義敦古火山弧的火山建造

義敦古火山弧的火山建造

1曲孜寺組和義沖火山組宜敦古火山角是松潘-甘孜造山帶地質(zhì)發(fā)育中的一個極重要的地質(zhì)構(gòu)造單元。一般來說，這是與甘孜-理塘海岸帶密切相關(guān)的火山島拱帶。該海岸帶起源于晚二疊世，經(jīng)歷了從晚二疊世到晚三疊世的兩次重大上升和下降。以島角為標(biāo)志的火山脈的主要發(fā)展時間為晚三疊世，形成了一套以島角火山巖為標(biāo)志的火山巖脈。義敦古火山弧自西向東,以德格-河坡-章德-鄉(xiāng)城斷裂、柯洛洞-麥宿-嘎村-碩曲斷裂為界,可大致分為西弧帶(德格-河坡-章德-鄉(xiāng)城斷裂以西)、主弧帶(德格-河坡-章德-鄉(xiāng)城斷裂與柯洛洞-麥宿-嘎村-碩曲斷裂之間)、東弧帶(柯洛洞-麥宿-嘎村-碩曲斷裂以東)三個火山巖帶,其火山巖發(fā)育程度和沉積特征有所差異。按巖石地層劃分的原則,將義敦古火山弧的地層進行了清理,其地層單位如表1。主弧帶上的岡達(dá)概組在1∶20萬區(qū)調(diào)中曾被劃為曲嘎寺組一段,筆者主要根據(jù)以下理由將其修訂為岡達(dá)概組:產(chǎn)出生存時限為志留紀(jì)至早三疊世的牙形刺化石;沉積巖主要為具深水相特征的碳酸鹽、硅質(zhì)、泥質(zhì)沉積,與區(qū)域上的岡達(dá)概組沉積特征類似;火山巖為堿性鈉質(zhì)系列至鈣堿性拉斑系列的基性火山巖,與區(qū)域上的岡達(dá)概組的火山巖特征可以對比。主弧帶上的義敦群在1∶20萬區(qū)調(diào)中曾被劃為曲嘎寺組二段,筆者主要根據(jù)以下理由將其修訂為義敦群:它以1型不整合及其相應(yīng)的整合面與上覆的曲嘎寺組分隔;化石稀少、以一套厚大的變質(zhì)碎屑巖組合為特征,與層型剖面及區(qū)域上的義敦群可以對比。曲嘎寺組巖性具有明顯的三分特點,即下部為含放射蟲硅質(zhì)巖、中-基性火山巖、輝綠巖;中部為礫巖或砂巖;上部為含礁相生物灰?guī)r的碳酸鹽巖。區(qū)域上,下部的火山巖組合、中部的粗碎屑巖組合厚度變化較大,有的地方可缺失,上部的碳酸鹽巖組合較穩(wěn)定,?？勺鳛榍滤陆M的標(biāo)志性巖層。根隆組是東弧帶西部一套以火山巖為主的地層,大致對應(yīng)于曲嘎寺組的沉積,與曲嘎寺組不同的是,火山巖很發(fā)育而且較穩(wěn)定,上部缺少含礁灰?guī)r的碳酸鹽巖組合,而主要相變?yōu)橐惶缀}質(zhì)的粘土巖或碎屑巖沉積。但在東弧帶東緣的岡嘎一帶,上三疊統(tǒng)下部仍然出現(xiàn)曲嘎寺組而不是根隆組特征的地層。圖姆溝組是西弧帶上一套以板巖為主夾少量中酸性火山巖及灰?guī)r的地層,大致對應(yīng)于主弧帶上勉戈組的火山沉積期,因其環(huán)境主要屬于主弧帶西側(cè)的弧間或弧后盆地,火山巖不發(fā)育,但板巖有相當(dāng)部分可能屬凝灰物質(zhì)海解成因,而且和勉戈組一樣,都以單一的雙殼生物群落為特征,以Pergamidia為代表的厚殼、大個體雙殼動物極度繁盛,這與曲嘎寺組的高分異度、多門類的生物群落顯著不同。筆者認(rèn)為,從巖石地層的角度,同時參考生物地層和事件地層的特征,原來區(qū)域上劃歸圖姆溝組下部的含多門類化石的礫巖、碳酸鹽巖地層,應(yīng)歸屬曲嘎寺組。