變質核雜岩是構造上被低角度正斷層拆離的、呈孤立的平緩穹形或拱形強烈變形的變質岩和侵入岩構成的隆起，往往出現在造山帶的核部。
基本介紹
- 中文名：變質核雜岩
- 外文名：metamorphic core complex
- 也稱為：火山侵入雜岩
- 形態特徵：外形近圓形或橢圓形
- 結構特徵：上拆離盤，拆離斷層，下拆離盤
- 學科：地質科學
釋義,發展,變質核雜岩基本特徵及判別標誌,變質核雜岩研究方向及爭論的焦點問題,
釋義
變質核雜岩是構造上被低角度正斷層拆離的、呈孤立的平緩穹形或拱形強烈變形的變質岩和侵入岩構成的隆起，往往出現在造山帶的核部。
發展
變質核雜岩概念最早是由Davis和Coney在1979年提出的。他們將廣泛分布於北美西部科迪勒拉造山帶中一套獨特的伸展構造和岩石組合命名和定義為變質核雜岩。Crittenden(1980)在研究該區伸展構造時也用了變質核雜岩一詞。Coney(1980，1984)提出：科迪勒拉變質核雜岩是一群由異常變形的變質岩和侵入岩組成的窄形或拱形的孤立的隆起，其上為構造滑脫和擴張的不變質蓋層。Seyfert(1987)對Coney的定義作了修正和補充，認為科迪勒拉變質核雜岩一般是呈近圓形或橢圓形的，由強烈變形變質的岩石組成的孤立隆起，有岩體侵入其中，或者被遠比核部岩石變形、變質輕的岩石覆蓋，或被覆以拆離並遠距離運移的蓋層。Wernicke(1981)初步建立起變質核雜岩伸展構造模式，後來在20世紀80年代發表的許多論文又進一步擴展和修改了Wernicke的成因模式。Lister等(1989)認為可以把科迪勒拉變質核雜岩看作是從破裂和伸展的上地殼岩石下被拉出來的、位於大規模緩傾正斷層之下的、中或下地殼岩石組成的地質體。1993年法國造山帶晚期伸展作用?學術會議對變質核雜岩的成因分類和形成過程又作了進一步的探討，強調變質核雜岩是晚造山階段的產物，經歷過早期擠壓造山、地殼增厚過程，強調變質核雜岩最重要特徵是普遍出露一套中地殼(高溫-低中壓)變質-變形岩石、部分熔融岩石和花崗岩體(Malavielle，1993)。從20世紀70年代末發現和研究北美科迪勒拉變質核雜岩以來，到目前為止，已在世界許多地方發現了與其相似的變質核雜岩。
國內對變質核雜岩的研究是在20世紀90年代以後才有比較迅速的發展，對變質核雜岩的成因也有新的認識。在我國境內先後報導了一系列不同時代、不同地質環境、不同構造特色的變質核雜岩，如內蒙古亞乾變質核雜岩；雲蒙山變質核雜岩；江西的武功山變質核雜岩；揚子西緣的江浪變質核雜岩；呼和浩特大青山變質核雜岩；河南小秦嶺變質核雜岩；遼寧醫巫閭山變質核雜岩；西藏拉軌崗日變質核雜岩等。
變質核雜岩基本特徵及判別標誌
對變質核雜岩構造概念的理解目前仍存在著分岐，不同作者對變質核雜岩基本特徵有著不同的理解。Coney(1980)認為科迪勒拉變質核雜岩是一群由異常變形的變質岩和侵入岩組成的穹形或拱形的弧立的隆起，其上為構造滑脫和擴張的不變質的蓋層。朱志澄(1994)總結變質核雜岩基本特徵為：
(1)變質核雜岩由從深部抽拉抬升的強烈變質變形基底(下盤)和變質變形較弱的半地塹沉積盆地或蓋層(上盤)組成，外形近圓形或橢圓形，半徑一般萬餘米，呈分散孤立的穹隆狀產出。
(2)基底與蓋層被規模巨大的低角度正斷層(拆離斷層)分隔。基底岩石屬塑性變形域，內部有岩體侵入，變形強烈；拆離斷層下盤韌性變形和糜棱岩帶發育。向上隨遠離拆離斷層，出現糜棱岩化逐漸減弱的現象；向深部則過渡為正常片麻岩。
(3)拆離斷層原始產狀近水平，在伸展拆離中變成犁式。其上盤變形屬脆性域，以發育多米諾骨式脆性斷層為特徵，亦有次級順層斷層，並使地層拆離減薄。原始拆離斷層因穹隆作用而成穹狀。在長期發展中可形成一系列次級拆離斷層並組成拆離斷層帶。
