Question

华力西期岩浆岩

Answer 1

华力西期岩浆岩以二叠纪为主，少量泥盆纪火山岩。二叠纪岩浆岩主要在川西高原地区发育。泥盆纪火山岩仅在木里地区少量见及。

一、火山岩

(一)泥盆纪

分布在四川省木里地区宁朗一带，于中泥盆统见变质基性火山岩，向南至宁朗老灰里一带，中泥盆统中基性火山岩变质为钠长阳起片岩、钠长绿帘阳起片岩。老灰里绿片岩的全岩钾氩法年龄值为373.06Ma，同灰岩夹层中所含化石时代一致，属泥盆纪产物。

在康定县江达沟、铜陵沟等地的泥盆系危关群下部第一岩组的黑色碳质硅质板岩和大理岩中，见蚀变玄武岩、安山岩或玄武质凝灰岩，偶见中酸性晶屑凝灰岩。

木里地区泥盆纪的火山岩，属玄武质岩石组合。泥盆系火山岩多属亚碱性系列。在里特曼-戈蒂里图解中，样品落在A区，在皮尔斯判别函数F₂对F₁图上，全落于板内玄武岩区(据1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。

(二)二叠纪

1.石渠-木里带

(1)地质和岩石学特征

分布于木里桐翁、碎骨山，九龙大菩萨山等地，火山岩以基性熔岩、基性火山碎屑岩为主，少量中酸性火山碎屑岩。岩石受区域动力变质作用影响，皆已发生变质。熔岩主要岩石类型为变细碧岩、变橄榄玄武岩、变玄武岩、变粗玄岩、变质基性火山岩。火山碎屑岩岩石类型为玄武质火山集块岩、玄武质火山角砾岩、变质基性火山凝灰岩、中基性火山角砾岩、变质中酸性岩屑晶屑凝灰岩等岩石。在九龙大菩萨山，火山集块岩、角砾岩围绕大菩萨山喷发中心分布，远离喷发中心以熔岩为主，并逐渐过渡为沉积岩，显示该处为一古火山口。

火山岩韵律有两种类型:由枕状橄榄玄武岩和块状、杏仁状玄武岩构成韵律层，顶部有少量基性凝灰质板岩、角砾状灰岩;由碎屑岩与基性熔岩或火山角砾岩形成韵律层。

(2)岩石化学、地球化学特征

火山岩岩石化学、地球化学成分特征(据1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。TAS图解(图2-8)中分别投点于玄武岩区、玄武安山岩区、粗面玄武岩或碱玄岩、碧玄岩区，以义敦地区相似。大多数岩石以贫硅、铝而富铁、镁，略富钠而贫钾为主要特点。硅-碱图解(图2-9)判别，多数投点于A区(碱性系列)，少数投点区于S区(亚碱性系列)靠近A区一侧，进一步的K₂O-Na₂O图解(据Middlemost，1972)判断为钠质系列，显示火山岩主体属于碱性岩系钠质系列，与义敦地区相似。

岩石微量元素特征(据1∶25万新龙县幅，2004)，其岩石地球化学型式呈明显“W”型(图2-10)，Ti、Y、Yb、Sc、Cr不富集或略有亏损，Sr、K、Rb、Ba、Th，Nb、Ce和Sm选择性富集，Ta和P、Zr、Hf相对丰度值较低，表明岩浆为部分熔融作用产物，且熔融程度较高，分离结晶作用较强。样品的地球化学型式一致，表明岩浆具有相似的演化过程。

岩石稀土元素特征(据1∶25万新龙县幅，2004)，稀土总量(∑REE)普遍较高，由146.1～384.47不等，LREE/HREE为1.48～3.74，表明轻稀土相对富集，δEu为0.71～0.99，具微弱异常。其稀土配分型式总体呈单斜右倾曲线(图2-11)。其(La/Sm)_N、(La/Yb)_N、(Ce/Yb)_N及(Gd/Yb)_N值大小不一，表明岩石熔融程度不同。

图2-8 华力西期火山岩TAS图(据1∶25万新龙县幅2004、1∶25万宝兴县幅2003区调资料综合)