筆者還將勉戈組頂部一層較穩(wěn)定的并富集雙殼、腕足化石及富含火山碎屑的泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖單獨劃出,稱為綠參段,代號為T勉戈組是主弧帶和東弧帶上,以酸-中-基性火山巖組合為主的地層,代表了義敦古火山弧最重要的島弧火山作用,在主弧帶厚度最大,巖石組合、火山相以及火山韻律最完整。喇嘛埡組,義敦古火山弧主旋回火山活動之后的巨厚復(fù)理石沉積,在主弧帶上,其下部可夾少量火山巖。這是義敦古火山弧保存下來的最高層位的海相沉積。本文主要根據(jù)主弧帶上的調(diào)查研究成果,討論義敦古火山弧的火山建造,并以上三疊統(tǒng)的火山建造為重點。2主要火山巖的類型對火山巖的分類命名主要采用以下方法:(1)薄片鑒定,根據(jù)實際礦物組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造命名;(2)根據(jù)巖石化學(xué)分析成果,在TAS圖上分類(圖1);(3)根據(jù)巖石化學(xué)分析成果計算出標(biāo)準(zhǔn)礦物,在Streckeisen的QAPF雙三角圖上分類。對以上結(jié)果進行綜合考慮,確定較合適的巖石名稱。之所以使用綜合分類命名方法,是因為區(qū)內(nèi)火山巖已普遍蝕變、變質(zhì),原巖礦物常轉(zhuǎn)化為新生的變質(zhì)礦物,有時僅靠薄片鑒定很難定出原巖的確切名稱。但在利用化學(xué)分析成果進行巖石分類時,仍需考慮變質(zhì)作用對原巖成分的影響,因此需要對化學(xué)分析成果按可信度進行篩選,并對氧化物百分含量及氧化鐵進行調(diào)整和校正。火山巖在主弧帶的岡達(dá)概組、義敦群、曲嘎寺組、勉戈組、喇嘛埡組中均有出現(xiàn),勉戈組以火山巖為主,岡達(dá)概組與曲嘎寺組的火山巖均可與沉積巖構(gòu)成互層或夾層,義敦群與喇嘛埡組僅在局部地段出現(xiàn)少量火山巖夾層。以上各巖石地層組中的火山巖類型均包括熔巖和火山碎屑巖,在勉戈組中還出現(xiàn)較為特殊的熔結(jié)凝灰?guī)r。另外,還有與各層位火山巖伴生的同源次火山巖。2.1阿德羅群火山巖熔巖主要為玄武巖,火山碎屑巖包括玄武質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r。伴生的次火山巖主要有輝綠巖。2.2義敦群的火山巖熔巖主要為安山玄武巖、安山巖,火山碎屑巖為安山質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r。2.3基性巖屑巖類熔巖包括玄武巖、安山玄武巖、安山巖、橄欖粗安巖、英安巖、流紋巖;火山碎屑巖包括玄武質(zhì)、玄武安山質(zhì)、安山質(zhì)的巖屑晶屑凝灰?guī)r。伴生的次火山巖主要有輝綠巖。2.4礦屑、凝灰及集塊熔巖包括粗面巖、英安巖、流紋巖、霏細(xì)巖。除典型的熔巖外,還見有凝灰熔巖,即熔巖中混入有火山巖巖屑、晶屑以及火山灰或火山塵,這些火山碎屑物的含量有時可達(dá)25%;火山碎屑巖主要為流紋質(zhì)的凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖以及它們之間的結(jié)構(gòu)過渡類型。