（构造地质学专业论文）桂北摩天岭和元宝山花岗岩体中片麻状构造的形成机制.pdf

g e n e t i cm e c h a n i s mo ft h eg n e i s s i cs t m c t u r ei nm o t i a n l i n ga n d y u a n b a o s h a ng r a n i t i cp l u t o ni nn o 砒g u a n g x i m 句o r ：s t r u c t u r a lg e o l o g y d i r e c t i o no f s t u d y ：r e g i o n a l1 e c t o n i c sa n dc o n t e m p o r a 巧 t e c t o n i c sa n a l y s i s g r d u a t es t u d e n t ：k a i p e n gy u s u p e r v i s o r ： p r o g u i l i nz h a n g c o l l e g eo f e a n hs c i e n c e g u i l i nu n i v e r s 毋o f t e c h n o l o g y j u l y ，2 0 0 8t oa p r i l ，2 0 l o 3删9m 6 舢7mmm- ii-i m 7川1脚y 、 ”一卜卜 、，一 承 k r t 整盐里三盘堂亟堂垡迨塞 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对论文的完成提 供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者( 签字) ：主密u 鲫 签字日期：丝q 6 。【； 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解( 学校) 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家 有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权( 学校) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到 中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 本论文是否保密：是否如需保密，保密期限为： 学位论文作者签名：寺勒u 确 签字日期：届年f 月f 3 日 导师签字： 签字日期加f 0 年多月f 多日 摘要 本文在大量野外地质调查的基础上，通过现代构造地质分析方法，研究了摩天岭和元 宝山花岗岩体中片麻状构造的几何学和运动学特征，揭示了摩天岭和元宝山花岗岩体中片 麻状构造的形成机制。主要取得了以下成果和认识： 1 、首次在摩天岭和元宝山花岗岩体中识别出三种类型的片麻状定向构造，分别为原 生边部片麻理、同构造片麻理和后生韧性剪切片麻理或片理。 2 、原生边部片麻理产状与接触面一致，并随接触面产状的变化而变化，在靠近与围 岩接触带的片麻状构造往往较发育，随着远离接触带片麻状构造越来越微弱，直至片麻状 构造逐渐消失。其成因与岩浆侵位时产生的应力有关。 3 、同构造片麻理在研究区内分布较为广泛，主要由长石颗粒呈对称眼球状定向排列， 石英颗粒呈对称眼球状、条带状或细丝状定向排列，黑云母断续定向排列表现，片麻理 走向为n n e ，倾角较陡，与雪峰期近东西向挤压相协调，其成因与同构造造山运动中的挤 压作用有关。 4 、后生韧性剪切片麻理或片理分布于韧性剪切带内，韧性剪切带产状多数向n w w s w w 倾斜，拉伸线理产状也多数向n w w s w w 倾伏，根据长石不对称眼球、石英不对称眼球和s c 面理构造等剪切指向标志判断，韧性剪切带运动学主要为j 下滑剪切。其成因与加罩东造山 期后的伸展作用有关。 5 、摩天岭和元宝山花岗岩体中的变形电英岩包体长轴往往沿片麻理定向，说明包体 的变形与片麻状构造有着密切联系。电英岩包体应变分析结果表明：电英岩包体的应变型 式可分为三种：平面型应变( k 1 ) 、扁平型应变( o k 1 ) 和收缩型应变( 1 k ) ， 摩天岭岩体中电英岩包体的应变型式以收缩型应变为主，有少量的平面型应变和扁平型应 变；而元宝山花岗岩体则以扁平型应变为主，有少量的收缩型应变。