火山岩lgδ-lgτ关系图解(图2-12)，投点于稳定构造环境区;Zr/Y-Zr图解(图2-13)，投点于板内玄武岩区;Ti/100-Zr-Y*3图解判别，投点于板内玄武岩区。以上特征表明带内火山岩主要属稳定的板内构造环境，是以木里为三联接点的一个三岔裂谷系(四川省区域地质志，1991)，据木里桐翁、碎骨山等地火山岩上部所夹灰岩中含晚二叠世化石，火山岩时代为晚二叠世。

2.龙门山带

(1)地质和岩石学特征

该带内二叠纪火山岩由大石包组玄武岩组成，主要分布于康定县野牛沟，小金县大哇、大河边，汶川县魏家沟和丹巴县半扇门等地，构成小金弧形构造的前缘主体部分;玄武岩呈暗绿色，普遍发育枕状构造，属典型海相玄武岩。厚度变化也较大，几十至至千余米。玄武岩内夹少量页岩及灰岩。

从岩石组合特征看，喷发活动是以宁静溢流为主，间有喷发，火山岩韵律由下至上为:辉石玄武岩-凝灰岩或凝灰角砾岩或辉石玄武岩-枕状玄武岩-斑状玄武岩-致密块状玄武岩。

主要岩石类型为玄武岩和玄武质火山角砾岩、凝灰岩等。玄武岩为主要岩石类型。岩石具变余斑状结构，基质具变余嵌晶含长结构、变余间隐结构、变余填间-间隐结构等，枕状构造，杏仁状构造。

图2-9 华力西期火山岩硅-碱图解(据1∶25万新龙县幅2004、1∶25万宝兴县幅2003区调资料综合)

图2-10 华力西期火山岩地球化学型式(据1∶25万新龙县幅2004、1∶25万宝兴县幅2003区调资料综合)

火山角砾岩和凝灰岩主要呈2～17m厚的夹层产于玄武质熔岩中。岩石类型主要为玄武质角砾岩、玄武质凝灰岩。其中部分岩石强烈蚀变。

(2)岩石化学、地球化学特征

图2-11 华力西期火山岩稀土配分模式图(据1∶25万新龙县幅2004、1∶25万宝兴县幅2003区调资料综合)

图 2-12 华力西期火山岩 lgδ-lgτ 关系图( 据 1∶25 万新龙县幅 2004、1∶25 万宝兴县幅 2003 区调资料综合)

龙门山带中二叠世玄武岩的化学成分见1∶25万宝兴县幅区调报告(2003)。SiO₂含量介于46.56%～55.15%之间，属SiO₂适度饱和至不饱和类型;TiO₂为1.50%～3.72%，属高钛岩石;Al₂O₃介于12.08%～18.52%;Fe₂O₃一般为2.07%～3.87%，FeO为4.67%～9.90%;CaO为4.57%～10.80%，Na₂O为2.44%～4.43%，K₂O介于0.35%～4.56%之间，为碱量适度或富碱的岩石。与我国同类岩石相比，SiO₂、TiO₂、FeO高，其他均低于我国玄武岩平均值(据黎彤，1963)或变化不大。

图 2-13 华力西期火山岩 Zr/Y-Zr 图解( 据 1∶25 万新龙县幅 2004、1∶25 万宝兴县幅 2003 区调资料综合)

岩石特征值组合指数σ主要为4.67～10.78，个别2.07～3.76，多数>4，表明主体属碱性岩系，在SiO₂-AR图解中，绝大多数投入碱质区，硅-碱图解(图2-9)判别，亦主要显示碱性系列，表明二叠纪火山岩岩石系列为碱性玄武岩系列。利用玄武岩中的MgO、Al₂O₃含量计算橄榄石结晶温度在1100～1210℃之间，斜长石结晶温度在1100～1175℃之间(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2003)。

岩石微量元素特征(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2003)，其岩石地球化学型式呈明显“W”型(图2-10)。表现为Ti、Y、Yb、Sc、Cr不富集或略有亏损，Sr、K、Rb、Ba、Th，Nb、Ce和Sm选择性富集，Ta和P、Zr、Hf相对丰度值较低，具有多隆起的火山弧型拉斑玄武岩的模式曲线特点。

