2020, Vol. 29
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2. 云南黄金矿业集团股份有限公司, 云南 昆明 650224
2. Yunnan Gold Mining Group Co., Ltd., Kunming 650224, China
狼山构造带位于阿拉善地块和华北克拉通之间（图 1），是华北地台北缘巨型造山带的重要组成部分[1-5].狼山构造带在其漫长的地质演化过程中，不仅记录了新元古代-晚古生代华北板块与西伯利亚板块的俯冲-增生-拼合-碰撞造山的演化历史[6-10]，而且还记录了新太古代地壳生长与再造、古元古代碰撞造山与中元古代被动大陆边缘裂解等重大构造热事件[11-14].
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图 1 华北准地台西部构造分区略图 Fig.1 Tectonic division of the western North China Platform （据文献[12]） 1-新元古界（Neoproterozoic）；2-中元古界（Mesoproterozoic）；3-太古宙-古元古代基底（Archaeozoic-Paleoproterozoic basement）；4-中-新元古代裂谷（Meso-Neoproterozoic rift valley）；5-样品位置（sampling position）；6-主要断裂（major fault） (From Reference [12]) |
狼山构造带位于华北克拉通北缘西段，在狼山构造带内有着不同的构造形式，而韧性剪切带是主要的构造形式之一.韧性剪切带作为一种线性流变带，既是矿物应力转化作用发生的场所（伴随矿物应力转化作用，可以促使物质迁移和重新调整，从而引起成分的变化），也是流体活动的通道[15].通过对狼山中部（Ⅱ号）韧性剪切带西南缘中具有明显塑性流变特征的糜棱岩化硅质条带状灰岩进行地球化学特征研究，以探讨不同变形强度的糜棱岩化硅质条带状灰岩与原岩的成分变异规律，为研究狼山中部（Ⅱ号）韧性剪切带的形成与演化提供可靠的基础资料，并为认识狼山构造带的形成与演化提供依据.
1 区域地质背景狼山构造带出露新太古界乌拉山群和下阿拉善群，新元古界狼山群，中生代侏罗系，白垩系、新生界第四系沉积（图 2）.其中新太古界乌拉山群、阿拉善群构成了狼山的基底岩系；新元古界狼山群及中生代侏罗系、白垩系，新生界第四系构成了狼山的盖层岩系.阿拉善群主要为黑云角闪斜长片麻岩、石榴石黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及少量的大理岩夹层，经历了角闪-麻粒岩相变质作用[16]；狼山群为一套浅变质的火山-沉积岩组合，火山岩夹层的锆石U-Pb年龄为0.8 Ga左右[17-18]，狼山群中发育了霍各乞、炭窑口、东升庙等铜、铅、锌、金、铁多金属矿床[19-20]；侏罗系为一套粉砂岩、砂岩、砾岩组合，仅在狼山局部发育[21]；白垩系为一套紫红色砂砾岩，在狼山西北部大面积展布.该区发生了多期岩浆事件，发育加里东期、海西期、印支期和燕山早期不同类型的花岗岩[22].
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图 2 内蒙古狼山地区地质图 Fig.2 Geological map of Langshan area, Inner Mongolia 1-中生代沉积岩（Mesozoic sedimentary rock）；2-新元古代狼山群第四岩组（the 4th rock fm. of Langshan gr.，Neoproterozoic）；3-狼山群第三岩组（the 3rd rock fm. of Langshan gr.）；4-狼山群第二岩组（the 2nd rock fm. of Langshan gr.）；5-狼山群第一岩组（the 1st rock fm. of Langshan gr.）；6-新元古界马尼图拉群（Neoproterozoic Manitula gr.）；7-新元古代变质流纹岩（Neoproterozoic metarhyolite）；8-太古宇乌拉山群（Archean Wulashan gr.）；9-显生宙侵入岩（Phanerozoic intrusive rock）；10-加里东期角闪岩（Caledonian hornblende）；11-断裂（fault）；12-韧性剪切带及编号（ductile shear zone and number）；13-剖面位置（section position）；14-采样点（sampling site） |
根据遥感解译图像、航磁梯变带和重力梯度带资料，狼山山前南北两侧发育两条区域性的岩石圈断裂，山体内部一系列北东向顺造山带展布的韧性剪切变形带以及数条叠瓦式逆冲推覆构造形成了狼山地区的基本构造格架[16].
