大同-集宁地区早前寒武纪地质成果

1.集宁岩群被动陆缘沉积阶段

进入古元古代，北部陆块的被动陆缘接受沉积，形成了以集宁岩群原岩为一套泥砂质和碳酸盐岩沉积建造，而南侧可能为洋-陆俯冲的构造环境，形成了古元古代以花岗闪长岩为主的陆缘弧建造（图5-37d）。

集宁岩群经历了麻粒岩相变质作用和中深构造层次变形的强烈改造，现今岩石面貌主要为矽线石榴片麻岩（以二长、钾长片麻岩为主，少量为斜长片麻岩）、石榴长石石英岩、石英岩、石榴矽线浅粒岩、石榴黑云斜长片麻岩、石墨斜长片麻岩、大理岩等夹少量石榴斜长二辉麻粒岩，为一套较为典型的孔兹岩系岩石组合。原岩恢复表明其原岩主要为泥砂质和碳酸盐岩沉积建造夹少量基性火山岩。3个岩组内部地层层序不清，但仍可大致推测总体上由老到新的沉积序列为黄土窑岩组、沙渠村岩组和东沟村岩组。但这种纵向上可能的层序关系也难以排除其在横向上从盆地中心向盆地边缘的相变可能，集宁岩群的岩石组合、岩石化学特征、微量元素及稀土元素特征说明其形成于被动大陆边缘的构造环境。

2.古元古代南北陆块碰撞拼合阶段

2.10～2.00Ga古元古代中晚期，转化为汇聚构造背景，南北陆块之间的洋盆关闭，北部阴山陆块与南部大同-阳高-恒山微陆块发生碰撞作用，集宁岩群褶皱，地壳增厚，集宁岩群发生麻粒岩相变质（M4），并伴随变质深熔作用与混合岩化作用，区内新太古代地质体再次遭受麻粒岩相-角闪岩相的变质与中-深构造相韧性变形，并形成高压麻粒岩（图5-37e）。

前已述及集宁岩群经历了麻粒岩相的变质，形成了矽线石+石榴石+钾长石+黑云母±角闪石±石墨的代表性矿物组合，具有顺时针型的p-T轨迹。

集宁岩群的原岩是表壳岩，这一认识已无争议，经历了麻粒岩相变质而后又抬升至地表，这是其表象，那么是什么机制使其从表壳岩进入下地壳经历麻粒岩相的变质，而后又抬升至地表？对于顺时针p-T演化轨迹环境，通常被解释为碰撞环境下地壳碰撞加厚，先期伴随的热扰动使地温梯度降低，加厚停止后因重力均衡作用使地壳回返上升侵蚀，从而出现减压增温使p-T轨迹呈顺时针型。孔兹岩系原始沉积于地表，排除了正常地温梯度的加热作用影响外，从表壳岩进入地壳深部也绝非一般地壳沉降过程中连续沉积和掩埋作用所能解释，所以此阶段必曾出现较强烈的构造加厚作用，同时引起地壳中热扰动，致使地温梯度呈低异常。联想到集宁岩群中紧闭同斜褶皱和研究区西北部分布的阴山地块内的麻粒岩，推测碰撞作用背景下引起的构造堆垛可能是地壳增厚，并造成集宁岩群进入下地壳发生麻粒岩相变质的主要机制。

在碰撞构造背景下，集宁岩群形成区域性片理，并形成紧闭同斜褶皱而加厚，集宁岩群与葛胡窑片麻岩间形成逆冲韧性变形带，集宁岩群与葛胡窑片麻岩之间构造叠置。(www.xing528.com)

与此同时，由于碰撞引发强烈的挤压作用，使进入下地壳的基性岩形成了高压麻粒岩。而随后发生的逆冲作用将下地壳的岩石组合破坏，并将其中的一部分高压麻粒岩和榴辉岩带到了中部地壳。

3.后碰撞-造山后伸展阶段

2.00～1.85Ga期间，区内进入后碰撞构造阶段，由挤压构造背景向伸展构造背景转换，由碰撞作用造成的加厚地壳不稳，深部岩石圈根因变冷而重于周围地幔，发生拆沉作用，幔源岩浆上升，集宁岩群受热发生大规模重熔，形成凉城-集宁古元古代重熔型岩浆杂岩带（图5-37f）。

由于古元古代吕梁早期南北陆块之间的碰撞造山作用，集宁岩群褶皱使地壳加厚，导致造山带根部在重力上失稳、拆离、沉陷到下伏热地幔中并被后者置换，拆沉作用的发生引发幔源岩浆的上涌与侵位，集宁岩群受热增温重熔形成了强过铝花岗岩，部分与幔源岩浆混合，形成了壳幔混合花岗岩，共同构成了凉城-集宁重熔型岩浆杂岩带。与此近同时，集宁岩群由于幔源岩浆的加热而发生超高温变质，而以强过铝花岗岩为主的重熔型深成杂岩也发生了麻粒岩相-角闪岩相的变质（M5）。

已有年代学资料表明，超高温作用发生在1927±11Ma和1819±11Ma，前者被解释为进变质作用阶段或者峰期的变质年龄，后者为退变质年龄。本次工作在教厂滩片麻岩、林场麻粒岩、变质斑状石榴石英闪长岩、变质斑状石榴花岗闪长岩中均获得了锆石变质增生边的年龄为（1933±13）～（1923±9）Ma和1885±23Ma两组年龄，与前人所获得的年龄基本相近，所以可以确定本期超高温变质作用发生于1930Ma，可能一直持续到1.85Ga左右。超高温变质岩的陡立逆时针型的p-T轨迹是在伸展构造背景下山体快速隆升恒温减压垮塌的反映。

在本区由造山挤压构造体制向造山后伸展构造体制转换过程形成的构造形迹就是在本区北部后房子村一带和研究区中部红砂坝一带形成了两条韧性剪切带。这两条韧性剪切带控制着区内古元古代以强过铝花岗岩为主的深成杂岩的空间分布。带内构造岩以糜棱岩为主，表明其形成于中浅构造层。该韧性剪切带被中元古代辉绿岩墙穿切，表明其活动持续在1.85～1.80Ga，期间碱性、偏碱性岩浆的侵位，形成了辉石二长岩和正长花岗岩，并减压降温，发生绿片岩相变质（图5-37g），早期形成的高级变质岩系受到叠加改造，保留了18.5亿年左右锆石变质增生边的年龄记录。这些地质记录均说明本区在1.80Ga左右完成了造山后伸展阶段的演化，使地壳刚性增强。至此，包括本区在内的华北陆块进入稳定发展时期。