韧性剪切带中岩石镜下特征

韧性剪切带中岩石镜下特征_野外3D地质信息

四、韧性剪切带中岩石镜下特征

本专题研究中从野外采集了各类岩石样品37块，对坝址区韧性剪切带内岩石矿物组分及微观运动特征进行鉴定。37块样品均磨制了岩石薄片，并进行了显微镜下的岩矿鉴定。其中15块定向标本另磨制了电子探针薄片，进行了反射光显微观察，并进行显微组构的观测和分析。

下面将卷入韧性剪切带的主要岩石以及韧性变形的糜棱岩和后期的碎裂岩的镜下特征作简要描述。

1.卷入韧性剪切带的原岩

卷入韧性剪切带的原岩主要是雅江桥混合岩（Pt₁Y）以及后期侵入其中的一些小岩体和脉岩，其次是局部混合岩化的微片麻状粗粒黑云石英闪长岩（Pt₁S）。

经鉴定为混合岩的样品有15号、25号和28号，其中15号、28号均为条带状混合岩，分别位于金沙江左岸和右岸的边上，很具有代表性。25号为条带状混合岩中的基体部分，岩性为黑云斜长片麻岩。

1）15号样品镜下特征［照片13-17（a）、（b）］

岩石为鳞片粒状变晶结构，基体部分为片麻状构造，整体为条带状构造，局部可见眼球状构造，由基体（85%）和脉体（15%）构成。

基体:为黑云斜长片麻岩，由黑云母（8%±）、斜长石（70%±）和石英（20%±）组成，黑云母已蚀变为浅绿色的绿泥石，并沿其节理析出条状铁质不透明矿物，多数条状长0.5mm左右，宽0.1mm左右，定向分布，有的蚀变为白云母；斜长石为它形，少量呈眼球状，普遍发生黏土化和绢云母化，有的甚至已变成白云母，有的还被绿帘石交代，有的黝帘石化较强，与脉体中钾长石接触的斜长石其边部往往比较干净，有的还出现聚片双晶纹；石英为它形，边缘较圆滑，干净透明无色，无糙面，普遍具有不太强的波状消光，粒度变化大，小的仅0.06mm，大的粒径宽达到1.0mm左右，长度1.5mm左右，颗粒延长方向平行于片麻理方向。

脉体:都是由浅色矿物组成，主要是钾长石和石英，它们构成平行于片麻理的条带（手标本上为白色条带），钾长石有的是具有纺锤状格子双晶的微斜长石，也有的呈条纹长石，为它形不规则长粒状，最大的长近6mm，宽约1.8mm，多数宽约0.6mm，有时可见捕获基体中的斜长石颗粒；石英为它形，粒状，干净透明无色，一级白最高干涉色，具有不强的波状消光，粒径大多0.05～0.6mm之间。

照片13-17　条带状混合岩显微镜下特征［28号（c）为单偏光镜下，其余为正交镜下］矿物代号:Pl.斜长石；Qtz.石英；Amp.角闪石；Bi.黑云母

岩石定名:条带状混合岩。

2）28号样品镜下特征［照片13-17（c）、（d）］

岩石为鳞片粒状变晶结构，基体部分为片状构造，整体为条带状构造，由基体（70%）和脉体（30%）构成。

基体:由黑云母（30%）、角闪石（20%）和斜长石（50%）组成，有微量石英，片状构造。黑云母为条状，棕色（Ng′）—浅黄色（Np′）多色性，定向排列；绿色普通角闪石为半自形柱状，深绿（Ng′）—浅黄白（Np′）多色性，具有一组完全解理，最高干涉色一级橙，斜消光，Ng∧c＝18°，一般柱长1.1mm左右，宽0.4mm左右，柱长方向平行于黑云母片理方向，也平行于脉体延长方向。斜长石为它形长粒状，黏土化绢云母化强烈，少数具有聚片双晶，大多数颗粒长0.6mm，宽0.4mm左右，颗粒的长轴也多数平行于片理方向。基体的岩性为黑云斜长角闪片岩。