岩石稀土元素特征(据1∶25万宝兴县幅，2003)。龙门山带二叠纪火山岩的稀土元素总体特征差别不大，∑REE含量在一般(149.53～282.25)×10^－6之间。δEu介于0.89～1.03之间，Eu不具亏损或弱亏损，表明原生岩浆属幔源型，稀土元素主要特征值LREE/HREE为3.53～12.03，平均为6.97，(La/Yb)_N平均为10.98，(La/Sm)_N平均为2.87、(Gd/Yb)_N平均值为2.76，表明为轻稀土富集型，轻、重稀土不具有强烈分馏特征。相应地，配分曲线呈右倾型(图2-11)，与陆内(板内玄武岩)相似。

火山岩lgδ—lgτ关系图解(图2-12)，投点于稳定构造环境区;Zr/Y-Zr图解(图2-13)，投点于板内玄武岩区;Ti/100-Zr-Y*3图解判别，投点于板内玄武岩区。以上特征表明带内火山岩主要属稳定的板内构造环境。

二、基性-超基性岩

主要分布于邻区金沙江带，研究区石渠木里带，玛多-马尔康带。

(一)石渠-木里带

石渠-木里带北起通天河畔，向南经甘孜、理塘，延至木里。该带呈中段窄、南北两头宽的向北东凸出的弓形带状延长600km以上。

1.地质和岩石学特征

多呈小岩枝、岩床、岩脉产出。受后期构造肢解，多已残缺不全，呈岩块产出，呈断续带状分布。

岩石类型有斜辉橄榄岩、单辉橄榄岩-橄榄岩、透辉石岩、透闪石化二辉岩、变粗中粒橄榄辉长岩、变橄榄玄武岩等。辉长辉绿岩群侵入于上二叠统中，一般宽20～50m，长100m左右，主要为辉绿岩，少量辉长岩，呈岩墙、岩床贯入，无明显热力接触蚀变现象。

2.岩石化学、地球化学特征

岩石的化学成分(1∶25万甘孜县幅区调报告，2001;1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。超基性岩中SiO₂含量为28.16%～46.82%，属超基性岩范畴，与中国超基性岩平均值比，岩石以高TiO₂、Al₂O₃、MgO，低SiO₂、Fe₂O₃、FeO、MnO、CaO、Na₂O、K₂O、P₂O₅为特征，里特曼指数(δ)为0.82～2.03，属钙性-钙碱性系列，铁镁指数为15.67～30.74;基性中辉绿岩、辉长岩SiO₂含量为45.3～52.8，属基性岩范畴，与中国基性岩平均值比，岩石以高FeO、MgO、CaO，低SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、Na₂O、K₂O、P₂O₅为特征，里特曼指数(δ)为1.21～1.9，属钙性-钙碱性系列，铁镁指数为45.63～53.68;玄武岩中SiO₂含量为41.44%～50.36%，与中国玄武岩平均值比，岩石以高FeO、MnO、MgO、CaO，低SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、P₂O₅为特征，里特曼指数(δ)为1.15～3.9，属钙性-碱钙性岩(碱性玄武岩)系列，铁镁指数为49.68～69.43。

硅-碱图解中，落入亚碱性区。在SiO₂-FeO/MgO图中玄武岩落入钙碱性系列，橄榄玄武岩落入拉斑玄武岩系列区。辉绿岩、辉长岩岩墙与玄武岩绝大多数SiO₂<52%，FeO^*/MgO<2，且岩石系列包括拉斑、碱性系列，代表了洋脊或者边缘海中产生的洋壳碎块(1∶25万甘孜县幅区调报告，2001;1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。

在蛇绿岩套的MgO-CaO-Al₂O₃图解(图2-14)中，超基性岩落入橄榄岩区，角闪辉石橄榄岩则落入超镁铁质岩区，显示明显富铁的特点，而玄武岩类落入镁铁堆积岩区，显示明显富镁的特点，与金沙江地区类似。

