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康定杂岩特征及成因浅析

2020-03-01张志军

西部资源 2020年5期

张志军

摘要:康定杂岩处于西南扬子地台西缘,以斜长角闪岩、变粒岩、花岗岩、闪长岩、基性脉岩等为主。经历了新太古代至古元古代的基底形成、新元古代的岩浆活动(主体形成于860Ma~750Ma)、中生代印支-燕山期的岩浆活动以及新生代喜山期的岩浆活动四个阶段,具有结晶基底和褶皱基底双层基底特征,本文认为康定杂岩为变质-岩浆杂岩混合体,是元古宙以来持续的岩浆活动在区域变质和深熔作用以及变形后的产物。康定杂岩形成与活动大陆边缘的岛弧环境密切相关。

关键词:康定杂岩;构造成因;构造环境

康定杂岩以斜长角闪岩、变粒岩、花岗岩、闪长岩、基性脉岩等为主,蕴含扬子地块西缘区早期地壳演化的许多重要信息。该区域的构造等特征和康定杂岩成因、形成年代等方面一直存在争议,许多地质学者对康定杂岩的形成时代有不同的认识。本次通过综合研究来分析康定杂岩年代、成因,并进一步了对康定杂岩形成过程中的构造环境演化及成因进行浅析。

1.康定杂岩形成与改造

1.1前晋宁期(1100Ma~3000Ma)

主要形成期:康定杂岩形成于新太古代至古元古代吕梁-阜平期(前晋宁期,1100Ma~3000Ma),该时期杂岩提的基底形成。前震旦系的康定群,根据岩石的矿物共生组合关系、岩体岩层的产状、岩石结构构造等特征,岩石的变余组构及化学等研究资料进行原岩初步恢复分析,康定群原岩下部为基性火山岩,上部为酸性火山岩[1],后期经历了变质和混合岩化作用。

依据川滇南北带上同类变质岩所测变质年龄(2100Ma)和侵入于黑云变粒岩中米易垭口基性岩体的年龄(1900Ma),认为变粒岩的变质年龄大于1900Ma年[1],因此,初步可认为原岩即喷发岩应为晋宁期前的产物。根据康定杂岩与英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩(TTG岩套)组合分析与国内典型的太古宙地体具有类似岩矿特征,从而认为康定杂岩代表了扬子地块结晶基底结晶杂岩,形成时代为太古宙-古元古代(1700Ma~2950Ma),康定杂岩体中含有陆壳残留锆石为古元古代早期到晚期,实验室所测年龄最老数据为2468Ma[2],古元古代为杂岩提的变质作用时期。

近十几年以来,许多地质学者曾利用同位素年代学方法对康定雜岩的时代进行了大量测年等研究工作,依据测年的结果,可认为有以下几个认识:同德地区的角闪混合片麻岩Pb-Pb等时线年龄为2957±304Ma,冕宁沙坝的混合片麻岩Rb-Sr等时线年龄2404±189Ma[3],根据测年结果认为结晶基底岩系的形成时代为新太古代-古元古代。冕宁沙坝的麻粒岩和斜长角闪片麻岩的Rb-Sr等时线年龄为1185.6Ma和1088.8±44.7Ma,同时测年结果显示麻粒岩的Nd模式年龄为1462.8Ma[4]。据沙坝麻粒岩矿物Sm-Nd等时线的结果[1],学者认为其康定杂岩体的原岩应形成于中元古代。

1.2晋宁期(860Ma~750Ma)

主要形成期:同时,研究表明康定杂岩结晶基底中存在大量的新元古代的变形岩体。本人收集到前人大多数测年结果有750Ma、760Ma、780Ma、800Ma、825Ma、845Ma、850Ma、800Ma~900Ma[5]等。大致可分为两个主要主要的形成阶段:第一阶段以康定和丹巴地区以格宗、公差、东谷和康定花岗质岩石的形成为主体,中基性岩石以同德麻粒岩和泸定辉长岩为代表的测年结果为:860Ma-800Ma;第二阶段以花岗质岩石以泸定、沙坝、米易和大田岩体为代表,中基性岩石以沙坝麻粒岩和斜长角闪岩为代表,测年结果为:780Ma-750Ma[5]。本文统计一下以往研究扬子陆块西缘新元古代岩浆-变质杂岩锆石U-Pb测年结果(见表1)。

