霍頓,R.E.
[拼音]:lüyandai
[英文]:greenstone belt
太古宙火山沉積盆地內低階變質的火山岩系和碎屑岩系的總稱。以綠色變質的超基性岩和基性火山岩(包括科馬提巖)為特徵。綠巖帶呈殘留地質體,零星分佈在古老地盾中,形狀大小不一。它們經常為花崗岩(包括鈉質花崗岩)所圍繞,與花崗岩有成因聯絡,故又稱綠巖-花崗岩帶。太古宙各個地區綠巖帶的大地構造、地層層序、巖性特徵、變質作用和礦床型別都具有相似性,可組成一種特殊型別的構造-岩漿帶。
分佈
綠巖帶首先在南非發現,以後在澳大利亞和加拿大的古老地盾中相繼發現。現在已知重要的有:南非巴伯頓地區的斯瓦西蘭系(Swaziland System),年齡為 34~32億年;辛巴威的塞巴克威系(Sebakwian System),年齡為33億年;澳大利亞的卡爾古利系(Kal-goorlie System),年齡為27億年;加拿大南蘇必利爾省(Superior Province)的阿比提比帶(Abitibi Belt),年齡為27億年;印度的達瓦爾系(Dharwar System),年齡為23億年。
綠巖帶形成的時間大致為距今35~23億年。綠巖帶呈大小不一的線形或尖銳的三角型盆地分佈。早太古宙的綠巖帶範圍較小,如南非巴伯頓的綠巖帶長約 120公里,寬為40~60公里。晚太古宙的較大,如阿比提比帶達900×225平方公里。這些綠巖帶往往遭受破壞,常與花崗岩石在一起,並受後期的鉀質花崗岩和混合巖的注入和交代的影響,把原有綠巖帶分隔為若干規模較小的殘留帶。有的地區也見有大的推覆構造。
岩石組合、變質作用和礦床特徵
一個綠巖帶自下而上一般可劃分為3個組。
(1)超基性-基性火山岩組。有大量超基性火山岩出現,基性火山岩具有大洋玄武岩的地球化學特徵。主要特徵是常有科馬提巖。
(2)鈣鹼性火山岩組。以含鉀較低的多層玄武岩-安山岩-英安巖-流紋岩為主,含燧石和碧玉質岩石等化學沉積岩。
(3)沉積岩組。下部含有硬砂岩、泥質岩及條帶狀鐵礦,相當於濁積岩系;上部是淺海相多旋迴的砂礫岩組合,含有少量碳酸鹽及條帶狀鐵礦。各個地區的岩石組合大致類似,但各組的岩石可以不同。總厚度一般為15~30公里。
綠巖帶的岩石普遍遭受低壓變質作用,變質程度達綠片岩相。變質岩型別有相當於超基性岩及基性巖變質的蛇紋片岩、滑石片岩、綠泥滑石片岩、綠片岩及綠巖等,由中酸性火山岩變質的絹雲母石英片岩、綠簾絹雲母片巖等,由沉積岩變質的片岩、千枚巖、變質砂岩、石英岩等部分岩石含紅柱石。多數岩石保留有原巖的結構構造。
綠巖帶中有較豐富的礦產,主要有與超基性岩有關的鉻、鎳、銅、金、鉑、石棉、滑石、菱鎂礦等礦床,與中酸性火山岩繫有關的塊狀硫化物、黃鐵礦等礦床以及與沉積岩或火山沉積岩有關的條帶狀鐵礦床。
成因
關於綠巖帶成因的主要看法如下:
(1)在較薄的原始矽鋁地殼上出現萌芽的陸間裂谷盆地,早期為地幔上升的基性和超基性岩漿所充填,晚期有中酸性火山岩和沉積岩系的形成。
(2)綠巖帶出現於陸殼和洋殼的交界處,沿原始地殼某些斷裂成線形分佈,在交界處無俯衝。
(3)綠巖帶的形成與近代島弧模式類似。
(4)隕石衝擊。大的隕石衝擊導致內部熱流變化,引起基性岩漿上升。
(5)大部分學者認為太古宙的岩石和大地構造環境有其自身的特點,不宜用板塊學說來解釋。
此外,花崗岩與綠巖帶的關係曾引起熱烈的討論,一部分人認為較老的鈉質花崗岩發生於超基性岩及基性巖之後,它們可以形成小的核心,與鈣鹼性火山岩有聯絡。另一部分人認為不排除綠巖帶之下有花崗岩地殼的可能,它們在變質作用中可受到重新改造。
綠巖帶經常為高階片麻岩(包括麻粒巖相岩石)所包圍。它們代表太古宙時期的兩種型別。關於兩者之間的關係,有人主張高階變質岩系是綠巖帶的基底,有人認為是同一時期的產物,在南非可看到兩者之間的過渡關係。
存在問題
80年代初,對於綠巖帶的含義有兩種不同的看法。一種是保持原義,限於低階變質的較典型的綠巖帶;另一種是將高階變質區的深變質岩也劃為早期綠巖帶。保持原有綠巖帶的定義並密切注意它們在不同時期和地區的變化,建立綠巖帶的演化系列將是今後研究綠巖帶的重要課題。
參考書目
地質礦產部情報研究所主編,肖慶輝等譯:《國外前寒武紀地質構造研究》(專輯),地質出版社,北京,1984。
B.F.Windley,ArchaeanGreenstoneBelts,The Eyolving Continents,John Wiley & Sons,New York,1977.
K.C.Codie,Archaean GreenstoneBelts,Elsevier,Amsterdam,1981.