夏月成 譚 亮 蔣有義 劉小明 虎 魁 劉文武 彭仕免
(1.木里縣容大礦業(yè)有限責任公司;2.四川省礦產勘查開發(fā)局區(qū)域地質調查隊)
學術界對于甘孜—理塘結合帶內雀兒山復式巖體的調查研究始于20世紀60年代,20世紀80年代初開展的1∶20萬地質調查研究工作基本處于描述地質學階段,較注重于巖相學的研究。自“七五”計劃開始后,由于對“三江”成礦帶的研究日益受到重視,開啟了該區(qū)巖漿巖研究工作的新時代,使得地質研究從描述地質學階段逐漸進入巖理學研究階段。呂伯西等[1]首次將雀兒山花崗巖劃分為S型;劉樹文等[2]經過研究,認為雀兒山花崗巖體是在同碰撞到碰撞后隆升的構造背景下生成;王全偉等[3]將雀兒山花崗巖劃分為沙魯里山花崗巖帶西亞帶(雀兒山—格聶亞帶),并將其作為后造山強過鋁花崗巖的典型巖體進行了詳細論述。
經過數代地質工作者的艱難探索,對雀兒山巖體的研究取得了較大進展,但在巖理學研究中,仍存在一些分歧。本研究通過進一步梳理甘孜—理塘結合帶內雀兒山復式巖體的區(qū)域地質構造背景、花崗質巖漿來源、形成時代等,供相關研究參考。
雀兒山花崗巖體處于甘孜—理塘蛇綠混雜巖帶與金沙江—哀牢山蛇綠混雜巖帶所夾持的義敦—沙魯里島弧(T3)區(qū)的北端,雀兒山巖體的北東邊界直接與甘孜—理塘蛇綠混雜巖帶近距離接觸(圖1)。有學者認為是該結合帶限制了雀兒山巖體的生成,并作為晚于結合帶生成的證據;也有學者認為是廣義鮮水河斷裂北段即甘孜—玉樹段切割了雀兒山巖體北部,并將雀兒山巖體北部左行錯移至石渠縣洛須鎮(zhèn)壓日高一帶,形成了現今的所謂高貢巖體,并將兩巖體間的距離(80 km)作為左行位錯的位移量[4]。高貢巖體與雀兒山巖體分列于左行走滑斷裂兩側。斷層南西側的雀兒山巖體的主體巖性的確與斷層北東側的高貢巖體的巖性、巖石化學、稀土元素地球化學特征以及同位素測年值有較多相似之處。但本研究認為,兩者同是產于松潘—甘孜造山帶[5]腹地內的大走滑斷層邊緣,是造山期后走滑斷層帶局部拉張所形成的A型花崗巖,同時也是斷裂帶內古近紀紅色沉積盆地的控盆拉張斷裂形成前巖漿活動的反應,兩者共同為該區(qū)伸展地質動力背景的存在提供了有力佐證,為川西區(qū)域地質構造史增添了新的內容。
圖1 川西義敦島弧北段地質特征
雀兒山復式花崗巖體出露于四川省德格縣竹慶鄉(xiāng)、馬尼干戈鄉(xiāng)等雀兒山一帶[2]?;◢弾r山體構成的雀兒山主峰海拔6 168 m,為沙魯里山脈的主峰,是進入西藏的門戶,以山高路險而聞名于世。雀兒山復式花崗巖體呈巖基狀產出,長約70 km,寬約17 km,出露面積達825 km2。巖體長軸呈NW—SE向展布,巖基東部由汪欠復式侵入體、日龍色加復式侵入體組成,中西部為雀兒山侵入體。該巖體的巖性組合有石英閃長巖、花崗閃長巖、似斑狀黑云二長花崗巖以及似斑狀細—中粗粒二長、正長、堿長花崗巖等。中西部還發(fā)育少量鉀長石巨晶花崗巖體,此外還有花崗偉晶巖、花崗細晶巖、花崗斑巖等穿切。該巖體的巖性組成相對復雜,隨著地質調查工作不斷深入,可能還有更多的不同侵入體被發(fā)現。
雀兒山復式花崗巖體NE邊界十分平整,是明顯受控于斷裂的表征。規(guī)模較大的達郎松溝NW向走滑斷層在新龍縣樂安鄉(xiāng)一帶切割了甘孜—理塘縫合帶;向北西又穿切了川西最大的措交瑪印支期花崗巖體后,卻未能切穿雀兒山巖體,表明雀兒山花崗巖形成較晚。
