（地质工程专业论文）云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究.pdf

昆明理工大学工程硕士论文；云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 摘要 研究区位于云南省南部金平县马安底一河口县瑶山一带，与越南民主共和国接壤，横 跨扬子准地台与华南褶皱系两个一级构造单元。本次研究通过系统的野外地质调查、实测 剖面、岩石学研究，辅以岩石化学、地球化学资料，研究裒牢山岩群、瑶山岩群的变质特 征、变形特征；通过岩石学、岩石化学、地球化学信息恢复原岩，恢复原岩沉积环境及大 地构造环境；通过岩石组合、变质矿物、变质相、变质温压条件、变形变质历史的研究， 探讨二岩群的关系，为解决长期以来地学界争论的瑶山岩群属哀牢山岩群的一部分( 都属 扬子准地台) ，还是属于华南地块这一重大基础地质问题提供资料。 研究表明，古元古界哀牢山岩群原岩为一套火山一沉积建造系列，包括基性、中基性、 中酸性火山岩建造和陆源碎屑岩夹碳酸盐岩建造，反映当时的沉积环境为活动的大陆边缘 沉积。古元古界瑶山岩群原岩为一套沉积建造系列，包括陆源碎屑岩夹碳酸盐岩建造，沉 积环境为被动大陆边缘浅海沉积。二岩群都经历了吕梁期区域动力热流变质作用、印支期 区域动力热流区域低温动力变质作用、燕山期及喜山期线形动力变质作用的改造。 利用常规方法( 矿物间关系、矿物( 对) 温度计、压力计、矿物实验温压条件等) 获得哀 牢山岩群、瑶山岩群吕梁期变质旋回及印支期一燕山期变质旋回的p t t 趋势线。 通过本次研究获得的主要认识如下： 1 、p t t 趋势线揭示，哀牢山岩群、瑶山岩群吕梁期变质作用和印支期一燕山期变 质作用均与挤压碰撞体制有关，但在隆起动因、岩浆活动以及供热热源等方面均不同： ( 1 ) 两大变质旋回均发生了构造抬升，但吕梁旋回可能为重力均衡作用抬升，印支期 一燕山期旋回为推覆抬升。 ( 2 ) 吕梁旋回的热流增高起因于俯冲一碰撞增厚后的热弛豫以及深部热流的补给，所 以变质顶峰( 最高温变质) 是在压力降低，即抬升过程中达到的，而花岗岩浆则来源于变 质顶峰地壳物质的重熔，其制约关系是构造一变质一岩浆；印支期一燕山期旋回的热流增 加起因于陆一陆碰撞时深部热流沿剪切带上涌，变质顶峰可能是在压力近于恒定的过程中 达到的，其制约关系是构造一变质或构造一岩浆活动。 2 、哀牢山岩群与瑶山岩群主期变质作用过程有明显不同。主要区别如下： ( 1 ) 热源补给不同：哀牢山岩群在前进变质阶段经历了短暂的增温增压之后经历了较 长时间的近等压增温过程，这预示着哀牢山岩群在埋藏到一定深度时得到深部热流的补 给；丽瑶山岩群一直不断下沉，深部热流的补给是短暂的。这是否反映了二者的变质环境 摘要 不i _ j 。 ( 2 ) 埋藏深度不同：哀牢山岩群经历的最大压力为0 8 g p a 左右，埋藏深度约为3 0 k m ； 瑶山岩群经历的最大压力为1 g p a 左右，埋藏深度约为3 6 k m 。 ( 3 ) 回返阶段不同：哀牢山岩群经历降温降压后，变质作用终止于红柱石相区，且最 后阶段经历了快速抬升；瑶山岩群变质作用终止于硅线石相区。从终点位置看，瑶山岩群 变质回返后最终定位时的埋藏深度比哀牢山岩群深。 ( 4 ) 从矿物对温压估算结果及p - t t 趋势线看，瑶山岩群的变质最高温度比哀牢山岩 群高；哀牢山岩群的p t 点比较分散，而瑶山岩群的点集中于硅线石相区。可能反映瑶山 岩群经历了较长时间的较高温度的作用，埋藏阶段的变质痕迹保留较少。 3 、瑶山岩群可能为华南地块的结晶基底。 关键词；哀牢山岩群瑶山岩群变形变质作用p t t 趋势线哀牢山南段 昆明理工大学工程硕士论文：云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 a b s t r a c t t h er e s e a r c h i n ga r e a ，w h e r eb o r d e ro nv i e t n a ma n da c r o s st w of i r s tl e v e l t e c t o n i cu n i t s ，y a n g t z ep l a t f o r ma n dc a t h a y s i ab l o c k ，l o c a t e sf r o mm a a n d it o y a o s h a na r e a ，w h e r ei sd o m i n a t e db yj i n p i n gc o u n t ya n dh e k o uc o u n t yr e s p e c t i v e l y ， s o u t h w e s t e r ny u n n a np r o v i n c e t h i sa r t i c l em a i n l ys t u d ym e t a m o r p h i ca n dd e f o r m e d c h a r a c t e r i s t i c so fa i l a o s h a ng r o u pa n dy a o s h a ng r o u pb ym e a n