在同构造片麻理发育 的地区应变型式多为扁平型，在韧性剪切片麻理发育的地区应变型式多为平面型。 6 、综合分析后认为，摩天岭和元宝山花岗岩体中的片麻状定向构造为多成因复合机 制，研究区大面积出露的韧性剪切片麻理或片理可能为同构造片麻理的基础上叠加了韧性 剪切带。 关键词：花岗岩；片麻状构造；同构造；韧性剪切；应变分析；摩天岭和元宝山 i 飞 一 ， 、 卜 _ a b s t r a c t b a s e do nt h ea c h i e v e m e n t so ft h eg e o l o g i c a li i e s t i g a t i o i l t h j sp a p e rs t u d i e dt h eg e o m e t 巧 a n d 虹n e m a t i c so ft h eg n e i s s i c 咖c 眦ei i lt l l em o t i a l l l i n g 锄dy 啪b a o s h a i lg r a l l i t i cp l u t o na 1 1 d r e v e a l e dt h ef o r m a t i o nm e c h a m s mo ft h eg n e i s s i cs t m c t u r eb yu s i n gt h ea n a l y s i s 印p r o a c h e so f m o d e ms t m c t u r eg e o l o g y t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o 、v s ： 1 n 鹏e 虹n d so f9 1 1 e i s s i cs t m c t u i ea r ef i r s ti d e n t i f i e di nm o t i a i l l i n ga n dy u a n b a o s h a l l i t i c p l u t o n ：p r i m a 巧p e r i p h e r a lp o s i t i o n g n e i s s i cs c h i s t o s i 饥 s y n - t e c t o i l i cg n e i s s i c s c h i s t o s i t ) ，a n de p i g e n e t i cm y l o l l i t ef o l i a t i o n 2 t h eo c c u r r e n c eo fp r i m a r yp e r i p h e r a lp o s i t i o ng n e i s s i cs c l l is t o s i 够i st l 伧s a m ew i mp l a l l e o fc o n t a c ta l r mv a r i e sa c c o r d i n gt om ei n t e r f i a c e t h eg n e i s s i cs c h i s t o s i t ) ，w 址c hi sc l o s et ot h e i n t e r f a c ei sm o r ed e v e l o p e dw 1 1 i l et h e 如i r c h e ra w a yf 如mi i l t e r f a c e ，t h e 、a k e rg n e i s s i c s c h i s t o s i t yi s t h eg n e i s s i cs c h i s t o s 时w i l lb eg m d u a l l yd i s a p p e a r e db e y o n dc e r t a i nd i s t a j l c e n s g e n e s i sm i g h tb er e l a t e dt ot h es t r e s so fm a g m a t i ce m p l a c e m e n t 3 s y n t e c t o l l i cg n e i s s i cs c h i s t o s i t yi sw i d e