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第19卷第i期 成都理工学院学报 JOURNAI OF CHENGDU UNIVERSITY OF TECHNOIff)GY V01.20 No.i Feb.2002 2002年2月 [文章编号]1005 9539(2002)0i一0069 05 龙门山造山带中生代花岗岩带成因及其构造意义 黄永健 张成江 汪云亮 刘树根 王国芝。 (1.成都理工大学三系,成都610059;2成都理工大学石油系;3.成都理工大学地质系) [摘要]总结了龙门山造山带印支束一燕山期花岗岩带地质地球化学特征厦演化规律 在探讨 其戚困厦构造意义的基础上.将龙f:山造山带与传统的A型与B型俯冲带曲岩柴作用进行了 对比,括出龙门山造山带妁岩浆作用的不同特点是其区别于传统A型、B型蔑其他的一些内 陆挤压俯冲带曲重要证据。 [关键词:龙门山造山带;中生代花崩岩;构造意义 [分类号 P542 [文献标识码]A 龙门山造山带处于扬子地台西缘各构造单元 的过渡区.其重要的大地构造位置备受中外地质 学家的关注一 。刘树根、罗志立等根据大量的 事实,结合川西前陆盆地演化,提出n 其为一 种新的陆内俯冲类型——L(c)型俯冲 本文研究 了该造山带的岩浆作用特点,并将其与传统的A 型、B型俯冲带的岩浆作用进行了对比,指出了龙 门山造山带的岩浆作用的不同特点,应该成为共 区别于传统A型、B型及其他的一些内陆挤压俯 冲带的重要证据。 1 印支末~燕山期花岗岩带分布和演化 龙门山一川西盆山系统在发展过程中经历了 较为强烈的岩浆活动,尤以印支末一燕山早期最 为剧烈,使龙门山造山带广泛分布同期的中基性 岩脉、以花岗岩为主的中酸性侵入岩主要侵入在 共后缘的松潘一甘孜褶皱带东部中、上三叠统西 康群中,形成总体上受龙门山NE—SW向控制的 岩浆岩带(图1)。综台前人_1。I 及本次研究情 圉1松潘一甘孜褶皱带东部印支末一燕山期 花肉岩带地质略图 Fig.1 Geological skeleton of granite zone of lndo Yanshan epoch Ln the eastern Songpan ̄3anz[folded zone 1 主要岩体ra老君l均岩体Ib.盂通沟岩体,c-峨特山 岩体 d羊拱海岩体,e.马奈岩体,f.可尔因岩体,g.年 保也则岩悼;2.中支末一燕山期花岗岩带;3.三叠拳西 况“ ,该岩浆岩带具有如下的演化规律: a.岩体主要集中分布在青川一茂波断裂带西 康群和其把赢层界缦;4 岩带界巍 J—K.诛罗一白垩 系;T.三叠革西康群;Pz—T.古生界一三叠系{Pz.古 生乖;AnZ—Pz前震旦乐一古生界。主要断裂:F .平 侧.小盘一丹巴一线以北。远离龙门山造山带方 向,岩浆活动减弱,暗示岩浆活动与龙门山一川西 武一青川断裂, 茂渡一泣川断裂, .映寿一北Jif断 裂.F4.难县一安县断裂 _收穑日期:2000-11 o [基金项目]国土资源部重点基础项目(95Ol17) [作者简介]黄永健(1974一),男,博士生,放射性地球枷理学专业.(E-mail:hyj@edut.edu.on) 维普资讯 http://www.cqvip.com
成都理工学院学报 第29卷 盆山系统关系密切 岩带单个岩体大多呈南北向 调侵入的关系,对应于川西盏地的快速沉降时期. 或近南北向分布,少数近东西向分布.总体上构成 与所侵位的穹窿收构造近于同步形成;而燕山第 丹巴~马尔康和理县一黑水一毛尔盖两条近南北 二期及以后的如老君沟、孟通沟、万年雪等岩体大 向或近北北西向分布的岩浆岩密集带,其展布方 体上对应于盆地的低速沉降时期,与区域构造线 向与淡级的南北向断裂 方向相协调一致(图 呈明显的不搏调关系,是挤压应力松弛阶段岩浆 2),暗示岩体的侵位可能滞后于龙门山的主构造 活动的产物。 