(4)拆離斷層(帶)是一條岩石強烈破碎帶，與其接觸的糜棱岩帶的頂部可捲入碎裂岩化而形成綠泥石微角礫岩(碎粉岩)；隨著拆離斷層傾斜向下趨近塑性域，碎裂帶逐漸轉變為狹窄的網狀韌性剪下帶，進而匯入韌性剪下帶或糜棱岩化帶。Davis等(2002)提出了伸展變質核雜岩的3個特徵為：a.存在緩傾至中等傾角的具有大規模位移的(幾萬米)區域至準區域性延伸的主拆離斷層；b.下盤出露與伸展斷層相關的糜棱狀岩石和高綠片岩相-角閃岩相變質的岩石；c.上盤上地殼基底岩層和(或)表殼岩層。認為關鍵是所有下盤變質核雜岩必須是沿地殼深部(大於10~15km)的大型拆離斷層通過大規模地殼伸展和地殼切除(缺失)的產物。
顯然，變質核雜岩無疑是大陸伸展構造重要表現形式之一，是深層次區域熱隆伸展作用產物，與地殼伸展作用及局部非均一熱事件具有密切的聯繫。變質核雜岩可以形成於不同的構造時代及不同的大地構造背景，其特徵及判別標誌可歸納如下：
(1)空間上呈穹狀、長垣狀、橢圓狀弧立隆起。若干變質核雜岩可以成帶狀或串珠狀定向展布，但單個變質核雜岩多呈非線性的穹狀地貌。變質核雜岩多構成地形隆升地貌，常形成區內最高山。
(2)發育拆離斷層。拆離斷層上、下盤岩石的變形性質絕然不同，上盤為脆性變形域並表現為一期或多期不同類型的正斷層，下盤為韌性變形域。
(3)具有雙層或三層結構特徵。即以拆離斷層分開的上盤脆性域和下盤變質核組成的雙層結構特徵、上部脆性變形層(包括蓋層和山前半地塹沉積盆地)、中間韌性流變層及變質核雜岩體組成的三層結構特徵。宋鴻林(1995)提出，非同軸流變的中間韌性層是一種普遍現象。只有在滑距很大時，才會缺失中間韌性層，造成上盤脆性層直接和下盤變質核接觸。
(4)變質核雜岩體頂部和周緣發育以糜棱岩化岩石為特徵的韌性剪下帶，糜棱岩化岩石一般具有顯著的S-C組構，石英-長石殘斑系、拉伸線理等各種剪下標誌。
(5)變質核雜岩中的拉伸線理髮育，拉伸線理具有區域性一致的趨向，但線理的傾伏方向可以相反。
(6)上部脆性變形域的脆性伸展方向和拆離斷層的滑動方向以及下部糜棱岩化岩石中的運動學方向具有一致性，反映了統一的運動方式。
(7)一般變質核雜岩的核部都有不同時期不同規模的花崗岩類岩體侵入，有早於伸展期的老岩體，更多的是同構造期中酸性岩漿岩侵入體。有的變質核雜岩核部可以全被同構造期岩漿岩所占據，但在岩漿岩的周緣常發育以糜棱岩化為特點的韌性剪下滑脫帶。
變質核雜岩研究方向及爭論的焦點問題
經過20餘年的研究，對變質核雜岩的研究取得了不少的成就，研究的內涵也更趨豐富。今後的研究中，以下幾個問題尚有待於進一步深化研究和澄清。
(1)系統的地球化學和同位素分析。這方面的工作已在進行，通過進一步的研究，可以了解伸展過程中岩漿的形成和地幔的作用以及殼幔物質的交換，分析岩漿的成因機制，探討變質核雜岩的形成動力學。
(2)精確的年代學研究。目前的研究大多偏重於變質核雜岩核部的岩體成岩年代學研究，今後應加強對韌性剪下帶變形時間及拆離斷層作用的年代學研究。準確確定它們之間的時間關係，將是進一步研究岩漿活動和伸展作用兩者之間成因關係的關鍵。
(3)關於變質核雜岩是否一定存在巨厚地殼柱被切失的問題。基於美國西部科迪勒拉地區科羅拉多河下游Whipple山和亞利桑那南山等地的構造研究，Davis等(2002)認為變質核雜岩中必定存在相當厚的地殼柱被切失，這種切除作用是確定變質核雜岩必要的地層學和幾何學先決條件，並斷言地殼剖面無大規模缺失的以基底為核的穹隆狀雜岩不是一般公認的構造定義上的變質核雜岩。但從國內外已報導的多種形式的變質核雜岩來看，許多典範性的變質核雜岩並不完全符合這種條件。
(4)變質核雜岩形成過程中岩漿作用與伸展作用的主從關係問題。這一問題的實質就是變質核雜岩形成機制中岩漿作用與伸展作用誰占主導地位的問題。是垂向的岩漿活動誘發了側向的地殼伸展?還是側向構造伸展引發了深部岩漿的垂向上涌?
(5)低角度拆離斷層的成因研究。低角度拆離斷層和傳統的安德生正斷層成因機制(Anderson，1951)相衝突。根據安德生模式，只有當傾斜面大於45°時才能形成正斷層；若要形成低角度正斷層則主應力軸必須要傾斜。長期以來，它一直是變質核雜岩研究中久攻未破的重大問題之一。