so fs y s t e m i cf i e l d g e o l o g i c a li n v e s t i g a t i o na n da c t u a l l ym e a s u r e ds e c t i o np l a n e ，a sw e l l a s p e t r o c h e m i c a la n dg e o c h e m i c a ld a t a ，a n dc o m e b a c k st h e i rp r o t o l i t ha n dd e p o s i t i o n a l e n v i r o n m e n t ，t e c t o n i cs e t t i n gb ym e a n so fs t u d y i n gp e t r o l o g i c ，p e t r o c h e m i c a la n d g e o c h e m i c a li n f o r m a t i o n ，a n dd i s c u s sr e l a t i o n s h i pb e t w e e na i l a o s h a ng r o u pa n d y a o s h a ng r o u pb ym e a n so f s t u d y i n g r o c ka s s o c i a t i o n ，m e t a m o r p h i c m i n e r a l ， m e t a m o r p h i cf a c i e s ，m e t a m o r p h i ct e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r ea n dh i s t o r yo f d e f o r m a t i o na n dm e t a m o r p h i s m b a s e do nt h ea b o v e t h i sa r t i c l eo f f e r s s o m e i n f o r m a t i o nt os o l v et h ei m p o r t a n td i s p u t ei nb a s i cg e o l o g y ，t h a ty a o s h a ng r o u p ， w h i c hi sap a r to fa i l a og r o u p ，b e l o n g st oy a n g t z ep l a t f o r m ，o rc a t h a y s i ab l o c k t h i ss t u d yi n d i c a t e st h a tt h ep r o t o l i t ho fp a l a e o 口r o t e r o z o i ca i l a o s h a ng r o u p i sas u i to fv o l c a n i c s e d i m e n t a r yc o n s t r u c t i o n ，i n c l u d i n gb a s i c ，i n t e r m e d i a t ea n d i n t e r m e d i a t e a c i dv o l c a n i cc o n s t r u c t i o na n dc o n t i n e n t a ld e b r i s c o n s t r u c t i o n c a r b o n a t i t e b e a r i n g ，w h i c hr e f l e c t st h es e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n ti na c t i v e c o n t i n e n t a lm a r g i n c o r r e s p o n d i n g l y ，t h ep r o t o l i t ho fp a l e o p r o t e r o z o i cy a o s h a n g r o u pi sas u i t o fs e d i m e n t a r yc o n s t r u c t i o n ， i n c l u d i n gc o n t i n e n t a ld e b r i s c o n s t r u c t i o nc a r b o n a t i t e b e a r i n g ，w h i c hr e f l e c t st h es h a l l o ws e as e d i m e n t a r y e n v i r o n m e n ti np a s s i v ec o n t i n e n t a lm a r g i n t w og r o u p sa 1 1u n d e r w e n tr e g i o n a l d y n a m i ch e a tc u r r e n tm e t a m o r p h