成岩构造环境

成岩构造环境的分析可以恢复春都矿区侵入岩形成时的古构造环境, 进一步了解矿区岩浆的演化过程, 同时还有利于成岩、成矿规律的研究, 为找矿工作提供重要依据。 本文在宏观地质研究基础上, 应用岩浆岩主量元素、微量元素的构造环境判别方法, 对矿区侵入岩的构造环境进行判别。

3.4.1.1 主量元素判别

前文分析结果表明, 春都侵入岩属于钙碱性系列, 根据板块构造环境与岩浆岩系列之间的对应关系 (表3.13), 矿区岩浆岩系列对应于板块边缘构造环境中的消减带 (俯冲带)。 此外, 金性春 (1984) 认为拉斑玄武岩与碱性系列的火山岩可见于各种构造环境,而以安山岩占优势的钙碱性系列火山岩为俯冲带 (含岛弧和活动大陆边缘) 的特征性岩石组合类型 (表3.14)。春都矿区主要出露的图姆沟组中大量的安山岩表明本区经历了以安山岩为主的岩浆喷发过程, 因此,研究区晚三叠世应为俯冲消减环境。

表3.13 岩浆岩系列与板块构造的关系

(据Condie, 1976)

表3.14 三种岩浆岩系列在诸构造环境中的分布

注:++: 大量;+: 次要。 (据Mjyashiro, 1972)

另通过lgτ与lgσ图解也可以帮助判断岩浆岩的板块构造环境,在图3.21中,春都侵入岩样品点均落入消减带区域内, 由此可知春都侵入岩产于消减带构造环境, 与雪鸡坪矿区、普朗矿区侵入岩相同。 以压性环境为主的消减带是形成钙碱性系列的地区, 以大量安山岩、花岗闪长岩为特征。消减带位于板块闭合边缘, 是大洋壳向大陆壳转化区, 又是褶皱造山区, 岩浆活动发育区和矿产富集区。

3.4.1.2 微量元素判别

在花岗岩构造环境判别的研究中, Pearce et al.(1984) 最早系统地讨论了花岗岩与其形成的构造环境问题。将花岗岩分为4中基本类型: 洋脊花岗岩 (ORC)、火山弧花岗岩 (VAG)、板内花岗岩 (WPG) 和碰撞花岗岩 (COLG)。 Pearce等还认为, Rb、Y(Yb) 和Nb (Ta) 是花岗岩最有效的判别指标。将春都及其邻矿区闪长玢岩的相应微量元素含量分别投到Pearce的 (Yb+Ta)-Rb、(Y+Nb)-Rb、Ta-Yb、Nb-Y等图解中(图3.22)。

可以证实, 春都矿区所有闪长玢岩样品均落入火山弧花岗岩区域内, 并与雪鸡坪、普朗石英闪长玢岩投点区一致, 表明春都、普朗、雪鸡坪矿区的闪长玢岩或石英闪长玢岩都产于俯冲消减环境。另由图3.23可知, 除普朗花岗闪长斑岩有一个样品点落入板内花岗岩区域外, 春都、普朗花岗闪长斑岩样品点也均落入火山弧花岗岩区域内。 总体来看, 春都和普朗的花岗闪长斑岩也产于俯冲消减环境。

为增加春都侵入岩构造环境判别的可靠性, 本文将春都侵入岩与产于俯冲环境火山岩的地球化学特征进行类比, 以增加构造环境判别的可靠性。 戴塔根等 (1992) 指出火山弧玄武岩中不相容元素K、Rb和Ba的丰度较高, 这是因为这些元素具活动性, 易随板块消减进入地幔楔形区, 从而使火山弧玄武岩富集这些元素, 而Nb、Ta、Zr、Hf和P等非活动性元素活动性小, 丰度也就低。 此外, 张旗等 (1999) 也认为产于俯冲环境的火山岩最突出的地球化学特征是: 大离子亲石元素丰度高, w(Th)>w(Ta), 以及Nb, Ta相对于Th, La亏损。

图3.22 春都及其相邻矿区闪长玢岩构造环境判别图(据Pearce et al.,1984)

由春都侵入岩微量元素蛛网图 (图3.7) 可知, 春都闪长玢岩、花岗闪长斑岩均富集Sr、K、Rb、Ba、Th大离子亲石元素, 非活动性元素Ta、Nb、Hf相对亏损, Th明显比Ta富集, Nb、Ta明显比Th亏损。这些特征都与产于俯冲环境的火山岩的典型地球化学特征一致。

图3.23 春都及其相邻矿区花岗闪长斑岩构造环境判别图(据Pearce et al., 1984)

此外,春都侵入岩铅同位素△β-△γ成因分类图解也表明,春都侵入岩产于与俯冲造山作用有关的构造环境。

综合上述分析, 春都闪长玢岩、花岗闪长斑岩均产于俯冲作用有关的陆缘弧环境, 这一结论与春都矿区的区域地质历史背景相吻合。

3.4.1.3 讨论

根据上文分析, 春都侵入岩的主量元素、微量元素地球化学特征均表明春都闪长玢岩、花岗闪长斑岩均产于俯冲环境。 另外, 同位素年代学研究表明, 春都闪长玢岩、花岗闪长斑岩均为印支期产物。结合前文中甸地区区域构造演化过程分析结果, 可知春都、雪鸡坪、普朗三个矿区的侵入岩均形成于印支期甘孜-理塘洋壳向西俯冲的构造环境。