經地質路線調查發(fā)現巖體東部細?;◢忛W長巖中見有角閃石巖包體、晚三疊系圍巖變質細砂巖捕擄體和石英閃長巖的巨大巖塊;主體巖性中粗粒似斑狀花崗巖中見有花崗閃長巖捕擄體,在鉀長石巨晶二長(正長)花崗巖中見有粗粒似斑狀花崗巖捕擄體。該類宏觀地質特征基本顯示了雀兒山復式巖體中不同巖性的大致生成序列,即由老至新依次為石英閃長巖,黑云母二長花崗巖,細—中粗粒似斑狀二長、正長、堿長花崗巖,鉀長石巨晶二長(正長)花崗巖。
雀兒山復式花崗巖體中的同位素測年樣品較多,其中,似斑狀花崗巖虧損地幔模式年齡測年樣品有3件,年齡值為1.23~1.61 Ga(表1);成巖年齡測年樣品有10件,年齡值為67.3~167.5 Ma(表2),其中有2件樣品(年齡值分別為167.5,163.4 Ma)取自汪欠復式巖體中的中粒黑云二長花崗巖(侵入于措壩花崗閃長巖體中),成巖年齡為燕山早期,其余均取自雀兒山主侵入體;3件樣品的U-Pb年齡值為87.81~97±2Ma之間,顯示出巖體形成于燕山晚期,大體與巖體的宏觀地質特征相符。
表1 雀兒山似斑狀花崗巖Sm-Nd同位素分析結果[2]
表2 雀兒山復式巖體同位素年齡值[2]
雀兒山復式巖體西部為主體巖性所在,本研究稱之為雀兒山侵入體,其巖性以似斑狀細—中粗粒二長、正長、堿長花崗巖為主,其中可能還有些侵入體未能解體出。
(1)二長花崗巖類。根據巖石結構特征可進一步分為細—中粗粒似斑狀二長花崗巖,具有細—中粗?;◢徑Y構、似斑狀結構、塊狀構造。斑晶礦物由斜長石、鉀長石組成,含量為5%~20%;斑晶礦物粒徑為10~45 mm,無方向雜亂分布?;|礦物有灰白色微斜長石,呈半自形—自形板狀,具有卡氏雙晶,粒徑為2~5 mm,含量為40%~45%;斜長石為更長石,呈白色自形—半自形板柱狀、柱粒狀,具有環(huán)帶構造和聚片雙晶,粒徑為2~5 mm,含量達24%~33%;石英呈半自形—他形粒狀,無色—乳白色,粒徑為2~5 mm,波狀消光,含量為25%~30%;此外,還有少量的黑云母,偶見白云母以及副礦物磷灰石、鈦鐵礦、磁鐵礦等。
(2)正長花崗巖。根據巖石結構可進一步分為細—中粗粒似斑狀正長花崗巖。巖石具有細—中粗粒花崗結構、似斑狀結構,塊狀構造;斑晶礦物為灰白色微紋長石,呈自形板狀,分布均勻,粒徑為7~30 mm,含量為15%~30%;基質礦物有斜長石,屬更長石,灰白色半自形板、柱粒狀晶體,含量為30%;此外,還有少量黑云母(3%)、白云母(0~2%)、磷灰石等副礦物。
(3)堿長花崗巖。為中粗粒堿長花崗巖,巖石具有中粗?;◢徑Y構,塊狀構造;造巖礦物有鉀長石、斜長石、石英、白云母等,礦物粒徑為5~10 mm。鉀長石為微紋長石,含量為73%;斜長石為更長石,含量為5%;石英呈乳白色他形粒狀,含量為20%;此外,還有少量白云母(1%)。
3.2.1 常量元素含量特征
由表3及相關測試分析可知:巖石w(SiO2)為71.98%~75.76%,平均為73.85%,巖石化學類型屬SiO2過飽和;w(Al2O3)為12.15%~14.73%,平均為13.38%,巖石化學類型屬鋁過飽和巖石化學類型;w(Na2O)為2.54%~3.5%,平均為2.96%;w(K2O)為4.6%~6%,平均為5.12%;w(K2O)/w(Na2O)最大可達2.08,在該巖石化學背景條件下,形成的實際造巖礦物中鉀長石含量遠高于斜長石,將其換算成C.I.P.W標準礦物后則更明顯,在圖2上,絕大部分樣點落入堿長花崗巖區(qū),部分樣點分散于正長花崗巖區(qū),極少樣點落入二長花崗巖區(qū),平均化學成分的標準礦物樣點落于堿長花崗巖區(qū)。盡管上述分析數據差異較大,但大多數樣品屬于堿長花崗巖類,將該類數據換算成R1、R2值投影于化學成分分類命名圖解上(圖3)后發(fā)現,在該圖上,均無A型花崗巖的位置,在定量礦物分類圖解中的極限區(qū)域(堿長花崗巖區(qū))是否為A型花崗巖的位置值得進一步研究。