i s mi nl v l i a n gs t a g ea n dr e g i o n a ld y n a m i ch e a t c u r r e n tt or e g i o n a ll o wt e m p e r a t u r ed y n a m i cm e t a m o r p h i s mi ni n d o c h i n a s t a g e ， l i n e a rd y n a m i cm e t a m o r p h i s mi ny a n s h a ns t a g ea n dh i m a l a y a ss t a g e b yt h ec o o nm e t h o d s ( r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm i n e r a l s ，m i n e r a lt h e r m o m e t e r ， m i n e r a lm a n o m e t e r ，t e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r ed e t e r m i n e db ym i n e r a le x p e r i m e n ta n d s oo n ) 。a u t h o rc a ng e tt h ep t tt r e n d li n e so fa il a o s h a ng r o u pa n dy a o s h a ng r o u p i nl v l i a n gs t a g em e t a m o r p h i cc y c l ea n di n d o c h i n a y a n s b a nm e t a m o r p h i cc y c l e b yt h i sr e s e a r c h ，w ec a ng e ts u c hi m p o r t a n tc o g n i t i o n sa sf o l l o w s ： 1 p - t tt r e n d l i n e so p e no u tt h a tm e t a m o r p h i s m s w h i c ha i l a o s h a ng r o u pa n d y a o s h a ng r o u pu n d e r w e n ti nl v l i a n gs t a g ea n di n d o c h i n a - y a n s h a ns t a g e c o r r e l a t e d w i t he x t r u s i o n c o l l i s i o nt e c t o n i cr e g i m e b u tt h e r ea r ed i f f e r e n c e si nt h ea s p e c t s o ft h ei n t u m e s c i n gc a u s e ，m a g m aa c t i o na n dh e a ts o u r c e ( 1 ) t e c t o n i cu p l i f th a p p e n e di nt h et w om e t a m o r p h i cc y c l e s ，m e t a m o r p h i s mi n l v l i a n gs t a g em a y b er e s u l t e df r o mg r a v i t ye q u i l i b r i u m ，b u ti ni n d o c h i n a - y a n s h a n s t a g em a y b er e s u l t e df r o mt h r u s t - f a u l t i n g ( 2 ) t h eh e a tc u r r e n tv a l u ei n c r e a s i n gi nl v l i a n gc y c l em a y b ed e r i v e df r o mt h e h e a tr e l a x a t i o na n dt h es u p p l yo fd e e ph e a tf l o wa f t e rs u b d u c t i o n c o l l i s i o n 摘要 c r u s tt h i c k e n e d t h e r e f o r et h e m e t a m o r p h i c c l i m a x ( h i g h e s tm e t a m o r p h i c t e m p e r a t u r e )i sc o n c o m i t a n c ew i t ht h ep r e s s u r ef a l l e n ，t h a ti m p l l e dt h ec o u r s e o ft e c t o n i cu p l i f t ，a n dg r a n i t i cm a