火山碎屑主要由流紋質(zhì)火山巖巖屑、長石與石英晶屑、酸性玻屑及粉砂級以下的火山灰構(gòu)成。凝灰?guī)r以巖屑、晶屑、玻屑的含量變化形成不同類型的單屑、雙屑、三屑凝灰?guī)r,其中以雙屑的巖屑晶屑凝灰?guī)r最常見。集塊巖礫徑一般6～30cm,個別可達(dá)80cm以上。集塊的成分主要有灰?guī)r、板巖、基性火山巖等巖塊。勉戈組火山巖伴生有次火山相的花崗斑巖。流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r是勉戈組具有典型意義的巖石,由流紋質(zhì)火山巖屑、石英與長石晶屑、酸性玻屑組成。玻屑間彼此緊密接觸,幾乎無填隙物,具熔結(jié)或焊結(jié)特點。碎屑定向排列,玻屑、巖屑塑變特征明顯,具火焰狀、舌狀外形,其厚長比可達(dá)1∶50,并可見到雙錐體的自形石英晶屑,這些均屬典型的熔結(jié)凝灰?guī)r特征。勉戈組中另外具有特殊意義的是出現(xiàn)鉀玄巖(Shoshonite)組合。筆者確定勉戈組鉀玄巖存在的主要依據(jù)是,在TAS圖上巖石樣品投影于S2.5基性二氮巖熔巖包括玄武巖、安山玄武巖、安山巖、橄欖粗安巖。其中玄武巖中可含少量橄欖石、鉻尖晶石。橄欖粗安巖屬玄武粗安巖的鈉質(zhì)分支。火山碎屑巖包括玄武質(zhì)、安山玄武質(zhì)、安山質(zhì)的凝灰?guī)r,主要為巖屑晶屑凝灰?guī)r。3巖石系、系和系列的區(qū)別以及巖石化學(xué)特征的性質(zhì)3.1亞堿性巖系的進一步劃分劃分方案是首先將巖石分為堿性巖系和亞堿性巖系,然后再將堿性巖系的巖石分為鈉質(zhì)系列和鉀質(zhì)系列,將亞堿性巖系的巖石分為拉斑系列和鈣堿系列。巖系劃分方法采用了里特曼指數(shù)(>3.3為堿性巖系,<3.3為亞堿性巖系)、Irvine的硅堿圖、Yoder和Tilley的標(biāo)準(zhǔn)礦物Ol’-Ne’-Q’三角圖等不同的方法加以比較,其結(jié)果基本一致。除了勉戈組中的鉀玄巖組合、喇嘛埡組中的橄欖粗安巖屬于堿性巖系外,其余火山巖皆屬亞堿性巖系。但岡達(dá)概組的樣品多位于Irvine和Macdonald的堿性-亞堿性分界線之間的過渡區(qū)。堿性巖系的進一步劃分采用了Irvine的標(biāo)準(zhǔn)礦物An-Ab’-Or三角圖解(Ab’=Ab+5/3Ne)。勉戈組的鉀玄巖組合均屬于堿性巖系中的鉀質(zhì)系列,即鉀玄巖組合相當(dāng)于堿性巖系中一個富鉀的分支。喇嘛埡組中的橄欖粗安巖則屬于堿性巖系中的鈉質(zhì)系列。如果將岡達(dá)概組位于Macdonald的堿性巖系區(qū)的樣品進行系列劃分,則它們主要屬于鈉質(zhì)系列。亞堿性巖系的進一步劃分采用了Macdonald的FAM三角圖解以及都城秋穗的相關(guān)圖解(圖2),得到的結(jié)果也基本一致。岡達(dá)概組、義敦群的火山巖屬拉斑系列,曲嘎寺組的火山巖具有拉斑系列與鈣堿系列的過渡特征,而勉戈組的火山巖、以及喇嘛埡組中除橄欖粗安巖之外的火山巖,均屬于鈣堿系列。從巖石地層序列來看,由岡達(dá)概組、義敦群→曲嘎寺組→勉戈組→喇嘛埡組,即由老到新,火山巖具有由亞堿性拉斑系列→亞堿性拉斑系列+鈣堿系列→亞堿性鈣堿系列+堿性鉀質(zhì)系列→亞堿性鈣堿性系列+堿性鈉質(zhì)系列演化的特點。