大同-集宁地质：寒武纪前期构造变形

如前所述，古元古代吕梁期构造可划分为早、晚两期，其中早期构造表现为中深构造层次下韧性剪切变形，大量的推覆构造（发育于构造单元内部与边部，发育于构造单元内部的推覆构造由于后期构造的叠加和改造以及缺乏有效的对比标志，而难以识别，但可从褶皱加厚了的集宁岩群和韧性变形现象推测该构造的存在；而发育于边部的推覆构造表现为集宁岩群与葛胡窑片麻岩的“互层”堆垛现象得到证实，将在下文进行介绍）、紧闭同斜褶皱，从而使集宁岩群褶皱加厚。但由于集宁岩群较为单调的岩石组合，缺乏有效的对比标志层，从而给分析其大型褶皱构造造成了困难，但岩层中所发育的紧闭同斜褶皱可以证明其显然是褶皱加厚了的变质表壳岩系。与此同时发育区域性透入性片理和片麻理，并伴随大量小型构造形迹；古元古代吕梁晚期的构造变形主要表现为以片麻理和片理为基础的褶皱和糜棱岩化作用。其中以强过铝花岗岩为主的古元古代变质深成杂岩和集宁岩群中糜棱岩化作用比较强烈，形成了两条古元古代糜棱岩带。

（一）早期变形构造

1.小型构造

韧性剪切变形构造普遍发育于集宁岩群中，主要包括片理、片麻理及条带面理、拉伸线理、石香肠构造、碎斑系和小褶皱等。该类小型构造透入性强，分布普遍。

1）变余层理

集宁岩群为一套公认的典型副变质岩系。虽然经历了麻粒岩相的变质和深构相条件下的变形，其原生沉积构造大部消失殆尽，但仍然在许多地段可以观察到由矿物种类和含量不同所形成的岩石成分层，特别是在黄土窑岩组和沙渠村岩组中，由原始为砂泥质含量不同经变质后所形成的石英、长石和矽线石、石榴石、黑云母构成的成层分带现象可能是其原始层理的反映（图5-15），但这种变余层理大部分地段与后期形成的片理、片麻理一致或平行。

图5-15　集宁岩群中的变余层状构造

a.内蒙古自治区丰镇市九龙湾一带沙渠村岩组的成分层；b.内蒙古自治区兴和县落官窑一带黄土窑岩组宏观上呈层状构造

2）片理

黄土窑岩组、沙渠村岩组和东沟村岩组层理构造局部地段保留较好。片理主要产出于石榴石英岩、浅粒岩、大理岩、石墨片岩和角闪斜长二辉麻粒岩等层状变质岩系中，具可劈性。片理强烈地置换了早期原生层理，大部分地段只能借助内部夹层和成分层来初步恢复地层原始沉积特征。早期层状基性岩中，片理往往由角闪石及云母类粗大矿物结晶颗粒强烈定向排列显示。而在石榴石英岩中，片理往往是在强烈的剪切变形过程中静态重结晶形成的。黄土窑岩组中变质泥砂质岩（二长浅粒岩、石墨片岩）（图5-16a）以及碳酸盐岩（大理岩）（图5-16b）中发育片理，与原始层理平行，往往能劈成透镜状或粗糙的板片或碎片，常具顺层掩卧褶皱并伴随轴面片理。片理产出状况及发育程度与原岩性质密切相关。研究区内大同市北黄土窑岩组片理往往由云母类或角闪石粗大矿物结晶颗粒、石墨由晶质碳强烈定向排列显示。而在沙渠村岩组浅粒岩、石英岩中，片理往往是在强烈的顺层剪切变形过程中静态重结晶形成的，其产状往往跟周边变质深成侵入体的片麻理产状协调一致，并共同遭受了晚期构造的叠加改造。大部分地区S1和S2是复合的，难以区分，仅能在早期片理的褶皱转折端（大多露头尺度）才能观察到二者之间的关系。

3）片麻理、条带面理

片麻理及条带面理由片、柱状矿物和粒状矿物相间排列显示，具明显定向性，是一组透入性面状组构。从野外露头尺度可见一些火山岩夹层，以及原来呈均一的块状岩石，也存在由块状—弱片麻状—片麻状—条带、条纹状（图5-17）变化趋势，反映其变形程度的差异性。总体形成强变形带与弱应变域呈交织网状的总体构造格局。