经实测地质剖面、路线地质调查及遥感地质解译，狼山构造带内可划分出3条规模较大的韧性剪切带（图 2）和数条次级韧性剪切带.野外观测显示，狼山3条规模较大的韧性剪切带主要发育在狼山群与围岩接触界线及狼山群不同岩组之间.
2 韧性剪切带糜棱岩化硅质条带状灰岩构造特征狼山中部（Ⅱ号）韧性剪切带沿狼山山脉中央分布于新元古界狼山群的第二、三岩组（深灰色条带状灰岩、碳质板岩、绢云母片岩）中，在玻璃庙以西、四盘、红山沟、达拉盖中部、东乌盖沟、格花寺等地断续出露，呈北东向展布，宽约1~3 km [16]（图 2）.剪切带中发育有窗棂构造（图 3a）、紧闭鞘褶皱（图 3b）、“Ω”型褶皱（图 3c）、石香肠（图 3d）等构造.
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图 3 狼山中部韧性剪切带的宏观构造 Fig.3 Macroscopic structures of the central Langshan ductile shear zone a-窗棂构造（mullion structure）；b-紧闭鞘褶皱（tight sheath fold）；c-“Ω”型鞘褶皱（Ω-shaped sheath fold）；d-石香肠构造（boudinage） |
糜棱岩化硅质条带状灰岩分布于狼山中部（Ⅱ号）韧性剪切带西南缘，出露长约数千米，宽约100 m（图 4a），其中发育有不对称揉皱（图 4b）和不对称石香肠构造（图 4c）.硅质条带状灰岩定向薄片显微构造发育核幔构造（图 4d），核部由方解石构成，云母和长石等矿物围绕核部定向排列形成不对称幔部.上述宏观构造和显微构造均显示Ⅱ号韧性剪切带为左行剪切构造.
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图 4 狼山中部韧性剪切带硅质条带状灰岩及构造特征 Fig.4 Siliceous banded limestone and structural characteristics in central Langshan ductile shear zone a-条带状硅质灰岩（banded siliceous limestone）；b-条带状硅质灰岩中发育的不对称揉皱（asymmetric corrugation developed in banded siliceous limestone）；c-条带状硅质灰岩中发育的不对称石香肠构造（asymmetric boudinage in banded siliceous limestone）；d-正交偏光下条带状硅质灰岩的核幔构造（core-mantle structure of banded siliceous limestone by polarizing microscope） |
按糜棱岩化强弱，将糜棱岩化硅质条带状灰岩划分为初糜棱岩、糜棱岩及超糜棱岩.采样剖面垂直剪切带走向，沿剖面分别采集未变形的围岩、初糜棱岩、糜棱岩及超糜棱岩4件岩石地球化学样品（图 5）.样品由北京核工业地质研究院测试，测试结果见表 1~3.
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图 5 狼山中部韧性剪切带野外采样位置剖面图 Fig.5 Profile of field sampling position in the central Langshan ductile shear zone 1-石英岩（quartzite）；2-云母片岩（mica schist）；3-大理岩（marble）；4-碳质板岩（carbonaceous slate）；5-灰岩（limestone）；6-条带状灰岩（banded limestone）；7-火山岩（volcanic rock）；8-花岗岩（granite）；9-砾岩（conglomerate）；10-剪切带（shear zone）；11-采样点（sampling site） |
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表 1 硅质条带状灰岩样品常量元素分析结果表 Table 1 Major element contents in siliceous banded limestone samples |
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表 2 硅质条带状灰岩样品微量元素分析结果表 Table 2 Trace element contents in siliceous banded limestone samples |
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表 3 硅质条带状灰岩样品稀土元素分析结果表 Table 3 REE contents in siliceous banded limestone samples |
根据叠加强度系数K（K=构造岩中元素的丰度/围岩（原岩）元素丰度）的大小，来确定元素在韧性剪切带构造岩中的聚散性[23]. K＞1为富集（带入）元素，K＜1为分散（带出）元素，K=1时为不变元素[23].