l yd i s t r i b u t e di ns t u d ya r e a t l l i st y p eo fg n e i s s i c 莎a n i t ei sc o m p o s e do fs y m m 嘶c a lf e l d s p a rp h e n o c r ) r s ta u g e n s ，s y i i l 】m e t r i c a lq u a r t zp h e n o c r y s t a u g e n s ，q u a n zp r e s e n t e db a n d i n g o rf i l 锄e n t o u s ，a n db i o t i t e sd i r e c t i o n a la l i g 姗e n t n l e 印e i s s i cs c l l i s t o s i t yt e n d st o w a r d sn n e a n di t sd i pa n g l ei sq u i t es t e e p n i s 帅eo fg n e i s s i c 伊a i l i t ei sc o o r d i n a t e dw i t hn e a rw 也c o m p r e s s i o ni l u r i n gx u e f e n go r o g e n y i t sg e n e s i sm i g h t b e r e l a t e dt om ec o m p r e s s i o no fs y n t e c t o i l i co r o g e n y 4 t h em v l o n i t ef o l i a t i o ni sd i s t r i b u t e di nd u c t i l es h e a rz o n e s ，w h i c hd i pt 0n w w - s w w 2 l s w e ua ss t r e t c h i n gl i n e a t i o n sd o e s j u d g i n g 丘o ms u c hs h e a rs e n s ei n d i c a t o ra su n s y i n m “c a l f e l d s p a ra n dq u a n zp h e n o c r y s ta u g e n sa i l ds - cf a b r i c ，d u c t i l e s h e a rk i n e m a t i c si sm 句o d ya n o m l a ld u c t i l es h e a r i n g t h e ym i g h tb er e l a t e dt op o s t - o r o g e n i ce x t e n s i o no fc a l e d o i l i a n o r o g e n y 5 t l el o n ga ) ( i so ft h e2 u 1 锄。印h i ct o u n ：n a l i t ee n c l a v e si nm o t i a n l i n ga n dy u a n b a o s h a n g r a j l i t i cp l u t o na r eo r i e n t e da l o n gw i t hg i l e i s s i cs c h i s t o s i 劬w h i c hs h o w st h a t 廿l ea n 锄。咄i co f t h et o u n n a l i t ee n c l a v e si sr e l a t e dt ot h eg n e i s s i cs t 】m c t u r e t h es t r a i na n a l y s i sr e s u l to ft o u r m a l i t e e n c l a v e si i lm o t i a n l i n ga n dy u a n b a o s h a ng 啪i t i cp l u t o ns h o w st h a tt h e r ea r et l l 】r e e s 缸a i n p a t t e m so f t o u r m a l i t ee n c l a v e s ：p l a n es t r a i n ( k 1 ) ，f l a t t e m i n gs 仃a i n ( o k 1 ) a n dc o n t r a c t i b i l i t ) r s t r a i n ( 1 k 8k m ，轴向北西西，南翼倾角5 0 “0 。