图5-16　黄土窑岩组片理（a）、东沟村岩组片理（b）

4）面理置换

构造置换是中深变质岩区常见的一种构造现象，是指递进变形过程中，一种构造被另一种构造所代替的现象。而面理置换则是构造置换的主要类型。集宁岩群中早期的面理置换现象十分普遍，多数地段置换彻底，已难以识别其岩石的原始成分层，只局部地段模糊可见早期岩石层理被晚期区域面理所置换现象（图5-18），其置换机理与地壳的剪切流变及变形分解作用有关（图5-19）。

图5-17　浅粒岩条带状构造

图5-18　面理置换

图5-19　石榴石浅粒岩、石英岩剪切褶皱造成面理置换现象（镜头方位朝东）

5）小褶皱

与韧性剪切变形有关的小褶皱较多、较普遍，形态类型复杂。褶皱类型主要为顺层掩卧褶皱、不协调揉流褶皱、剪切褶皱等。这些褶皱具对不称褶皱的特点，反映了明显的剪切流动变形机制。

顺层掩卧褶皱发育于黄土窑岩组原生成层构造之上（图5-20），被限定于不同尺度顺层韧性剪切带内的层内或建造内的流变褶皱，褶皱的变形面为原生层理，其原始轴面产状与原生层理近平行，并有共同的倒伏方向，是构成褶叠层构造的基本成员。虽然它们多数被后期构造变形改造呈多种方位，但其轴面总与其赋存的层型界面平行或近于平行。研究区内顺层掩卧褶皱的几何学特征复杂多样，显示了褶皱的多级组合特征。

图5-20　石英岩、石榴石浅粒岩顺层掩卧褶皱构造

不协调揉流褶皱在不同方向运动量不同。这是由于受自身重力和围压影响发生揉流褶皱，而在平行构造应力的方向上才形成窗棱构造等，这些褶皱都有部分熔融、局部揉流的特点，即是说有的岩石熔融后显示塑性而揉流成褶皱，没有熔融的岩石显示刚性体特点，不参与褶皱。有的刚性体中矿物变形很小甚至不变形。对于这一类褶皱要抓住拉伸线理这一条主线深入研究。研究区内该类褶皱规模一般较小，构造方位也不稳定，其发育背景与该期大型顺层韧性剪切作用及伴生的深部重熔作用有关。深熔作用往往使浅色体、暗色体逐渐分离，浅色长英质物质中则出熔形成大量浅色条带、脉体的不规则褶皱，空间上该类褶皱形态直弯勾曲、膨缩隐现、随机性较强。

剪切褶皱是垂向上在一组应力的作用下流动而成，而不是水平挤压形成。理论上它应该是B型褶皱，但实际上它是A型褶皱或AB型褶皱。这是因为褶皱在递进变形中，枢纽不会是一条直线，而是一条弯曲的弧线，继续发展变成AB型或A型褶皱。

在大同市北鸡窝涧黄土窑岩组变质岩多呈层状、似层状构造，野外露头可见层内紧闭褶皱（图5-21 a、h）和无根钩状褶皱（图5-21e），其透入性轴面片理较发育，应是早期变形的产物。“顺层”固态流变形成的褶叠层亦是一个较为突出的构造现象。这种褶皱一般为露头尺度，“顺层”掩卧褶皱形态特征复杂多样（图5-21d），发育褶叠现象（图5-21b、c、f、g），同时亦表明该处岩石具有韧性剪切变形及塑性流变特征。

图5-21　黄土窑岩组中的小褶皱素描图

a.大理岩包体褶皱；b.石英岩褶皱；c.大理岩褶皱；d.大理岩顺层掩卧褶皱；e.金云母片岩无根褶皱；f.石英岩褶皱；g.片理褶皱；h.片理褶皱

2.大型构造

古元古代吕梁早期形成的大型变形构造主要为水泉-浑源窑-北京沟韧性变形带。

在凉城-集宁重熔杂岩带与古元古代再造活动带及陆缘弧之间发育一规模较大的韧性变形带，本书称之为竹林寺-浑源窑-北京沟韧性变形带。以该带为界向北西方向，大同-阳高微陆块的物质组成未见分布；由该带向南东方向，凉城-集宁被动陆缘沉积的集宁岩群和古元古代以强过铝花岗岩类为主的变质深成侵入杂岩也未见分布。所以该带是一条重要的构造分划界面，现对其特征介绍如下。

