世花崗閃長巖。在該期侵入巖中共采集鋯石U-Pb同位素測年樣1件，得到鋯石諧和年齡值為(134.69±0.93)Ma。故將該期侵入巖置于早白堊世早期。

1.2.3 早白堊世中期侵入巖

早白堊世中期侵入巖分布較廣，主要分布于香山、羅田、下畬及靈源寺一帶，主要巖性為二長花崗巖和正長花崗巖。受后期剪切作用影響，巖石普遍發生韌性變形，形成糜棱巖、花崗質糜棱巖、糜棱巖化花崗巖等。

該期侵入巖與早期侵入巖的接觸關系在區域內未見，其在嶺頭及后田一帶被早白堊世晚期二長花崗巖侵入。在該期侵入巖中共采集鋯石U-Pb同位素測年樣2件，獲得可靠的鋯石諧和年齡值分別為(116.59±0.40)Ma、(129.1±1.2)Ma。故將該期侵入巖置于早白堊世中期。

1.2.4 早白堊世晚期侵入巖

早白堊世晚期侵入巖分布較廣，主要巖性為二長花崗巖和正長花崗巖。區內早白堊世晚期侵入巖包括2個深成巖體，分別為頭甲巖體和馬鞍山巖體。在構造帶東部普遍發育糜棱巖化形成糜棱巖化花崗巖，局部為花崗質初糜棱巖。在西部僅局部地段發育幾厘米至幾十米寬的糜棱巖化帶，形成糜棱巖化花崗巖或碎裂花崗巖，而大部分地區未變質變形，仍為塊狀花崗巖。

該期二長花崗巖侵入早白堊世早期正長花崗巖，并被晚白堊世正長花崗巖侵入巖侵入，因此，其侵位時代應早于晚白堊世晚期正長花崗巖，而晚于早白堊世早期正長花崗巖。在該期侵入巖中共采集鋯石U-Pb同位素測年樣2件，得到鋯石諧和年齡值分別為(100.56±0.83)Ma、(103.33±0.48)Ma。將該期侵入巖置于早白堊世晚期。

1.2.5 晚白堊世侵入巖

區內的晚白堊世深成巖體為后井巖體，主體巖性為淺肉紅色中細粒正長花崗巖，補充期為淺灰白色含斑細粒正長花崗巖。巖體西部、北部侵入早白堊世晚期二長花崗巖，東部侵入早白堊世早期正長花崗巖。后井巖體整體未發生變質變形，且對前期變質變形巖石有破壞作用。在該巖體采集鋯石同位素測年樣3件，獲得LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年分別為(92.10±0.61)Ma、(95.05±0.38)Ma、(91.46±0.40)Ma，故將該套花崗巖時代置于晚白堊世。

2 變質變形作用的期次劃分及時代討論

據構造帶中的動力變質巖的分布、原巖、變質變形特征，不同類型的動力變質巖之間的關系，動力變質巖與未變質變形巖石的關系，結合有關的地層、侵入巖等特征，將構造帶的變質變形劃分為3個期次(表1)。

表1 平潭—東山剪切構造帶中段3期變質變形特征Table 1 Metamorphic deformation characteristics of Stages 3 of in the middle section of Pingtan-Dongshan Shear structural belt

2.1 第一期變質變形特征及時代討論

第一期主要發育于晚侏羅世后田巖體及石鼓山巖體中。其主要表現為以角閃石及局部出現紅柱石為特征的低角閃巖相變質、石英及斜長石發生韌性變形并發生全巖均勻的動態重結晶為特征的斜長石相變形。變形后巖石呈片麻狀，變形強度分帶較明顯，以石英韌性變形為主，長石基本上為脆性變形，動態重結晶顆粒分布不均勻，典型變質礦物共生組合為角閃石+綠簾石+斜長石+石榴子石等。

在該期韌性剪切作用影響下，剪切帶內巖石均卷入變形，巖石糜棱面理發育，面理走向上呈“S”型波動，石英拉伸線理為330°～355°∠45°～55°，指示左行剪切。整個剪切帶內有數個高應變中心，每個中心至兩側均為糜棱巖向糜棱巖化、片麻狀巖石變化，其糜棱巖本身從中心往邊緣和從糜棱巖-初糜棱巖-糜棱巖化花崗巖的變化趨勢。糜棱巖中，在野外露頭可見石英呈絲帶狀平行排列，長寬比一般為3∶1～10∶1(照片3)以及“σ”旋轉碎斑。顯微鏡下可見旋轉殘斑、石英呈波狀消光等。根據S-C組構可判斷該剪切帶具有左行剪切性質(照片4)。