带的形成。 c 多数岩体中见有各种不同类型的包体:田 岩捕虏体、闪长质包体和沉积变质岩经过部分熔 融之后留下的耐熔残留体 闪长质包体呈典型的 岩浆结品结构,富含针状磷灰石,地球化学特征证 明其为非熔离成因,而是属于两种不同性质的岩 浆的不完全混合成园 该区花岗岩中不同类型的 包体的存在,从一个侧面佐证了本岩浆岩带混源 成因的认识。 d.根据花岗岩带的 sr/ Sr初始比值和较高 的铁旗元素含量 等地球化学特征表明.本岩带 图2龙门山北段深部构造分块图 Fig.2 Deep[ectonic D 。f middle northern 的物质来源总体上为壳幔混合源:岩浆岩带地球 Longm*en Mounlains 化学参数如 Sr/ Sr初始比值(0.7'02~0.707j、 (-N宋鸿彪,l991) K Na比值(098~l,76)、氧化系数(Fc /(Fc +IRe )一0.24~0.41)的一致性规律变化.反映 b.该区燕山期的岩浆括动可以分为5个峰值 由南东向北西,远离俯冲带方向,岩石的地壳沉积 期…一:208~200Ⅳb,196~]70 Ma.160~150 物成分增多、地幔源物质减少的趋势;而与此恰恰 Ma.1 40~110 Ma和70--60 Ma.可以大致与川 相反的是,在传统的A型、B型俯冲带 (匿l 4). 西前陆盆地的周期性构造沉降相对应- (图3) 按照远离俯冲带的方向.依次配置改造系列和同 就每一期的岩浆括动而言,似有从南东向北西,年 熔系列杂(斑)岩带,反映出岩石中的地I眨源的成 代逐渐变新的迹象,但总体上这一规律并不明显 分依次增加。 燕山第一期如羊拱海、可尔因等岩体与围岩呈协 12.从晚三叠统到后来的喜马拉雅期,贯穿于 0 龙门山一川西盆山系统的发展演化的始终,龙门 E: : 艮 \ : 山造山带一直有不同特点的中基性岩浆的活 动 一- 。’ 。 ].特别是龙门山土构造带形成稍后的 掣 差 广泛分布的石英拉斑玄武岩系列岩昧 K—Ar法沏j 基 s io [\\\. 得的年龄为1 91、5~1 97 Ma,展布特征及次序充 填与印支期的构造方向配套,与本区巨量花岗岩 浆的生成有一定的联系。 f.本花岗岩带是龙门山一川西盐山系统发展 至 喜 演化过程中壳幔相互作用的产物,成岩物质为壳 士2 幔混合源,因此本区燕山期花岗岩普遍表现出I o 型与S型共存的特征。近年来花岗岩的研究进展 表 .花岗岩实际上很可能是一种地-熳源和地 图3龙门山岩浆活动频谱与川西前陆盆地 壳源之间的连续谱系,由于来源的混合和经历过 构造沉降曲线对照 FL官3 Comparison of p∞(ra 0f m gm乱虻,tvtivitie ̄s 程的不尽相同而可能有无限多个类型一 。 1/Longmen Mountains and tectonic subsidence cul-ve (】f foreland basin in WesL Siehuan 2花岗岩带的成因及构造意义 据袁海华(L9g】)与李勇(1995)资料综合 造山带巨量花岗岩带的成园研究,已成为1蝈 维普资讯 http://www.cqvip.com
劳1期 黄永健等:龙门山造山带中生代花岗岩带成因厦其构造意义 ・71・ 圆 困 目s 田9 困1o 图4陆内挤压俯冲背景A型孪生花岗岩带形成的构造一岩浆一热力学模式图 Fig Tectonic magmatic thermodynamic palterr oF A—type 1Wln granite zone with background of inland (据胡志宏、胡受赛等.1991) 1.地壳潜在臆合岩化区;2.潜在花岗质熔体生成蓬:3.潜在花岗闪长质培体生成区;4地慢潜在台啦熔 区;5改造系列岩装开j成;6同溶系列岩浆彤成;7俯 十盘和熔岩茉形成;8.