1）空间展布

该带西起大同市西北部的水泉，经大同市畅家岭、西寺村延入内蒙古自治区境内被新生界掩盖，后又从丰镇市浑源窑村一带出露，经兴和县头道沟到北京沟一带向西延伸出图。在兴和县黄土窑和店子乡二黑夭一带及图区东部外围瓦窑口北部一带，该带受褶皱影响而呈弧形展布，平面上形成分支现象。该带总体上呈北东向展布，延伸较稳定，在区内长度近100km，其东部被中生代青磁窑断裂截切，未见分布。该变形带出露宽度1km左右，主剪切带面理产状向北西方向高角度（60°～80°）倾斜，构成黄土窑岩组与变质深成片麻岩的构造界面。

2）物质组成及变形特征

该变形带主要由两套物质组成，其一为黄土窑岩组副变质岩系，另一套为葛胡窑片麻岩，属于变质深成岩类。二者变质程度均高达麻粒岩相。宏观上两套岩石在带内相互叠置在一起。黄土窑岩组一般较窄，宽10余米到数百米，延伸数百米到数千米不等。葛胡窑片麻岩宽数十米到上千米，如大同市古店北西李花庄、宏赐堡一带，丰镇市浑源窑村一带，兴和县北京沟甚至在图区东部外围的天镇县瓦窑口北部一带，这种叠置现象极为普遍。吴昌华（1998）、翟明国（2007）和赵国春（2009）也注意到了这种现象，并进行了描述。两种岩系的界线截然，接触处多具有强烈的韧性变形现象。

顺该带走向，带内岩石均发生了强烈的韧性变形，主要表现为岩石的片理、片麻理、条带状构造较发育，形成了深构相条件下的构造岩，并伴生紧闭褶皱、钩状褶皱、无根褶皱等深熔褶皱。另外线理构造也较为发育，但各地特征略有差异，现介绍如下。

在大同市水泉村—竹林寺一带，带内不同岩性混杂产出，黄土窑岩组的大理岩、长石石英岩、变质镁铁质岩、矽线石榴浅粒岩等与葛胡窑片麻岩之紫苏黑云斜长片麻岩混杂穿插产出，但远离该带则这种现象消失。变质镁铁质岩由于能干性差，而被褶断或拉断呈透镜状、棱角状被大理岩所包围（图5-22a），长英质岩形成了紧闭同斜褶皱也被拉断而被大理岩所包围（图5-22b）。带内多发育一些紧闭同斜褶皱（图5-23），其枢纽产状倾竖近于直立。黄土窑岩组的岩石及葛胡窑片麻岩均发生强烈的深熔作用和混合岩化，形成了条带状混合岩（详见第四章混合岩化部分）。

图5-22　大同市竹林寺一带黄土窑岩组的不同岩性混杂分布

a.二辉麻粒岩呈棱角状分布于大理岩中；b.浅粒岩呈透镜状分布于大理岩中

图5-23　大同竹林寺一带黄土窑岩组中发育有紧闭同斜倾竖褶皱

在畅家岭一带（图5-24），韧性剪切中岩石变形强烈，广泛发育构造片麻理、构造条带和眼球状构造。片麻理和条带平直且线理发育。矿物变形也十分明显，石英集合体定向分布形成拉伸线理。在露头规模范围内，能见到平卧褶皱、无根褶皱、鞘褶皱。偶见平卧褶皱因剪切轴面再次褶曲，呈现叠加褶皱现象。长石石英岩被强烈拉长形成条带状或透镜体，透镜体内石英强烈拉长成为S线理，与剪切面C面理构成S-C组构。构成碎斑结构的碎斑为石榴石、钾长石、斜长石，多发生明显的塑性变形，并且发生旋转，形成不对称的“σ”形和“δ”形碎斑系。碎斑圆化程度高，周边细小的长石重结晶作用强。构造指向亦为上层面相对于下层面由北西方向向南东方向剪切，剪切带性质为右行逆冲。

