| 单词 | 孔兹岩系 |
| 释义 | 【孔兹岩系】 孔兹岩一词最初于1902年由T．L．Walkcr用来描述印度kala-handi东南部大量出现的一种石榴石矽线石片岩。组成孔兹岩的主要矿物是石英、石榴石和矽线石。一般都含少量鳞片状石墨。 1972年，美国地质学会出版的地质辞典把孔兹岩定义为“一套变质的铝质沉积岩组合，由石榴石－石英－矽线石岩以及含石榴石的石英岩、石墨片岩和大理岩组成。”由于在印度地质区地质找矿工作的实际需要，Narayanaswamy(1975)对孔兹岩系正式提出了新的见解，其岩石组合是：含和不含石榴石的花岗片麻岩／注入片麻岩／混合岩；含和不含石榴石的石英－长石变粒岩和片麻岩；含石榴石的黑云母片麻岩；石榴石－矽线石－石黑片岩和片麻岩；结晶灰岩、钙酸盐岩和钙质麻粒岩；石英岩、石榴石石英岩、石榴石石麻粒岩、磁铁石英岩。综合各地的资料，孔兹岩地区内的主要岩石类型大致可以包括：(1)石榴石－矽线石片岩、片麻岩(即狭义的孔兹岩)类。是组成孔兹岩系的最主要的岩石类型，以富铝为特征，有时Al2O3可达30%以上，形成高铝矿床。主要矿物组合为矽线石+石榴石+石英±钾长石±石黑，有些地区可含少量斜长石和黑云母，在露头上常与石榴石石英岩、石英石榴石岩以及一些仅含少量或不含矽线石、石榴石的长英片麻岩共生。(2)石黑片岩、片麻岩类 也是构成孔兹岩系的重要岩石，常包括富钙和贫钙两种类型，露头上与大理岩关系密切，一般不与矽线片岩类岩石直接接触。(3)钙硅酸岩 常见矿物组合为透辉石－方柱石－硅灰石－碳酸盐矿物，并常见以微斜长石为主的钾长石。钙质片麻岩中常含较多的石英或斜长石。该类岩石中常赋有同生沉积的锰矿床。自70年代以来，在世界各地的孔兹岩系中，陆续发现了一些含堇青石的片麻岩。这些岩石包括两种类型：堇青紫苏麻粒岩，主要矿物组合为堇青石+紫苏辉石+石榴石+石英=条斜长石=纹长石；矽线石榴堇青片麻岩，主要矿物组合为堇青石+矽线石+石榴石+石英±斜长石±条纹长石(Harris等，1982；Santosh，1987；姜继圣，1988)，在露头上与不含堇青石的泥质片岩片麻岩互相整合，关系渐变。此外，还有一些较为少见、但对孔兹岩系的研究有特殊意义的岩石类型，如含假蓝宝石的石英岩和变质泥质石(Rerchuk等，1985；Naqvi等，1987；Kamineni等，1988)以及含假蓝宝石、柱晶石的堇青片麻岩(Balasubrahmanyan，1965、1976；Grew，1982；姜继圣，1988)。世界各地孔兹岩的分析资料表明，它们在化学成分上的共同特点是硅铝含量高，碱质含量低，MgO＞CaO，K2O＞Na2O，一般Cr、N1含量低。姜继圣的研究结果表明，麻山群孔兹岩系在成分上表现为富钾贫钠，整个岩系钠质含量极低，平均值＜1%。泥质和长英质岩石，多数样品Na2O＜0．5%，K2O／Na2O值均在5以上；CaO含量低，多数＜1%；A12O3／Na2O值高，变化范围为30～60。它们的一些主要造岩元素之间存在良好的相关关系，如Al2O3、T1O2、铁镁元素(Fe2O3+FeO+MgO)以及过渡组微量元素(Cr+Ni+Co+V)的含量与SiO2之间表现为反相关，而A12O3－TiO2间呈正相关，反映出典型的变质沉积岩的特征。目前已有文献中尚未见到对孔兹岩系稀土及微量元素特征的系统研究资料，一些零星的分析数据反映出，孔兹岩的稀土分布具有明显的变异性。对麻山群典型岩石类型样品的研究表明，除少数中基性麻粒岩样品外，麻山群孔兹岩系具有与典型的太古后碎屑沉积岩相同的稀土分布型式。大多数样品稀土总量高，具明显的负铕异常，轻稀土富集，重稀土亏损，反映它们主要是一套以花岗质岩石为源岩的碎屑沉积物。它们的微量元素分布，为大离子造岩元素富集，过渡组微量元素亏损，表现出太古后沉积物的典型特征。