g m ac o m ef r o mt h ec r u s tr e m e l t i n gi nm e t a m o r p h i c c l i m a x ，t h e i rr e s t r i c t i v er e l a t i o n s h i pi st e c t o n i s m m e t a m o r p h i s m m a g m a t i s m t h eh e a tc u r r e n tv a l u ei n c r e a s i n gi ni n d o - c h i n a _ - y a n s h a nc y c l em a y b ed e r i v e df r o m t h ed e e ph e a tf l o wu p w e l l i n ga l o n gs h e a rz o n ew h e nl a n d l a n dc o l l i d e d ，m e t a m o r p h i c c l i m a xi sc o n c o m i t a n c ew i t ht h ec o u r s eo fi n v a r i a b l ep r e s s u r ec o n d i t i o n t h e i r r e s t r i c t i r er e l a t i o n s h i pi st e c t o n i s m - m e t a m o r p h i s mo rt e c t o n i s m - + m a g m a t i s m 2 t h e r ei sn o t a b l ed i f f e r e n c ei nt h ec o u r s eo fm a i nm e t a m o r p h i cp r o c e s sb e t w e e n a i l a o s h a ng r o u pa n dy a o s h a ng r o u p m o s td i f f e r e n c e sa r ea sf o l l o w s ： d i f f e r e n c ei ns o u r c eo fh e a tc u r r e n t ：a i l a o s h a ng r o u pu n d e r w e n tas h o r t d a t e d t e m p e r a t u r ei n c r e a s i n ga n dp r e s s u r i z i n gc o u r s ei np r o g r a d em e t a m o r p h i s m ， a f t e r w a r di tw e n tt h r o u g hal o n gp e r i o do fa l m o s ti s o p i e s t i ca n dt e m p e r a t u r e i n c r e a s i n gc o u r s e ，i ti m p l l e dt h a ta i l a o s h a ng r o u ph a sg o t t e nt h ed e e ph e a tc u r r e n t s u p p l y ，h o w e v e ry a o s h a ng r o u pw e n td o w nc o n s t a n t l y ，t h ed e e ph e a tc u r r e n ts u p p l y i ss h o r t d a t e d p e r h a p s ，i tr e f l e c t e dt h ed i f f e r e n c e si nm e t a m o r p h i s me n v i r o n m e n t o ft h e m d i f f e r e n c ei nb u r i e dd e p t h ：a i l a o s h a ng r o u pw e n tt h r o u g ht h eh i g h e s tp r e s s u r e a t0 8g p a ，c o r r e s p o n d i n gb u r i e dd e p t hi sa b o u t3 0k i l o m e t e r s v a o s h a ng r o u pw e n t t h r o u g ht h eh i g h e s tp r e s s u r ea t1g p a ，a n dc o r r e s p o n d i n gb u r i e dd e p t hi sa b o u t 3 6k i l o m e t e r s d i f f e r e n c ei nr e t u r n i n gp h a s e ：a f t e ra i l a o s h a ng r o u pu n d e r w e n tt e m p e r a t u r e r e d u c t i o na n dp