图5-24　大同市畅家岭韧性断层

1.强直钾化角闪斜长片麻岩；2.钾化黑云斜长片麻岩；3.揉褶钾化黑云斜长片麻岩；4.白色中细粒橄榄大理岩；5.黑云片岩；6.白色大理岩；7.透闪片岩；8.灰红色含黑云钾长片麻岩

构造岩石类型为强直片麻岩、构造片岩及糜棱岩。带中矿物拉伸线理极为发育。灰黑色石墨石英片岩，极薄片理，较坚硬。岩石经强烈韧性剪切，块状石英岩被改造成片状和条带状，或为豆荚状，改造弱的地方块状石英岩和片状石英岩间隔出现。浅粒岩被透镜化。石英晶体多呈霏细状颗粒，重结晶生成的石英、绢云母、石墨等变晶集合体定向排列，构成明显的平行条带。长英质矿物表现为压扁拉长，一般排列具定向性。新太古代葛胡窑片麻岩变形最为明显，与围岩共同形成似层状地质体。在该剪切带中，矿物变形以长英质矿物最为明显，石英集合体多为豆荚状、拔丝状，其长宽比（XZ面）可达6∶1～9∶1，长轴定向分布，构成矿物拉伸线理。钾长石、斜长石多呈眼球状或透镜状，形成“σ”形和“δ”形旋转碎斑系。暗色矿物角闪石、绿泥石、黑云母等定向分布，部分形成矿物拉伸线理。

显微运动学特征如下。

（1）亚晶粒：镜下所见到的主要是石英亚晶粒，石英一般拉长定向，在单偏光镜下为一完整颗粒，在正交偏光镜下石英矿物颗粒内分成许多不同的消光区。

（2）机械双晶：机械双晶是塑性变形的标志，镜下可以同时看到斜长石的机械双晶和生长双晶，机械双晶主要分布于应力较大的部位，是双晶滑移所形成。

（3）石英丝带：石英丝带具规则边界的拉长状，石英颗粒呈矩状，为同构造静态恢复重结晶产物，矩形石英条带的成因，比较被认同的说法是变形后的纯静态恢复生长。

（4）小揉皱：拉长呈丝带状的矿物发生褶皱弯曲，呈小揉皱状分布。

（5）旋转碎斑：在石英长英质糜棱片麻岩中所见碎斑为钾长石，结晶尾主要由石英相对塑性构成基质，主要见“σ”形，指示剪切方向为右行剪切。

（6）S-C组构：在片麻岩中，石英颗粒呈透镜状定向排列，构成S面理，黑云母、白云母定向组成云母条带，构成C面理，S-C面理指示的剪切方向为右行剪切。

在黄土窑地区，该构造带表现为一复式向形形态，黄土窑岩组与葛胡窑片麻岩呈岩片状间互叠置产出，并具较为复杂的褶皱形态（图5-25）。这个卵形构造过去认为是沉积盆地。吴昌华等（1998）认为是黄土窑岩组等孔兹岩系以倒转岩片的形式与葛胡窑片麻岩呈剪切接触，卵形构造为一大型鞘褶皱。在这里的韧性剪切带中，矿物拉伸线理、A型褶皱、鞘褶皱、矿物拔丝构造、脉体细颈化现象常见。在通往黄土窑村的大路上，孔兹岩的矽线石线理、A型褶皱枢纽、小型鞘褶皱的枢纽等，走向都是北东-南西向，倾角小，近水平。但这也是局部现象。整体的构造还是一个穹隆构造。因为沿卵形构造周边产状的倾角比较大，显示出高角度的封闭构造特征。

图5-25　黄土窑地区构造剖面图

1.大理岩夹层；2.断层；3.黄土窑岩组（片理及片麻理）；4.葛胡窑片麻岩（麻粒岩之片麻理）；5.黑云二辉斜长麻粒岩；6.石墨石榴矽线黑云二长片麻岩；7.石墨矽线石榴二长浅粒岩；8.混合岩化石榴紫苏花岗岩；9.辉绿岩；10.汉诺坝组；11.变质辉石二长岩；12.紫苏花岗岩；13.冲洪积物；14.韧性断层；15.矿物拉伸线理产状；16.小褶皱枢纽产状；17.片麻理产状；18.片理产状；19.图5-26a位置；20.图切剖面位置及编号

