高小衛(wèi),吳秀榮,楊振強
GAOXao-Wei,WUXiu-Rong,YANGZhen-Qiang
(中國地質調查局武漢地質調查中心,武漢430205)
(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,China)
海南島在地質構造上是在具有元古界基底的加里東褶皺構造帶上發(fā)育而成的海西-印支期巖漿-褶皺帶,屬于浙閩贛粵沿海海西-印支褶皺帶(或“華夏古陸”)的南西部分。其巖漿侵入巖相當發(fā)育,占全島面積的37%,絕大多數(shù)為花崗巖類、閃長巖類,和少數(shù)基性、超基性巖,構成組成“詹縣巖基”和“瓊中巖基”兩個大花崗侵入巖基,形成時代主要為二疊-晚三疊世和晚侏羅世-白堊紀,分別歸屬于晚海西-印支期和燕山期[1]。前人認為其構造環(huán)境為:海西-印支期(267~262 Ma)同碰撞型花崗巖[2]、三疊紀后造山伸展環(huán)境[3-5]和燕山期為弧后盆地[1]等不同觀點,但都強調造山后伸展運動的作用。然而,除了在“瓊中巖基”中相繼發(fā)現(xiàn)晚海西期鉀玄巖、晚海西一印支期的堿性巖[3-5]和燕山期埃達克巖[6]之外,根據(jù)文獻[1,3-5]所列的巖石化學分析數(shù)據(jù),筆者還識別出許多晚海西-印支期埃達克質巖(表1)和燕山期埃達克質巖。
埃達克巖是一種以重稀土元素Yb含量和Y含量較低為特征的中-酸性(SiO2≥56%)島弧型火山-侵入巖[7-9]。埃達克巖的含義是個倍受關注和爭論的課題,由于它的巖巖石類型多樣性和成因的復雜性[10-18],有的學者統(tǒng)稱其為埃達克質巖(adakite-like)[9]。據(jù)研究,新生代環(huán)太平洋的埃達克巖主要判別指數(shù)是以低Yb含量(≤1.9×10-6)、低Y含量(≤20×10-6)和中-酸性巖(SiO2≥56%)標志,而La/Yb比值和Sr/Y比值則是劃分成因類型、探討其成因和構造環(huán)境的重要參考指標[19-24]。據(jù)表1所列的巖石化學數(shù)據(jù)顯示,本區(qū)存在著低Yb和Y含量的閃長-花崗巖類,可稱之為埃達克質巖。
環(huán)太平洋帶是新生代埃達克巖發(fā)育區(qū)。西南太平洋帶和東太平洋帶新生代埃達克巖的構造環(huán)境、成因和含礦性存在可對比性[9,19-25]。但是,對晚古生代至中生代埃達克質巖及其成礦作用卻知之甚少。埃達克巖形成于海洋板塊和大陸板塊匯集帶,是洋殼俯沖的結果,常常與陸緣火山弧上常見的I-型島弧侵入巖和鉀玄巖系列共生,具有獨特的構造意義和含礦性[9,26]。
研究埃達克巖具有巨大的經(jīng)濟意義。埃達克巖與Au、Ag、Cu和Mo斑巖-矽卡巖和淺成低溫熱液礦床密切共生,是一種極好的找礦標志。在環(huán)太平洋帶中(包括海南島在內的東南亞、北美和南美洲),絕大多數(shù)埃達克質巖是洋殼板塊俯沖的產(chǎn)物,與斑巖-矽卡巖型銅金礦床成因有關。埃達克質巖是世界級斑巖型銅-金礦的母巖,也是良好的找礦標志[9,23,26]。在本島和華南板塊內所見的高鉀埃達克巖質巖在是W、Sn、Mo和鈾礦的含礦母巖[1,27]。因此,研究本島的達克質巖具有科學理論研究和經(jīng)濟意義。