脉体:为花岗质成分，花岗结构，矿物颗粒明显比基体粗，主要由斜长石（50%）、绿色角闪石（10%）、石英（30%）组成，还有少量的黑云母（7%±）。斜长石聚片双晶发育，弱黏土化，一般长1.9mm，宽0.6mm左右。石英它形，干净透明，普遍具有弱波状消光，长颗粒状，长轴方向平行于脉体延伸方向。角闪石具有深绿—浅黄色多色性，自形—半自形柱状。黑云母为条状，棕褐—浅黄褐色多色性。手标本可见脉体整体宽度一般35～70mm不等。

岩石定名:条带状混合岩。

条带状混合岩脉体中的石英均具有弱的波状消光，说明其经受了深部构造状态下轻微的塑性变形。

2.糜棱岩系列

鉴定为糜棱岩系列的样品有8号、16号、32号、42号和45号，其中16号采自右岸雅江桥附近，其他的采自左岸岸边。

糜棱岩系列为韧性剪切带中的典型构造岩，其岩石分类见表13-1（徐开礼等，1984；四川省地质矿产勘查开发局等，1996）。糜棱岩化作用较弱，基质含量小于10%的仅在原岩名称前加“糜棱岩化”即可，基质含量大于10%后，随着基质含量增多，分别称之为初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩。糜棱岩化作用很强又具有显著的重结晶作用，则可以形成糜棱岩的变种千糜岩，具有千枚状构造。重结晶作用更加显著者，颗粒又逐渐增大，则根据定向矿物的不同而称为构造片岩和构造片麻岩。

表13-1　糜棱岩类分类表

注:此表引自徐开礼、朱志澄等，1990。

本次在雅江桥韧性剪切带采集的糜棱岩主要有初糜棱岩（32号样品），糜棱岩（8号、42号、45号样品）和糜棱片麻岩（16号样品）。这些糜棱岩类都受到后期地质流体的交代蚀变作用，大部分具有绿帘石化、绿泥石化以及碳酸盐化等蚀变现象。

1）初糜棱岩（32号样品，照片13-18）

主要为糜棱结构，局部可见碎裂结构，流状构造，有长英质脉和绿帘石脉穿过岩石。在长英质脉与主岩接触的地方碎裂组构发育。岩石本身主要为糜棱结构，由碎斑（60%）和基质（40%）组成（照片13-18）。

碎斑:大多数为椭圆状，长轴大体平行于流状构造方向，碎斑粒径多在0.3mm左右，长的碎斑长达0.6mm。碎斑的成分是斜长石，有的可见聚片双晶，有的黏土化和绢云母化很强，看不到双晶，有的完全被绿帘石集合体所取代。仅有少数碎斑是石英，大多具有波状消光，有的为带状消光。

照片13-18　强绿帘石化初糜棱岩显微镜下特征矿物代号:Pl.斜长石；Ep.绿帘石

基质:主要是长石的细小颗粒，石英很少，主要是绿帘石集合体，也有部分是绿泥石集合体，它们常构成断续条状，波浪状定向分布。有些条状绿泥石可能是原岩的黑云母或角闪石蚀变的结果。

岩石中无论是碎斑还是基质，绿帘石都比较多，根据旋转碎斑形态，可以判断其剪切方向为右行剪切。剪切面理的方向与宏观上糜棱岩带的方向基本一致。

岩石定名:绿帘石化初糜棱岩。

2）糜棱岩（8号、42号、45号样品，照片13-19）

8号岩石为糜棱结构，流状构造，由碎斑（30%±）和基质（70%±）组成。有许多微细方解石脉穿过，脉宽多为0.01～0.02mm，方解石脉沿流状构造方向延伸，宽窄不一，最宽处约0.15mm。

碎斑:多呈长透镜状，也有呈近圆粒状。长透镜状的长1.3mm左右，宽0.3mm左右。近圆粒状的粒径0.16mm左右，有的呈多个近圆粒状颗粒连在一起组成一个长的透镜体，其长度达1.12mm，宽约0.4mm，其间充填有绿泥石和方解石及少量磨碎的碎基。碎斑普遍具有裂纹，裂纹中充填有方解石，也有少数为绿泥石，碎斑的成分主要是石英，也有长石。石英碎斑都具有裂纹，无色透明，一级灰白干涉色，普遍具有波状消光。长石碎斑全部黏土化及绢云母化，有的全被小颗粒的方解石交代，很少有完整的长石残留。碎斑的长轴方向与流状构造的方向一致或具有较小的夹角。