r e s s u r ed o w n ，m e t a m o r p h i cp r o c e s se n d e di na n d a l u s i t ef a c e a n d i tw e n tt h r o u g hf l e e t l yu p l i f t i n gi nt h el a s tp h a s e y a o s h a ng r o u pm e t a m o r p h i c p r o c e s se n d e di ns i l l i m a n i t ef a c e a c c o r d i n gt ot h ee n dp o i n to fm e t a m o r p h i s m ， t h ef i n a lb u r i e dd e p t h ，y a o s h a ng r o u pr e t u r n e da f t e rm e t a m o r p h i s m ，i sd e e p e rt h a n a il a o s h a ng r o u p a c c o r d i n gt op t tt r e n d l i n e sa n de s t i m a t i n gp tv a l u e sb ym i n e r a lt h e r m o m e t e r ， m i n e r a lm a n o m e t e r ，t h eh i g h e s tt e m p e r a t u r ey a o s h a ng r o u pr e a c h e di nm e t a m o r p h i s m i sh i g h e rt h a na i l a o s h a ng r o u p s t h ep - t tu m b r i f e r o u sp o i n t so fa i l a o s h a ng r o u p a r ed i s p e r s i v e ，b u ty a o s h a ng r o u p sc o n c e n t r a t eo nt h es i l l i m a n i t ef a c ea r e a i t m a y b er e f l e c tt h a ty a o s h a ng r o u pw e n tt h r o u g ha na c t i o nw i t hal o n g e rt i m ea n d h i g h e rt e m p e r a t u r e s o ，o n l yal i t t l em e t a m o r p h i cm a r ki nt h ee m b e d d i n gp h a s ei s r e s i d u a l 3 y a o s h a ng r o u pm a y b eb e l o n gt ot h ec r y s t a l l i n eb a s e m e n to fc a t h a y s i ab l o c k k e y w o r d s ：a il a o s h a ng r o u p ，y a o s h a ng r o u p ，d e f o r m a t i o na n dm e t a m o r p h i s m ，p - t t t r e n d l i n e s ，s o u t h e r np a r to fa i l a o s h a n 昆明理工大学工程硕士论文：云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，依 托承担的国土资源大调查项目一一云南省1 ：5 万马安底幅、古林箐 幅区域地质调查项目，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明 引用的内容与成果外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承 担。 学位论文作者签名： 爱? 么阁j 日期：m f 年9 月r 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签名：囱垄论文作者签名：亟j 堡旦! 昆明理工大学工程硕士论文：云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 第一章绪言 哀牢山造山带位于云南省中部，呈北西一南东向展布，长达4 0 0 余公里，北窄南宽， 是典型的陆内造山带。该造山带从北东向南西可划分为造山带内带、造山带外带和前陆盆 地三个大的部分，各部分之间为大型韧性剪切带所分隔。造山带内带为古元古代角闪岩相 区域变质岩组成，代表着造山期前地壳的中、深部层次的变形变质的产物。造山带外带为 一套新元古代、古生代低绿片岩相变质岩系组成，表现出造山时期中、浅层次的变形变质 特征：前陆盆地是晚三叠世开始的沉积于古生代地层之上的红色磨拉石建造和浅海相碎屑 沉积建造。该造山带的形成，经历了长期复杂的演化历程，是多期造山作用复合的产物。 