[理学]实习3-变质岩区区域地质调查方法实习.ppt

区域地质调查方法 实习3变质岩区区域地质调查方法实习 李永军 一 实验目的 通过对变质岩区典型地区的1 5万和1 25万调查地质填图样板图 实验讲解实例和部分地质科研报告的观摩学习 重点掌握中浅变质岩区填图单位 岩组 的确立原则 岩组 与 岩群 的图面表达方法 掌握岩组与非变质或极浅变质岩区岩石地层单位 组 的对比分析 以及二者在地质图上的表达异同性对比 二 实验内容 1 变质岩区典型地区的1 5万调查样板图和说明书变质岩区典型地区的1 5万调查样板图 主要包括 山西五台山岩头地区地质图 冀东三屯营地区地质图 另参考天水市幅1 25万调查地质图和报告 2 实验重点复习不同变质岩区各地质填图单位 讲授中深变质岩区 岩群 岩组 岩段 等单位建立的原则和基本条件 岩组 的基本属性以及与 组 的区别 3 实验实例山西五台山岩头地区五台岩群地质特征及变质岩区主要构造特征和图面构造要素 三 实验主要报告内容 中浅变质岩区 岩组 与 岩群 的基本概念总结 岩组 与 岩群 的图面表达要素 岩组 的建立与命名 在山西五台山岩头地区地质图上 描述滹沱岩群及其滹沱岩群中的宽滩 岩 组和鹿角庙 岩 组的变质地层特征和变形构造特征 并分析它们与图幅中北部地区早古生代 未变质 地层的关异性 总结滹沱岩群与图幅中北部地区早古生代 未变质 地层这两类地质体在地层学 构造变形要素等方面的图面表达异同性 四 实验复习与讲授重点 不同变质岩区各地质填图单位的基本概念 1 变质岩区进行地质填图应正确处理建造与改造的关系 用构造分析的方法研究填图中有关变质地质学问题 从而建立以构造变形 变质作用理论为指导 以同一成因类型原岩建造的变质岩石或变质岩石组合填图单位为基础 以构造分析方法为手段 以地质事件为主线的填图方法体系 根据原岩建造的性质和改造作用的程度 浅变质岩一般表现为成层有序性 采用 构造 地层 事件法 地层单位采用与非变质的沉积岩相同 即 群 组 段 岩石地层划分体系 不同变质岩区各地质填图单位的基本概念 2 中浅变质岩区的变质岩以层状无序为特征 采用 构造 岩层 事件法 建立 岩群 岩组 岩段 划分体系 深 高级 变质岩区主体以块状无序变质岩为主 采用 构造 岩石 事件法 建立片麻岩套 片麻岩体 片麻岩 片岩 杂岩等地质填图单位 课程实验突出以层状无序为特征的中浅变质岩区为重点 学习 岩群 岩组 岩段 划分体系 尤其要正确理解 岩组 与 组 的区别 变质岩区各地质填图单位 1 岩石地层单位的 组 适应于 原岩是沉积的或火山堆积的 整体岩性和变质程度的一致 原生面理和沉积构造保存良好 地层厚度可以确定 基本层序可以恢复 剖面上有确定的叠覆关系 通过构造解析 可建立可靠地层层序 在建组剖面上 组 的顶底界面应是连续的沉积界面 空间上有一定延展性 并能据以填图的地层体 变质岩区各地质填图单位 1 原岩是沉积的或火山堆积的中浅变质岩又称之为变质表壳岩 与此相应的基本构造地层单位 可规定为由区域性韧性 或韧脆性 构造界面为边界所围限的 由相似变形样式 相等变质级别 相同特征岩性层或岩石所组成 并具一定延伸规模的 岩石体 并依照它们的差异 可划分出同一等级的不同构造地层单位 因此 岩石地层与构造地层的基本单位有相似的一面 又有明显的区别 变质岩区各地质填图单位 1 相似之处是两者都具有明显的岩性特征的岩层 石 组合 或有特征的岩层集合体 并能进行圈定和填图 不同之处是一是两者划分的界面性质不同 前者是沉积接触界面 有顶 有底 后者是构造界面 