黄土窑岩组与葛胡窑片麻岩接触部位（图5-26a）在葛胡窑片麻岩一侧，岩石逐渐由块状构造为主过渡为以条带状、片麻状构造为主，发育了较强烈的深熔作用和混合岩化作用，形成了条带状构造，这些由长英质矿物组成的条带并发生了褶皱，形成了小型紧闭同斜褶皱，其轴面产状近于水平，为平卧褶皱（图5-26a）。另外侵入葛胡窑片麻岩的基性岩脉也被变形分解成透镜状、条带状（图5-26b），其长轴平行围岩片麻理断续分布。而黄土岩组一侧，深熔作用和混合岩化作用更为发育，形成了条带状混合岩化石榴紫苏花岗岩，条带状构造形成了形态各异的揉流褶皱，以紧闭同斜褶皱、无根褶皱、钩状褶皱、肠状褶皱为主（图5-26c），规模较大的褶皱其枢纽近于水平，呈圆桶状，走向北西-南东向（图5-27）。小褶皱的翼部常被拉断，并相间有强烈的韧性剪切变形现象（图5-26d），表现为其长英质条带呈透镜状、紧闭的无根褶皱，岩石细粒化明显，具有似流动构造的特征。

离开接触带约50m，深熔作用形成的混合岩化石榴紫苏花岗岩条带的褶皱现象逐渐减弱，表现为平直的条带状构造，但局部仍可见到一些条带褶皱现象。(www.xing528.com)

进入黄土窑岩组后距接触带约100m的地带，黄土窑岩组的深熔和混合岩化现象有所减弱，一些大型褶皱较发育，褶皱造成了变质镁铁质岩与黄土窑岩组矽线石榴浅粒岩夹矽线石榴黑云钾长片麻岩非正常接触而混杂在一起产出，此处发育的褶皱构造枢纽向南西侧伏，为轴面近于直立的紧闭同斜褶皱（图5-26e），也有枢纽走向北东-南西向近于水平和轴面近于水平的平卧褶皱（图5-26f），其翼部并发育有小型揉皱。

进入黄土窑复式向斜东北侧后，黄土窑岩组中已基本不发育褶皱，只零星可见一些露头尺度上的近平卧褶皱（图5-26g）和层间滑动形成的“Z”形褶皱（图5-26h）。多数地段表现为近于陡立的岩层产状（图5-25中的图切剖面）。

在黄土窑复式向斜的西侧出现了黄土窑岩组与葛胡窑片麻岩频繁间互产出的现象，这种现象既可解释为褶皱重复，也可解释为推覆叠置现象，介于二者皆具有陡立的片理或片麻理。杨振升和徐仲元等（2001，2006，2008）将其解释为褶皱造成的构造置换现象，笔者同意这一解释。在黄土窑地区同样也观察到了由陡倾的片理转换原始岩性界面的现象（图5-25C—D剖面），并且发育有轴面产状较陡的紧闭同斜褶皱（图5-26i、j）。

在落官窑村一带，黄土窑岩组整体上为一开阔的向形构造，其岩层产状近于水平（片理与层理可能一致），但此处黄土窑岩组与黄土窑村一带的黄土窑岩组的岩性组合有所差异，主要表现为该处一般不夹石墨片麻岩。

3）运动性质

从带内的各种变形现象来看，实难理出一个运动方向和性质的头绪，从而让人产生了在深构相条件下广泛的深熔作用和揉流褶皱所代表的运动方向。虽然有人认为带内矽线石的生长线理可以代表其运动方向，但在缺乏判别运动指向构造的情况下如何判定其运动方向令人存疑。故此只能从宏观地质特征来看其运动性质。从带内各个岩系呈岩片状相互叠置的现象来看，本期构造主要表现为挤压性质，或者说具有推覆构造的特征，从黄土窑地区的矿物拉伸线理产状近于水平，倾伏向北北东，其小褶皱枢纽走向南东东，倾角15°；大同水泉-古店地区小褶皱的枢纽走向平行于该构造带的延伸方向，可以推测其应力方向为北西-南东向。