3.2鉀玄巖的地球化學(xué)特征區(qū)內(nèi)義敦群、曲嘎寺組安山玄武巖的氧化物含量較接近中國拉斑玄武巖的平均值(據(jù)趙宗溥、梅厚鈞),其中義敦群的安山玄武巖較富鉀而貧鎂。勉戈組的粗面玄武巖與高鋁玄武巖(據(jù)H.kuno)相似,但更富鉀而貧鈣。曲嘎寺組的安山巖較接近角斑巖的成分(據(jù)宋叔和),但更富鐵鎂。和Condie的鉀玄巖資料對比,本區(qū)的鉀玄巖明顯富鎂富鉀。勉戈組的流紋巖,由下往上,有由低鉀-中鉀流紋巖向中鉀-高鉀流紋巖變化的趨勢。在標(biāo)準(zhǔn)礦物中,鉀玄巖組合除安粗質(zhì)火山巖出現(xiàn)石英外,鉀玄巖、鉀質(zhì)粗面玄武巖、堿玄巖、煌斑巖均不出現(xiàn)石英,而出現(xiàn)SiO它們都出現(xiàn)高含量的鉀長石。(據(jù)都城秋穗1975)CA:鈣堿性火山巖系列;TH:拉斑玄武巖系列3.3安山玄武巖巖漿起源和演化從稀土特征看,區(qū)內(nèi)火山巖均為輕稀土富集型。曲嘎寺組安山玄武巖輕稀土富集程度最弱,而鉀玄巖的輕稀土富集程度最高。曲嘎寺組和勉戈組雖然都含有流紋質(zhì)火山巖,但其稀土特征有明顯不同:前者稀土總量低,輕稀土富集程度較弱,具弱的負(fù)銪異常;后者稀土總量高,輕稀土富集程度和銪的負(fù)異常較強,反映后者應(yīng)是巖漿演化較晚期的產(chǎn)物。從配分型式看,喇嘛埡組的安山巖類似于裂谷堿性玄武巖(Masuda等),或日本弧的堿性玄武巖。喇嘛埡組的粗安巖、曲嘎寺組的安山玄武巖類似于日本弧的高鋁玄武巖。鉀玄巖、鉀質(zhì)粗安巖、堿玄巖、煌斑巖的配分型式非常相似,反映了它們之間可能存在的成因聯(lián)系。粗面巖和流紋質(zhì)火山巖的配分型式很接近,也說明它們之間可能有密切關(guān)系。此外,曲嘎寺組中的流紋巖和橄欖粗安巖、勉戈組中的流紋巖和粗面巖配分型式的特征和特征參數(shù)都有類似的變化關(guān)系,反映它們各屬不同的演化階段早、晚期的產(chǎn)物。3.4勉戈組的酸性巖區(qū)內(nèi)火山巖微量元素特征及配分型式與太平洋、大西洋巖石(Carmichael等1974)比較,區(qū)內(nèi)的中基性火山巖具有高Ba、Pb、Th、U的特征,因而并非典型的大洋組合。曲嘎寺組、喇嘛埡組的中基性巖更接近于洋隆低鉀拉斑玄武巖或低鉀安山巖的成分。而勉戈組中的鉀玄巖組合類似于Condie的典型鉀玄巖的微量元素特點。勉戈組中的粗面巖則類似于裂谷堿性玄武巖和高鉀安山巖的成分。各類火山巖的過渡元素配分型式均為強分離W型,皆虧損Cr、Ni,富集Th、Nd。勉戈組的酸性火山巖以富集Ba、Rb、Th、Sr、Ce、Zr,明顯虧損Ti為特征,為典型的島弧火山巖微量元素特征。喇嘛埡組中基性火山巖的微量元素總體仍具有島弧火山巖的特征,但又與鉀玄巖組合相似,顯示有板內(nèi)堿性巖的特點。勉戈組中Ni/Co比值變化大,說明巖漿源深度變化大。喇嘛埡組中Ni/Co比值較大,說明巖漿源深度較大。3.5巖石化學(xué)特征利用氧化物含量及比值(9個變量)、稀土含量及比值(12個變量)、微量元素及比值(14個變量),對區(qū)內(nèi)的火成巖進行了聚類分析。