晚三疊世—早侏羅世俯沖碰撞型花崗巖
晚三疊世及其以後的大規模陸塊匯聚,才揭開川西地區大規模花崗巖質巖漿活動序幕,在川西地區依次形成壹系列與俯沖作用密切相關的島弧拉斑玄武質花崗巖類-含角閃石鈣堿性花崗巖類-富鉀鈣堿性花崗巖類-含白雲母過鋁質花崗巖類組合。巖性組合為石英閃長巖→英雲閃長巖→花崗閃長巖→二長花崗巖。近陸緣的雅江-九龍花崗巖帶巖體分散孤立、規模小,夾持於甘孜-理塘結合帶和金沙江結合帶之間的沙魯裏山火山花崗巖帶規模巨大,在島弧火山巖帶東側形成綿延500余千米的措交瑪-冬措花崗巖帶。經過此期陸塊匯聚、巖漿活動、變形變質,分離陸塊(松潘-甘孜地塊、玉樹-中甸陸塊、思茅-昌都地塊)匯聚焊接,重新形成統壹大陸。
明顯受到板塊俯沖機制制約的沙魯裏山花崗巖帶和江達花崗巖帶,成帶性均較為明顯,且均具主帶(東亞帶:措交馬-冬措亞帶、冬普-羅麥亞帶)和次帶(西亞帶:格聶亞帶、玉龍亞帶)之分。主帶產於同期火山弧前與增生楔之間,規模大;次帶均產於同期火山弧後與弧後盆地之間,規模小。二者是否主要分別代表洋陸碰撞、弧陸碰撞的產物,有待進壹步研究。
川西地區與板塊俯沖碰撞密切相關的完整構造巖漿演化可分為如下4個階段。
1)板塊俯沖初期,可能產生由島弧基性巖漿混染形成的小規模中性侵入巖,即島弧拉斑玄武質花崗巖類的侵位。在江達帶和沙魯裏山帶島弧區形成富含角閃石的石英閃長巖或石英閃長巖-閃長巖(-輝長巖)組合。雅江-九龍花崗巖帶缺乏相應的島弧,此類巖石出露極少。巖石地球化學顯示典型的I型花崗巖特點,(87Sr/86Sr)i=0.7061~0.7104,eSr=24.66~85.52,εNd值介於-7.64~-4.55,反映其來源於地幔組分(主)與部分地殼組分混合物的部分熔融。自西(江達)向而東(九龍),拉斑玄武質花崗巖類的CaO 下降,而K2O、Na2O 遞增,反映該期地殼厚度東厚西薄。
2)隨著板塊持續俯沖,產生洋陸碰撞,導致大規模的早期玄物質殼的局部熔融或殼(洋殼或者矽鎂質地殼)幔混熔中酸性巖漿的形成,在島弧帶就位成巖(含角閃石鈣堿性花崗巖類)。但在東部雅江-九龍花崗巖帶可能由於缺乏洋殼俯沖,而沒有島弧的形成,但仍然出現為數眾多、規模各異的含角閃石鈣堿性花崗巖類小巖體呈面狀侵位。關於巖漿來源則眾說紛紜,筆者認為其來源於爐霍-道孚裂谷閉合時,裂谷基性火山巖和矽鎂質地殼的大比例熔融。
含角閃石鈣堿性花崗巖類常與早期島弧拉斑玄武質花崗巖類***生,其巖石組合為(石英閃長巖)英雲閃長巖-花崗閃長巖。巖石化學上常顯示出Al2O3、K2O略低,MgO、CaO略高的特點;微量元素以高Ba、Sr、低Rb為特點;稀土總量較低,Eu虧損不明顯-中等,輕稀土相對富集;同位素特征上,英雲閃長巖-花崗閃長巖(87Sr/86Sr)i為0.7012~0.7077,εSr16.43~48.75,εNd值介於-6.055~-3.481。也反映其屬I型花崗巖,源巖特點與早期島弧拉斑玄武質花崗巖類基本壹致。
