登封-许昌变质地体
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发布时间：2022-04-25 22:03
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时间：2022-06-17 23:04
一、分布
出露于河南嵩山和箕山一带的地质体大致呈近东西向分布，向东至许昌一带渐转为北西—南东向，东南部多据钻孔资料，地表出露不多。该变质地体全长约180km，宽约40～50km。
二、岩石组合和层序
如前所述，登封-许昌变质地体由变质表壳岩和花岗质杂岩所组成，花岗质杂岩将于第四节中详述，这里主要介绍变质表壳岩。
本区变质表壳岩主要以登封岩群为代表，主要分布于河南中部的登封、伊川、临汝和许昌等地，而以登封最有代表性。登封岩群岩层层序和岩组划分，各家很不一致。现将较重要的简述如下：1965年1∶20万临汝幅地质图将该岩群自下而上分为何家沟组、石牌河组和郭家窑组，1976年湖北省地质矿产研究所将其分为郭家窑组、金家
组和草庙沟组，1979年西北大学将其自下而上分为郭家窑组、金家
组和老羊沟组，并认为临汝安沟地区的岩石与登封地区的明显不同，另行分出安沟群，属下元古界。1988年胡受奚等认为河南登封君召地区原登封群内存在不整合，不整合面以下的石牌河组命名为石牌河群，属新太古代，而将其上的郭家窑组、金家
组和老羊沟组命名为君召群，属下元古界下部。1989年河南省区域地质志将该岩群自下而上划分为石牌河组、郭家窑组、常窑组和石梯子沟组。
本文采用西北大学（1979）和张国伟等（1982）的划分方案，即自下而上分为郭家窑组、金家
组和老羊沟组。其各组的岩石组合系参考了各家描述作综合性的归纳：
郭家窑组，为下部岩组，主要岩石组合为斜长角闪（片）岩、角闪变粒岩和斜长角闪片麻岩（角闪质岩石主要为拉斑玄武岩），底部为黑云变粒岩、浅粒岩夹少量二云石英片岩，原岩以基性火山熔岩为主，形成拉斑玄武岩和少量中酸性火山沉积岩，还有少量沉积岩的岩石组合。
金家
组，为中部岩组，下部以黑云变粒岩、斜长角闪（片）岩，云母类石英片岩为主夹少量铁英岩和阳起铁英岩透镜体，原岩以中酸火山岩，拉斑玄武岩，泥砂质岩和铁硅质岩为主。上部为云母类石英片岩、云母片岩夹少量斜长角闪片岩，原岩以泥砂质岩、粘土岩和层凝灰岩为主。早期以火山喷发为主，晚期以海相沉积为主。
老羊沟组，为上部岩组，以云母类石英片岩为主，云母片岩、绿泥片岩和绿泥石英片岩次之，夹少量变质砾岩透镜体，岩石普遍含砾石，原岩主要为粗碎屑岩和少量细碎屑岩，相当于快速堆积的磨拉石建造（张国伟，1982）。
整个登封岩群可以分为两大部分，下、中部以基-中酸性火山建造为主，上部以沉积建造为主。总体上属变质火山-沉积岩系。
许多地质工作者认为，登封岩群的三个岩组可分别与鲁山地区太华岩群的荡泽河组、铁山岭组和水底沟组进行对比。
三、地球化学特征
登封岩群和太华岩群等一样，组成的岩类较多，但地球化学资料很不齐全，本文着重论述其中的变基性火山岩的地球化学特征，中酸性火山岩本应论述，但由于缺乏岩石化学和地球化学资料，只能以后进行，现将登封岩群中变基性火山岩——斜长角闪岩的岩石化学数据和国外同类岩石地球化学数据列于表7—5中。
表7—5中所列的斜长角闪（片）岩的常量元素的平均数，既有全区的，也有两个分区的，但主要的问题是微量元素数据没有或很少，稀土元素数据稍多一些，但大多没有与常量元素数据配套，难以充分利用，极大地影响了地球化学特征的分析。
登封岩群斜长角闪（片）岩常量元素的总的特点是Fe2O3+FeO含量较高（12.34%），但比太华岩群同类岩石稍低。TiO2含量高（＞1.0%）,MgO含量稳定在6.71%～6.88%之间。CaO含量为9.9%，稍大于太华岩群的同类岩石。K2O含量为0.68%，低于太华岩群和霍丘岩群的同类岩石，与*拉斑玄武岩的含量一致，与岛弧拉斑玄武岩也较接近，郭安林（1987）提供的8个样品的K2O平均含量只有0.14%，查遍35个样品中，相当这一数字的极少，郭氏的数据可能有误。
微量元素：8个样品的Cr、Ni和Co的平均值分别为316×10-6,105×10-6和50×10-6,Sr为175×10-6,Ba为416×10-6，郭安林（1987）所称安沟群斜长角闪（片）岩的Cr含量较低，Ni和Co的含量与上述基本一致，Sr为193×10-6,Ba为186×10-6，比登封岩群中的同类岩石低2.2倍。
如将登封岩群中35个岩石化学数据投于FeO*-Na2O+K2O—MgO三角图中，除个别样品点位于钙碱性玄武岩区外，多位于拉斑玄武岩区（图7—10），表7—5中1～5的样品也无例外地落于拉斑玄武岩区（图7—11）。在FeO*+TiO2—Al2O3-MgO图上，都位于富铁拉斑玄武岩区（图7—12）。
登封岩群上部斜长角闪岩（张国伟等1982、郭安林1987称为安沟群斜长角闪片岩）（表7—5之5）的稀土配分曲线与*拉斑玄武岩的稀土配分曲线的形态很一致，均为轻稀土富集，重稀土呈平坦的直线，稍不同的是稀土总量较低，呈平行状曲线位于典型*拉斑玄武岩曲线之下。Eu异常不明显或微显正值（图7—13）。它们与Condie（1981）的洋脊－岛弧玄武岩的曲线也相近似。