在相關(guān)系數(shù)為0.9的水平上,以鉀玄巖為代表的一套堿性且主要富鉀的中、基性火山巖聚為A群,我們劃為鉀玄巖組合之一的粗安巖,在相關(guān)系數(shù)0.85的水平上先和粗面巖聚為一群,又在相關(guān)系數(shù)1.1的水平上和流紋質(zhì)火山巖聚為一群,似可說明鉀玄巖組合和粗面巖、流紋質(zhì)火山巖有彼此過渡的關(guān)系。在義敦古火弧北段的白玉-麻絨一帶,在較早的1∶20萬區(qū)調(diào)中,曾劃分有曲嘎寺組一段、曲嘎寺組三段兩套含有基性火山巖的地層。在筆者參與的調(diào)查與研究工作中,通過地層間的不整合關(guān)系、巖性特征、生物化石等方面的對比,發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)前人所劃的曲嘎寺組一段在層位上應(yīng)相當(dāng)于義敦地區(qū)的二疊系岡達(dá)概組,而曲嘎寺組三段應(yīng)相當(dāng)于義敦地區(qū)的曲嘎寺組。為此,筆者收集了昌臺-義敦地區(qū)不同地點不同層位性火山巖的化學(xué)分析數(shù)據(jù)進行聚類分析。為使結(jié)果更加簡明,先計算了各個地點上的平均成分(表2),然后再作聚類分析(圖3)。在相關(guān)系數(shù)為0.5的水平上,義敦地區(qū)岡達(dá)概組的樣品和義敦古火山弧北段的曲嘎寺組一段的樣品首先聚為一群,表明二者間確有較好的“親緣關(guān)系”。在相關(guān)系數(shù)為1.2的水平上,樣品聚為三群:A群包括了義敦的岡達(dá)概組、義敦弧北段的原曲嘎寺組一段、以及昌臺納楞海的原上三疊統(tǒng),這表明納楞海的基性火山巖形成時代也可能是比較老的;B群包括了義敦的曲嘎寺組和義敦弧北段的原曲嘎寺組三段,這進一步證實了二者的對應(yīng)關(guān)系;C群包括了昌臺東山脊、根隆溝的等義敦火山弧東弧帶的樣品,說明這個帶火山巖成分有相對的獨立性。4勉戈組火山噴發(fā)旋回與火山文化之間的關(guān)系基本層序的概念及其工作方法是在沉積巖研究中首先提出來的,作為一種對巖石單層組合進行客觀描述的方法,筆者認(rèn)為它同樣適用于火山巖地層,并可作為對火山巖形成環(huán)境和成因解釋的基礎(chǔ)?；緦有蛟谧R別和劃分時,仍然有一個尺度和組合的問題。火山地層劃分以前經(jīng)常使用“韻律”和“旋回”這兩個術(shù)語。從實質(zhì)上說,火山噴發(fā)韻律也相當(dāng)于一定尺度(段或亞段級別)的基本層序,而且是由火山作用具有的自旋回性而形成的旋回性基本層序。為研究和說明上的方便,筆者使用了一個火山地層單元的描述序列,見表3。表中所稱的基本層序,主要指構(gòu)成韻律和各單元內(nèi)的單層組合。這里又分兩種情況:一種是該單元由單一的巖石構(gòu)成;另一種情況是單元由“層對”或三種以上的巖性單層交替組成。勉戈組酸性火山巖中常見有兩種基本層序,如圖4所示。其中層序A可代表一次熔巖流和一次凝灰物質(zhì)降落沉積過程,層序B反映了一次火山噴發(fā)自旋回沉積,它們可視為肉眼所觀察到的火山噴發(fā)的最小自旋回單位。層序B上部的熔巖常缺失,在遠(yuǎn)離火山噴發(fā)中心的地段,層序B頂部常出現(xiàn)富含雙殼化石的粘土質(zhì)沉積。