3)繼後產生的弧-陸碰撞,則可能導致島弧不成熟陸殼與被動陸塊的部分熔融,形成富鉀鈣堿性酸性巖漿,並侵位成巖,形成壹般不含角閃石的黑雲母二長花崗巖-正長花崗巖組合。富鉀鈣堿性花崗巖類本身的成分特點和與含角閃石鈣堿性花崗巖類密切***生,並緊隨其就位的特點,既揭示了兩者具密切的成生聯系,又顯示了源區陸殼物質不斷增多的特征。
弧-陸碰撞型富鉀鈣堿性花崗巖巖石化學成分以較富矽鉀、偏鋁-過鋁為特征;而微量元素則表現為低Ba、Sr,相對高Rb,Sr、P、Ti負異常壹般明顯;稀土元素總量和輕稀土相對富集程度西(江達帶和沙魯裏山帶)低、東(雅江-九龍帶)高,Eu虧損程度明顯西(江達帶和沙魯裏山帶)高、東(雅江-九龍帶)低。(87Sr/86Sr)i為0.7057~0.7171,εSr51.38~181.87(最高可達521.44),εNd值介於-7.097~-1.327之間。總體具有I-S過渡型花崗巖的特點,源巖以陸殼物質為主,但混有部分幔源組分(玄物質地殼)。
晚三疊世弧-陸碰撞,還在島弧帶形成銅礦化石英閃(二)長玢巖→花崗閃長斑巖→二長花崗斑巖組合,以沙魯裏山花崗巖帶北部的德格昌達溝銅礦化花崗閃長斑巖及南部稻城-鄉城地區紅卓銅礦化淺成花崗巖(斑巖)群為代表,在雅江-九龍花崗巖帶的殘余盆地中也出現以瑪孜措巖體為代表的銅礦化細粒花崗巖,鋯石激光探針等離子質譜(LA-ICP-M S)年齡206~208Ma,較雲南中甸普朗銅礦化斑巖群成巖年齡(235Ma)晚。其中島弧帶的紅卓石英二長斑巖、閃長玢巖巖石地球化學成分顯示高鈣、鎂,低矽、鋁、鐵、鈉,稀土總量較低,輕重稀土分餾中等,基本無銪異常,高Ba低Rb、高Sr低Yb等特點,具埃達克巖的地球化學特征。這些特點與岡底斯銅礦化斑巖、普朗、西範坪銅礦化斑巖特征相近。而殘余盆地中的瑪孜措巖體細粒花崗巖則不具埃達克巖的巖石地球化學特點。
上述板塊俯沖、洋陸碰撞、弧-陸碰撞形成的島弧拉斑玄武質花崗巖類-含角閃石鈣堿性花崗巖類-富鉀鈣堿性花崗巖類密切***生,形成壹個完整的巖漿弧演化系列。從早至晚,總體呈現巖體規模從小→大,巖石類型從偏基性→酸性,巖石系列從低鉀鈣堿性→中鉀鈣堿性→高鉀鈣堿性,物源由地幔組分減少、陸殼物質不斷增多,構造環境由弧→陸(俯沖→碰撞)的演變特點。根據La-La/Sm 判別,該期三個帶花崗巖漿演化過程均以部分熔融為主(圖8-1~圖8-3)。
4)陸塊俯沖碰撞末期,僅在雅江-九龍花崗巖帶出現表征陸-陸碰撞作用的含白雲母過鋁-強過鋁質花崗巖類(甲基卡、卡吉亞二雲或白雲二長花崗巖和橋棚子、爛泥巴、滴癡山二雲二長花崗巖)。其中,甲基卡、卡吉亞二雲或白雲二長花崗巖為典型的強過鋁花崗巖,其A/CNK為1.25~1.29,CaO/Na2O小於0.3(0.19~0.24),Al2O3/TiO2很高(在整個川西地區過鋁花崗巖類中最高)達186~204(表8-1),反映它們來源於泥質巖局部熔融形成的低溫巖漿;而橋棚子、爛泥巴、滴癡山二雲二長花崗巖過鋁程度較低,其A/CNK僅1.05,CaO/Na2O大於0.3(0.52),Al2O3/TiO2低(55)(表8-1),反映它們來源於硬砂巖局部熔融形成的高溫巖漿,而從(87Sr/86Sr)i值較高(0.7082~0.7109)、銪負異常不很顯著(δEu0.71)及εSr-εNd特點看,其中可能混有少量下地殼或幔源物資。