上述所收集到的测年数据比较分散而且多,分析原因可能采样及测试方法的精度、方法的适用性和等因素相关。对康定杂岩的时代测年的准确性是认识该区地质演化过程的关键因素之一。通过研究发现以往许多资料对原厘定的岩体并不都是岩浆的杂岩体,而相当多的是一套变质岩。因为康定杂岩是一套变质程度较高、混合岩化强烈的杂岩系列,所以甄别原岩工作难度也比较大。但是大部分数据表明康定杂岩的主体形成时期为860Ma~750Ma的新元古代的岩浆活动,可初步认为晋宁期为康定杂岩体的一个变质作用时期。

1.3印支-燕山期(200Ma~135Ma)

后期改造:通过野外研究及资料的综合分析研究,本人认为康定杂岩体在印支-燕山期的岩浆活动最为强烈,野外发现从中三叠世基性岩浆分布比较广,后经过晚三叠世中酸性岩浆喷出并持续发生酸性-超基性岩浆侵入活动。由于研究区内缺失三叠纪后期的地层,加上区域变质作用强烈,从岩浆的侵入和喷出围岩岩性的同位素年龄测定很难进一步划分该事情区域地质岩浆活动期次,为此把该阶段统认为是中生代(印支-燕山期)岩浆活动时期[1]。

康定杂岩体在鲜水河断裂带侵入岩有基性、超基性岩零星出露,呈岩脉或岩墙侵入岩层中。该期侵入岩主要岩石为辉绿岩,次辉长岩、辉石橄榄岩等,岩石强烈变质。在康定群中也有不少辉绿岩脉侵入,属同期产物。在沿鲜水河断裂带之中,中、上三叠统发现侵入酸性侵入岩,侵入岩呈岩脉和小岩体产出,岩性多为黑云母花岗岩和石英闪长岩等,少量呈岩基或岩株产出,折多山花岗岩基规模最大,侵入时期大致在200Ma~135Ma左右[1],为印支-燕山期。

1.4喜山期(21.2Ma~15.4Ma)

后期改造:以前在本区的沿折多山断裂带发生的地震,震源深度集中在20km左右,折多山断裂带切入下低速层。据横过鲜水河的压强曲线资料表明,折多山断裂带至今仍处于失衡不稳定状态,有利于地下深部流体等物质沿断裂带上升对岩体物质进行补充。折多山花岗岩体在喜山期阶段遭受边缘混合岩化,且沿该混合岩带分布的现代温泉带等现象,分析认为该岩体的深部在喜山期在深部可能存在一个熔融体,可能是由来自地壳低速层的熔融物质所构成,而且研究表明至今尚未冷却[1]。

野外本区内可发现广泛发育的喜山期基性岩脉群、成矿物质的深源岩浆等特点、控矿构造为多期次的脆-韧性剪切带(21.2Ma~15.4Ma)[1]显示,大渡河两侧矿床的形成应该与新生代陆内造山过程有关,喜山期的强烈构造-岩浆活动不仅为矿床形成提供热动力和成矿物质及容矿场所,还可使早期含矿变质岩系含矿元素活化富集成矿。

2.康定杂岩成因浅析

很多学者对康定杂岩都进行过研究,其成因在认识上仍存在着很多分歧。主要原因在于康定杂岩的岩性具有两重性,有岩浆岩的特征又有变质岩的特性。岩浆岩多数岩石主要由斜长石、角闪石、石英和黑云母4种矿物组成,其特征表现为具有半自形粒状结构,呈岩体状分布,岩石大多为花岗岩类和闪长岩类;变质岩特性表现为混合岩化特征,角砾状、条带状和阴影状混合巖,发现明显有斜长角闪岩的残块,这些残块可定向-半定向排列,具片麻状构造。因康定杂岩岩石的两重性,导致康定杂岩存在着岩浆成因和变质成因分歧。