但在另外一些地区的孔兹岩系中，也有的样品铕亏损不明显，表现出与太古代沉积物相同的稀土特征，与前一类型相比，岩石中钠质含量稍高，Na2O一般＞1%，反映它们的原岩可能是一些黄云闪长质的岩石。根据孔兹岩系中由泥质岩石、石墨片岩及大理岩所反映出来的组合关系，目前多数人认为孔兹岩系的原岩是一套较稳定构造条件下的陆棚浅海沉积物(刘铁军，1982；姜继圣，1985；沈其韩等，1986)。根据部分地区的蒸发岩类沉积物，有人认为这种环境反映盐度较高，可能属半封闭的海盆和港湾性质。通过原岩恢复及原始沉积物理想组分计算，认为孔兹岩系内高铝岩石的原岩主要为高岭石粘土沉积物。对麻山群古沉积环境的研究，认为该区的高铝泥质岩石系潮坪及滨岸泻湖低能环境下的沉积物；矽线片岩层位之上的石英片岩和长英片麻岩是障蔽岛外浅水高能带的沉积产物；石墨片岩的原岩，形成于高能带外侧浪基面以下的还原环境；含磷钙硅质沉积，则是在更深一些的海盆中以内碎屑为主的沉积物。整个孔兹岩系的沉积序列，反映一个海进型的浅海陆棚沉积环境(姜继圣，1988)。孔兹岩系一般都遭受了强烈的区域变质作用，多数变质程度达到麻粒岩相。富铝组合中，Al2SiO5多形变体以矽线石为主。少数地区见有红柱石和蓝晶石，局部出现堇青石，压力范围属中－低压。利用孔兹岩系内不同阶段所形成的共生矿物对以及麻粒岩相变质期后与堇青石共生的石英内的气液包体所确定的温度、压力，Chacko等(1987)、Santosh(1987)成功地确定了印度南Kerala孔兹岩系主期变质作用的P－T－t轨迹。几乎所有的孔兹岩地区都经历了复杂的变质和变形作用。Sandiford等，(1988)把印度半岛孔兹岩系所经历的主要热事件，划分为中和晚太古(3．1，2．5Ga)，中－晚元古(1．3～1．0Ga)和晚元古末－早古生代初(0．6～0．5Ga)3个阶段。最近，印度、斯里兰卡的孔兹岩系中，都有晚元古期(1．1Ga)所迭加的麻粒岩相变质作用的报道(Grew等，1986；Kroner等，1987；Naqvi等，1987)。Berger等(1976)把高原群的变形作用划分为3期，第1期为Nw向中型同斜及横卧褶皱，第2期为不对称的平卧紧闭褶皱，第3期为直立开阔褶皱。他认为前两期变形发生在2．2Ga之前，而第3期发生在1．2Ga之前。孔兹岩系以非金属矿产为主，差不多所有已知孔兹岩地区都产有富铝矿物及晶质石墨矿，主要为同生沉积的变成矿床。富铝矿物主要包括矽线石、石榴石，有时为蓝晶石、红柱石。这些岩石风化，常形成高质量的铝土矿(Krishnan，1935；Бyщинск-ии，1975)。由多数层状石墨矿中所获得的石墨碳稳定同位素资料，目前一般认为同生沉积的石墨碳属有机成因。而在某些地区，如产在斯里兰卡孔兹岩系内后生的脉状石墨矿，经过工作，认为碳是深部地壳源的(Katz，1987)。中国孔兹岩系内的石墨矿床，主要分布在湖北的三岔垭、二郎庙，黑龙江的柳毛、云山以及内蒙的黄土窑等地。中国对矽线石资源的开发起步较晚，目前仅三道沟一处投产，但根据在野外的观察，有些地区很可能成为具可观开发前景的矽线石矿床。在麻山地区，矽线石矿床分布于孔兹岩系的下部，赋矿岩石为高铝的矽线片岩和片麻岩互层，偶有少量麻粒岩和钙硅酸盐岩的夹层，反映其原岩主要是经受了强烈化学风化的硅铝壳陆源碎屑沉积物。而在黄陵变质地区高铝的石榴石石英矽线石岩(榴线英岩)与黑云斜长片麻岩、变粒岩类密切伴生，在层位和区域分布上都无明显差异；榴线英岩的近矿围岩中一般不出现大理岩，而常与副变质的斜长角闪岩关系密切；矿体规模也远较麻山群小，故认为它们的原岩是以高岭石为主的硅铝质胶体沉积。上述石墨矿床均呈层状，并且都具一定规模，矿体与孔兹岩系区域岩石展布一致，与大理岩关系密切，反映它们的同生沉积成因。无论矽线石还是石墨矿床，成矿有用元素的富集，主要受原始沉积环境的控制。区域变质作用对矿床的形成及其工业价值往往起着决定性作用。