测区构造-岩浆作用十分活跃,其中侵入岩经历了较为完整的开合过程,因而十分引人注目,其研究程度亦相对较高,我们以花岗岩动力学和大陆地壳生长等新的花岗岩地质研究理论为指导,从构造和地球化学方法入手,将测区侵入岩划分为六个构造-岩浆旋回,67次不同时代不同阶段的侵入岩。
而关于火山岩,除了广泛发育白垩纪陆相火山岩及偶尔报道有晚古生代海相火山岩外,其他时代火山岩的报道几乎是空白。我们在野外地质调查过程中,在陆川县石窝镇、米场镇至北流市清水口镇一带原定为“云开群”的变质岩系中发现了一套MORB型(洋中脊型)火山岩,并在该MORB型火山岩带(石窝—清水口构造(蛇绿)混杂岩带)两侧古老微陆块周围的云开岩群中发现了一系列岛弧型火山岩。
(一)侵入岩
测区酸性岩浆活动频繁,从新元古代至中生代均有发育,并以石窝—清水口构造(蛇绿)混杂岩带(洋脊型火山岩带)为界,形成一系列规模十分壮观的构造-岩浆岩带。
1.晋宁期构造-岩浆岩带
主要分布于构造(蛇绿)混杂岩带(洋脊型火山岩带)南东侧的云开地块中,以天堂山复式岩体为代表,其岩性主要为片麻状黑云二长花岗岩或二长花岗质片麻岩,具S型花岗岩特征,属同碰撞或碰撞晚期花岗岩类。获得其离子探针质谱法(SHRIMP)锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为(906±24)Ma,说明其可能是华夏古陆与扬子板块在Grenville期(晋宁期)发生碰撞造山作用形成统一的Rodinia超大陆阶段的产物。
2.加里东期构造-岩浆岩带
主要分布于构造(蛇绿)混杂岩带(洋脊型火山岩带)北西侧的博白宁潭—岑溪市昙容镇一带,以宁潭复式岩体和原定为晚二叠世双元单元的强烈变形部分为代表,其岩性主要为含眼球状斑晶的片麻状黑云二长花岗岩和片麻状斑状堇青黑云二长花岗岩,岩石韧性变形较强烈。在构造环境判别图解上多落入同碰撞花岗岩区内。获得其U-Pb法同位素年龄为440~457Ma。
3.华力西期构造-岩浆岩带
华力西期构造-岩浆岩带有两条,一条基本沿着构造(蛇绿)混杂岩带(洋脊型火山岩带)两侧分布,以金坑嶂、铁屎嶂复式岩体为代表;另一条分布于广东省高州市那务镇—广西岑溪市水汶镇一带,以六杨和北界复式岩体为代表。岩性以含白云母的二长花岗岩为主体,早期出现花岗闪长岩,而晚期出现钾长花岗岩等岩石类型,具S型花岗岩特征。获得其U-Pb法或Rb-Sr法同位素年龄为315~387Ma。在构造环境判别图解上,早期花岗闪长岩一般落入非造山A型花岗岩区或幔源分异型花岗岩区内,可能代表加里东期造山运动之后拉张环境下岩浆活动的产物;而主体的含白云母二长花岗岩落入碰撞前、同碰撞、碰撞晚期花岗岩区内均有,其均应为华力西期造山运动岩浆活动的产物,晚期的个别花岗岩点还落入非造山A型花岗岩区内,代表华力期造山运动的结束。另外,值得指出的是,沿这两条构造-岩浆岩带还发育有白垩纪的花岗岩或火山岩;一些白垩纪陆相盆地亦基本沿着这两条构造-岩浆岩带展布,后期新构造活动也十分强烈,地震活动沿着这两条构造-岩浆岩带呈带状分布,并发育有一系列温泉。更有意思的是,在那务镇—水汶镇华力西期构造-岩浆岩带西南端,晚古生代地层呈狭长的“海沟”延伸进来;北东端的水汶盆地底下亦出露有晚古生代地层;而在岩浆岩中则往往分布有一系列由镁质碳酸盐岩(白云岩、白云质灰岩等)蚀变形成的蛇纹石化玉石矿。但其两端的晚古生代“海沟”是否曾经相连通目前尚不清楚。
