分布、岩石组合和序列

新太古代大陆边缘沉积岩带是指分布在华北地台中部河北、山西一带的以新太古代表壳岩组合为主体的地质体。包括太行山区阜平群和赞皇群、吕梁山区界河口群、恒山区东庄地壳和冀东滦县群。它们分布广泛,是华北太古宙基底的重要组成部分。

第一,太行山区

在太行山区,阜平群和赞皇群在岩石组合和地层层序上有很大的相似性,属于同一个岩石构造单元。阜平群出露充分,研究程度高,故阜平群以黑云母斜长角闪岩片麻岩、斜长角闪岩、基性麻粒岩、变粒岩(麻粒岩)、铁为代表。笔者等人(吴家山等人,1989)已经详细描述了各类岩石的特征,在此不再赘述。

自1965 1 ∶ 20万蔚县地质图正式命名为阜平群以来,许多单位和研究者对阜平群的地层层序进行了研究,提出了不同的划分方案(王琦邓超,1986;张寿光等,1986;河北省地质矿产局,1989;山西省地质矿产局,1989;吴家山等,1989;谭颖佳等,1989,1993),虽然对这些方案的名称和子组有不同的看法,但以下几点是一致的。

1.本区前寒武纪变质岩系主要由变质表壳岩组成。虽然近期研究表明本区北部出露一些变质深成片麻岩,如鸡刀岭和走马驿(王等,1991),但就整个地区而言,仍以变质地壳岩石为主。

2.虽然地层划分方案不同,但整体地层组合自下而上的相对位置大体一致。

3.虽然不同方案中“亚组”和“群”的划分和命名不同,但许多分割线的位置基本相同,作为基本岩石地层单位的“岩组”和“群”的上、下阶也基本相同,但在界线性质上有很大差异。

鉴于上述原因,我们仍称该区新太古代变质表壳岩组合为阜平群,地层划分基本采用河北区域地质的方案。其从下到上的顺序是:

索家庄组:主要由黑云母斜长片麻岩和角闪石斜长片麻岩夹变粒岩组成,中间夹一层不稳定的白云石大理岩和斜长角闪石。北部大柳树地区下部为斜长角闪岩斜长片麻岩、二辉橄榄岩斜长麻粒岩和辉石斜长角闪岩。该组上部由蛇纹石(或透辉石、含云母)大理岩和斜长角闪石组成,大柳树附近转化为斜长角闪石,含铁石榴石-紫苏花岗岩。

团泊口组:该组北部主要为黑云母斜长片麻岩,斜角闪石较多,向南部逐渐增加为变粒岩,主要为混合岩、黑云母斜长片麻岩夹斜角闪石、钾长石变粒岩。变粒岩通常含有锡石应时球体的集合体,在底部的浅粒岩石中可以看到对称和不对称的波痕和不规则的交错层。赞皇地区的岩性大体相同,只是下部为角闪石。

南营组:阜平地区主要为黑云母角闪岩片麻岩,部分黑云母角闪岩片麻岩,少量黑云母角闪岩和变粒岩。底部为不稳定的变粒岩,其中常见的锡石应时球状集合体与片麻岩呈相变关系,局部残留交错层,顶部为各种薄层大理岩和斜长角闪石。赞皇地区以黑云母斜长片麻岩为主,夹角闪岩、石榴石(或黑云母)角闪岩、变粒岩,顶部为方解石、透闪石麻粒岩、闪长岩。

漫山组:北部(富平县西南部),主要由黑云母斜长片麻岩夹变粒岩和斜长角闪岩组成。南部(合河口以南)以厚二长花岗岩变粒岩或钾二长花岗岩变粒岩为主,夹白云石钾二长花岗岩和黑云母二长花岗岩。地层上部由大理岩(半透明方柱,缙云橄榄)和角闪岩组成。

木厂组:主要由黑云母(角闪石)角闪岩片麻岩、角闪岩、角闪岩组成,底部为不稳定麻粒岩,顶部为大理岩、角闪岩、透辉石、透辉石麻粒岩。

四道河组:中下地层为各种片麻岩,夹薄层变粒岩和角闪岩。上部层位在团坡口以南以各种大理岩、黑云母斜长片麻岩、透辉石麻粒岩互层为特征,在团坡口以北以透辉石、透辉石麻粒岩混大理岩为特征。

红土坡组:该组以巨厚的变粒岩为特征,片麻岩和麻粒岩仅夹在变粒岩中,厚度为5 ~ 10m,上部以钙质岩石为特征,主要包括金云母大理岩、透辉石角闪岩和透辉石角闪岩。

从上述地层序列可以看出,从索家庄组到南营组,下部原岩为一套由碎屑岩、泥质岩和基性火山岩组成的火山沉积建造,上部原岩为碎屑-碳酸盐建造。漫山组至红土坡组原岩地层为一套高成熟度的陆源碎屑碳酸盐岩地层,具有类复理石特征。

二、吕梁山区

吕梁山地区的界河口岩群主要出露在兴县、离石、岢岚县,在洋县、文水也有零星出露。岩石群主要由正长云母片岩、白云石片岩、夹石墨大理岩的麻粒岩、石英岩、含石墨细粒斜长片麻岩和斜长角闪石组成。