辉绿岩稀有元素Nb、Ta、Hf、Zr富集;过渡性元素Cr、Ni、Co亏损，V、Sc富集;大离子亲石元素Sr、Ba、Rb、K富集;放射性元素Th富集。超基性岩的微量元素表现为大离亲石元素富集型;Th、U为富集型。玄武岩岩石的微量元素表现为大离亲石元素富集型，Th、U为富集型，以邻区义敦带相似(1∶25万甘孜县幅区调报告，2001;1∶25万新龙县幅区调报告，2004，图2-15)。

超基性岩稀土总量(∑REE)为(7.23～102.48)×10^－6，岩石铕异常很微，(La/Sm)_N为1.9～4.34，(Gd/Yb)_N为1.22～0.99，反映出岩石轻、重稀土分馏不太明显的特征(1∶25万甘孜县幅区调报告，2001;1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。

图2-14 华力西期超基性岩MgO-CaO-Al₂O₃图(据1∶25万新龙县幅2004、1∶25万甘孜县幅2001区调资料综合)

图2-15 华力西期超基性岩微量元素蛛网图(据1∶25万新龙县幅2004、1∶25万甘孜县幅2001区调资料综合)

辉绿岩稀土总量(∑REE)为(50.44～63.36)×10^－6，岩石略显正铕异常如图2-16，(La/Sm)_N为1.31～1.41，(Gd/Yb)_N为1.54～1.88，反映出岩石轻、重稀土分馏程度均较低。玄武岩的稀土总量(∑REE)变化范围为(64.07～122.39)×10^－6，玄武岩稀土配分型式特征如图2-16。稀土曲线为轻稀土略亏损的近平坦型，铕无明显异常(δEu=1～0.95)。(La/Sm)_N为1.11～3.60，(Gd/Yb)_N为1.06～2.05，反映出岩石轻、重稀土分馏程度均较低的特征(1∶25万甘孜县幅区调报告，2001;1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。

图 2-16 华力西期超基性岩稀土配分模式图( 据 1∶25 万新龙县幅、甘孜县幅、康定县幅、宝兴县幅区调资料综合)

K₂O-TiO-P₂O₅图解中投影既有海洋玄武岩亦有大陆玄武岩(基性火山岩);F₁-F₂图解中落入板内玄武岩区，次为洋底玄武岩和钙碱性玄武岩区，个别投入钾玄岩区;lgδ-lgτ图解中主要落入板内稳定区。超基性岩Th-Hf/3-Ta图解中落入板内玄武岩区及其分异产物区。在La/Yb-REE图解中，主要投入大陆辉长岩区。各类图解判断表明该期构造岩浆环境主体属非造山、板内海洋环境。综上所述，该期岩浆岩构造岩浆环境应为非造山、板内海洋环境(1∶25万甘孜县幅区调报告，2001;1∶25万新龙县幅区调报告，2004)。

(二)玛多-马尔康带

以康定、丹巴为中心，同基性火山岩相伴生。

1.地质和岩石学特征

甘孜奶龙沟地区主要为蛇纹石化的苦橄岩和单辉橄榄岩，常见于晚二叠世基性火山岩的底部，出露宽为数米至150m。

康定、丹巴一带，超基性、基性岩成群分布。以杨柳坪地区具有代表性，岩体多达200余个。在平面上，具有由裂谷中心往外超基性岩体减少、基性岩体增多的分带现象。单个岩体呈长十余米至数千米，宽数米至数百米的层状、透镜状、长条状产出。岩体具流动构造，含围岩捕虏体。杨柳坪岩床具垂直分异，由下而上基性程度减弱，依次为蛇纹石、次闪石化二辉橄榄岩，蛇纹石化、滑石化二辉橄榄岩，次闪石化单辉辉石岩，蚀变辉长岩。各岩相呈平行带状分布，渐变过渡。

主要岩石类型有二辉〔方辉)橄榄岩、方辉辉橄岩、二辉辉橄岩、单辉辉石岩和辉长岩。橄榄岩类具等粒或堆积结构，主要矿物橄榄石仅保留其假象，已全蛇纹石化。残留橄榄石晶体定向排列显示流动构造。单辉辉石岩具单斜辉石假象，由叶绿泥石、斜绿泥石、透闪石和碳酸盐矿物组成。

