吉林北部地质特征与区域变质、动力变质相关

吉北和吉南是截然不同的两种地质环境。当吉南早—中奥陶世的冶里期、亮甲山期海浪翻滚时，吉林北部没有沉积记录，无法判定其基础在何方，当吉南马家沟厚层灰岩稳定的沉积累存时，吉北的水下地质体只是处在运移过程中。

吉林北部，陆地一大半沉在海底，分属于不同的地质体。省内西部，从双辽—农安—舒兰北为古亚洲——蒙古洋，以郑家屯、双城堡、平安为界，为深海蒙古洋盆。今天的松辽平原、张广才岭当时几乎连个影子都没有，它们分属于不同地块，裹挟于正在形成的佳蒙地块的不同部位。其中各古陆面积尚小，各地质体在拼合聚拢的形成中。

四平、辉南、长春、吉林至镜泊湖为陆缘带半深海，属板块边缘活动造山带。

从磐石呼兰向东延至和龙县龙门乡青龙村，是变动的海底沉积碎屑岩与火山活动区，称为呼兰—青龙海，有已变质的海相地层留存。

吉中地区已发现的奥陶系地层，有两种可能：一种可能是曾属于佳伊板块、兴凯地块南缘；另一种可能是原为华北板块北缘增生带，它们在不同地理条件下接受奥陶系沉积，最后在华北板块从低纬度向中纬度北移过程中，像裙子边样被推挤镶嵌于此。

吉北晚奥陶系被命名为石缝组，因受后期火山侵入，地层遭受变质，生物化石匮乏，所产化石隶属晚奥陶—下志留世，于本组下部变质火山岩中取样，经铷锶法测定，同位素年龄455Ma为晚奥陶世。本组与上覆的桃山组是整合接触，连续沉积，而桃山组有化石证明其时代为早志留世，所以石缝组成于晚奥陶世是不争的事实。石缝组厚达2000米，沉积时间需用五六百万年。

石缝组下部为含石榴石二云石英片岩、云母片岩、变质的中酸性火山岩，上部为大理岩、板岩及变质砂岩。大理岩厚度最大地点在磐石呼兰镇。本组大理岩均可用，质白者称为汉白玉，有花纹者是装饰石材或烧冶石灰的上等原料，如伊通景家台石灰岩矿、磐石万宝山大理岩矿等。吉林省有些热液型铜、锌、锑矿床常与晚奥陶世的石缝组结缘，成为多金属矿的围岩。如伊通放牛沟多金属矿、新家锑矿、东辽弯月铜矿等。

近年大量高精度锆石U-Pb的测年结果表明，原定义的晚古生代的花岗岩主要为中生代花岗岩。系统的年代学测试结果显示：东北地区的花岗岩主体形成于中生代，而不是传统所认为的晚古生代。现查明确属本纪形成的有：

早奥陶纪火成岩：

黄泥岭岩体，孟山岩体：它们是二长花岗岩、花岗闪长岩，已普遍有片麻状构造。年龄502—517Ma；

辽源横道河；

和龙高岭，龙岩岩体，沿龙岗和龙地块的陆缘带发育。

晚奥陶纪火成岩：

伊通放牛沟安山岩、英安岩和流纹岩；

四平山门火山岩，具双峰式特点，基性拉斑玄武岩，酸性钙碱系列，反映地壳厚度不断增加，岛弧发展特征；

九台机房沟玄武岩、流纹岩。

☆何谓变质岩？

变质岩，是一种转化的岩石。变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种岩石自然变质成的另一种岩石。具体说来就是地壳中已经形成的岩石因受温度、压力及化学活动性流体的影响，其原岩组分、矿物组合、结构、构造等发生转化，重结晶使纹理、颜色改变。这种转变基本是在固态下完成的，这种变化就称之为变质作用。

原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级、中级和高级变质。变质级别越高，变质程度越深。如沉积黏土质岩石在低级变质作用下，形成板岩；在中级变质时形成云母片岩；在高级变质作用下形成片麻岩。变质岩主要特征是大多数具有结晶结构、定向片理构造、片麻理构造等。

前古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带、板块缝合带，在一些侵入体的周围以及断裂带内，均有变质岩的分布。

变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩也在地下深处的高温（大于150℃）高压下产生的，大面积变质的岩石为区域性的，后来由于地壳运动而出露地表。

因岩浆上侵热液接触围岩而局部性的接触变质；因板块运动，板块相拼合碰撞而挤压折皱的动力变质；岩层因深陷地下，受高压高热变质多为大面积区域变质。

特征变质矿物有蓝晶石、红柱石、矽线石、石榴石、硬绿泥石、绿帘石、蓝闪石等。几种变质岩，名称含意如下。

（1）片麻岩：具片麻状或条带状构造的变质岩。原岩有的是酸性、中性的岩浆岩类，也有黏土岩、粉砂岩、砂岩，具有粗粒的鳞片状变晶结构。其矿物成分主要由长石、石英和黑云母、角闪石组成；次要的矿物成分则视原岩的化学成分而定，如红柱石、蓝晶石、阳起石、堇青石，等等。

根据矿物成分命名，如花岗片麻岩、黑云母片麻岩。具粒状变晶结构，块状微显片理构造。片麻岩是区域变质作用中颇为常见的变质岩。(www.xing528.com)

（2）麻粒岩：是一种颗粒较粗、变质程度较深的岩石，基本上由浅色的石英、斜长石、铁铝榴石、辉石等矿物组成，无云母、角闪石。具有粒状变晶结构，块状或条带状构造。

（3）石英岩：几乎整个岩石均由石英组成，浅色、粒状。一般作块状构造，粒状变晶结构。它是由较纯的砂岩或硅质岩类，经区域变质作用，重新结晶而形成。有人将沉积岩中由较纯净的石英颗粒组成的岩石也称石英岩，与变质岩类的石英岩混淆不清，虽然就化学成分或矿物成分来看，两者很难区分，但变质岩类的结构要致密些，称石英岩；而沉积岩，颗粒清晰，致密程度稍差，故为了区别起见，称之为石英砂岩。