對火山韻律與旋回的劃分方法,主要有以下幾種:(1)熔巖,以熔巖的成分及結(jié)構(gòu)變化來劃分;(2)火山碎屑巖,以火山碎屑巖的粒度變化來劃分;(3)熔巖與火山碎屑巖互層,以火山碎屑巖→熔巖的結(jié)構(gòu)順序劃分;熔巖→沉積巖的結(jié)構(gòu)順序劃分。特殊的如熔結(jié)凝灰?guī)r還可考慮以流動單元(單元流層)來劃分。區(qū)內(nèi)火山噴發(fā)韻律較為清楚而易于劃分的主要限于勉戈組。在勉戈組酸性火山巖中,筆者主要根據(jù)火山碎屑巖的粒度變化及火山碎屑巖→熔巖的結(jié)構(gòu)順序來劃分韻律(圖5)。A.層對式,A對于成分韻律劃分,先進行了剖面地層模型的研究(圖6),確定不同成分火山巖的結(jié)構(gòu)順序,義敦古B.旋回式,B圖6然皮交日—交弄剖面曲嘎寺組—喇嘛埡圖6然皮交日組火山地層模型A玄武質(zhì)火山巖B安山質(zhì)、粗面安山質(zhì)或英安質(zhì)火山A、玄武質(zhì)火山巖B、安山質(zhì)、粗面安山質(zhì)或英安質(zhì)火巖BE、鉀玄巖小數(shù)代表單元厚度在剖面總厚度中所占百分比圖5格塔剖面勉戈組火山巖的噴發(fā)韻律火山弧主弧帶上曲嘎寺組至喇嘛埡組成分韻律的變化特點是:玄武質(zhì)→粗安質(zhì)或英安質(zhì)→流紋質(zhì)→石英粗面質(zhì),成分韻律劃分見表4。在對火山巖巖石特征、化學(xué)成分以及火山噴發(fā)韻律研究的基礎(chǔ)上,筆者對區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)至上三疊統(tǒng)地層作了火山旋回的劃分,見表5。5火山和火山的連接5.1噴溢相及沉積相在區(qū)內(nèi)除火山通道相較難識別和確定外,其余的火山巖相都已發(fā)現(xiàn)。包括有:(1)爆發(fā)相,是區(qū)內(nèi)最主要的火山巖相,在勉戈附近的主弧帶上最發(fā)育。巖石類型為集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r。平均爆發(fā)指數(shù)以勉戈組最高,達(dá)0.89,曲嘎寺組其次,為0.57,其余組段皆小于0.5;(2)噴溢相,為各種熔巖。在曲嘎寺組和喇嘛埡組較發(fā)育;(3)侵出相,見于勉戈及麻青的勉戈組中,由流紋巖構(gòu)成巖鐘狀的熔巖穹丘,相對高差可達(dá)40～50m。熔巖穹丘中發(fā)育近直立的流面構(gòu)造;(4)潛火山相,由花崗斑巖、鉀玄巖、煌斑巖等組成,巖石可呈脈狀侵入圍巖中或呈似層狀產(chǎn)出;(5)噴發(fā)沉積相,火山巖主要為凝灰?guī)r類,與沉積巖相間分布。由于海相火山巖和大量海相沉積巖伴生,因此應(yīng)把火山巖相和沉積巖相有機地結(jié)合起來,并作為海相火山巖區(qū)盆地及環(huán)境分析的重要技術(shù)路線。針對義敦古火山弧的實際情況,筆者嘗試性地提出一個火山—沉積綜合巖相劃分方案,見表6。表中作為噴發(fā)、搬運、沉積類型代號的三個字母組合,依次表示噴發(fā)環(huán)境、搬運介質(zhì)、沉積環(huán)境。W表示水下環(huán)境或水搬運,A表示陸上環(huán)境或空氣搬運。例如WWW即表示水下噴發(fā)、水搬運、水下沉積。島弧組合中,C-1相為破火山口中心相,C-2相為破火山口外圍相,C-3相為遠(yuǎn)離火山口洼地相。