黑龍江呼瑪地區區域變質巖分類及其地球化學指示意義

李英麗

（黑龍江省第五地質勘查院，黑龍江哈爾濱 150036）

1 地質概況

研究區位于大興安嶺山脈北東端與小興安嶺山脈的北西端接壤處，屬于興安地塊東北緣，是中亞造山帶的重要組成部分[1]，地層區劃分屬于古生界北疆－興安地層大區額爾古納地層分區達來－興隆地層小區和中生界濱太平洋地層區小興安嶺地層小區[2－3]，構造活動頻繁，巖漿活動強烈[4]。

2 基本分類

研究區內變質巖主要出露在興華渡口巖群，其礦物組合比較復雜，巖石類型也較多?；究蓺w納為：片麻巖類、片巖類、變粒巖類和板巖類等?，F分述如下[5－6]：

（1）片麻巖類：巖性以黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖為主。

黑云斜長片麻巖多為細粒片狀粒狀變晶結構，片麻狀構造。巖石礦物成分為鉀長石10%、斜長石45%、石英30%、黑云母15%，粒徑一般在0.2～1mm。黑云二長片麻巖巖石礦物成分為鉀長石30%、斜長石30%、石英30%、黑云母10%，粒徑0.2～2mm。在片麻巖中，斜長石呈板狀、粒狀、透鏡狀，聚片雙晶顯示；鉀長石則呈透鏡狀或等軸粒狀；石英為透鏡狀、眼球狀或為多晶鑲嵌矩形體；黑云母一般呈長條狀沿粒狀礦物間隙斷續狀分布，組成片麻狀構造。

（2）片巖類：巖性以千枚狀片巖、二云石英片巖、二云片巖為主。

①絹云千枚狀片巖

多呈細粒片狀變晶結構，巖石中細小片狀礦物黑云母、絹白云母條帶構成千枚狀片狀構造，微細粒狀石英、長石隱含其中或條帶狀與云母條帶相間分布。絹白云母為細小片狀，長軸定向，首尾相連呈條帶狀分布，具同一消光位，干涉色鮮艷，含量30%；黑云母呈細長片狀，顏色偏褐色，具有吸收性，干涉色暗，長軸定向首尾相連和白云母組成條帶，長軸一般小于0.3mm，含量15%；石英為微細粒狀，大部分呈壓扁拉長狀彼此鑲嵌，條帶狀分布或隱含于云母條帶中，粒徑一般在0.5mm 以下，含量45%；長石一般是細小壓扁微粒、板狀與石英微粒彼此鑲嵌，呈模糊狀，一級灰干涉色，含細小礦物包體，粒徑一般在0.5mm以下，含量10%。

②含石榴二云石英片巖

巖石中白云母、黑云母、綠泥石呈細長條狀，長軸定向，首尾相連組成條帶與石英條帶相間分布構成片狀構造，具有片狀、粒狀、斑狀變晶結構，相伴鐵質條紋發育，砂粒輪廓部分保留。白云母含量10%、黑云母含量10%、綠泥石含量5%；石英為細小粒狀，大部分呈壓扁拉長狀彼此鑲嵌，條帶狀分布，粒徑一般在0.2mm 以下，含量69%；長石表面渾濁，粘土礦物、絹云母交代，多為透鏡狀，具一級灰干涉色，鉀長石、鈉長石中含細小礦物包體，粒徑一般在0.5mm 以下，含量5%；石榴石是粒狀，正高突起、均質分布，多沿邊部綠泥石交代或全部為絹云母、綠泥石代替，粒徑0.5mm，含量1%。

③含石榴二云片巖

巖石中白云母、黑云母、綠泥石纖維狀集合體條帶狀與石英條帶狀相間，分布構成片狀構造。具有片狀、粒狀、斑狀變晶結構。白云母、黑云母、綠泥石消光位相同，含量35%；石英呈壓扁拉長狀彼此鑲嵌，條帶狀分布，粒徑一般在0.06～0.5mm，含量65%；粒狀石榴石由微晶黑云母、綠泥石代替，保留晶形假象，粒徑0.5mm，幾粒。

（3）變粒巖類：巖性以黑云鉀長變粒巖、黑云斜長變粒巖為主。

黑云鉀長變粒巖的巖石礦物成分為鉀長石35%、綠泥石10%、石英35%，黑云母15%，石榴石5%組成。巖石中黑云母、綠泥石長軸定向，沿石英間隙斷續狀分布構成弱片麻狀構造，片狀粒狀變晶結構，黑云母為褐色-淺褐，吸收性不明顯，干涉色暗，長軸定向，局部首尾相連條帶狀分布。