本文目的是籍助PetroGraph 2beta和Minpet 2.0巖漿巖地球化學作圖軟件[28-29],處理海南島晚海西-印支期埃達克質巖和鉀玄質巖的巖石化學分析數(shù)據(jù),根據(jù)地球化學-構造環(huán)境圖解,判別和解釋其大地構造背景,并將其與相鄰地體(即印支板塊和華南板塊)同期的埃達克質巖的構造環(huán)境相比較,以便對海南島的板塊構造背景和古地理恢復有更加清晰的理解。顯然,埃達克巖構造環(huán)境判別和對比工作,為該島晚古生代以來的構造-古地理再造和海西一印支期構造環(huán)境提供了新的證據(jù)、對于進一步探討其板塊構造活動史和含礦性方面,具有重要的參考價值。
海南島埃達克質巖巖石類型是以貧Y和低Yb含量為特征的I-型花崗閃長巖、二長花崗巖、閃長巖和堿性巖等。據(jù)對該島的中酸性侵入巖的巖石化學分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結果表明[1],晚海西-印支早期的埃達克質巖樣品約占同期花崗巖類、閃長巖類44%,而燕山期埃達克質巖樣品約占同期中酸性侵入巖的78%。前者主要分布于“儋縣巖基”,而后者集中分布于“瓊中巖基”。這表明自晚古生代以來的分布埃達克質巖在地理上的分布特點具有由島的北西方向的“儋縣巖基”向東南方向的“瓊中巖基”遷移和富集的趨勢。根據(jù)本島二疊一三疊紀埃達克質巖的同位素年齡(Ma),可分別將其劃為晚海西期(298~271 Ma)和印支早期(251~217 Ma)兩個巖漿旋回,但缺失印支晚期巖漿旋回(216~180 Ma)。在時代分布上,燕山期(150~90 Ma)埃達克質巖的含量有比海西期增多的趨勢。這種遷移和富集趨勢可能與海西-印支期古太平板塊的俯沖有關。
瓊中巖基埃達克質巖與世界上一些典型埃達克巖(例如巴布亞新幾內亞,伊朗等)的產(chǎn)狀相同,與鉀玄巖(Shoshonite,橄欖玄粗巖)系列和高鉀的鈣堿性系列密切共生[3,26,30],顯示它們在時、空分布上有一定共生規(guī)律可尋,因此它們之間有著若干構造上或成因上的必然聯(lián)系。
表1 海南島部分C-型埃達克質巖化學分析結果Table 1 Selected chemical composition for C-type adakite-like rocks in Hanan island
島內的中-酸性侵入巖的巖石化學測試結果表明,晚海西-印支期埃達克質巖的主量元素以高硅、高鉀、高鈉和低鈦為特征(表1)。大多數(shù)樣品SiO2含量為55.26%~75.14%,K2O含量(2.51%~5.88%)>Na2O含量。其Al2O3含量變化范圍較大(12.8%~20.64%),TiO2含量為0.17%~0.92%。在主量元素K2O~SiO2圖解中,多數(shù)位于SiO2>60%范圍,少數(shù)位于為56%~58%,似乎具有以高硅埃達克質巖特點,集中分布于鉀玄巖系列和高鉀鈣堿性系列(圖1a)。
微量元素Sr的含量變化于95.5×10-6~407.5×10-6,比阿留申群島庫克島“標準”的埃達克巖[7-9]的含量偏低和變化范圍大。Sr/Y比值(8.16~26.81)也有比值小和變化范圍大的特點。La/Yb比值變化于29.23~71.02之間,顯然為大陸型(C-型)埃達克質巖[20,22,24-25]。在微量元素上埃達克質巖富集親石元素Rb和高場強元素Th、Hf。Th含量為11.00×10-6~32.7×10-6,Nb含量為6.1×10-6~18.5×10-6。Zr含量為161.7×10-6~783.20×10-6.。在微量元素蛛網(wǎng)圖上屬于Th富集的曲線類型,明顯地顯示出Ba、Ta、Nb、P、Ti、Sr低谷和Rb、Th高峰(圖1c)。Nb,Ta虧損是板塊俯沖環(huán)境中典型的火山-島弧鈣堿性巖漿類型的標志特征[31]。因此,本區(qū)埃達克質巖和鉀玄巖形成過程中應該有洋殼板塊的俯沖作用的影響。