4）活动时代

对于该构造带活动时代的研究，目前尚缺乏同位素年龄的佐证，只能根据地质关系进行推测。构造带内参加变形的地质体有集宁岩群黄土窑岩组、葛胡窑片麻岩及新太古代侵入葛胡窑片麻岩的变质基性岩，说明该构造带的活动在变质基性岩侵位之后，构造带内宏观上总体表现为地质体缩短和不同地质体的构造叠置现象，并伴生有深构相条件下的深熔作用，因此，笔者认为其活动时代应与集宁岩群遭受第一次麻粒岩相变质的时代同期。吴昌华等（2007）认为该带形成于古元古代，是建立在集宁岩群形成于古元古代的认识基础上。鉴于集宁岩群沉积于古元古代，因此，该构造带主要活动于古元古代吕梁早期，当然，也不能排除在古元古代吕梁晚期伸展构造背景下的再活动，这一认识可从带内有类似于顺层滑脱形成的褶叠层构造变形的现象得到支持。

图5-26　黄土窑地区黄土窑岩组内部的褶皱变形现象

5）地质意义

该构造带分割了集宁岩群、古元古代以强过铝花岗岩类为主的变质深成杂岩和葛胡窑片麻岩，集宁岩群与葛胡窑片麻岩间相互叠置的现象说明其为碰撞造山环境下的产物，从而使该带具有重要的构造单元划分的意义。因此本书以该带为界将北侧划分为凉城-集宁重熔杂岩带，南侧划分为古元古代再造活动带。

3.吕梁早期构造对新太古代地质体的叠加改造

古元古代吕梁早期构造对新太古代地质体的叠加改造是指吕梁期早期中深构造层次下在新太古代地质体中发生的构造变形，表现为以片麻岩的片麻理为变形面所形成的褶皱构造。但区内这类构造形迹并不发育，仅局部地段可见，所形成的褶皱常为中常褶皱（图5-28）。由于褶皱发生在片麻岩中，没有像层理那种有底顶关系，所以不形成背向斜，而是形成背向形构造。

图5-27　黄土窑地区黄土窑岩组近桶状褶皱

图5-28　古元古代吕梁早期构造在新太古代片麻岩中形成的褶皱

a.在葛胡窑片麻岩中形成的褶皱；b.在上深井片麻岩中形成的褶皱

（二）晚期变形构造

古元古代吕梁晚期构造变形所形成的构造形迹主要为在集宁岩群古元古代吕梁早期变形所形成的片理、片麻理等透入性构造的基础上发生褶皱和中浅构造层次下的韧性剪切带。相对而言，本期构造变形对于岩石造成的变形现象表现不明显，对于原岩呈块状构造的古元古代侵入的以强过铝花岗岩为主的变质深成杂岩来说，基本上未形成区域性、透入性的片麻理和片理，更多地表现为由于韧性剪切造成的构造片理化现象而构成的韧性剪切带。

1.韧性剪切带

对于集宁岩群中在古元古代发育的糜棱岩带，翟明国（2007，2009）认为发育两条北东东向规模巨大的韧性剪切带，走向与围岩片麻理一致，称之为高温型韧性剪切带。笔者认为这种韧性剪切带无论是在集宁岩群还是在古元古代侵入的以强过铝花岗岩为主的变质深成杂岩中均较发育，但主要集中于卓资县后房子村—大土坑村和丰镇市红砂坝—察右旗沟子口村一带，可分别称之为后房子村韧性剪切带和红砂坝韧性剪切带。

1）空间展布

后房子村韧性剪切带分布于内蒙古自治区卓资县后房子村—石门子村一带，研究区内延伸长度大于50km，宽3～5km，走向60°～75°，倾向南东，倾角40°～70°，向北东延伸到沙渠村一带出图。强韧性剪切带切割的地质体有集宁岩群沙渠村岩组、古元古代教厂滩片麻岩及变质石榴二长花岗岩、石榴白岗岩等侵入体，被中元古代辉绿岩脉切割。南西端延出研究区外，北东端被汉诺坝组玄武岩覆盖。

红砂坝韧性剪切带位于内蒙古自治区丰镇市红砂坝—察右旗沟子口村一带，研究区内出露长约30km，宽8～10km，走向50°～70°，倾向南东，倾角50°～72°。强变形带切割的地质体有集宁岩群及古元古代林场麻粒岩、变质斑状石榴二长花岗岩、变质石榴白岗岩、片麻状含石榴正长花岗岩、变质石榴二长花岗岩及变质石榴石英闪长岩等，被中元古代辉绿岩脉切割。南西端被汉诺坝组玄武岩覆盖，北东端被第四系覆盖。