（4）板巖類：主要巖性有絹云粉砂質泥質板巖等。

具有變余粉砂質泥質結構，斑狀變晶結構，板狀構造。巖石由新生絹云母、微晶黑云母、變余粉砂屑、重結晶長英質微細粒及隱晶質粘土礦物組成，并含少量石榴石變斑晶。新生絹云母鱗片、微晶黑云母長軸定向沿粒狀礦物間隙少量分布。粉砂屑多呈棱角狀，以石英為主，粒徑0.06mm 以下，普遍分布重結晶長英質成分，粒徑小于0.1mm；石榴石多沿邊部綠泥石交代或大部分為絹云母、綠泥石代替，核部殘留，粒徑0.5-1mm。

3 地球化學特征

（1）巖石化學特征

為了能夠系統的研究興華渡口巖群化學特征及推斷構造環境，選擇采集了不同巖性、不同位置的分析樣品。將興華渡口巖群變質巖（Pt3xh）的巖石化學分析了SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、MnO 以及LOS。片麻巖類的Al203值在13.28-14.63%之間，基本上樣品均符合MgOCaO，Na2OCaO；變粒巖類的Al203值為47.22%-50.68%之間，MgO>CaO，Na2O>K2O。

（2）稀土元素地球化學特征

稀土元素樣品共送10 個，其中片麻巖類4 個，石英片巖類3個，片巖類2個，變粒巖類1個。稀土總量上，片麻巖類、變粒巖類樣品總量在55.35-75.84，其他樣品稀土總量在185.09-220.16。片麻巖類、石英片巖類、片巖類樣品∑LREE/∑HREE=3.57-15.33，La/Yb=0.93-23.15，反映REE 分餾程度較大，輕稀土明顯富集；La/Sm=0.94-7.92，反映輕稀土間分餾程度較大，同時Sm/Nd=0.16-0.31，據赫爾曼Sm/Nd＜0.333 為輕稀土富集型，與上述分析一致；同時，該比值也反映物質來源，一般來源各類沉積巖的Sm/Nd一般＜0.3；從樣品δEu 值來看大多數具中等銪虧損。變粒巖類樣品∑LREE/∑HREE=2.18，La/Yb=1.24，反映REE 分餾程度較小，稀土配分曲線為平坦型。La/Sm=1.54，反映輕稀土間分餾程度較大而δEu=1.24，反映銪具有正異常，為銪富集型。配分曲線見圖1。

圖1 變質巖稀土元素配分曲線圖

從稀土配分曲線看，片麻巖類、石英片巖類、片巖類樣品曲線右傾，較平滑，輕稀土曲線斜率較大，重稀土斜率較小，略具“V”字型。變粒巖類樣品曲線平坦，與上述結論一致。片麻巖類樣品稀土總量偏低，具明顯的Eu 負異常。其他樣品Eu 無明顯異常。曲線具較好的一致性，反映成因的相關性。

（3）微量元素地球化學特征

區域變質巖微量元素樣品共取10 個樣品，其中片麻巖類4 個，石英片巖類3 個，片巖類2 個，變粒巖類1 個，見圖2。特征參數中Sr/Ba 的平均值是0.47，小于1。從分析結果可知，表現出大離子親石元素相對富集，P負異常的特征。

圖2 變質巖微量元素蛛網圖

4 原巖恢復

變質巖的原巖恢復主要依據變質巖地質產狀和巖石共生組合及巖相學標志，輔以巖石化學和地球化學為手段來進行。利用西蒙南1953年提出的尼格里值（al+fm）-（c+fm）對Si 圖解，可區分火山巖和不同建造的沉積巖。通過分析得出片麻巖類、石英片巖類樣品原巖為沉積砂巖、泥巖；片巖類、變粒巖類樣品原巖為火山巖。

圖3 （al+fm）-（c+alk）-Si圖解（據A.Simonen，1953）

因研究區內的變質巖以殘留體形式產出，出露不完整，對其形成環境的研究僅依據巖石化學資料作簡單討論。將原巖為火山巖的樣品進行巖石系列、組合劃分，均屬于亞堿性區，變粒巖類樣品原巖為玄武巖、玄武安山巖；片巖類樣品原巖為粗面巖、粗面英安巖。變粒巖類樣品屬于拉斑系列巖區，片巖類樣品屬于鈣堿系列巖區，故興華渡口巖群火成變質巖形成環境為島弧或大陸邊緣環境[7]。沉積巖類反映的構造環境為活動大陸邊緣，說明這套變質沉積巖的成分介于大陸島弧和活動大陸邊緣泥質砂巖的成分特點，應屬于過渡類型的沉積碎屑巖類。

5 結論

（1）研究區內變質巖由于受后期構造影響，多呈捕擄體形式零星產出，原始層狀巖系特征已不存在，時代歸新元古代。其鋯石U-Pb 加權平均年齡為850±4Ma。結合其變質程度和區域資料對比，將興華渡口巖群的變質時代置于泛非期。

（2）黑龍江省呼瑪地區的興華渡口巖群變質巖形成環境為活動大陸邊緣，形成了一套含硅鐵建造的火山-沉積變質巖系。

（3）新元古界興華渡口巖群As、Sb、Bi、Hg、Au、W、Pb等元素富集，可能會是貴金屬元素的礦源層。