照片4 石井PM201-G9條帶狀糜棱巖左行剪切特征(正交偏光×40)Photo.4 PM201-G9 left shear characteristics of banded cheroite in Shijing town

該期變質變形僅見于晚侏羅世侵入巖中，故變質變形應發生在晚侏羅世侵入巖形成之后，在石井一帶見早白堊世早期正長花崗巖侵入晚侏羅世花崗閃長巖中(照片5)，二者在變形變質上有明顯的差異。故將該期變質變形的時代大致在石鼓山巖體形成之后與早白堊世早期巖漿侵入事件之間，即(149.26～134.69)Ma。與前人在東山牛犢山獲得的變質變形時代(149.2～145.4)Ma大致相當。

照片5 第一期與第二期糜棱面理疊加關系及素描圖Photo.5 Photo and sketch of the superposition relationship between the first phase Mylonite foliation and the second phase Mylonite foliation①—殘坡積土；②—早白堊世早期片麻狀正長花崗巖；③—晚侏羅世花崗閃長巖(糜棱巖)；④—烘烤邊；⑤—第一期糜棱葉理及產狀；⑥—第二期糜棱葉理及產狀

2.2 第二期變質變形特征及時代討論

第二期主要表現為早白堊世中期及以前的侵入巖和部分晚侏羅世-早白堊世早期南園組火山巖變質變形形成的糜棱巖化巖石、初糜棱巖、糜棱巖等片麻狀糜棱巖類。變形特征為黑云母等暗色礦物與變形呈葉片狀或絲狀的石英等定向分布，構成明顯的片麻狀構造。石英因韌性變形而出現強烈的拉長拔絲及動態重結晶現象。而長石等表現為脆韌性變形，常呈透鏡狀殘斑，構成眼球狀構造(照片6)。前人在區內的晉江石刀山地區的變形變質花崗巖中用角閃石-斜長石溫度計測量獲得變質溫度為450～500 ℃、壓力達0.5 GPa，屬高綠片巖相。故該期變質作用屬以新生角閃石+綠簾石+綠泥石等為特征的高綠片巖相變質。

照片6 石井鎮清水巖眼球狀構造Photo.6 Eyeball-shaped structure of Qingshui rock in Shijing town

該期變形形成的糜棱面理產狀較為穩定，走向多為45°～65°，傾向北西，局部傾向南東，傾角55°～70°，石英拉伸線理350°～10°∠30°～40°，為左行逆沖。通過露頭上發育的眼球狀構造、“布丁魚”構造、錯動的巖脈(照片7)及鏡下S-C組構、石英的波狀消光等特征(照片8，9)顯示該期變形亦表現出左行逆沖的運動特征。

照片7 石井鎮林炳條帶狀糜棱巖Photo.7 Linbing band-like chylamylias in Shijing town

照片8 石井鎮林炳條帶狀糜棱巖左行逆沖特征(165°∠43°水平方向，單偏光×40)Photo.8 Left-row thrust characteristics of Linbing banded chyerite in Shijing town

照片9 水頭鎮大湖石英波狀消光特征(正交偏光×40)Photo.9 Dahu quartz wave-shaped extinction characteristics in Shuitou town

該期變質變形與早期的低角閃巖相變質、斜長石相變形有明顯的區別，局部地段疊加在后者之上(圖2)。同時，該期變質變形巖石的糜棱葉理又被晚期的葉理疊加(圖3)以及被晚白堊世巖體侵入，葉理明顯被侵入界線切割(照片10)。此外，南園組火山碎屑巖也卷入該期變形，因此，該期變質變形的時期大致在南園組火山巖形成之后，早白堊世晚期巖體形成之前，即形成時代為(103.33～124.63)Ma。

圖2 第一期糜棱面理與第二期糜棱面理疊加關系素描圖Fig.2 The sketch of the superposition relationship between the first phase Mylonite foliation and the second phase Mylonite foliation①—早白堊世早期片麻狀正長花崗巖；②—偉晶巖脈； ③—晚侏羅世糜棱巖化花崗閃長巖； ④—第一期糜棱葉理產狀；⑤—第二期糜棱葉理產狀