北翼倒转，两翼小型褶皱普遍发育。 白岩顶倒转向斜( 编号9 ) ，位于摩天岭岩体西部，轴部出露鱼西组，长 6m ，宽2k m ， 轴向北西西，北翼倾角5 2 5 8 。，南翼倒转，次级倒转褶皱发育。 1 2 曰园 6 拍 圈团团 5 三! 坩 m 回因囫 m j o 协 一日圆圈 3 t团圈圈 2 9 ：2 田囤园 ， 0 峙 曰圈团 笺列 高岜向形褶皱( 编号1 ) ，位于摩天岭岩体东北部高岜一带，由四堡群文同组和鱼西组 构成。长1 8k m ，宽7k m ，轴向北北东1 5 。，北西翼倾角2 5 。，南东翼倾角2 9 。由于 四堡断裂的长期活动和岩浆热液活动的影响，变质作用和变形现象显著，构造片理发育， 由南向北变质程度加深，高岜一带发育滑覆构造，岩石的原生沉积构造极少保留。 格洞向斜( 编号3 ) ，位于本洞岩体的东部，由丹洲群白竹组、合桐组和拱洞组构成。 长9l ( n l ，宽3 k m ，轴向北北东，西翼倾角2 6 。，东翼遭受四堡断裂破坏己断失。 丹洲震旦早古生代构造层褶皱：在元宝山东南地区出露( 表2 1 ，图2 4 ) 。丹洲一震 旦早古生代构造层褶皱轴线基本均为n n e 向，轴面倾向n w w 或直立，一般认为是加里 东期近东西向强烈挤压作用形成的( 广西地质局，1 9 6 6 ，1 9 6 7 ，1 9 6 8 ，1 9 7 7 ，1 9 7 9 ，1 9 8 7 ， 1 9 8 8 ) 。 表2 1 摩天岭和元宝山地区主要褶皱特征表 长宽 编号褶皱名称轴迹线核部地层翼部地层翼部倾角 k m 高岂向形 长9 西翼2 5 0 l1 5 0鱼西组唐柳岩组 褶皱宽6东翼2 9 长1 6由白竹组、合桐组、拱洞组，长安 2 九东单斜北北东倾向东南，倾角3 2 4 2 0 宽l 9组构成 长9 西翼2 6 0 ( 正常) 3 洞格向斜 北北东拱洞组 合桐组、白竹组 宽3东翼北断层破坏 长8倾向西，倾角3 7 4 2 0 ， 4 九保单斜南北由白竹组、合桐组、拱洞组构成 宽2 5 5中部被北西向断层切割 下聘洞倒 长 l o 北翼4 8 0 ( 正常) 5东西鱼西组文通组 转向斜宽3 4南翼5 2 0 ( 正常) 大平倒转 长 4 南翼5 0 一6 0 0 ( 正常) 6 北西西由文通组卷入褶皱而成 背斜宽 8北翼( 倒转) 八岗倒转 长 9南翼( 倒转) 7 北西西鱼西组文通组 向斜宽4 5北翼4 5 5 0 。( 正常) 达佑东山 长 9 南翼4 8 5 5 。( 正常) 8北西西 文通组 鱼西组 倒转背斜宽4 5北翼( 倒转) 白岩顶倒长 6南翼( 倒转) 9 北西西鱼西组文通组 转背斜宽2北翼5 2 5 8 0 ( 正常) 八拐倒转 长2 0 南翼5 3 0 ( 正常) 1 0北西西 文通组 鱼西组 背斜宽 5北翼( 倒转) l l 元宝山复 北北东 长4 0核部被加里东丹洲群和四堡东、西翼3 0 6 0 0 不等， 1 2 式背斜宽约2 8期花岗岩取代 群 一般东翼较陡 元宝山短 长2 0 核部被加里东丹洲群和四堡翼部倾角多为 1 5北北东 轴复背斜宽约1 6期花岗岩取代 群 3 0 5 0 0 不等 加车鼻状长2 8北东翼倾角2 0 0 1 63 0 0 。 白竹组合桐组 背斜宽约2 0南西翼倾角3 8 0 2 3 2 断裂构造 桂北地区前泥盆纪构造层中断裂构造十分发育( 表2 2 ) ，走向以n n e 向占主导地位 ( 图2 4 ) 。主要断裂的基本特征表现如下： 主要断层有： 池洞断层( 编号f 5 ) ，压扭型正断层，总体走向2 5 。，断裂面倾向北西西，倾角4 0 7 0 。 