混台岩化发生;9.俯,r带脱 水;1 0俯 r.推鹿方向。a.高峥石浊沸石脱水Ib叶腊石脱水;c d绿泥石,绿帘石、十字石,白云母脱啦; d e—f.白云母、直闷石、黑云母、直闻石、黑云母脱啦;f—g.黑云母,角阀石脱水 明造山带岩石围系统各圈层相互作用不可或缺的 重要组成部分,一般认为熔融作用是花岗岩浆生 成的主导作用口 一.如由于板块或岩片俯冲及陆一 陆碰撞引起地壳加厚.大量构造摩擦热、变质变形 据刘树根、罗志立的研究 』l【 .该调整过程 主要是在邻近的栓潘一甘孜褶皱带和茂汶一汶川 韧性剪切带形成之后,由扬子地台向西的多阶殴 和多层次的滑脱俯冲所引发的.并且以深部带动 并控制浅部为特色,结果使扬子地台的刚硬基底 已经深深楔人龙门山的下地壳 。在楔人作用的 热等的影响下可以引起下地壳的熔融产生花岗质 岩浆 jl【 一;或者由于地壳抬升或岩石固的伸展 作用.使压力释放,温度升高.也可以引起下地壳 相对检弛阶段,产生了减压熔融,这种减压熔融既 有基性岩浆的熔融,又有酸性岩浆的熔融 由于地 壳相对较厚.中基性岩浆上升缓慢.与地壳发生较 为充分的物质和能量的交换,结果 『发了地壳的 熔融(减压熔融)而产生花岗质岩浆,特别是深部 基性岩浆的活动可能是花岗岩浆形成的最主要的 原因 本次研究通过对花岗岩带壳I幔混合源和相对 张性的构造环境的拟定表明.本岩带是盆山系统 发展演化过程中壳幔相互作用的产物,且总体上 大规模熔融,产生酸性岩浆的侵位而形成了本区 巨量的印支末一燕山期花岗岩带。按照楔八端空 间最大的原理,在每一旋回的进行过程中,俯冲锲 人作用引起的减压作用从东向西减弱,中基性岩 浆的活动降低;也由于地壳更厚的原因,导致花岗 形成于地幔上隆、地壳抬升的构造环境 近年来通 过对陆内挤压俯冲带P—T— 轨迹特征的研究 ”表 明.虽然陆内挤压俯冲活动带在较早时期的挤压 俯冲会使碰撞带发生区域增温,但是必须要到挤 压减退时.区域的增温才能达到高潮,相对的张性 环境和增温引起的地热异常使深部物质发生整个 陆内碰撞过程最强烈的(基性/酸性)藏压熔融,产 生大量的岩浆活动并上升侵位形成岩体(g-) 深 部基性岩浆活动不仅提供了地壳重熔所必需的热 岩中的地壳物质成分增加,相关的地球化学参数 呈系统性变化.岩体的年龄变新、形成深度变浅。 3与传统的A型、B型俯冲带岩浆 作用的对比 与俯冲带等一系列构造活动有关的岩浆作 用.特别是在边缘或内部挤压活动带.花 岗岩往往呈现与相关的断裂或俯f|f『带平行分布的 特征早已引起许多研究者的重视 1l r_~ 。胡志 宏、胡受奚等在杨树峰提出的成对花岗岩带的概 念基础上口 ,通过对一些典型的陆内挤压俯冲 量.还提供了部分成岩物质.并可能是壳I暖相互作 用的主要方式之一。涤部的中基性/酸性岩浆的强 烈活动表明当时本区深部的地幔/地壳处于相对 活跃的状态,各个圉层、块体之间发生着强烈的相 互作用和深部物质的循环、调整过程 带、A型、B型俯 巾带的岩浆作用进行总结、提出 维普资讯 http://www.cqvip.com
・72・ 成都理工学院学报 第29卷 了A型、B型俯冲带的构造岩浆一热力学模式(图 过程[M].北京:地质出版社,]993 4) 该模式的要点在于随着俯冲盘的下插、俯冲, 6]林茂炳,苟宗海.四川龙门山造山带造山模式研究 依次由含水矿物脱水、熔融,上升至仰冲盘依次形 [M:.成都 成都科技大学出版社,1996. 成原地混合、改造系列花岗岩带;当深度增加到引 [7:蔡学林,魏显贵,刘援朝,等论楔人造山作用——以 发地幔岩产生基性熔体时,熔体上升进八地壳B『 龙门山造山带为例lJ].四川地质学报,1 998,16(2): 97一l叫. 发熔融,发生一系列的同化一混染,最后形成浅成 [ 罗志立.龙门山遣山带岩石圈演化动力学模式D].成 定位的同熔系列杂岩体带。