基质:主要是绿泥石，次之为绢云母，还有方解石及少量铁质不透明矿物，也有磨碎的与碎斑成分一致的矿物微粒。绿泥石呈纤维状，很淡的浅绿色，一级深灰干涉色。绢云母也呈纤维状，最高干涉色一级浅黄白色。这些纤维状矿物呈平行流状构造定向排列。

岩石定名:黑绿色绿泥石化碳酸盐化长英质糜棱岩。

照片13-19　碳酸盐化、黏土化、绿泥石化糜棱岩矿物代号:Pl.斜长石；Qtz.石英；Cal.方解石；Chl.绿泥石；Ser.绢云母

42号岩样为糜棱结构，流状构造，有方解石细脉穿过，碳酸盐化和绿泥石化强烈。岩石由碎斑（35%）和基质（65%）组成。

碎斑:呈长椭圆状、云朵状、条状，小的长0.4mm左右，最宽处0.17mm，大多数长1.4mm左右，宽约0.85mm，长轴方向大体上与流状构造方向基本平行或呈锐角相交。绝大多数碎斑发生强烈黏土化和绢云母化以及方解石蚀变，已没有原始矿物残余，仅少数残留有斜长石的痕迹。大多数碎斑内部黏土化和绢云母化，边部碳酸盐化强。

基质:主要是不同色调的绿泥石和黑色铁质混合物，有少量绿帘石沿流状构造方向呈小透镜状集合体。很少微粒状石英，有大量方解石细脉穿插其中，有的碎斑被切断。

手标本上滴稀盐酸，快速起泡，说明方解石含量较多。

岩石定名:黑绿色碳酸盐化绿泥石化强蚀变糜棱岩。

45号样品为糜棱结构，流状构造。岩石中有不少方解石微细脉穿插。岩石由碎斑（30%±）和基质（70%±）组成。

碎斑:呈眼球状、椭圆状等，粒径宽在0.06～0.25mm之间都有。碎斑的成分有石英、长石及长英质集合体（岩石碎块）。长石碎斑都发生强烈蚀变成为黏土矿物、绢云母以及方解石。石英碎斑不少已成为亚颗粒，并出现许多裂纹。在石英的裂纹中充填有长英质碎粒及方解石微小晶体。石英亚颗粒都具有波状消光。长英质集合体中的石英也具有波状消光。

基质:由绿泥石、不规则断续条状铁质矿物、长英质粉末、方解石构成。不少浅绿色绿泥石与断续条状铁质构成波状起伏的流状构造，有的由长英质细粉末和方解石共同构成长短不同、厚薄不同的条带，基本平行于流状构造方向。

根据旋转碎斑形态，可以判断其剪切方向为右行剪切。剪切面理的方向与宏观上糜棱岩带的方向基本一致。

岩石定名:碳酸盐化绿泥石化长英质糜棱岩。

3）糜棱片麻岩（16号样品，照片13-20）

照片13-20　糜棱片麻岩显微构造特征矿物代号:Pl.斜长石；Qtz.石英；Bi.黑云母

变余糜棱结构，片状、粒状变晶结构，碎斑片麻状构造。岩石由变余碎斑（25%±）和重结晶碎基（75%±）组成，重结晶碎基具有弱片麻状构造。岩石属于变晶糜棱岩类。

变余碎斑:颗粒粗大，呈圆粒状及透镜状或眼球状，长轴方向大体平行于弱的片麻理方向，大的碎斑粒径达2.8mm，中等大小1.7mm左右，小的粒径大约0.8～1.2mm。碎斑成分主要是钾长石，有少量斜长石，钾长石碎斑主要是微斜长石，少量条纹长石。

重结晶碎基:由黑云母（10%）、石英（25%）、钾长石（25%）和斜长石（15%）组成。黑云母呈宽条状，暗绿—浅黄白多色性，一组解理发育，平行消光，部分沿边缘或解理发生白云母化或绿泥石化，一般长0.18mm，宽0.06mm左右。石英为它形，形态极不规则，颗粒边界弯弯曲曲，粒径在0.05～0.3mm之间，大多数为0.15mm左右，颗粒干净透明无色，都具有弱的波状消光。钾长石为不规则状，有条纹长石，也有微斜长石，在与斜长石接触处可见蠕虫结构，一般粒径0.17mm左右。斜长石半自形—它形，聚片双晶常见，有弱的黏土化，绢云母化很少，一般粒径0.2mm左右。