5.2破火山中心相的恢復(fù)岡達(dá)概組至曲嘎寺組及喇嘛埡組火山巖以噴溢相和層狀熔巖為主,伴生巨厚的海相沉積巖,主要為盆地內(nèi)裂隙式的火山噴發(fā)?；鹕轿镔|(zhì)基本上都為水下噴發(fā),水介質(zhì)搬運,水下沉積。勉戈組火山巖具有中心式噴發(fā)的特點。在該組內(nèi),筆者根據(jù)爆發(fā)相、侵出相、潛火山相、噴溢相的組合,以及火山集塊巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、花崗斑巖、穹丘熔巖的巖石組合,建立了破火山口中心相的鑒別標(biāo)志,并在義敦火山弧主弧帶上的安孜一帶恢復(fù)了然皮交日、勉戈、麻青、扎翁拉四個噴發(fā)中心。由于有小體積熔結(jié)凝灰?guī)r發(fā)育,而且熔巖中可見完美的柱狀節(jié)理,表明有陸上的或極淺水環(huán)境下的破火山口的生成。因此,火山物質(zhì)局部具有陸上噴發(fā)、空氣搬運、陸上堆積的環(huán)境。然皮交日是區(qū)內(nèi)最重要的火山噴發(fā)中心,由此向南、向東,火山碎屑物粒度總體趨于變細(xì),且沉積巖夾層增多。鉀玄巖組合及堿性鉀質(zhì)系列的粗面巖皆出現(xiàn)于勉戈、然皮交日及其西北側(cè),說明勉戈組沉積時主弧帶北段由南東向北西,由島弧邊緣盆地逐漸變化為島弧靠陸一側(cè)的火山口高地。6義敦煌古山弧層序界面現(xiàn)代地層學(xué)相對于傳統(tǒng)地層學(xué)的一個重要標(biāo)志,就是層序地層學(xué)理論的提出與發(fā)展。雖然它的概念和體系是建立在被動(穩(wěn)定)大陸邊緣研究的基礎(chǔ)上的,但它的基本思路和方法有普遍意義。義敦古火山弧在地史中主要屬于活動陸緣的火山盆地-島弧區(qū),筆者嘗試運用了層序地層學(xué)的理論、方法來研究區(qū)域地層格架。研究中的要點在于對層序不整合、饑餓段、海泛面的識別,并利用它來劃分層序和沉積體系域,同時充分考慮活動陸緣區(qū)層序和體系域形成的特點:沉積受構(gòu)造控制在不同部位有強烈的差別和變化;盆地沉積物的供給在很大程度上和火山噴發(fā)活動有關(guān);沉積間斷和不整合面發(fā)育頻繁而且具多樣性。筆者對義敦古山弧層序地層研究的認(rèn)識見于表7。以下對重要的界面和沉積段作簡要說明。岡達(dá)概組頂部在上麻絨見有層紋構(gòu)造的灰黑色薄中層泥質(zhì)硅質(zhì)巖,類似于饑餓段沉積,結(jié)合沉積建造特點來看,岡達(dá)概組和義敦群應(yīng)分別相當(dāng)于海侵和高水位體系域。曲嘎寺組與下伏義敦群之間的1型不整合面,是區(qū)內(nèi)最重要的層序界面,其主要特征為:(1)曲嘎寺組不同巖石單元對義敦群的下超(圖7);(2)曲嘎寺組底部見有巖屑礫巖或石英質(zhì)礫巖構(gòu)成的海底扇堆積,相當(dāng)于1型不整合面上由海底峽谷深切形成的低水位扇;(3)在低水位扇之上,即曲嘎寺組內(nèi)部還見有由巖屑礫巖、石英質(zhì)礫巖、灰?guī)r巖屑礫巖、砂巖構(gòu)成的低水位楔沉積。此外,曲嘎寺組下伏的義敦群頂部,見有透鏡狀的白云質(zhì)綠泥絹云板巖產(chǎn)出,很可能為該不整合面暴露形成的鈣泥質(zhì)風(fēng)化殼沉積經(jīng)變質(zhì)而成。