在前苏联、印度、斯里兰卡、中国的崆岭群(姜继圣，1985)孔兹岩系以及南非、加拿大、澳大利亚等地的类似岩石中，都含有变质成因的刚玉。在前苏联，斯堪的纳维亚以及中国的麻山群、集宁群中都含有同生沉积的磷矿床，如黑龙江的石场、内蒙的浑源窑磷矿，均属此种类型。麻山群中，磷矿床赋存在孔兹岩系的中上部，与含石墨层位关系渐变，反映连续的沉积环境。在印度还见有同生沉积的锰矿床。中国及世界各地的孔兹岩系中都见有一定数量的条带状磁铁矿。此外，在斯里兰卡的孔兹岩系及南非一些类似的变质沉积岩系中还见有金矿化的报道，但其成因尚不明了。孔兹岩是地壳演化早期阶段的产物，过去一般将其划为太古代，但近年来的研究结果表明，至少部分地区孔兹岩系的形成时代可能属早元古。例如：Lapland孔兹岩系内紫苏花岗岩的Rb－Sr全岩年龄为1918±107Ma；孔兹岩Rb－Sr年龄为2063±202Ma；Sn－Nd年龄值1．9～2．0Ga；Pb－Pb全岩年龄为1909±118Ma，故认为属下元古界。前苏联阿尔丹地质英格尔群的BIF中，U－Pb年龄大于3．5Ga(Pelymskiy和Shishova，1985)；南阿尔丹麻粒岩中的锆石(206Pb／207Pb法)年龄为3．4Ga；西阿尔丹斜长片麻岩中的锆石(208Pb／207Pb法)年龄为3．3Ga。乌克兰地盾亚速地区的同位素年龄为1．9～2．86Ga(天津地矿所，1981)，含石墨孔兹岩系一般认为属早元古(H．Д．P．ябeнко，1982)。印度的孔兹岩系，过去比较占多数的观点认为属于太古代(Narayanaswamy，1975；Mukherjee等1986)，将其作为印度地质最古老的上壳岩。但另一些人认为孔兹岩系的形成时代稍晚(Naqvi等，1978；Chadwick等，1981；Naqvi等，1987)。认为半岛片麻岩的形成年龄为3300～2900Ma，最老的变质沉积岩为早太古Sargur上壳岩系(3000Ma)，然后为中晚太古(＞2600Ma)的Dharwar上壳岩系。孔兹岩系的原岩则是在这些老于2．6Ga的前寒武陆壳基础上所形成的早(2600～2000Ma)、中(2000～1500Ma)元古活动带内的沉积物。在斯里兰卡，过去一般认为高原群麻粒岩相变质作用的时间为2170±18Ma(Wickremasinghe，1970)。近来Kroner等利用离子探针获得高原群变质石英岩中碎屑锆石变质前U－Pb年龄为3．17～2．4Ga，泥质片麻岩中碎屑锆石年龄为2．04Ga，这些碎屑锆石及其它锆石样品都具有1100Ma的铅丢失记录，因此他们认为，高原群的原始沉积物可能在2～2．5Ga前形成，但麻粒岩相变质发生在晚元古。中国崆岭群孔兹岩系的锆石U－Pb一致线年龄为2332Ma，Rb－Sr全岩等时线和K－Ar稀释法年龄值分别为2010和1891Ma，故其时代属下元古。内蒙的孔兹岩系，利用锆石U－Pb法和全岩Rb－Sr等时线法获得集宁群最大年龄值为2467Ma，结合地质及地球化学方面的依据，认为集宁群的时代属晚太古，其经历了晚太古和早元古两期变质作用(沈其韩等，1987；梅保丰，1988)。使用40Ar／39Ar法已获得麻山群二辉麻粒岩中的紫苏辉石近2．5Ga的变质年龄(黑龙江省第一区调队，1988)，结合近年来在本区所获得的一些年龄资料(堇申保等，1986)，认为麻山群麻粒岩相变质作用发生在晚太古末－早元古初期，其成岩时代显然属于晚太古。因此，从目前的同位素年龄资料看，世界上的孔兹岩建造大致可以包括太古和元古两个类型，但这两个不同时代的孔兹岩系的区分，一方面还有待于同位素年龄资料的进一步积累，另一方面也还需要不同地区孔兹岩系之间在岩石学、地球化学、构造地质学及其它方面的详细对比研究。但无论形成于太古代还是早元古代，都反映它们是地壳早期演化阶段的产物。(长春地质学院姜继圣撰) |
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