根据变余糜棱结构中的旋转碎斑形态，可以判断其剪切方向为左行剪切，与其他糜棱岩的普遍规律相反，这种现象可能有两种原因:一是标本定向切片时顶、底面颠倒，导致本来的右行剪切变成了左行；另一种可能是这种重结晶作用明显的糜棱片麻岩与其他的主体糜棱岩不是同期形成的，该糜棱片麻岩可能是早期韧性剪切构造岩的残留。

岩石定名:黑云二长糜棱片麻岩。

3.后期脆性构造岩——碎裂岩系列

这些构造岩已经不属于韧性剪切带的范畴，是叠加在其上的脆性断裂活动的产物。

经鉴定为碎裂岩的样品有6个:5号、12号、29号、33号、43号和44号。现选取其中典型的两个29号和44号作简要介绍（照片13-21）。

1）29号样品

碎裂岩组构。岩石由碎斑（65%）和碎基（35%）组成。

碎斑:主要是斜长石和石英碎斑，斜长石较多。斜长石碎斑都发生黏土化和绢云母化，有很多裂纹，裂纹中充填有与碎基成分相同的物质，有些碎斑中残留有斜长石聚片双晶。石英碎斑干净透明，有许多裂纹，裂纹中常充填斜长石碎粉（也发生黏土化和绢云母化）。石英碎斑最高干涉色为一级白，正低突起，普遍发育波状消光。大多数碎斑粒径在0.5～1.5mm之间，还有少量已绿泥石化并有铁质析出的碎斑，从其形态和解理缝的多少分析，可能是角闪石和黑云母。部分碎斑为棱角状，说明未发生强烈剪切旋转。

碎基:主要与碎斑成分相同的磨碎的细粒物质，成分主要有绿泥石、石英、斜长石细粒及铁质不透明矿物，此外还有不少方解石。绿泥石往往沿着很长的微裂隙呈线状分布，有的穿过碎斑。在碎斑的裂隙中有时充填的是方解石集合体。

岩石定名:碳酸盐化绿泥石化碎裂岩（原岩可能是石英闪长岩）。

2）44号样品

肉眼观察手标本为灰绿色，碎裂组构，碎斑呈浅红色，多呈透镜状，有许多微裂隙呈波浪状环绕碎斑，裂隙中充填有绿色的绿泥石。

镜下特征:碎裂组构，裂隙十分发育，大多数小裂隙呈波浪状近于相互平行。岩石由碎斑（70%±）和碎基（30%±）组成。微裂隙较发育，各个方向都有。较大裂隙（一般宽0.2mm）各方向都有，但彼此近于呈波浪状平行的较多一些，这些较大裂隙中充填绿色纤维状绿泥石及断续出现的长条状黑色物质，还有少量绢云母和方解石。

照片13-21　碎裂岩显微构造特征矿物代号:Pl.斜长石；Qtz.石英；Chl.绿泥石；Ser.绢云母

碎斑:大多为不规则棱角状，也有次棱角状和次圆状，大小混杂。有矿物碎斑，也有岩块碎斑。矿物碎斑主要是斜长石和石英，有少量绿泥石化暗色矿物，岩石碎斑是由石英和斜长石组成的集合体。岩石碎斑长度达3.5mm，宽度1～2mm不等，碎斑小的长度近1mm，宽度0.3mm左右。在碎斑，尤其是石英碎斑的微裂隙中充填有绢云母和方解石碎基，有的还有微粒石英。

碎基:主要是斜长石蚀变的绢云母、方解石和微粒石英以及绿泥石，在较大的裂隙中充填的碎基主要是绿泥石和黑色铁质矿物。

由于碎斑中斜长石全部蚀变为黏土矿物、绢云母和方解石，与碎基中黏土、绢云母、方解石混在一起，没有明显界限，含量上不好估计，只能粗略估计以便定名。

岩石定名:碳酸盐化绿泥石化碎裂岩。