曲嘎寺組與上覆的勉戈組之間存在2型不整合面,其標(biāo)志為:(1)曲嘎寺組內(nèi)不同巖石單元的頂超(圖7);(2)曲嘎寺組上部向上變淺的碳酸鹽沉積序列;(3)曲嘎寺組頂部的暴露標(biāo)志,如灰?guī)r的白云巖化,潮坪相的礫屑白云巖、泥晶白云巖、泥晶灰?guī)r沉積等;(4)巖性巖相的不連續(xù)。在麻青至青格瑪一帶,曲嘎寺組頂部灰?guī)r層面上可見大量團塊狀、皮殼狀、斑點褐鐵礦構(gòu)成的鐵質(zhì)風(fēng)化殼。曲嘎寺組與勉戈組之間的不整合和一般的1型、2型不整合不同的是,它和島弧主弧帶上主火山旋回強烈火山噴發(fā)前的成穹作用有關(guān),同時也是一種大規(guī)模的火山噴發(fā)沉積不整合。勉戈組與喇嘛埡組之間的海泛面的主要標(biāo)志在于,以勉戈組為代表的島弧火山熄滅后,出現(xiàn)以喇嘛埡組復(fù)理石層為特征的次生擴張盆地沉積,而且從剖面上布馬層序的組合類型變化來看,由勉戈組與喇嘛埡組的界面往上,海水有逐漸加深的趨向。根據(jù)上述層序劃分,筆者建立了義敦火山弧主弧帶的巖石地層格架(圖8)。7風(fēng)化殼殘石液蝕變帶發(fā)生。區(qū)域動力TST.海侵體系域SS.饑餓段HST.高水位體系域LSF.低水位扇LSW.低水位楔SB.不整合Fc.鐵質(zhì)風(fēng)化殼SMW.陸棚邊緣(島弧及島弧邊緣)體系域TS.海泛面變質(zhì)作用形成的黑云母,此階段可發(fā)生退化變質(zhì)生成綠泥石。另外在一些礦區(qū)可見強烈的硅化、絹云母化、高嶺石化,完全改造了早期的變質(zhì)火山巖,形成新的交代蝕變巖。8火山巖巖漿的起源和發(fā)育8.1部分熔融作用相在圖9中,區(qū)內(nèi)不同層位的火山巖及基性侵入巖大都沿左側(cè)斜線分布,表明它們的初始巖漿成因都和早期的某種部分熔融作用有關(guān)。主弧帶西部的酸性火山巖、主弧帶中部的粗面巖在右下方構(gòu)成一水平線,表明這些巖石的形成和不同階段的分離作用有關(guān)。對于中、基性巖,用Ce-Ni圖解進行了分析,在圖10中,岡達(dá)概組玄武巖緊靠部分熔融作用線,曲嘎寺組的中、基性巖較分散,但總體上更接近分離結(jié)晶作用線。勉戈組中的鉀玄巖樣品靠近部分熔融作用線,但同一鉀玄巖組合中的粗安巖和堿玄巖樣品則靠近分離結(jié)晶作用線,表明鉀玄巖組合中不同巖類的形成差異。從火成巖中的強不相容元素對Rb/Sr比值來看(表8),不同層位的安山玄武巖、橄欖粗安巖以及主弧帶東部的輝綠巖豐度的比值較接近,且在各類巖石中豐度比值最低,表明其母源在化學(xué)成分上比較接近。如果假定部分熔融時熔體分離物超過10%或15%,那么它們的豐度比值就應(yīng)接近母源中的相應(yīng)豐度比。如果把其它巖石看成派生巖漿的產(chǎn)物,由于它們的豐度比值都高于上述巖石,根據(jù)卡米查伊爾的經(jīng)驗規(guī)律,那么母源就有可能屬石榴石或尖晶石二輝橄欖巖。從稀土元素看(表9),由安山玄武巖、流紋巖到粗面巖,以及同一類巖石由旋回下部到上部,∑REE逐漸增大,符合于部分熔融過程中REE的不相容性。鉀玄巖組合有較低的∑REE,說明它有可能是早期部分熔融的殘留相,爾后運移、侵位、噴溢。從δEu看,安山玄武巖、橄欖粗安巖、鉀玄巖組合均為弱的正銪異常,也說明它們可能