常无顶 无底 其二是前者变形弱 基本保持岩石地层单位特征 后者变形强 常形成变位 混杂 失序状况 难以查明确切厚度和恢复可靠层序 这类变质地层用 岩组 Formo tioncomeplex 岩群 Group complex 杂岩 Complex 作为其岩石地层单位 表12 变质地层岩石地层单位划分表 成层有序变质岩系 指原岩为沉积岩或火山堆积岩系 在时间和空间关系上遵循地层叠复原理 表现为一套有序组合 虽经区域变质作用 但原岩性质清楚 原生结构要素保存完好或基本保存 地层层序虽经变形变质作用的改造 在 位态 上发生变化 但通过构造分析方法或标志层组合方法可以恢复其原有层序的变质岩系 构造 地层 事件法 成层有序的可以建立层序的应用岩石地层单位 结合并借鉴沉积岩区的填图方法进行填图1 群 组 段单位利用沉积示顶底标志 构造指向 标志层和标志层组合 经构造解剖能建立或恢复地层层序的正式的地层单位 除此之外尚可建立层 超群和亚群等非正式单位 其含义同沉积地层 但其建立是在填图工作全部完成后才最后确定 层状无序变质岩系 指原岩为沉积岩或火山堆积沉积岩系 经区域变质与变形作用改造 原生结构要素只部分保留 层理往往被构造置换为次生面理 通过各种方法在野外尚能识别其原岩性质 或者为区域性顺层滑脱 顺层逆冲推覆以及水平剪切带等构造面理所改造 从而导致了地层层序的破坏 地层在空间上相互叠置 在时间上不连续 序次关系混乱 它们之间往往或是缺失或是重复或者颠倒 原始沉积的地层厚度很难准确地确定 这类变质岩系 往往出现在大陆造山带的核部 呈带状或线状分布 变质程度为中等 构造 岩层 事件法 对层状无序无法建立层序的则采用构造岩层单位填图岩群 岩组 岩段单位岩群 岩组 岩段是与群 组 段相对应的基本岩层单位 是岩石地层经强烈的构造作用改造的产物 其特点是 层与层之间的界面大多数情况下为构造变形面 或者原岩石地层从整体上发生强烈的面理置换 从而破坏了岩石地层的原生叠置关系 使其失去了连续性而无法建立和恢复完整的地层层序的变质岩系 由于改造作用的不均衡性 有序 无序状态关系较为复杂 据不同情况 两种单位可交互使用 如群 岩组 岩段或岩群 组 段等 变质岩过渡类型 除了上述几种典型的情况外 变质岩更多的是过渡类型 就是群级岩石地层单位的关系是有序的 符合地层叠复原理 而其中组段级单位 往往为构造面理分割或置换 造成局部地层的加厚或变薄乃至缺失 在这些组 段级地层单位之间关系 不完全服从地层叠复原理 从群一级地层单位的关系看 是成层有序的 但群内的组 段级单位之间 为多期构造面理置换或顺层韧性剪切带所分割 造成群内组级变质岩在空间上变化很大 时间上不连续 另外还见总体 群级 有序而局部 组级或段 无序构造地层 块状无序变质岩系 可分为3种情况 一种是原岩为古老深成侵入体 经多期变质变形作用强烈改造 变质程度高 一般为高角闪岩相一麻粒岩相 随后期变形变质作用而呈现退变质现象 通常指的高级变质区或花岗片麻岩穹窿区就是这类 块状无序 是把表壳岩系剔除后的那部分变深成岩体而言的 至于表壳岩系一般应是有序的 其能否建立正常的地层层序主要决定于出露情况和变质变形改造程度 第二种情况是原岩为变质沉积 火山堆积岩 经多期变质变形作用 并伴随强烈的混合岩化作用而形成片麻岩 由于多次叠加褶皱形成一种假片麻岩穹窿 第三种情况出现的是原岩性质难以判别的一套片麻岩和片岩 构造 岩石 事件法 在以变质侵入体为主的变质岩区 由于侵入岩均已遭受了较强烈的 甚至是多次的变质 变形作用的改造 使原始的侵入体岩貌及组构特征已基本或大部分消失贻尽 