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龙门山中段基性一超基性岩类地质特征及成因探讨

徐速  
【摘要】:华南地块分为两个地块——扬子地块和华夏地块,均在新元古代时期碰撞所成,是由板溪群南缘及同时代的地层单位所限定其界限。近年来,有人将这两个地块在新元古代的碰撞与新元古代Rodinia超大陆的重建联系起来,并且在Rodinia超大陆形成的聚合时间上大体取得共识。皖南等地的蛇绿岩被认为是华夏地块、扬子地块碰撞缝合带的标志,时间上基本等同于全球Grenvillian造山带,同时反映了华南Rodinia超大陆所形成的时间,但在超大陆裂解期间所形成的岩浆岩的构造背景和相关成因等方面还存在许多争议。据近年来资料显示,扬子地台西缘除广泛分布了新元古代时期的花岗岩外,还存在较大规模的基性岩浆活动,这为研究华南新元古代基性—超基性岩的相关构造背景提供了新的理想场所和线索。 龙门山构造带,位于扬子地块西缘,四川盆地与松潘—甘孜褶皱带之间,总体呈北东向延伸。岩浆活动较为发育,主要分布于映秀—北川断裂带与茂汶断裂带之间,侵入岩以晋宁期—澄江期中酸性侵入岩为主,夹少量基性—超基性岩。中酸性侵入岩具有多期活动性和连续演化的特点。基性、超基性岩则分布星散。本文选取龙门山地区中段的基性—超基性岩体作为研究对象主要进行成因方面的研究探讨。 研究区内地层属扬子地层区中的九顶山地层小区,以稳定型沉积为主,厚度巨大,主要包括了元古界黄水河群、苏雄组、三叠系须家河组等地层。出露的基性—超基性类岩石较少,主要发育于元古界黄水河群变质岩地层和彭灌杂岩中:①黄水河群,以出产马松岭铜矿而闻名,是一套海底火山喷发火山岩建造,由变质基性—中酸性火山岩、变质碎屑岩、碳酸盐岩和变火山碎屑岩组成,为扬子地台的褶皱基底。按照原岩的沉积组合和古火山喷发旋回可划分为大宝山组、马松岭组和迴龙沟组这3个岩性组合。其中以马松岭铜矿床为代表的层控变质矿床主要赋存在马松岭组的中下部。而本文在白水河地区所探讨的基性岩类主要产于马松岭地区,以基性—中基性火山碎屑岩组合和变辉绿岩为主。区内出露的超基性岩类较少,多为蛇纹岩残片。②研究区出露最多的彭灌杂岩,属于龙门山中央推覆体,是一个基本由构造岩片堆叠的堆切片体,其整体呈巨大透镜体状,被汶川—茂县断裂以及北川—映秀断裂挟持在志留纪地层、泥盆纪地层和须家河组地层之间。岩石以中酸性侵入岩为主,伴随有少量基性—超基性侵入岩、酸性—基性火山岩、火山碎屑岩等。彭灌杂岩的侵入岩主要由两类岩石组成——辉长岩类和花岗岩类(1017—654Ma),是新元古代晋宁—澄江期岩浆活动的产物。 在综合搜集有关研究区内基性—超基性岩类的地球化学资料的基础上,对彭灌杂岩中出露较少的基性—超基性岩类进行取样测试。结合野外地质调查结果,对以上数据进行统计分析,其结果显示:①白水河地区的蛇纹岩的原岩为方辉橄榄岩和纯橄榄岩,具有幔源性质,属于古蛇绿岩套。可能发生在古岛弧与古陆块碰撞过程中,古岛弧向上仰冲将其带上来并挤入白水河群变质火山岩中。其原岩的形成过程与古岛弧的形成是两个在成因上具有紧密联系,但性质截然不同的碰撞过程。②从常微量元素和稀土元素成分来看,黄水河群的变质基性火山岩以岛弧钙碱性玄武岩系列为主,含少量岛弧碱性玄武岩,是亏损地幔部分熔融或是幔源岩浆与地壳熔融产物混合的结果,其地球化学特征与位于汇聚板块边缘的岛弧玄武岩最为接近。并且黄水河群中变质火山岩具有双峰式特征,由此推断此类变质基性岩石的形成背景与俯冲有关,可能为张裂岛弧环境,③在对彭灌杂岩进行野外地质调查过程中,采集岩石作为样品,在室内利用光学显微镜对所采样品的类型进行鉴定后发现,岩石类型总体以玄武质岩石为主,包括(含)杏仁斑状玄武岩、(含)杏仁状斜斑玄武岩、粗粒玄武岩、玄武质角砾熔岩以及蚀变辉绿玢岩、辉绿岩和细粒角闪辉石岩。同时对以上样品进行化学全分析,分析结果显示彭灌杂岩中基性岩类属于岛弧拉斑玄武岩系列,推测成因背景与俯冲作用有关,再参考前人对同一杂岩体中花岗质岩石的矿物成分和常微量、稀土元素等地球化学数据的分析结果,进一步结合相邻杂岩体的资料,从而判定彭灌杂岩体是底侵幔源岩浆与下地壳熔融产物混合的结果,主要形成于形成于岛弧环境。 扬子地台西缘广泛分布了新元古代时期的花岗岩和基性岩,其成因方面的研究有助于探索Rodinia超大陆的演化。但对于该时期大范围浆活动的成因一直存在争议。关于900Ma以前的这些岩浆活动,大家均认为等同于Rodinia超大陆聚合的元古代造山事件,岩石形成的构造背景与活动大陆边缘或是岛弧等位于汇聚板块边缘的环境有关。主要争论点就在860—740Ma期间。关于这段时期扬子地块西缘的构造属性,主要存在两种不同的观点:有些人认为Rodinia超大陆的裂解是地幔柱引起的,使得这些岩浆岩形成于板内裂谷这一构造环境;另一些学者则岛弧才是导致Rodinia超大陆裂解的重要原因。而彭灌杂岩的定年结果正好跨越这个时间段,对于构造背景的判别有一定制约性。通过实验分析并收集彭灌杂岩体的基性、中酸性侵入岩及同期同地区其他地方基性质岩石和中酸性侵入岩的资料后发现,它们的构造背景相似,均与俯冲有关,更为支持与岛弧有关的第二种成因观点。由此可以推断,在860Ma—740Ma这一段新元古代时期,扬子地块西缘四周被大洋环绕,形成一条俯冲方向为东的巨型安第斯型俯冲—火山弧带,而彭灌杂岩属于这条俯冲—火山弧带。


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