圖3 第二期糜棱面理與第三期糜棱面理疊加關系素描圖Fig.3 The sketch of the superposition relationship between the second phase Mylonite foliation and the third phase Mylonite foliation①—早白堊世晚期中細粒二長花崗巖；②—基性巖脈； ③—早白堊世早期中細粒正長花崗巖； ④—第二期糜棱葉理產狀；⑤—第三期糜棱葉理產狀

照片10 清水巖晚白堊世正長花崗巖侵入早白堊世早期片麻狀花崗巖及巖性素描圖Photo.10 Lithologic diagram of Late Cretaceous syenogranite intruding Early Cretaceous gneisses granite of Qingshui rock①—正長花崗巖；②—弱片麻狀正長花崗巖；③—片麻狀花崗巖捕擄體

2.3 第三期變質變形及時代討論

該期變形變質主要引起區域上早白堊世晚期侵入巖及其之前的地質體發生片糜巖化、糜棱巖化及片理化，區內片糜巖不發育。該期變質變形也主要發生在研究區西部的磁灶—內厝糜棱巖化帶及院口—新圩片理化帶中，典型變質礦物共生組合為白云母+石英+綠簾石等；在片理化帶中，主要表現為晚侏羅世-早白堊世早期南園組火山巖及部分沉積巖發生片理化，以石英呈脆性變形或未變形為特征，變晶礦物主要為白云母+石英+綠泥石，該期變質應屬于低綠片巖相。在研究區西部的糜棱巖化帶中，主要表現為早白堊世早期、中期侵入巖發生糜棱巖化，以石英呈低塑性變形形成米粒狀透鏡體為變形特征(照片11、圖4)。

圖4 翔安區金排寨一帶糜棱巖化二長花崗巖斑晶形態平面素描圖Fig.4 Plan sketch of porphylry morphology of mylonitized monzonite in Jinpaizai area of Xiang'an District

照片11 翔安區埔內糜棱巖中“米粒狀”石英Photo.11 "Rice granular" quartz in Punei chylite in Xiang'an District

該期變形形成的糜棱葉理走向為20°～45°，由西往東傾向由北西290°～315°轉為南東130°～150°，傾角一般為50°～70°，通過糜棱巖鏡下 “σ”旋轉殘斑系(照片12，13)及片理折曲的特性，可以判斷該韌性斷層具有右行剪切特征。該期變形涉及早白堊世晚期侵入，而區內稍晚的晚白堊世巖體的巖石都沒有變形(韌性、韌脆性變形)的跡象。因此，該期變質變形時代應在早白堊世晚期二長花崗巖侵入之后(100.56±0.83) Ma～(103.33±0.48) Ma及晚白堊世正長花崗巖侵入之前(95.05～91.46 Ma)，與前人在東山獲得第三期變質變形時代為100 Ma相當。

照片12 翔安區羅田糜棱巖化花崗巖右行剪切特征(340°∠80°水平方向，單偏光×40)Photo.12 Right row shear characteristics of Luotian chyllized granite in Xiang'an District (340°∠80°horizontal direction, plane-polarized light ×40)

照片13 翔安區羅田糜棱巖化花崗巖右行剪切特征(340°∠80°水平方向，正交偏光×40))Photo.13 Right row shear characteristics of Luotian chyllized granite in Xiang'an District (340°∠80°horizontal direction, Orthogonal light ×40)

3 結論

(1)平潭—東山剪切構造帶中段經歷了3期韌性剪切變形，第一期為早白堊世早期(149.26～134.69 Ma)，第二期為早白堊世中期(124.63～103.33 Ma)，第三期為早白堊世末-晚白堊世初(100.56～95.05 Ma)。第一、二期變質變形在構造帶內普遍發育，而第三期變質變形則局部發育。

(2)第一期為低角閃巖相變質、斜長石相變形，具有左行剪切性質；第二期為高綠片巖相變質、長石石英相變形，亦表現為左行逆沖的運動特征；第三期為低綠片巖相變質、石英相變形，具有右行剪切特征。

本文是福建1∶5萬安海鎮、大嶝島幅區域地質調查項目組集體勞動的成果，在邱盛安、單業勇高級工程師、林木森博士的幫助下完成，在此一并致謝。