圖2 雀兒山花崗巖定量礦物分類圖解
1a—石英石巖;1b—富石英花崗巖;2—堿長花崗巖(鈉長石花崗巖,微斜長石花崗巖);3—花崗巖:a—鉀長花崗巖(或普通花崗巖),b—
二長花崗巖;4—花崗閃長巖;5—英閃巖(英云閃長巖,斜長花崗巖)
圖3 雀兒山花崗巖巖石化學分類命名圖解
3.2.2 巖石堿度系列屬性
鑒于雀兒山巖體的巖石化學分類屬于硅、鋁過飽和巖石類型,本研究將測試的巖石化學參數投影至堿度率-w(SiO2)圖解(圖4)后發(fā)現該巖體的巖石堿性程度屬于堿性系列,相當于皮科克的堿鈣性巖。即雀兒山侵入體巖石并非屬于鈣堿性系列,而是介于鈣堿性巖與過堿性巖的過渡區(qū),該區(qū)可能為A型花崗巖出現的范圍。
圖4 雀兒山花崗巖堿度率圖解
3.2.3 巖石稀土元素地球化學特征
巖石稀土元素含量測試分析表明,w(ΣREE)為(169.75~297.86)×10-6,平均為235.57×10-6,高于地殼稀土總量平均值166.35×10-6以及位于同一巖帶的格聶巖體的ΣREE含量平均值143.8×10-6;δEu值絕大部分為0.15~0.18,個別樣品躍升至0.36,δEu平均值為0.195,顯示出Eu強烈虧損,出現明顯的負Eu異常,屬于強烈虧損的范疇,幾乎與過堿性花崗巖相同[6];位于同一巖帶、同為后碰撞的格聶巖體的δEu平均值(0.37)約為雀兒山巖體δEu平均值的2倍,若以劉英俊等[6]提出的重熔型花崗巖(S型)的δEu值為0.3~0.5為劃分標準,那么格聶巖體已進入另一個巖石成因類型的范圍內;高貢巖體的δEu值平均為0.08,為沙魯里山花崗巖帶中的最小值,也小于雀兒山巖體的δEu平均值,更具有堿長花崗巖的典型性??傮w上,雀兒山巖體和高貢巖體的稀土元素地球化學特征為沙魯里山花崗巖帶中的異類,為較特殊的巖石類型。巖石稀土模式圖呈現為弱富集型,呈微向右傾斜的曲線,表明w(ΣLREE)/w(ΣHREE)值不大,ΣLREE富集不很明顯,ΣHREE虧損不嚴重,但負Eu異常明顯,Eu處呈下凹明顯的V型。
雀兒山侵入體的巖石類型多處于定量礦物分類圖解中的堿長花崗巖區(qū)(極限區(qū)),路鳳香等[7]研究認為,非造山大陸伸展壞境的花崗巖與成因分類相對應的是A型花崗巖,即非造山花崗巖,該類花崗巖分異較徹底,礦物成分和化學成分與堿性花崗巖類似。本研究測試分析表明,雀兒山巖體具有堿性花崗巖的特征,在稀土元素地球化學特征中,特別是δEu的特征更進一步證明該巖體的堿性巖本質。為進一步探究該類巖體是否屬于A型花崗巖,本研究采用R1、R2參數投影在構造或成因類型判別圖解(圖5)上,發(fā)現多數樣點落入非造山區(qū),少數樣點位于造山晚期、碰撞后抬升和同碰撞期等區(qū)域交匯部位的邊界處。在w(K2O)-w(Na2O)花崗巖成因類型判別圖解(圖6)上,樣點絕大部分分布于A型花崗巖區(qū)。加之其成巖年齡為印支造山期之后一億多年的燕山期晚期,為明顯的造山期后產物,故本研究綜合判斷雀兒山巖體的巖石成因類型為非造山環(huán)境的A型花崗巖。