1 1 选题的原因和研究目标 本论文研究范围主要是哀牢山南段金平县马安底乡一河口县北部瑶山乡一带，长约 2 6 k i n , 宽约2 6 k m 的范围( 图1 ) 。哀牢山岩群及瑶山岩群主要岩石类型有变粒岩、片麻岩、 片岩、斜长角闪岩、大理岩等，变质程度均为角闪岩相。 1 9 7 2 年，云南省地质局第二区域地质测量大队进行1 ：2 0 万金平幅、河口幅区域地质 调查时，对两岩群进行了系统研究，认为主要经历了一次角闪岩相的变质，并提出了不止 一期变质的思路，但没有进行详细研究，基本未对变形系列进行研究；1 9 8 9 年薛玺会、熊 家庸等所著云南变质杂岩，将两群归于同一变质带，根据岩石组成特征的相似，推测 二者可能是同一变质岩系的不同层位，并划分为两种递增变质系列：石榴石带一十字石一 蓝晶石带一硅线石带( 中压变质) ，石榴石带一十字石一红柱石带一硅线石带( 低压变质) ， 也认为主要是一次变形变质的结果，并叠加有晚华力西期动力变质作用；云南省区域地 质志( 1 9 9 0 年) 认为瑶山群岩石组合特征及变质程度与其西侧的哀牢山岩群相似。两岩 群有可能为同变质岩系经后期构造破坏而彼此分离，并将其归属扬子准地台丽江台缘褶 皱带；2 0 世纪8 0 年代开始的1 ：5 万地质填图，采用新的变形变质理论，发现哀牢山中北 段的哀牢山岩群经历了增温增压一减压增温一减压降温的变形变质旋回，是一个动态的过 程。 选题的原因有以下几方面：( 1 ) 哀牢山造山带作为典型的陆内造山带及重要的成矿带 而惹人注目，国家八五计划及九五计划已完成2 0 余幅1 ：5 万区调图幅，取得了一大批研 究成果和获得一些重要的矿产基地。特别是造山带外带( 浅变质岩) 和前陆盆地已基本查 第一章绪言 ? 弥渡 景东。 思 。楚雄杨 子 地 块 昆明 。玉溪 二 l 口】1o r1 t r l 1 0 3 1 0 0 ，1 0 4 l0 0 田1 囫：圆3 圆4 圜s 回s 圈，困8 困，画1 0 田1 哀牢山构造带区域构造略圈 1 - 造山带内带iz 墙山带外带3 酋陆格地基底 封麓盆地上三叠兢苛c 积i5 古生再r 目一古元古井襄牢山岩群t7 一古 元古界瑶山岩辩fs - d 性剪切带，9 递冲断层i1 0 - 奉论文研究的主要范圈 - m 攮斯襄i 一舡河冀切带l 一袁牢山剪切带lq 卜九甲剪切帚， 一阿墨江断裂t 前勒一师宗断裂 清其物质组成及演化历史。但作为造山带内带的哀牢山岩群，虽然已划分出吕梁期变形变 质旋回、印支一燕山期变形变质旋回，但对每一旋回变形变质作用的过程及构造环境研究 不够。( 2 ) 通过l ：2 0 万和1 ：5 万区调工作，发现哀牢山中、北段与南段在岩石组合方 面存在一定差异，而南段的构造变形和构造置换明显比中北段弱。因此，在哀牢山南段有 可能保留较多的早期( 元古代) 地质作用的痕迹，对研究结晶基底的形成和演化较为有利。 ( 33 哀牢山岩群与瑶山岩群因红河断裂而分离，二者的关系存在两种可能：一种可能是 二者属同一结晶基底，因红河断裂的改造而彼此分离：另一种可能是前者属扬子地块，而 后者属华南地块，二者因会聚而彼此接近。( 4 ) 瑶山岩群是使用1 ：5 万新的填图方法后 第一次大面积和系统的区域地质调查，本论文想通过两岩群变质作用p - t t 轨迹的研究， 为上述认识提供依据。 研究的目的主要有以下几个方面： ( 1 ) 判断地壳深部热流的演化趋势；( 2 ) 探讨哀 牢山岩群、瑶山岩群变质岩的成因和大地构造环境； ( 3 ) 查明哀牢山造山带的构造历史 2 昆明理工大学工程硕士论文；云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 和抬升历史； ( 4 ) 通过上述分析，试图判断两岩群是否都是扬子地块的结晶基底，经后 期构造活动而分离? 还是分别属于杨子地块和华南地块? 1 2 研究思路与工作方法 以构造解析为基础，进行变形分解，建立变质岩的变形序列，确定变质旋回。然后主 要根据由于变质反应的化学动力学过程而保存下来的信息予以查明变质作用的动态过程 ( p t t 轨迹) 。即利用变质矿物之间的相互关系及矿物与变形面的关系来确定矿物的生成 顺序；利用矿物( 对) 温度计和压力计、矿物共生组合、矿物实验温压条件确定变质作用 过程中温度和压力条件；利用现有变质矿物的同位素年龄数据和相应同位素体系的封闭温 度的知识，确定变质作用p t t 趋势线上的特定点的年龄，从而定量地查明隆起和冷却历史： 根据不同阶段残留的温压条件的点投入p t 图解，结合同构造岩浆活动，将各点用曲线联 接起来，并用箭头表示演化方向，就编制出了p t t 轨迹( p t t 趋势线) 。 确定p t t 轨迹应用下列常规方法进行： l 、被变斑晶所捕获的呈嵌晶存在的早期变质矿物包体，或在变质作用期间生长的环带 状变斑晶内所含的来自早期矿物共生组合的矿物包体，用于厘定变质作用“峰期”前的前 进变质轨迹。 2 、利用石榴石一黑云母、角闪石一斜长石等地质温度计和地质压力计得出变质作用“峰 期”的温压条件。 3 、根据经过重新调整的矿物共生关系来确定退化变质轨迹。 4 、根据变质矿物的生成顺序( 矿物世代关系) 确定变质作用的时间顺序。 