本期构造变形所形成的韧性剪切带，在空间分布上呈网结状展布，这种特征在变质花岗质侵入体中表现明显，强韧性变形带（强片理化岩石）与弱变形域（块状构造）相间分布，二者呈过渡关系。

2）变形特征

带内构造岩以糜棱岩为主，宏观上表现为岩石强片理化、石英拉长定向排列，旋转斑晶，并发育有拉伸线理等构造形迹。

发育于沙渠村岩组的韧性剪切带，宏观特征上，岩石变形后常具条纹条带状构造（图5-29），强片理化（图5-30），并发育有拉伸线理（图5-31），形成了长英质变晶糜棱岩。显微镜下，石英细粒化并定向成缎带状定向展布（图5-32）。糜棱岩化长英质岩中，长石具有变形纹、石英细粒化、波状消光等（图5-33）。

强剪切带发育于强过铝花岗中则形成糜棱岩化花岗岩或花岗质糜棱岩，剪切带内有成规模的石榴石花岗岩带，其中心部位颗粒粗大，可呈斑状花岗结构，边部有弱至强的片麻理，并与围岩逐渐过渡，没有明确边界（翟明国，2007）。

图5-29　沟子口村一带沙渠村岩组石榴石浅粒岩剪切变形后石英拉长定向呈丝带状

图5-30　沟子口村一带沙渠村岩组石榴石浅粒岩剪切变形后强片理化

图5-31　沙渠村岩组浅粒岩发育有拉伸线理

图5-32　强糜棱岩化，石英细粒化并定向成缎带状定向展布

a.单偏光；b正交偏光

图5-33　糜棱岩化，长石具有变形纹，石英波状消光

a.单偏光；b正交偏光

本期糜棱岩化几乎影响了古元古代侵入的整个以强过铝花岗岩为主的变质深成杂岩（图5-34），形成了分布广泛的糜棱岩或糜棱岩化岩石。

花岗质糜棱岩或糜棱岩化花岗岩一般具细粒粒状变晶结构，小于1mm的糜棱质成分占10%，是改造了变质花岗岩后的构造岩。具流动构造或眼球状构造，碎斑为长石类矿物。石英亚颗粒化，变形较弱时核幔结构明显，变形强时集合体强烈定向呈条带状或丝带状。微斜长石晶内剪裂隙及裂纹发育，被重结晶糜棱物和绢云母等充填。石英等糜棱物常见绕残斑流状分布。黑云母定向分布，被退变的白云母或绢云母包围，晶内可见波状消光、解理弯曲和扭折等现象。该剪切带野外宏观指向标志及镜下微观指向标志不很清楚。局部地段的眼球状构造、压力影现象较普遍。这些剪切指向标志均显示剪切带平面上表现为左旋。集宁岩群中岩石经历韧性剪切和糜棱岩化作用改造，糜棱面理与早期片理重合而不易区分，且发生退变质作用。带内矿物拉伸定向、矿物拔丝等构造发育。

变质斑状石榴二长花岗岩中拉伸线理缓倾，糜棱岩中长石碎斑呈眼球状，石英明显定向拉长呈条带状。长英质糜棱岩主要由斜长石、石英、石榴石和少量黑云母等组成，主要矿物粒径0.2～1mm，片粒状矿物呈两向伸长状，长径明显定向排列，细粒鳞片粒状变晶结构。糜棱质岩石呈糜棱结构，眼球状、片状构造等定向构造。片麻状含石榴正长花岗岩发育旋转碎斑，大部分长英质组分被压扁拉长，呈拔丝状、豆荚状，长宽比为4∶1～2∶1。

3）活动时代

本期韧性剪切作用切割最晚的地质体是古元古代变质石榴花岗岩类，说明其活动与变质石榴花岗岩同时或在其侵位之后。从接触关系分析，古元古代变质石榴花岗岩类侵入体的长轴方向与韧性剪切带的展布近于一致，似乎暗示石榴花岗岩的侵入活动受到该剪切带的控制。翟明国（2007）也认为该剪切带的活动可能与石榴花岗岩的侵入时代基本相近。