圖1 地球化學-構造環(huán)境判別圖解Fig.1 Geochemical-tectonic setting discrimination digrams
稀土元素以富集LREE為特征,(La/Yb)N比值為21.00~50.90,為右傾鏟狀曲線類型(例如HG-18),屬于C-型埃達克巖。鉀玄巖呈現(xiàn)弱的Eu負異常,少數(shù)埃達克巖樣品出現(xiàn)Eu正異常(圖1b)。輕稀土元素和重稀土元素比值大于9,顯然屬于I-型花崗巖類[1,32]。
根據(jù)埃達克巖的REE配分曲線類型和La/Yb比值并參考微量元素Nb/Zr比值,可將其劃分為O-型和C-型埃達克巖兩種不同的成因類型[19-22]。前者以La/Yb≤12和Nb/Zr比值≤0.04為標志,主要分布于島弧環(huán)境;而后者則以La/Yb≥12,Nb/Zr>0.04為標志,分布于活動大陸邊緣火山弧。島內埃達克質巖的稀土元素以富集LREE為特征,絕大多數(shù)REE配分曲線類型屬于右傾鏟狀的C-型(大陸型)埃達克質巖(圖1b)。島內埃達克質巖在主量元素顯示貧Mg和富Al特征。在圖1上K2O與SiO2含量略呈正比關系。微量元素Y、Yb和Sr含量隨SiO2含量的遞增而減少(圖2a、-b、-c),顯示其巖漿源區(qū)為洋殼板片部分融熔和結晶分離作用所致。La/Yb比值隨SiO2含量的遞增而增加,從58.4%以后轉變?yōu)闇p少的趨勢(圖2d),但是,依筆者之見仍然以C-型埃達克巖為主(圖1d)。
圖2 微量元素圖解Fig.2 Diagramsof traceelements
微量元素Th-Nb-Zr、Th-Ta-Hf地球化學圖解[36-37]對板塊匯集邊緣(或大陸邊緣)玄武-英安巖的大地構造環(huán)境有很好的判別效果,對與其共生的大陸邊緣中-酸性巖漿系列也起到很好的判別作用[19,22,25,38-39],特別是可以劃分和確定大陸邊緣的次一級環(huán)境(例如板內裂谷及陸緣裂谷、初始裂谷和陸-陸碰撞帶)。而且實踐證明,Nb/Zr-Th/Zr判別圖(圖3b)和Th/Yb-Ta/Yb判別圖[33]具有相同的辨別效果。它們不但適合于中-基巖漿系列,也適合于主動大陸邊緣長英質巖漿巖的環(huán)境判別。本島大多數(shù)埃達質克巖樣品,在Nb/Zr-Th/Zr判別圖上,分布于島弧相鄰的大陸板內與界線內附近,表現(xiàn)為Nb/Zr比值徘徊在0.04與0.05之間,落在島弧的范圍,有少數(shù)鉀玄質巖Th/Zr比值>0.67,落在大陸環(huán)境的拉張帶(初始裂谷)、板內裂谷及陸緣裂谷內(圖3a),但是表現(xiàn)為Nb/Zr比值不大于0.1(與大陸板內鉀玄質巖的分布范圍截然不同)。個別埃達質克巖樣品的Nb/Zr比值=0.01,落在陸緣島弧及陸緣火山弧玄武巖區(qū)的范圍內,形成于島弧環(huán)境。而在Th/Hf-Ta/Hf判別圖上(圖略)則大多數(shù)樣品集中分布Ta/Hf比值為0.1界線左右,確實為主動大陸邊緣火山弧環(huán)境。