5 、利用现有变质矿物的同位素年龄数据和相应同位素体系的封闭温度的知识，确定变 质作用p t t 趋势线上的特定点的年龄，从而定量地查明隆起和冷却历史。 6 、建立变质岩的变形序列，根据变质岩石的显微构造来推断变质作用与变形作用的对 应关系，由此判断某一矿物或矿物共生组合是哪一期( 次) 构造变形时期生成的。 7 、根据某一矿物或矿物共生组合的出现或消失，或用推断等变反应度的方法建立反应 方程式，参阅有关实验资料来推算温度压力条件。 8 、根据上述不同期次的温度和压力条件绘制p t t 趋势线。并对其进行合理的解释。 1 3 任务完成情况及主要成果 1 3 1 任务完成情况 第一章绪言 2 0 0 0 年1 1 月至2 0 0 1 年6 月，为完成“1 ：5 万马安底幅( 国内部分) 、古林箐幅区域 地质调查项目”的野外工作及本论文的研究，本人与多名同事在马安底一瑶山一带进行二 次野外五个多月的野外地质填图及剖面测制工作。哀牢山岩群通过重点实测龙包河剖面、 瑶山岩群通过重点实测白石头剖面、五道河剖面，结合区域地质调查，建立了两岩群的变 形变质序列；通过剖面薄片的系统研究，获得了不同阶段变质矿物的组合：通过元古变质 时期具共生结构的矿物的化学成分分析，获得了元古变质旋回不同阶段变质的温度和压力 资料；获得单颗锆石u - p b 同位素年龄值、角闪石a r a r 同位素年龄值。完成主要实物工 作量有实测剖面3 0 k m ，岩石薄片3 0 0 件，硅酸盐、稀土元素、微量元素分析各2 2 件，电子 探针4 7 点，同位素测年样2 件，野外地质照片3 0 0 张，显微照片7 0 张。 本次工作采集的岩石薄片样品由云南省地调院区调所张伟明、徐桂香高级工程师鉴定， 硅酸盐分析由云南地矿局区调队化验室用湿发分析。电子探针、重要样品的微量元素由中 国地质大学( 武汉) 分析测试中心测试( 微量元素由国土资源部壳幔体系组成、物质交换 及动力学开放研究实验室采用p o e m s h i ( p l a s m ao p t i c a le m i s s i o nm a s ss p e c t r o m e t e r ) 等离子体光质谱仪进行测试，作为外检样品) ，稀土元素和部分微量元素由云南省中心实 验室采用原子吸收光谱法测试，u p b 同位素年龄由中国地质调查局同位素地球化开放研究 实验室( 宜昌) 采用颗粒锆石熔融测法进行测定，a r - a r 同位素年龄由北京地质矿产研究 所测试。通过对分析测试结果进行对比研究，认为绝大多数的测试分析结果是可靠的，精 度可以满足研究的要求。但由云南省中心实验室测试的( t h ) 、t a 、n b 比外检样品高，而 s c 比外检样品低。 1 3 2 主要成果 1 、获得哀牢山岩群、瑶山岩群元古时期变质旋回及印支期一燕山期变质旋回的p t t 趋 势线。 2 、哀牢山岩群、瑶山岩群吕梁期变质作用过程有一定差异。( 1 ) 哀牢山岩群在绿片 岩相阶段经历了持续的增温增压，进入低角闪岩相( 变质温度约5 3 0 c ) 之后经历了较长 时间的近等压增温过程，且达到的最高温度低于瑶山岩群。而瑶山岩群增温增压阶段一直 持续到低角闪岩相的高温阶段( 温度约7 1 0 ，压力约i g p a ) ，近等压增温过程相对较短。 ( 2 ) 由于两岩群经历的变质高峰期的温度和时间不同，加上后期改造，两岩群保留的变 质高峰期的温度和压力条件明显不同。矿物温度计和压力计显示哀牢山岩群保留了从增温 增压一近等压增温一降温降压的较完整的过程，而瑶山岩群主要保留了降温降压时的温压 条件。 昆明理工大学工程硕士论文：云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 3 、哀牢山岩群p t t 轨迹研究合理解释了长期以来用经典变质相理论得出的中压变质相 与低压变质相在哀牢山变质带同时存在的问题。 4 、瑶山岩群可能为华南地块的结晶基底。 第二章区域地质概况 第二章区域地质概况 2 1区域地层( 岩层) 哀牢山岩群和瑶山岩群分别位于红河西岸和东岸，均呈北东一南西向带状延伸。二者 之间为元古界龙包河岩群分隔；哀牢山岩群西侧为古生代浅变质岩系及三叠系前陆盆地碎 屑岩夹碳酸盐岩的沉积；瑶山岩群东侧主要为震旦系一寒武系碎屑岩及碳酸盐岩沉积。 2 。1 1 古元古界哀牢山岩群 哀牢山岩群分布于红河断裂以西，由西向东依据岩性组合特征的差异划为小羊街岩组 ( p t j ) 、阿龙岩组( p t 。a ) ，阿龙岩组进一步划分了2 个岩性段。东侧与元古界龙包河岩 群为韧性剪切带接触，西侧为哀牢山剪切带与古生界分隔。其岩石特征综述如下： 1 、小羊街岩组( p t 。石) ： 为浅灰、灰色变粒岩、黑云斜长( 二长) 片麻岩、浅粒岩、云母片岩夹少量大理岩、 角闪片岩。该组由南往北云母片岩逐渐增多，岩石具有暗色矿物以黑云母为主，很少角闪 石为特点，原岩以泥质岩石为主。 2 、阿龙岩组( p t 。a ) 以粒状长英质变质岩为主，以角闪质岩石大量出现为特征，根据岩石组合的相对差异 细分为a 、b 岩段。 阿龙岩组a 岩段( p t a d ：以绿灰、灰、褐灰色黑云斜长( 二长) 片麻岩、黑云斜长 ( 二长) 变粒岩为主，次为角闪二长( 斜长) 片麻岩、角闪斜长( 二长) 变粒岩夹斜长角 闪岩、石墨二长( 斜长) 片麻岩、石墨斜长变粒岩、云母片岩、黑云石英片岩。 