2.岩石化学、地球化学特征

岩石化学特征(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2001;1∶25万康定县幅区调报告，2004)，超基性岩类的SiO₂含量均比较偏低，属SiO₂不饱和岩石系列;Al₂O₃含量变化较大;Fe₂O₃+FeO的平均含量在10%以上，反映了铁质含量较高;MgO含量均小于模拟地幔岩38.67%的含量;M/F值为4～5之间，属于较低值;据以上特征值分析认为超基性岩应属正常系列的铁质超基性岩。

基性岩类与超基性岩类岩石的SiO₂、Al₂O₃、CaO、Na₂O+K₂O呈有规律递增，MgO含量、M/F值、Mg/(MgO+TFeO)呈有规律递减，Fe₂O₃+FeO含量整体变化不大，反映了岩体基性程度变化特点及同源岩浆分异演化的特征。

岩石微量元素丰度值(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2001;1∶25万康定县幅区调报告，2004)。变质超基性岩富兼容元素Cr、Ni、Co，亏损Rb、Nb、Ta、Hf、La、Sm、Tb、Yb、Lu等不兼容元素，Ba、Zr、Sc含量中等。

基性岩类岩石整体微量元素变化差异较大，与超基性岩相比，Cr、Ni、Co总体含量均低，而相对富V、Sr、Sc、Zr，其他不兼容元素Rb、Ba、Nb、Ta、Hf、La、Sm、Tb、Yb、Lu等虽然变化较大，但与超基性岩比较，整体均有不同程度增高，可能反映了岩浆分异演化后期产物，并且局部遭受了同化、混染或蚀变作用影响(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2001;1∶25万康定县幅区调报告，2004)。

从以上分析看，基性超基性岩的微量元素中，兼容元素Cr、Ni、Co，不兼容元素Rb、Ba、Nb、Ta、Hf、La、Sm、Tb、Yb、Lu等的含量具规律演化特征，说明该地区的基性-超基性岩属同源岩浆演化的产物，总体表现为裂谷环境。

岩石稀土元素分析(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2001;1∶25万康定县幅区调报告，2004)，变质超基性岩中蛇纹岩ΣREE为(20.26～170.36)×10^－6，LREE/HREE5.94、5.96、5.40，均为轻稀土富集型。稀土配分曲线(图2-16)右倾，略具铕异常;稀土元素配分模式近于一致，表明它们为同源岩浆分异产物;其ΣREE高丰度值表明本区超基性岩的稀土亏损程度很低，应为富集型地幔的特征。

辉长岩类ΣREE含量为(90.90～180.80)×10^－6，平均为129.99×10^－6，为球粒陨石的十余倍，稀土元素的丰度值普遍高于超基性岩类，具继承演化特征。稀土元素配分模式具明显的轻稀土富集特征(图2-16)，具弱的Eu负异常，曲线总体右倾，轻稀土及重稀土有明显分馏，其配分模式曲线总体类似于变质超基性岩类，说明它们代表了较晚期岩浆分离结晶作用的产物。上述各类岩石的REE总量呈有规律的变化，轻重稀土比值、(La/Sm)_N值和(Gd/Yb)_N值均近似一致，有相似的Eu异常特征及稀土配分模式曲线，反映了同源岩浆演化分异的特点。

3.构造环境分析

超基性-基性侵入岩及玄武岩是一套暗色岩建造，连同与之伴生的含碳质复理石碎屑岩、碳酸盐岩、含少量硅质条带的沉积变质岩系，应代表半深海的裂谷环境，但洋壳发育成熟度较低，裂谷开裂程度不大。该套岩石具较高的REE丰度值及明显的轻稀土分馏现象，表明地幔不具亏损，具非常典型洋壳地幔特征。暗色岩建造的不同类型岩石的特征表明，岩浆在上侵及侵位过程中经历了一定程度的分离结晶作用，并伴随成矿作用发生(据1∶25万宝兴县幅区调报告，2001;1∶25万康定县幅区调报告，2004)。