（4）角岩：这是一类由泥质岩（以黏土矿物为主的页岩之类）在侵入体附近由接触变质作用而产生的变质岩。颜色深暗或灰色，硬度比原岩显著增加，故多有将角岩制成砚或其他工艺品，如在苏州灵岩山、寒山寺等旅游景区出售的砚石，即利用产于灵岩山花岗岩体附近的角岩所制。

☆奥陶系的变质岩

奥陶纪是吉林省变质岩集中出现的时代。吉南已隆升为陆，正在遭受风雨剥蚀，吉北在呼兰镇、四平地区，延边青龙地区却是变动的海底沉积碎屑岩与火山活动期，晚奥陶纪地层因相互挤撞而发生区域变质、动力变质。极似沿大陆边缘或岛弧分布的变质活动带。它们的分布没有连成一片，但是岩石的微量元素和氧化合物含量相近。

如果你要找奥陶系的变质岩请到以下三片区域：

（1）大黑山一带出露面积大，见于石家岭、梨树景家台、马峰岭直延展到辽宁省。以大理岩为主夹变质粉砂岩、石英岩或千枚岩，含榴蓝晶石黑云石英片岩，被称为黄顶子组。

黄顶子组碳质板岩之上，岩石为黑云母变粒岩、角闪变粒岩、石英片岩及云母片岩。总厚度约166米，命名为烧锅屯组。

梨树县叶赫杨家屯、小山嘴子见角闪变粒岩、黑云斜长变粒岩、变质流纹岩，命名为盘岭组。

（2）磐石县（现改为市）呼兰镇红旗岭一带，中低级变质岩地层为含电气石二云母斜长片麻岩、硅质条带大理岩及各类变粒岩片岩；红旗岭的片麻岩、变粒岩、硅质条带大理岩受花岗岩侵入，分为下部黄莺屯组（陈彩于最底部中基性火山岩中测得年龄样524±16Ma，是奥陶系的证据）；上部小三个顶子组，原岩为碳酸岩及小规模的酸性火山岩，采得的奥陶纪小型腹足类化石说明时代为奥陶—志留纪，证明原岩为浅海相奥陶系沉积。

黄莺屯组：小三个顶子组原测定其下段黑云母片麻岩和上段白云母片岩中变质矿物。黑云母、白云母的计时年龄，分别为（223.6±0.8）Ma和（229.2±4.6）Ma（说明被变质年龄为二叠纪，并不能代表其生成年代）。

（3）延边安图、和龙经历了强烈的构造变形，多形成紧闭线型褶皱。复杂的变质作用达高绿片岩相——高角闪岩相，为板块活动造山边缘带产物。

长仁大理岩：指和龙头道乡长仁地区的大理岩（含墨硅质条带状，含燧石结核和条带状硅质结晶灰岩），被闪长岩斜长花岗岩侵入。在长仁、青龙、獐项变质程度高，大理岩厚度大于312米。底与新东村组整合接触。

新东村组为泥质复理石组合，经后期二叠纪构造变动，火山侵入，均成变质岩。是一套片麻岩系，黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、混合岩化含石墨黑云斜长片麻岩。这是地壳活动带的板块向外推移挤压变质的结果。也可能是外来板块拼合碰撞的产物。变质前的原岩是海洋中溢流的中—酸性火山岩和海中正常沉积的灰岩、砂页岩及黏土岩。这套岩石都是在海底形成的。

☆恢复原岩

通过对变质岩的地层产状、岩石共生组合、原生残余结构、构造、岩石化学及地球化学特征、副矿组合与标型特征等的详细研究，恢复奥陶系变质原岩类型。

（1）盘岭组：原岩为泥质砂质岩石。钙碱性火山岩（安山岩、英安岩、流纹岩）是壳幔型岛弧造山带的火山岩系。

（2）黄顶子组（下石缝组）：原岩为碳酸盐岩中含陆源石英屑、粉砂质岩。

烧锅屯组（石缝组）：原岩大部是含铝的泥砂质岩石，因岩体侵入也出现红柱石、电气石的热变质矿物。

（3）黄莺屯组：原岩恢复，中下部为陆源碎屑和内源碎屑沉积；上部除陡壁源碎屑，还有基性—酸性火山岩夹层。现已变质为片麻岩。

综上所述，可见吉中地区、延边和龙岗古陆的地质发展史是截然不同的。这里有海底不同地质体的碰撞，挤压变质。

据地槽—地台说，以山城镇—红石—白金连线为界，把吉北及黑龙江部分地区划为天山—兴安地槽区，南部划为中朝准地台区，推测北部槽区晚古生代地层发生了绿片岩相的区域变质作用。

而现实的地质踏察结果证实，吉中各地的紧闭线型褶皱轴线方向不相同，从变质前与变质后的岩层分析出，它们原自分属于不同的地理环境或处于不同的海域，说明它们不属于同一地质体，也不是大地槽回返褶皱。晚古生代地层，只局部发生动力变质和接触变质，影响范围非常有限。

经大量工作证实：东北地区“吉黑海西期地槽折皱带”并不存在，而是古生代以来相当稳定的特提斯古大洋。早期在敦化以北为大洋还原环境，以南为岛弧还原环境。晚期是一广阔的浅海。最后转化为东西向的亚洲——蒙古洋和佳蒙地块。