表7—5 登封岩群中斜长角闪岩的岩石化学成分（%）并与国外同类岩石比较
说明：1．河南嵩箕地区登封岩群中斜长角闪（片）岩共35个样品的主化学成分的平均值，原始数据据涂绍雄（1981），孙勇（1982）和胡受奚等（1989）；2．河南登封君召地区登封岩群中斜长角闪岩18个样品的平均值，据胡受奚等（1989）；3．河南箕山地区登封岩群中斜长角闪岩共5个样品的平均值，原始数据据胡受奚等（1989）；4．登封岩群斜长角闪（片）岩8个样品的平均值，据孙勇（1982）；5．登封岩群上部斜长角闪（片）岩（张国伟，1992，郭安林1987称为安沟群）五个样品的平均值，据郭安林（1987）；6～8．据K.Condie（1981）。
图7—10 登封岩群斜长角闪岩的FeO*—Na2O+K2O—MgO图
图7—11 登封岩群斜长角闪岩平均值FeO*—Na2O+K2O—MgO图
图7—12 登封岩群斜长角闪岩的FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图
图7—13 登封岩群斜长角闪岩稀土配分曲线与典型岩类的比较（4～8顺序名称详见表7—5）
登封岩群主体的斜长角闪岩（表7—4之4）的稀土配分曲线是轻稀土轻微富集，显负Eu异常，重稀土呈平坦直线（图7—13），与典型的*拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩均有一些差别，可能因受到陆壳混染所致，其形态特征仍在Condie（1981）的钙碱性-岛弧拉斑玄武岩的分布范围内。在TiO2—Al2O3/TiO2图上（图7—14），大部分样品位于岛弧拉斑玄武岩趋势线上，在TiO2—K2O—P2O5三角图上（图7—15），少部分（5个样品）位于大洋拉斑玄武岩区，大部分位于非大洋拉斑玄武岩区。而在MnO×10—TiO2—P2O5×10三角图上（图7—16），除一个样品位于大洋岛弧拉斑玄武岩区外，均投入岛弧拉斑玄武岩区。
综合比较后认为登封岩群斜长角闪岩主体可能是岛弧拉斑玄武岩。
据孙勇（1982）和郭安林（1987,1989）研究，登封岩群基性火山岩与中酸性火山岩以及稍后侵入的TTG岩系常组成双峰式岩套。
四、变质与变形
登封-许昌变质地体的变质作用，前人已有研究，如丛柏林等（1978）在许昌，游振东（1981）在登封的研究，后者除着重嵩山登封岩群的区域变质作用的研究外，还对变质与变形的关系进行了探讨，张国伟等（1982）则从变形的角度，探讨了变形与变质的关系。
（一）区域变质作用
1．变质岩的变质矿物共生组合
登封岩群是登封-许昌变质地体的主要组成，其主要的变质岩类为粘土质-长英质变质岩和基性变质岩类，其代表性的变质矿物共生组合主要有：
十字石＋石榴石＋石英
黑云母＋白云母＋更长石＋石英（有时还含有少量钾长石）
斜长石＋普通角闪石
2．变质作用的温压条件
根据登封岩群变质岩共生矿物组合所确定的温压范围，白云母片岩中白云母b0=9.0243和斜长角闪岩中普通角闪石成分投于AlⅣ—Si和AlN-AlⅥ图等实际资料，综合考虑后，游振东认为本区早期区域变质温压范围为T＝550～600℃，p=0.45～0.75GPa。变质相达角闪岩相。他又根据老羊沟地区出露的石榴云母石英片岩中石榴石—黑云母地质温度计所计算出的温度为477～503C，认为是区域变质晚期的温度，这一温度已属高绿片岩相。
图7—14 TiO2—Al2O3/TiO2图解
1—登封岩群斜长角闪岩；2—太华岩群下亚群斜长角闪岩；3—太华岩群上亚群斜长角闪岩；4—岛弧拉斑玄武岩
图7—15 嵩箕地区登封岩群斜长角闪岩的TiO2—K2O—P2O5图解
图7—16 嵩箕地区登封岩群斜长角闪岩的TiO2—MnO×10—P2O5×10图解
IAT—岛弧拉斑玄武岩；OIT—大洋岛拉斑玄武岩；OIA—大洋岛钙碱性玄武岩；MORB—洋中脊玄武岩；CAB—岛弧钙碱性玄武岩
（二）变形
登封岩群的变形，熊成云等（1980），张国伟等（1982），游振东（1981）都做过详细研究。他们一致认为该岩群既遭受新太古期的强烈变形，又经受了古元古代不同期次的变形叠加，因此十分复杂。
前人均把新太古代变形归为嵩阳期，游振东划分为三幕，熊成云等称早期和晚期，张国伟等分为两幕。
据张国伟等的研究（1982），嵩阳期第一幕形成近东西向串珠状分布的穹隆构造及其间向斜、小褶皱、区域顺层片理、小褶皱褶轴线理等，此期有基性和奥长花岗质—英云闪长质片麻岩（原称混合岩）岩系侵位。第二幕形成近东西向紧闭倒转的线状褶皱、轴面片理、窗棱、香肠和矿物线理，角闪岩相区域变质作用基本形成于第二幕。古元古代变形以两期近南北向构造叠加为主。第一期以南北向紧闭倒转褶皱与挤压性断裂构造带为特征，第二期可分两幕：第一幕主幕形成北北东向至近南北向紧闭褶皱和断裂，第二幕以北北东-北东向折劈构造和宽缓褶皱构造为特色，强烈改造了登封岩群的嵩阳期构造。