图5-34　强过铝花岗岩类中的韧性剪切现象

a.变质石榴花岗闪长岩中剪切流动现象；b.变质石榴石英闪长岩中旋转斑晶及片理化现象；c.白牙岔山片麻岩中石英呈丝带状；d.变质石榴白岗岩中的石英呈丝带状；e.变质斑状石榴二长花岗的片理化及长石斑晶的剪切现象；f.变质石榴二长花岗岩中的丝带状石英、长石

4）运动性质

对于此期构造，Zhai等（2003）提出麻粒岩变质与孔兹岩部分熔融成富铝的花岗岩、韧性剪切以及镁铁质岩墙侵位是一种陆内运动。Zhang等（1994）的构造分析也认为孔兹岩表现出来的构造特征是一种伸展与垮塌作用。Zhai等（2003）和Zhang等（1994）描述的变质与变形很可能是在丰镇古元古代活动带造山之后的构造表现（翟明国，2007）。剪切带与两侧岩石呈过渡关系，剪切带内糜棱面理及剪切面理发育，沿面理面发育拉伸线理，具体表现为石英定向拉长、钾长石及暗色矿物定向排列，并平行于剪切带走向展布。带内长英质残斑具“多米诺骨牌”构造及旋转拖尾特征，指示其运动机制为左行剪切。带内发育一套典型的构造岩组合，由两侧到中心依次为糜棱岩化花岗岩、初糜棱岩，中心局部地带形成长英质糜棱岩。镜下可见辉石被绿泥石交代；黑云母退变为白云母及绿泥石；石榴石被绢云母和绿泥石交代，保留石榴石假象，矽线石及斜长石强烈绢云母化，可能暗示该剪切带晚期有降温降压现象，为中浅层次下的伸展型韧性剪切带的变质表现。另外，从石香肠构造、构造透镜体的特征来看，也表明该期剪切带为一伸展型韧性剪切带。

2.褶皱构造

吕梁晚期构造变形形成的褶皱构造比较发育，但空间展布上比较局限，总体分布规律性差。这一类褶皱一般不产生新的面理，规模不大，长约1～4km，有的甚至仅几十米。研究区内古元古代形成的主要褶皱构造见表5-1。

表5-1　大同市幅集宁岩群黄土窑岩组中的主要褶皱特征表

畅家岭—鸡窝涧一带黄土窑岩组变质岩多呈层状、似层状构造，构造变形主要表现为由片理构成中等到较大的一些褶皱构造。野外露头可见层内紧闭褶皱，在剖面上可以反映出这种较大型的褶皱构造，如表5-1所示的枢纽近北东西向褶皱。这些褶皱由向斜和背斜构成，规模不大，一般1～1.2km，走向50°～55°，为两翼倾角较大的紧闭褶皱。

在土贵乌拉到丰镇的公路边沙渠村岩组变质岩呈层状、似层状构造，露头可见轴面直立开阔对称褶皱（图5-35a）和轴面斜歪两翼开阔不对称褶皱（图5-35b）。走向为北东向，倾角比较大，一般45°～65°。延伸不远。

图5-35　沙渠村岩组开阔对称褶皱（a）和不对称褶皱（b）

在凉城县岱海北部可看到沙渠村岩组中发育的叠加褶皱（图5-36），反映出两期变形的特征，早期变形形成了紧闭同斜褶皱，晚期变形以早期轴面为变形面形成了中常褶皱。

吕梁晚期形成的褶皱规模较大，一般200～500m，延伸大于1km。一翼陡，一翼缓，为不对称褶皱。有的比较紧闭，有的比较开阔，一般不产生新的构造面理，反映其形成环境为中浅层次，为伸展构造背景下顺层滑脱产生的褶皱构造。

在一部分片麻岩薄片中发现片麻岩发生糜棱岩化作用，主要是较粗粒的片麻岩细粒化，形成核幔结构。糜棱岩化片麻岩一般呈灰白色，主要矿物微斜长石、斜长石、石英等常见细粒化，小于1mm的糜棱质成分占10%。微斜长石晶内剪裂隙及裂纹发育，被重结晶糜棱物和绢云母等充填。石英等糜棱物常见绕残斑流状分布。黑云母定向分布，被退变的绢云母包围。尽管矿物糜棱岩化构造发育，但没有形成明显的面理，地质图上画不出剪切带来。

图5-36　沙渠村岩组中的叠加褶皱