1 3 断裂带宽2 0 1 2 0 m ，在滚贝老山西北，断裂硅化带宽约2 0 m ，汪洞单元粗粒花岗岩破碎后 表2 - 2 研究区主要断裂特征表 编断裂名称 走向 断层面长度断裂性质切割地层断裂主要特征 号 倾向倾角 k m f l河村口断 n e 东逆冲断层p b丹洲群底砾岩受压扁、拉长、扭曲，构造 层2 5 05 - 1 0 05岩带宽约5 0 m f 2 四堡断裂 n n e2 9 3 31 0 0 3 5正断层为主， p t 2 - z l破碎带角砾岩、硅化、糜棱岩化，控制四 2 0 03 5 7 0 0 多期活动本洞岩体堡期花岗岩体，控制丹洲群沉积相 f 3乌指山断 n en w w2 0 逆断层吉羊、汪洞单破碎带可见硅化 层4 5 0 4 0 - 4 5 0 元，p t 2 z i f 4吉羊断裂n e2 7 4 0 么4 5 06正断层，多期吉羊汪洞岩断层带宽2 5 3 8 k m ，硅化较普遍 2 0 0活动体 f 5池洞断裂 n n en w w3 9 正断层为主，p t 2 - p t 3角砾岩、硅化，断层崖，控制四堡期花岗 2 5 。4 0 7 0 0 多期活动摩天岭岩体岩体，破碎带宽约2 0 k m f 6小杆洞断 n w2 0 0 。么6 8 。9 逆断层更丹、吉羊、破碎带宽1 6 m ，擦面波状，擦痕发育 裂2 9 5 0汪洞单元 f 7 大市下n w1 9 0 。么7 2 01 4 正断层文通组和摩天破碎带宽2 5 m ，断面光滑，波状起伏， 棚断裂 2 9 0 0 岭岩体出现硅化 f 8拉善断裂 n w2 2 7 0 么3 8 0 5逆断层文通组和摩天片理化发育，石英脉被拉长 3 2 0 0岭岩体 f 9 烟洞断裂n w2 1 0 0 么5 2 07正断层摩天岭岩体 角砾岩发育，角砾具拉长现象 3 1 0 。 f l o上如妈 n w2 5 0 。么4 0 01 0 逆断层本洞和摩天岭破碎带宽5 m ，片理化发育 在修断支2 9 5 0岩体 f l l 归七断裂 n w 2 1 9 0 么7 6 08逆断层鱼西组和摩天 热液石英组成透镜体，花岗岩具压碎结构 3 1 0 0 岭岩体 f 1 2 九保如n w2 1 0 0 么7 2 01 4 逆断层文通组和丹洲破碎带宽1 5 m ，角砾呈次圆状 秋断裂 2 9 0 0群 f 1 3 平峒岭大 n e3 0 0 。么5 6 大于北段逆 p t 2 - p t 3 、z l 和 破碎带宽数米至数十米的破碎角砾岩和 断裂l o 。7 5 09 0南段正 元宝山花岗岩硅化带，花岗岩体出现糜棱岩化 体 f 1 4 拉马龙 n e2 8 0 0 么5l 7 7 逆断层 p t 2 - z i 、元宝山 断层附近的上下盘内发育有平行断层的 美断裂 2 0 。6 0 0 花岗岩体破劈理，次级褶皱发育 f 1 5 新寨断裂n e3 0 5 。么5 0 8 9逆断层 p t 2 z i 、元宝山 破碎带宽数5 一1 5 m ，并出现硅化带 3 5 。8 0 0 花岗岩体 f 1 6党扭断层 n w1 9 0 0 么6 0 1 9 张扭性断层白竹组、合桐水平错距达1 k m ，沿断层有角砾岩带，伴 2 8 0 07 8 0组有硅化和黄铁矿化 f 1 7 陇雷断层 n w 3 0 。么 1 5 张扭性断层白竹组、合桐水平错距达1 1 0 0 1 2 0 0 k m ，垂直断距达 3 0 0 05 0 - 6 4 。组 6 0 0 m ，见十几米到几十米的破碎带 f l s大仁江断 n w2 1 0 0 么1 2 逆断层p t 2 - z l 和摩天硅化带宽o 5 - 2 0 m ，局部糜棱岩化 层3 0 0 。 7 8 。 岭岩体 具定向排列，石英细脉不规则充填于断裂带之中，局部见黄铁矿化。构造角砾岩发育，胶 结物石英具有两个生长世代，及集合体具树状排列，显示张力学性质及多期活动特点。该 断裂切穿了四堡期花岗岩、四堡构造层、丹洲一震旦一早古生代构造层。 乌指山断层( 编号f 3 ) ，压扭扭张型逆断层，位于池洞断层的东侧，与池洞断层近于 平行展布，断裂面倾向北西西，倾角4 0 4 5 0 。岩断层常见破碎带及硅化现象，在地貌上表 现为不对称的断谷。 靼堡断层( 编号f 2 ) ，正断层，位于摩天岭和元宝山花岗岩体之间近摩天岭岩体一侧， 延长3 5 k m ，断裂面倾向北西西，倾角3 5 7 0 0 ，断层带内角砾岩、硅化、糜棱岩化，局部 有韧性变形，控制四堡期花岗岩体和丹洲群沉积相。 新寨断层( 编号f 1 5 ) ，逆断层，位于元宝山花岗岩体的西北侧，延长8 9 l 【i l l ，断层面 产状3 0 5 。么5 0 8 0 。破碎带宽数5 1 5 m ，并出现硅化带，地貌表现为形成