圖5 雀兒山巖體R1-R2花崗巖構造成因類型判別圖解
雀兒山A型花崗巖的成巖構造背景為大走滑斷裂系統。該走滑斷層即為廣義的鮮水河斷裂帶,是松潘—甘孜造山帶核心部位的大走滑斷層,在區(qū)域上延伸上千千米,是我國西部青川地塊與川滇地塊的分界斷裂,其長度、地震活動頻度都可與美國圣安德烈斯斷層相媲美。該斷層是一條從燕山晚期開始活動直至第四紀仍在活動的大斷層。位于該大斷層邊緣的雀兒山巖體的巖石化學特征、地球化學特征均明顯有別于巖帶中的其他巖體,反應出該類巖體形成的大地構造背景與其余巖體有所區(qū)別,本研究認為該巖體的形成與大走滑大斷裂有關。
圖6 雀兒山花崗巖成因類型判別圖解
從甘孜—理塘結合帶區(qū)域地質演化歷史分析,可知自印支末期褶皺抬升成陸后,侏羅紀中晚期便發(fā)生了陸內裂陷,并誘發(fā)海侵,形成了海相沉積的生物巖石地層記錄[8],表明該時期的碰撞造山活動有限,可見該類規(guī)模宏大、延伸遠、影響空間范圍廣的大走滑斷層活動也很有限。燕山晚期是一個走滑斷裂強烈活動時期,標志是沿斷裂帶(甘孜—雀兒山段)生成大量的白堊—古近紀紅色碎屑巖沉積盆地,遠離該斷裂帶,紅色碎屑巖沉積大量減少。
雀兒山—甘孜地段控制的紅色沉積盆地的南西邊界斷層(達郎松溝NW向走滑斷層)在燕山晚期也十分活躍,在新龍縣樂安鄉(xiāng)一帶切穿了甘孜—理塘結合帶,向NW向又切割了川西最大的印支期措交瑪巖體,但卻未完全切穿雀兒山巖體,表明斷層形成于雀兒山巖體形成之前,是燕山晚期斷裂構造活動的最佳佐證。該類走滑斷裂系統活動引發(fā)的局部
拉張,不僅能形成控盆構造,而且能夠影響巖漿活動形成。區(qū)域折多山走滑型花崗巖以及雀兒山、高貢A型花崗巖體的形成也是在燕山晚期,可見該類巖體是在同一構造背景條件下形成的不同產物。因此,本研究認為雀兒山A型花崗巖是在由走滑剪切變形導致的地殼局部伸展拉張背景下形成,是在島弧深部形成造山花崗巖(同碰撞)之后的耐熔殘留物的再熔融產物。雀兒山A型花崗巖的出現并非孤立的地質事件,而是大地構造演化歷史中的重要一環(huán),是造山后期大走滑構造背景中的“成熟果實”,是走滑型花崗巖的代表之一。
結合野外地質調查及巖石取樣分析成果,詳細討論了甘孜—理塘結合帶內雀兒山花崗巖成因,認為該巖體的形成與區(qū)域大走滑斷裂有關,成因類型為非造山環(huán)境的A型花崗巖。
[1] 呂伯西,王 增,張能德,等.三江地區(qū)花崗巖及其成礦專屬性[M].北京:地質出版社,1993.
[2] 劉樹文,王宗起,閆全人,等.川西雀兒山花崗巖的地球化學和巖石成因[J].地質學報,2006,80(9):1355-1363.
[3] 王全偉,王康明,闞澤忠,等.川西華崗巖及其成礦系列[M].北京:地質出版社,2008.
[4] 趙支年,姚武員.雀兒山巖體與高貢巖體之錯位及地震地質意義[J].四川地質學報,1989(3):37-42.
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[6] 劉英俊,曹勵明.元素地球化學導論[M].北京:地質出版社,1987.
[7] 路鳳香,桑隆康.巖石學[M].北京:地質出版社,2002.
[8] 王全偉,王康明,闞澤忠,等.川西地區(qū)侏羅紀海相地層[M].北京:地質出版社,2008.