岩浆成因的主要观点是:认为康定杂岩是中酸性岩浆杂岩,由花岗岩和闪长岩类组成,时代大多为晋宁期-澄江期或新太古代至古元古代(1700Ma~2957Ma)。变质成因的主要观点是:认为康定杂岩是区域变质和混合岩化作用共同影响下的形成的,原岩为康定群变质火山杂岩-沉积岩。在区域变质和深部富含硅和挥发分流体共同作用下,原岩变质,并把变质的岩石混合岩化形成。主要岩石是斜长角闪岩和变粒岩经硅和钾交代形成的英云闪长质和英云闪长质混合片麻岩[5]。

通过野外实地调查,室内研究及大量的资料综合分析,本文认为康定杂岩成因为变质-岩浆杂岩。康定杂岩主体是花岗质和闪长质岩浆杂岩,但又不是正常理解意义上的岩浆岩成因岩石,杂岩体中存在广泛的斜长角闪岩和变粒岩的残留体,同时野外发现杂岩体中存在着斜长角闪岩的同源包体,以上现象充分反映了康定杂岩体具有原地-半原地特性。康定杂岩中发现的片麻状构造,其片麻理形成可能由熔融结晶时受构造应力作用或者是成岩以后韧性变形产生片麻理现象。因此本文认为康定杂岩是元古宙以来该区域持续的岩浆活动形成的岩体在区域变质及深熔作用,并持续变形的产物。

3.杂岩演化浅析

根据扬子陆块西缘花岗片麻岩采集到的样品的地球化学和锆石年代学研究[5],认为康定杂岩中的花岗片麻岩具岛弧特征,是新元古代与岛弧环境有关的酸性深成侵入岩体的变质产物[5]。新元古代扬子陆块西缘是一个活动的岛弧,并与扬子陆块西北缘岛弧带相连,构成新元古代攀西岛弧带环境。

综上分析,新元古代扬子陆块西缘与岛弧环境有关杂岩的地球化学分析共同指示了扬子陆块西缘同时期的活动大陆边缘构造环境。苏雄组火山岩岩体的形成反映了800Ma前后扬子陆块西缘短暂的快速拉张过程[5.6]。同时岩石地球化学性质研究表明,麻粒岩原岩的形成与扬子陆块西北缘的岛弧环境有关[2]。根据地质年代学初步确定的康定杂岩主体形成时期为860Ma~750Ma新元古代的岩浆活动。因此本文认为康定杂岩是Rodinia(罗迪尼亚)超大陆裂解而形成。

4.结论

通过研究分析,本文将康定杂岩的研究观点进行梳理统一,认为康定杂岩形成主体为元古代晋宁期岩浆活动时期,经过后期中生代印支-燕山期岩浆活动以及新生代喜山期岩浆活动等一系列火成岩浆岩在后期经过区域变质、动力变质、混合岩化等变质作用。本文认为康定杂岩形成与活动大陆边缘的岛弧环境有一定的关系,康定杂岩体是由Rodinia(罗迪尼亚)超大陆裂解期,在裂解处一个相对独立块体随古太平洋漂移向北运动,最终与扬子古陆地块西缘碰撞而形成的产物,同时拼贴到扬子地块后形成的一个杂岩体,有相对独特的岩石岩性特性。康定杂岩体是有着岛弧环境特征,并经后期多期次幔源物质来源的火山活动和变质作用共同形成的产物。

参考文献:

[1]罗鸿书,毛玉元,陆彦,等.康定氟镁石金矿[M].成都:四川科学出版社,1987.

[2]陈岳龙,罗照华,赵俊香,等.从锆石SHRIMP年龄及岩石地球化学特征论四川冕宁康定杂岩的成因[J].中国科学, 2004, 34(8): 687-697.

[3]袁海华,张树发,张平,等.康滇地轴基底时代的初步轮廓[M].中国攀西裂谷文集. 1987.

[4]从柏林.攀西古裂谷的形成与演化[M].北京:科学出版社, 1988.

[5]陈智梁,刘宇平,魏少清,等.康定大渡河两岸主要金矿区矿田构造研究[M].北京:地质出版社, 1997.

[6]周新民.对华南花岗岩研究的若干思考[J].高校地质学报, 2003, 9(4): 556-565.