它們可能均為晚三疊世—早侏羅世陸-陸碰撞擠壓加厚的陸殼底部局部熔融產物。或許這正是由於爐霍-道孚裂谷裂陷幅度小,閉合時又缺乏火山弧的鮮水河構造帶(結合帶)所獨有。而火山弧發育的甘孜-理塘結合帶、金沙江結合帶卻缺乏此類巖石出現,可能表明這些地方是以弧-陸碰撞來完成陸塊拼合。
圖8-2 沙魯裏山花崗巖帶La-La/Sm圖解
1—K2花崗巖類;2—T3—J1花崗巖類;3—K2含銅花崗巖類
圖8-3 雅江-九龍花崗巖帶La-La/Sm圖解
1—N花崗巖類;2—E花崗巖類;3—K1花崗巖類;4—T3—J1花崗巖類(南段);5—T3—J1花崗巖類(北段)
川西1∶25萬石渠縣幅、新龍縣幅區調(四川省地質調查院,2004)等基礎地質調查表明,甘孜-理塘結合帶以西地區,在早侏羅世陸塊已經拼合形成統壹的歐亞大陸,並開始接受被動陸緣盆地沈積,其底部為山前磨拉石建造和基性火山巖建造,其余為穩定臺地碳酸鹽巖建造。所以,雖然江達花崗巖帶、沙魯裏山花崗巖帶缺乏晚三疊世—早侏羅世典型含白雲母過鋁質花崗巖類,也並不意味著陸塊拼合尚未完成。
根據本次研究工作采集該期花崗巖的鋯石激光探針等離子質譜(LA-ICP-MS)年齡測定結果(表8-2),結合前人獲得的花崗巖鋯石U-Pb年齡,顯示如下特點:
表8-1 川西地區過鋁質花崗巖巖石地球化學特征(均值)對比表
表8-2 川西晚三疊世—早侏羅世俯沖碰撞型花崗巖鋯石年齡表
1)江達花崗巖帶此期巖漿活動以撒猴富鉀鈣堿性花崗巖類的侵位作為結束標誌,其結束時間大致為193Ma。如果以同普巖體246Ma為上限,則巖漿活動持續時間為193~246Ma,歷時53Ma。
2)沙魯裏山花崗巖帶此期巖漿活動以達登納富鉀鈣堿性花崗巖類侵位作為結束標誌,其結束時間大致為175Ma,如果以理塘29道班冬措石英閃長巖巖體210.7Ma、多粘英雲閃長巖巖體218.8Ma、冬措二長花崗巖226.4Ma為上限,則巖漿活動持續時間為226.4~175Ma,歷時約51Ma。
3)雅江-九龍花崗巖帶此期巖漿活動以九龍日魯庫二長花崗巖侵位作為結束標誌,其結束時間大致為170.7Ma以前,如果以康定塔公石英閃長巖巖體227.8Ma為上限,則巖漿活動持續時間為170.7~227.8Ma,歷時約57Ma。
4)江達花崗巖帶此期巖漿活動起始和結束時間明顯偏早(分別為246Ma,193Ma),主體巖漿活動時代為中—晚三疊世;沙魯裏山花崗巖帶此期巖漿活動時限為175~226Ma,主體時代屬晚三疊世,少數可延續到早侏羅世;雅江-九龍花崗巖帶此期巖漿活動時限為170~228Ma,屬晚三疊世—早侏羅世,且總體有向北時代變新的特點。僅從巖漿活動晚期的二長花崗巖對比,江達花崗巖帶此期二長花崗巖成巖年齡偏早20Ma左右。這表明,此期巖漿活動時代自西向東變新,反映陸塊俯沖及拼合時間是西部早、東部晚。