4.华力西—印支期构造-岩浆岩带
主要分布于六万山—大容山隆起区内,呈北东向巨型岩基分布,根据岩性可分为四套岩石类型:①含堇青石的花岗闪长岩,以永安和水口等岩体为代表,具典型S型花岗岩特征,获得其U-Pb法同位素年龄为286Ma。在构造环境判别图解上多落入碰撞前花岗岩区内,说明其应为华力西期造山作用早期岩浆活动的产物;②含褐帘石、角闪石的二长—钾长花岗岩、花岗斑岩,以旺冲复式岩体为代表,具S型向I型过渡的花岗岩特征,获得其ArA-r法同位素年龄为258Ma。在构造环境判别图解上多落入造山晚期或非造山A型花岗岩区内,其可能代表华力西期造山运动后拉张环境下岩浆活动的产物;③含堇青石的过铝花岗岩,以六万山、大容山和葵山等复式岩体为代表,具典型S型花岗岩特征,获得其U-Pb法或ArA-r法同位素年龄为258~239Ma。在构造环境判别图解上多落入同碰撞花岗岩区内,说明其应为印支期造山作用的产物;④含紫苏辉石、堇青石的二长花岗岩、花岗斑岩,以石南复式岩体为代表,具典型S型花岗岩特征,获得其Ar-Ar法同位素年龄为212~250Ma。在构造环境判别图解上落入同碰撞和碰撞晚期花岗岩区内均有,说明其应为印支期(后期)造山运动岩浆活动的产物。
5.燕山早期非造山型钾玄质侵入岩
该类岩体分带性不明显,以马山、南渡、清湖等复式岩体为代表,主要为由辉石岩、角闪石岩、二长闪长岩、二长岩、正长岩、石英二长(碱长)花岗岩等岩石组成的碱性岩杂岩体。据李献华等的研究,这些钾玄质侵入岩富集大离子亲石元素、高场强元素和稀土元素,无明显的Nb、Ta亏损,与板内玄武岩的微量元素组成特征相似,属板内型钾玄岩,表明其形成与岛弧无关,而很可能是在中生代区域软流圈地幔上涌和岩石圈伸展构造背景下形成的,可能是印支期造山运动之后拉张环境形成的产物。
6.燕山期构造-岩浆岩带
除前述各时期构造-岩浆岩带中见有零星分布外,其主要分布于构造(蛇绿)混杂岩带(洋脊型火山岩带)北西侧的陆川—岑溪一带,以长岗顶复式岩体、杨梅复式岩体、米场复式岩体和陆川复式岩体为代表,其中长岗顶复式岩体和杨梅复式岩体岩性主要为二长花岗岩—钾长花岗岩,在构造环境判别图解上多落入同碰撞花岗岩区内,获得其U-Pb法或ArA-r法同位素年龄为152~160Ma,其应为燕山早期造山运动岩浆活动的产物;米场复式岩体岩性主要是二长闪长岩—花岗闪长斑岩,在构造环境判别图解上多落入碰撞前花岗岩区内,获得其U-Pb法或KAr-法同位素年龄为110~120Ma,其应为燕山早期和燕山晚期造山运动过渡时期岩浆活动的产物;陆川复式岩体岩性主要是二长花岗岩—钾长花岗岩,在构造环境判别图解上多落入同碰撞花岗岩区内,获得其U-Pb法或K-rA法同位素年龄为65~102Ma,其应为燕山晚期造山运动岩浆活动的产物。
(二)火山岩
主要有中—新元古代基性火山岩、晚白垩世火山岩和少量的晚古生代火山岩