在空间位置上,改造系 都地质学院学报,199],18(1):1—7 列花岗岩比同熔系列杂岩体带更靠近俯冲带.规 [9 刘树根.龙门山冲断带与川西前陆盆地的形成与演化 模也大得多.后者一般呈斑岩体产出,只有在沿海 [M7.成都:成都科技太学出版社.1 993. 地区(B型)的俯冲带的同熔系列的花岗岩才能有 1】O]李勇,曾允军.伊海生.等.龙门山前陆盆地沉积艮构 与改造系列相当的规模,且一般与火山共生,两个 造演化[M].成都:成都科技大学出版社 ]995 岩带共同的特点是二者均平行于俯冲带分布。 [JJ]袁海华,张志兰.龙门山冲断带西侧印支一燕…期花 与A型、B型及其他一些陆内挤压俯冲带相 岗岩类岩石年代学研究[A].龙门山造山带的蚓起 比,龙门山一川西盆山系统由于地处内部,远 和四川盆地形成和演化 ].成都:成都科技大学出 离大洋.其发展演化主要受东西两侧的扬子地台 版社,1996 330--337. 和松潘一甘孜褶皱带的活动及几条断裂带的控 [12]张志兰,张平,袁海华.龙门Ill形成动力学机制的地 制.北川一映秀这一超壳断裂是俯冲一推覆的主断 球化学讯息:J].成都地质学院学报,1991,18(1):23 —31_ 裂而.在整个盆山系统的演化过程中起到了巨大 :13]林强炳,苟宗海龙门山中段地质[M] 成都:成都科 的作用[tC,先期形成的邻近的松潘一甘孜褶皱带 技大学出版社,1996. 也许是本地区构造要素配置上的最大特色。本区 [14]朱鸿彪,刘树根.龙I、]山中北段重磁场特征与澡部构 的岩浆岩总体上可以归入同熔系列的范畴,在空 造的关系_J].成都地质学院学报,1991,18(1):74— 间分布上与俯冲带(龙门山主构造带)的平行特征 82. 并非特别明显,但最大的不同之处恐怕还是在于 [15:刘树根.四川龙门山冲断带(中北段)成因机制研究 愈接近俯冲带.地壳物质成分愈来愈少,与上述模 [D7.成都理工大学档案馆.1988. 式(图4)恰恰相反。这种构造岩浆活动特征差异 [16]黄永健龙门山盆地系统深部物质循环的地球化学 的最根本的原因.可能是由一对深部的温度、压力 研究[D_.成都理工大学档案馆,]999 场起决定作用的构造要素的种类及其配制、区域 [17]胡志宏,胡受奚.挤压一俯冲作用与孪生花岗岩带 构造单元岩石圈层的发育情况以及受邻区影响程 [M].北京:地质出恒社,]993. 度的不同而B『起的。 [18]洪大卫.花岗岩研究的最新进展和发慢趋势口].地 学前缘,1994,1(1—2):79—85. 龙门山造山带的岩浆作用的不同特点,应该 _】9]LeakBE.Granite rnagrm'm:their sources,initiation, 成为其区别干传统的A型、B型及其他一些陆内 and consequences of emp[acement[J_Geol Soc 挤压俯冲的重要证据;但是能否将其单独列为一 Lond,l990,147(3);579—589 种的俯冲带类型,还有待进一步的研究工作。 [20]柄坤光,扬巍然.碰撞后的造山过程及巨量花岗岩的 成固__J].地质科技情报,1997,1 6(4):l --21 [参考文献] [21]De Yeoreo¨,LUX DR,GuidottiCV The rale of l 赵友年,输撵福,采如龙,等.龙门山推覆构造初析 crustal anatexis and magma migration in the thermal 口 石油与天然气地质,1985,6(4):359--368 evolution of region of thickened eontinema]crust :2]任纪舜中国大地构造及其演化 M .北京:科学出版 [A].Evolution of metamorphic belts[C]Gelo s0c 社,1 980. l ondon,Spee Pub[,l 989,43:187—202. [33朱夏扳块构造与中国石油地质[M].