并被改造成为各类长英质片麻岩和麻粒岩 其原岩是古老的深成岩 则应采用构造 岩石 事件法进行填图 对次生变形简单 变质程度较低 尚保留有原岩岩性及结构特征 能反映时序关系标志的变质侵入体可参照花岗岩岩石谱系单位填图方法进行 构造 岩石 事件法地层单位 1 片麻岩套由两种以上时空分布关系密切的变质侵入体所组成 虽还能识别 但由于改造作用强烈无法厘定其时序关系 进行填图时 可称为片麻岩套 大致相当于花岗岩类岩石谱系中的超单元 如对其内部各变质侵入体无法进行划分时 则使用非正式单位片麻杂岩 2 片麻岩体由单一变质岩体构成的岩石单位 3 片麻岩 片岩 杂岩原岩性质不明时分别使用之 变质岩填图方法实验一山西五台山岩头地区的五台岩群地层单位划分与变质特征 五台岩群以铁堡不整合为界面 不整合在龙泉关岩群之上 自下而上可分为石咀 台怀和高凡三个亚群 五台岩群呈NEE向复向斜状展布 五台山北麓及东南部为石咀亚群 五台山分水岭一带为台怀亚群 五台山的西南部为高凡亚群 石咀亚群 1 石咀亚群以角闪岩相地层为主 底部板峪口组为上下长石石英岩夹黑云变粒岩及大理岩的沉积地层 厚200 300m 只分布在五台山东南石咀 神堂堡一线 其上金刚库岩组 是一套以斜长角闪岩为主体 夹黑云变粒岩 磁铁石英岩及富铝的白云母英片岩 蓝晶白云母石英片岩的地层 厚千余m 其中磁铁石英岩构成小型工业矿床 有时可相变为硫铁矿床 在五台山东南 该磁铁石英岩分布在板峪口岩组之上 在五台山北麓分布在片麻岩之上 而在五台山西部则围绕王家会岩体分布 石咀亚群 2 金刚库岩组之上分布着角闪岩相的 以黑云变粒岩为主夹角闪变粒岩 斜长角闪岩的庄旺组地层 厚800余m 原岩相当中酸性凝灰岩 泥砂质岩 沉积韵律发育 在五台岩群 之 字形转角处 相变为绿片岩相的绢英片岩夹绿泥石英片岩 称辛庄岩组 厚500余m石咀亚群顶部为文溪组 是以基性火山岩变质而成的斜长角闪岩为主 间夹磁铁石英岩和少量绢英片岩的地层 厚千余m 该斜长角闪岩延伸到绿片岩相区后 岩性递变为以绿泥片岩为主 间夹磁铁石英岩 绢英片岩的地层 称柏枝岩组 五台山最主要的工业铁矿 即赋存于此层位内 常形成中 大型工业铁矿床 台怀亚群 台怀亚群与石咀亚群基本上为整合接触 底部以变碎屑岩 含砾绢英片岩 石英岩为界 称芦咀头岩组 厚100 300m 延伸到角闪岩相区后形成白云母石英片岩 称麻子山岩组 其上鸿门岩组 是巨厚的绿泥片岩 变细碧岩 间夹少量的绢英片岩地层 厚度大于800m 延伸到角闪岩相区后形成斜长角闪岩 高凡亚群是一套以浅变质泥砂质岩系为主的地层 沉积旋回清楚 常以粉砂 泥韵律构成条带构造 以砂 泥为旋回可划分为五个次一级旋回 砂岩中交错层发育 具浅水沉积特点 厚约1000m 其上部可能有基性火山岩 与下伏台怀亚群接触关系因推覆面叠加而尚未查清 高凡亚群 五台岩群石咀亚群有2522MaRb Sr年龄 白瑾 1986 2557 2509Ma变质锆石U Pb年龄 刘敦一 1984 台怀亚群有2522Ma侵人体的锆石U Pb年龄 刘敦一 1984 2400Ma地层Sm Nd年龄 孙敏 1990 高凡亚群有2419Ma地层Pb Pb年龄 范嗣昆 1989 同位素年龄 通过读图 要总结变质地质与正常沉积岩区地层的图面表达内容 方法和要素重点等 如在山西五台山岩头地区地质图北部的下古生界正常沉积地层与实验一中 贵州花溪地区地质图 陕西商南县赵川幅地质图 等基本一致 但该图中的下元古界和上太古界地层的主要图面信息与前述下古生界正常沉积地层有明显区别 尤其要注意图中的