北京地质学院山西实践队刚成立界河口群(1959)时,只分为碾子沟片麻岩和敖家滩片麻岩两组。经1 ∶ 20万离石幅地质调查,将界河口群自下而上划分为五个组:敖家潭组、小蛇头组、黑崖寨组、马国寨组、邵滩沟组。最近的研究表明,一些原来划分的边界口群是下位的,应该从地层系统中去除。残留的变质表壳岩有的连续分布用于地层划分,有的残留在深部片麻岩中,与其他变质表壳岩无直接接触,地层划分困难。因此,山西省地质矿产局地层清理组(1994)将边界河口群分为有序分层和无序分层两部分。其中,分层有序的地层体系自下而上为:

院子坪组:主要由含石榴石斜长角闪岩夹石英片岩和含石榴石透辉石片麻岩组成,由于片麻岩的侵入(原岩为深成侵入体),尚未见底。该组的原岩相当于碎屑岩和泥灰岩。

阳平组上部:下部主要由薄板状长石石英岩、灰白色杂色含石墨大理岩夹条带状黑云母透辉石麻粒岩、透辉石透辉石麻粒岩、石英岩组成。上部以黑云母麻粒岩、灰白色大理岩和薄层透闪石大理岩为主。它们的原岩相当于石灰岩、钙质石英岩和应时砂岩。

何家湾组:为一套以片岩和麻粒岩为底界,上部主要为富铝片岩(含石榴石正长岩黑云母片岩)夹黑云母麻粒岩。该套岩带构造发育,岩带以粉砂质-泥质韵律(1 ~ 2 cm)为主,常有小的冲刷面。

界河口岩群除层状有序的地层序列外,深部片麻岩中还含有一些层状无序的岩石组合,各地岩石组合不一致。部分地段以白云石片岩、二云片岩和黑云母麻粒岩为主,含少量大理岩和石英岩。一些剖面以斜长角闪岩为主,带有石英岩、长石石英岩和大理岩,而其他剖面以大理岩为主,偶尔带有麻粒岩、斜长角闪岩和正长岩片岩。

界河口群原岩体相当于粘土、半粘土质碎屑岩、碳酸盐岩等沉积岩,中上部为基性火山岩。

第三,衡山地区

衡山地区晚太古代表壳岩系的一部分,分布在衡山北坡,东庄至凌云口一带,称为东庄表壳岩(季等,1992;李等,1994),另一部分在恒山南坡以北,从钱庄王到文庄以东,称为钱庄王壳岩(吉等,山西省地矿局,1994;李等,1994)。其中,东庄的表壳岩以零星包裹体和顶端垂体弧的形式分布在横山片麻岩中,集中在东庄、大石头村、西泥沟和大川岭以北。钱庄王表壳岩作为残余物分布在恒山灰色片麻岩中,或与恒山灰色片麻岩构造重叠。由于上述原因,衡山地区虽然有许多变质表壳岩,但都是孤立分布,间断出露,目前无法建立完整的地层序列。

东庄表壳岩的主要岩石类型有角闪岩、基性麻粒岩、石榴石黑云母斜长片麻岩、麻粒岩、铁英岩等。部分地区还有含刚玉硅线石的透镜状云母片岩。变粒岩-斜长角闪岩-斜长角闪岩有时形成韵律层,斜长角闪岩中的亮、暗矿物含量呈节律性渐变。这些特征表明东庄地壳岩石属于火山-沉积岩。钱庄王表壳岩是一套以麻粒岩(黑云母麻粒岩、角闪麻粒岩)为主的变质表壳杂岩系,其中含有薄角闪岩、黑云母斜长片麻岩、变粒岩等。它们具有良好的层理,在麻粒岩和变粒岩中有残余砂质结构和残余粉砂质结构,表明它们属于碎屑沉积成因。变粒岩和麻粒岩之间的关系往往是逐渐过渡的,具有旋回性特征。麻粒岩与灰色片麻岩的区别在于前者粒度较细,含应时较多(一般在40%以上),表明钱庄王表壳岩主要为沉积成因。

第四,滦县地区

滦县群主要分布在冀东-卢龙-迁安南部,是一套经历了角闪岩相变质作用的新太古代表壳岩系。主要由麻粒岩、斜长角闪石、条带状长英质、片麻岩混合岩等组成。,局部含长石石英岩、石英片岩、大理石等。

滦县群变形强烈,露头不连续,地层划分困难。李万恒等人(1983)自下而上将其划分为炮家山组、阳山组、西浮山组、司家营组和长宁组。赵等人(1993)将其划分为阳山组和司家营组。根据岩石组合特征,大致可分为上、中、下三部分。下部以角闪岩、角闪岩斜长片麻岩为主,夹有黑云母麻粒岩、石榴石角闪岩麻粒岩、变粒岩等薄层,主要分布在卢龙县京山一带。中部主要以(角闪石)黑云母麻粒岩和斜长角闪石相间层为特征,主要分布在鹿龙羊山和富君山一带。上部以黑云母麻粒岩为主,含大量条带状铁素体、薄角闪岩、黑云母长石石英岩等。长庆附近还有少量石英片岩、大理岩和钾长石斑岩。

滦县群斜长角闪岩的原岩为玄武岩和基性凝灰岩。黑云母麻粒岩和角闪石麻粒岩的原岩为中性火山碎屑岩和半粘质粉砂岩,而黑云母长石石英岩的原岩为凝灰质粉砂岩。根据岩石组合可以判断,岩组下部主要为基性火山-火山凝灰岩,中部为火山碎屑岩和半泥质粉砂岩,上部主要为凝灰质粉砂岩和硅铁质,局部有碳酸盐岩形成,形成自下而上的火山-沉积旋回。