Question

成矿地质背景

Answer 1

义敦岛弧弧后盆地中的火山-热液成矿作用目前仅发现在勉戈弧后盆地中，该盆地的基本地质概况已在第一章第四节中详述。

对一个岛弧带古构造环境的辨识，除了从地层、构造、火成岩等总体上分析外，仍然离不开岩石组合及其岩石化学等有关方面工作。然而，勉戈弧后火山岩由于以高度分异的酸性—超酸性岩为主，使得一些大离子亲石元素（LILE）的示踪效能大打折扣。相比之下，一些高场强元素（HFSE），特别是它们的比值能较好避开后期因素的影响，为我们探讨盆地裂陷时的构造环境提供依据。另一方面，通过对现代活动海盆的广泛研究，也为我们重建古弧后盆地提供了线索。Ewart等（1998）通过对西南太平洋现代主弧和弧后盆地的对比研究，指出岛弧岩浆形成于比弧后盆地更为亏损的地幔楔源区，并提出以高场强元素比值［w（Zf）／w（Hf），w（Zr）／w（Sm）等］作为“亏损指数”能有效地区分主弧和弧后火山作用。通过对多个弧盆体系的分析统计，发现岛弧之下岩浆w（Zr）／w（Hf）比不高于30，w（Zr）／w（Sm）不高于20。Vallier等（1991）研究Lau盆地中一个弧后扩张中心的火山岩时指出，w（Sr）／w（Nd）比在岛弧和弧后环境之间差异明显。在主弧岩浆中该比值明显偏高，不低于35，在弧后扩张盆地中不高于30。本区农都柯、孔马寺两地火山岩的w（Zr）／w（Hf）、w（Zr）／w（Sm）、w（Sr）／w（Nd）比值列于表4-35。农都柯火山岩w（Zr）／w（Hf）比在30.00～33.8之间，略高于主弧与弧后的分界值（30）。这一组数据告诉我们，农都柯地区火山岩虽然显示出弧后扩张环境特点，但它们比较接近主弧火山岩，说明该地区火山岩形成时弧后盆地尚处于扩张初期。孔马寺地区w（Zr）／w（Hf）比为34.5～88.3、w（Zr）／w（Sm）比为79.6～188.6，它们既明显高于主弧与弧后火山岩的分界值，也高于农都柯地区的相应比值。w（Sr）／w（Nd）比变化于2.7～6.1，明显低于分界值，说明孔马寺地区火山岩形成时，弧后盆地扩张已进入高级阶段。

表4-35 义敦岛弧弧后火山岩微量元素比值

在w（FeO）-w（MgO）-w（Al₂O₃）三元图中（4-47），农都柯和孔马寺地区的火山岩都分布在扩张中央岛中，显示了清晰的扩张环境，与主弧带火山岩明显不同。

在Nb-Y、Rb-（Y+Nb）、Ta-Yb、Rb-（Yb+Ta）构造环境判别图上（图4-48），农都柯和孔马寺地区的火山岩与主弧带上的流纹岩都落在岛弧岩浆岩区，说明它们整体上处于统一的岛弧构造环境中，并且由主弧到弧后盆地，岩浆作用经历了由钙碱性向拉斑玄武质演化的历程。

图4-47 义敦岛弧弧后盆地和板内酸性火山岩构造环境图

图4-48 义敦岛弧弧后盆地和板内酸性火山岩形成构造环境判别图