样品常量元素化学分析及相关的成分变异计算见表 1.从测试结果及叠加强度系数和常量元素变化曲线图（图 6）可以看出，常量元素中仅CaO为带出组分，其他常量元素均为带入组分. CaO在未变形的原岩中含量最高，随着变形程度的增强而减少；SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、K2O、MnO、TiO2、P2O5、FeO等成分在未变形的原岩中含量最低，随着变形程度的增强而增高，在糜棱岩与超糜棱岩中的含量最高.
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图 6 狼山中部韧性剪切带各岩石类型中常量元素变化曲线图 Fig.6 Variation curves for major element contents by rock types in the central Langshan ductile shear zone |
对狼山中部（Ⅱ号）韧性剪切带中不同变形程度糜棱岩化硅质条带状灰岩与未经剪变形的围岩进行了包括大离子亲石元素（Rr、Sr、Ba、Pb）、过渡族元素（Ti、Cr、Ni、Cu）和非活动性元素（Nb、Ta、Zr、Hf）在内的微量元素分析.从分析测试结果（表 2）、强度系数K和微量元素变化曲线图（图 7）可以看出，大离子亲石元素Rr、Sr、Ba、Pb的强度系数变化范围较大，均为富集元素，带入元素含量往往随着变形程度的增强而增高；过渡族元素Ti、Cr、Cu为富集元素，含量呈递增趋势，Ni为亏损元素，随变形程度的增强而减少；非活动性元素Nb、Ta、Zr、Hf均为富集元素，且强度系数变化不明显.
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图 7 狼山中部韧性剪切带各岩石类型中微量元素变化曲线图 Fig.7 Variation curves for trace element contents by rock types in the central Langshan ductile shear zone |
对狼山中部韧性剪切带中不同变形程度糜棱岩化硅质条带状灰岩与未经剪变形的围岩进行了稀土元素分析.从分析结果（表 3）可看出，稀土元素总量ΣREE为21.96×10-6~74.69×10-6，LREE为18.71×10-6~62.12×10-6，HREE为3.25×10-6~12.57×10-6，LREE/HREE=4.92~8.07，（La/Yb）N =4.84~11.85，具有明显的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征. δEu=0.44~0.84，球粒陨石标准化模式显示明显的负Eu异常特征（图 8）.各稀土元素含量随剪切变形的增强而增高，在糜棱岩与超糜棱岩中表现为强富集.从稀土元素分布模式图（图 8）可看出：硅质条带状灰岩内未经剪切变形的围岩（原岩）与不同变形程度糜棱岩化硅质条带状灰岩的稀土元素分配曲线均为右倾斜，且分配曲线的起伏程度、斜率、轻稀土与重稀土的亏损或富集程度基本一致，表明稀土元素在剪切过程中具有一定的相对稳定性，并且也具有一定的同源性.
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图 8 狼山中部韧性剪切带糜棱岩化硅质条带状灰岩与原岩的稀土元素配分模式图 Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns of mylonitized siliceous banded limestone and protolith in the central Langshan ductile shear zone 1-未变形原岩（undeformed protolith）；2-初糜棱岩（protomylonite）；3-糜棱岩（mylonite）；4-超糜棱岩（ultramylonite） |
1）狼山中部（Ⅱ号）韧性剪切带中糜棱岩化硅质条带状灰岩从未变形原岩-初糜棱岩-糜棱岩-超糜棱岩，岩石中常量元素组分SiO2、Al203、Fe2O3、MgO、Na2O、K2O、MnO、TiO2、P2O5、FeO均为富集（带入）成分，随着变形程度的增强而增高，仅CaO为分散（带出）成分，随着变形程度的增强而减少.
2）微量元素大离子亲石元素Rr、Sr、Ba、Pb的强度系数K变化范围较大，均为富集元素，随着变形程度的增强而带入；过渡族元素Ti、Cr、Cu为富集元素，含量呈递增趋势，Ni为亏损元素，随变形程度的增强而减少；非活动性元素Nb、Ta、Zr、Hf均为富集元素，且强度系数变化不明显.
3）稀土元素及稀土元素总量随韧性剪切变形的增强而增高，在糜棱岩与超糜棱岩中表现为强富集，且不同变形程度糜棱岩与原岩的稀土元素配分模式基本一致，表明稀土元素在韧性剪切过程中具有一定的相对稳定性和同源性.
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