1.中—新元古代基性火山岩
主要分布于石窝—清水口构造(蛇绿)混杂岩带中,两侧的云开岩群中亦见有分布。往往呈似层状或透镜状“残块”产出,宽度多在几米至十几米,在石窝镇西南旺村一带的河沟中发现一层宽达30多米,在陆川县米场镇和北流市清水口镇一带由于受到岩体侵入破坏,常见其呈大小不一的残留体分布于岩体中。主要岩性为斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩,局部为绿帘角闪石岩、透辉角闪石岩和含石榴斜长角闪岩等。岩石为暗绿色—深黑绿色,具片麻理构造,细粒鳞片柱粒状变晶结构,局部还残余有变余斑状结构,主要组成矿物有角闪石和斜长石,个别岩石中出现辉石等,由于后期又发生退变质作用,角闪石常发生退变现象,形成绿泥石、绿帘石等矿物,部分样品镜下显示出强烈的剪切片理化现象,岩性已变为斜长角闪片岩。
岩石化学和地球化学研究结果表明,本区基性火山岩可区分为性质完全不同的两组:一组洋脊型(MORB)火山岩,另一组为岛弧型火山岩。沿陆川县石窝镇、米场镇至北流市清水口镇一带呈北东向分布的洋脊型火山岩,无论是其稀土元素特征,还是不活动痕量元素特征均表明其为典型的大洋拉斑玄武岩(MORB型玄武岩)。因此,其可能代表本区消失了的古洋壳岩石,是洋壳蛇绿岩组成部分。而分布于广东省信宜市大井镇木广垌—将军、博白县黄凌镇、容县杨村镇和岑溪市马路镇—水汶镇云开岩群中的基性火山岩,就其火山岩组成和地球化学特征看,它们并非洋中脊扩张过程中岩浆活动的产物,而是大洋岛弧的组成部分,是典型的大洋板块内部岩浆作用产物。
2.晚古生代火山岩
仅在博白县周垌一带的中泥盆统中见有分布,其夹持于灰岩中,可见厚度大于20m,长度大于600m。岩性主要为石英角斑岩,呈灰色及灰白色,具球粒结构的斑状结构,因受动力变质作用使岩石具残余显微嵌晶结构。斑晶由钠长石(3%~20%)、石英(0~5%)、黑云母(0~7%)所组成,基质主要由长英物质(78%~95%),火山玻璃及铁矿类(褐铁矿、磁铁矿、钛铁矿等)(0~2%)及次生的绢云母与粘土矿物所组成。使岩石具流动构造。
3.晚白垩世火山岩
晚白垩世火山岩主要分布于较大的断陷盆地中,受控于NE向深断裂和NNW向断裂的复合部位,或与NW向断裂的交汇处。为一套中酸性陆相火山岩建造,根据造山带内陆相火山岩与上覆和下伏地层的接触关系、火山岩中沉积夹层中所含古生物化石及火山岩同位素年龄数据分析,其形成的时代为晚白垩世,主要分布于岑溪市水汶、玉林市等断陷盆地的西垌组中,在博白等盆地仅零星分布,为一套以熔岩、火山碎屑岩为主的岩石组合,是中生代火山活动第Ⅲ旋回的产物。其中水汶盆地火山岩地层发育最好,自下而上可分出5个岩性(相)段:①熔结角砾岩及熔结凝灰岩(火山碎屑流相);②流纹岩及黑曜岩(喷溢相);③熔结凝灰岩及熔结角砾岩(火山碎屑流相);④流纹岩及黑曜岩(喷溢相);⑤碎斑熔岩(火山侵出相)。玉林、博白等盆地火山喷出产物以安山岩为主,少量为英安质,并向流纹质演化,安山质火山喷发多以强烈爆发开始,形成较厚的安山质、英安质火山碎屑岩,整个喷发旋回中有多次的间隙,形成数个韵律。