北京:石油工业 [22 Le Breton N.Thompson A B Fluid—ub ̄nt(dehy— 出版社.1981. dration)melting of biotite in meyapalit ̄s in the early 4]骆耀南龙门山一锦屏山陆内造山带[M].成都;四川 stage.-;of crustal anarexis口] Gontrib Mineral Petrol, 科学拄术出版社.1998 1988—99(2):226--237 [57许志琴,饺立玮,壬中秀中国橙潘一甘孜山带的造山 :23 gen Ean.Using granite to image the thermal 8rate fo 维普资讯 http://www.cqvip.com
第1期 黄永健等:龙门山造山带中生代花岗岩带成困及其构造意义 ・73・ the source terrane[] ̄.Trans Roy s。c F ̄in5:Each Sci,1 992,83(1) 107 l15. [es3杨树峰.成对耗岗岩带和板块构造[M]北京:科学 出版社,1987 [24]Jamieson R A p-T-t paths of collisional orogenesis D].Geologie Rundschau.199J,180:321--332. [2j]王联魁.花岗岩带状分布与板块关系lJ:.岩石学研 究,1984.5(4):1—14. E27-_Pkcher W S.Granite type and tectonic environment, in mountain building process[M].London:Academ ic Pr瞄s,l983. GENESIS AND TECT0NIC SIGNIFlCANCE 0F THE MES0五0IC ERA GRANITE TERR IN IN L0NGM圆N M0UNTAINS 0R0GEN HUANG Yong—jian.ZHANG Cheng—jiang,WANG Yun-liang,LIU Shu—gen,WANG Guo—zhi (Che ̄gdu U,i-oer ̄i:ty ofT ̄Ano&gy,c^ Ⅱ) Abstract:Based on the development law and genes ̄of the Ind0_Yanshan epoch granite terrain in the Longmen Mountains—West Sichuan mountain-basin system,the paper compares the magmatism both from L type subduction and traditional A or B-type subducfon zone and indicates that the different characterm— tics of the magrrmtism in Longmen Mountains orogene are favorable evidence which distinguishes the orogene from the traditional A and B—type or other subduction zones. Key words:Longmen Mountins orogene;Mesceoiac Era granite terrain tectonic significance 联系电话:028—4078973;E-mail:hxq@gdut.edu.CII li l 成都理工学院都理l竽阮学报编竽狠辐辑部许印 l l l