阿龙岩组b 岩段( p t ta b ) ：以灰、灰绿、绿灰色角闪斜长变粒岩、角闪斜长片麻岩为 主，次为黑云斜长变粒岩、二云二长变粒岩、二云斜长片麻岩，夹斜长角闪岩、透辉石岩、 大理岩、二云石英片岩。 2 1 2 古元古界瑶山岩群 瑶山岩群分布于红河以东的瑶山乡一牛角山一线。由西往东依据岩石组合差异划分为 四个岩段。各岩段间均为韧性剪切接触，西界与元古界龙包河岩群( p t l ) 、东界与有疑 问的震旦系屏边群( z p ? ) 均为韧性剪切带接触。 瑶山岩群是一套具角闪岩相变质的中深变质岩系，总体表现为一个强变形带，主要经 历了吕梁期、印支期、燕山期变形变质作用的改造，原岩以泥质岩、泥质粉砂岩为主夹钙 昆明理工大学工程硕士论文：云南哀牢山南段哀牢山岩群、瑶山岩群变质特征研究 质泥岩、灰岩等。目前保留的透入性最强的区域性面理为印支期剪切作用形成的面理。由 于缺乏划分岩组的明显依据，只能根据岩石组合的差异及变形的强弱划分为以下4 个构造 岩性段。 1 瑶山岩群a 岩段( p t f6 ) 为灰黑、浅灰、灰褐色黑云石英( 构造) 片岩、云母( 构造) 片岩、斜长角闪岩、变 粒岩、大理岩、黑云二长( 斜长) 片麻岩夹透闪( 构造) 片岩、浅粒岩。印支期和燕山期 的变形痕迹并存，燕山期形成的开阔褶皱不发育，构成次强变形带。以含大量的层状、似 层状斜长角闪岩、大理岩为特征。 2 瑶山岩群b 岩段( p t 。f “) 为灰黑、次紫、灰色黑云石英( 构造) 片岩、黑云斜长片麻岩夹少量二长浅粒岩、斜 长角闪岩、大理岩。构成强变形带，以燕山期脆韧性变形改造十分强烈为显著特点，形成 千糜岩化岩石或千糜岩。先期形成的能干性强的矿物、岩石、脉体，构成大小不一的碎斑 或碎块，与明显细粒化且退变的碎基构成明显的碎斑结构。其中斜长角闪岩或大理岩少见。 3 瑶山岩群c 岩段( p t 。f 。) 为灰、灰褐、深灰、灰黑色黑云斜长( 二长) 片麻岩、变粒岩、黑云石英( 构造) 片 岩、斜长角闪岩夹大理岩、黑云( 构造) 片岩、透辉斜长变粒岩、透辉石岩。构成弱变形 域，变形面以印支期形成的韧性变形面为主，燕山期主要表现为以印支期变形面形成的开 阔圆柱状褶皱，而构造岩明显弱。以含较多的层状大理岩、钙硅酸盐岩、斜长角闪岩为特 征，且其中尚有元古期超镁铁岩分布。 4 瑶山岩群d 岩段( p t 。f 。) 为灰褐、浅灰色( 黑云) 石英( 构造) 片岩、黑云斜长( 钾长) 片麻岩夹少量斜长角 闪岩。形成次强变形带，变形特征与a 岩段相似，角闪质岩石少。 由南向北：a 岩段黑云斜长片麻岩、大理岩增多，黑云石英( 构造) 片岩、云母片岩、 黑云斜长变粒岩减少；b 岩段斜长角闪岩逐渐减少；c 岩段变粒岩增多。黑云石英( 构造) 片岩减少；d 岩段斜长角闪岩夹层减少。 2 1 3 元古界龙包河岩群 龙包河岩群分布于哀牢山岩群与瑶山岩群之间的红河谷中，由东往西依据岩石组合的 差异划分了三个岩段。与西侧古元古界哀牢山岩群、东侧瑶山岩群均为韧性剪切带接触。 其岩石组合特征综述如下： l 、a 岩段( p t r ) ：灰、灰绿色浅粒岩、角闪斜长变粒岩、斜长角闪岩、大理岩为主， 第二章区域地质概况 次为黑云斜长变粒岩、阳起钠长片岩、变斑状玄武岩、变安山玄武岩，夹石英( 构造) 片 岩、变玄武安山岩。 2 、b 岩段( p t l h ) ：以灰白、浅灰色白云石大理岩、大理岩为主，次为炭泥质硅质板 岩、变质石英( 杂) 砂岩、绢云板岩、千枚岩、钠长绿泥( 构造) 片岩，夹含十字二云片 岩、粉砂质板岩。 3 、c 岩段( p t l 。) ：以灰色绢云板岩为主，次为千枚岩、角闪斜长变粒岩、变质石英( 杂) 砂岩、大理岩、黝帘绿泥千枚岩、石英岩，夹十字云母片岩、绢云石英( 构造) 片岩、斜 长角闪片岩。 邹f 7 等“”获得龙包河岩群大理岩p 卜p b 等时线年龄为( 1 3 6 0 - - + 6 0 ) m a ；角闪变粒岩的 全岩k - a r 年龄为( 1 4 9 7 _ + 2 9 ) m m 电气石岩电气石单矿物k - h r 法年龄值为( 1 5 4 3 - + 1 5 ) m a ；黑云母大理岩中黑云母k a r 年龄测定为( 6 5 4 6 5 3 ) m a ，故将龙包河岩群的地质 时代暂归属元古代。 2 1 4 哀牢山岩群西侧地层 包括由马邓岩群组成的造山带外带、古生界构成的前陆盆地基底及三叠纪前陆盆地的 沉积。 1 、造山带外带的马邓岩群 是造山带外带的主要组成部分，岩石组合主要是板岩一千枚岩、变质砂岩一粉砂岩夹 透镜状大理岩、绿片岩及硅质岩。属被动大陆边缘泥质细碎屑岩与碳酸盐岩建造。岩石中 两期面理发育，且晚期面理明显置换早期面理；原岩层序与原岩面貌已被破坏而难以恢复； 变质强度为低绿片岩相，变形变质往南至金平一带明显减弱。 2 、前陆盆地基底的古生界 包括志留系、泥盆系、石炭系与二叠系，总体上是一套次深海相细碎屑岩沉积。岩石 中所含化石多为笔石、放射虫、竹节石或牙形石。不同层位多夹有硅质岩，石炭系与二叠 系均存在中基性火山岩。 3 、前陆盆地沉积的中生界 主要有上三叠统，下部为前陆盆地红色磨拉石建造，由下向上为洪积一河流相发展为 河流相。中上部为细碎屑岩夹碳酸盐岩，沉积相由局限碳酸盐台地一浅海陆棚相一海陆交 互的近海湖相。 2 1