在微量元素Th/Yb-Ta/Yb圖解上和(圖3a),本島多數(shù)埃達克質巖和鉀玄巖樣品落在陸緣島?。↖A)和主動大陸邊緣(AC)的范圍內,只有個別樣品鉀玄質巖落在板內火山帶(WPV)內。在Rb-(Y+Nb)圖解上(圖1e),樣品顯示落在火山弧花崗巖類的范圍內。證據(jù)表明本島晚海西-印支期古構造位置處于大陸板塊碰撞縫合線附近(或為大陸邊緣火山島弧),暗示多數(shù)樣品不是板內拉張環(huán)境的產(chǎn)物。實際上,它很可能與其北東方向的云開古陸位于同一個古大陸板塊邊緣構造線上,同屬于華夏地體邊緣島弧的一部分。這種古構造格局在Th/Yb-Ta/Yb和Th/Yb-Yb圖解上(圖3a、圖1f)得到充分的驗證,只有少數(shù)鉀玄巖可能與碰撞后的板內地殼拉張和巖漿結晶分異環(huán)境有關(圖1e)。由此推測,華南板塊的斜向俯沖和碰撞以及碰撞后形成的陸緣拉張裂谷是海南島埃達克質巖和鉀玄巖主要的構造環(huán)境。它們之間板塊縫合線,應以欽-防裂陷盆地(或裂谷)與云開-海南地體之間的構造分界線(合浦-博白-梧州大斷裂)為界比較合理。
圖3 構造環(huán)境判別和巖漿成因圖Fig.3 Digrams tectonic setting discrimination and igneousorigin subdivision
由于在海南島曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過中石炭世的“邦溪-晨星”蛇綠巖片,李獻華等(2000a、b)[42-43]認為該蛇綠巖片是馬江(Song Ma)蛇綠巖帶的延伸部分,引起了筆者對印支陸塊是否也發(fā)育有海西-印支期埃達克質巖問題的興趣和關注。目前尚未有論述印支陸塊埃達克質巖的文章發(fā)表。但是,根據(jù)文獻資料記載中的巖石化學分析數(shù)據(jù)[35]與埃達克巖的鑒別以后,筆者初步確信該蛇綠巖帶縫合線西南側的印支陸塊存在埃達克質巖的事實。其分布范圍從長山地區(qū)(越南西北部)一直延伸至越南南部達拉特(Da Lat)地區(qū)變?yōu)榱阈欠植?。其巖石化學成分特征見表2。
3.1.1 長山巖漿-構造帶的埃達克質巖的地球化學證據(jù)
印支陸塊的埃達克質巖位于中南半島的越南北部長山褶皺造山帶(二疊-三疊紀)。眾所周知,越南北部的馬江大斷裂是晚古生帶一中生代(石炭-三疊紀)蛇綠巖帶,代表華南-北越地體與印支板塊拼合的縫合界限,也是古特提斯海的東部分支在晚二疊世消亡的標志。該蛇綠巖帶與分布于其西南側方向的越南南部一起構成印支陸塊北東側的巖漿-構造帶,是著名的斑巖型銅-金成礦帶。該巖漿帶,自NE-SW 向分布著三個巖漿組合:鈣堿性火山-侵入巖組合(Ar-Ar法272~248 Ma)、過鋁花崗巖組合(259~245 Ma)和亞堿性長英質火山-侵入巖組合(小于245 Ma)[20]。該帶以I-型花崗巖和陸緣火山島弧型侵入巖為特征,其巖石類型為安山-英安巖、鈣堿性花崗巖、粗面流紋巖-二長花崗巖和高鉀煌斑巖。其中所產(chǎn)的埃達克質巖巖石以高硅、低鈦、低鐵、低鎂和高鉀、鈉為特征(表2,圖1a),屬于鉀玄質巖系列和高鉀(鈉)鈣堿性巖石系列,個別為拉斑玄武巖系列。其微量元素的蛛網(wǎng)圖和海南島相似(圖1c)。
該帶的埃達克質巖樣品在(Y+Nb)-Y判別圖上屬于火山弧花崗巖性質(圖1e)。多數(shù)樣品的Nb/Zr比值變化于0.04~0.10之間,在Nb/Zr-Th/Zr判別圖上落在主動大陸邊緣與陸緣島弧分界線(Nb/Zr=0.04)交匯處附近 (圖3b)。少數(shù)樣品的Nb/Zr比值為0.03,落在陸緣島弧內,也有個別樣品的Nb/Zr比值可達0.41(表2,樣品號ZAC-8),落在大陸板內裂谷環(huán)境中(圖3b),表明其構造環(huán)境變化很大。該帶的埃達克質巖La/Yb值變化于5.31~38.83,大多數(shù)樣品為大陸型(C-型),個別樣品屬于島弧型(O-型)埃達克質巖(表2,樣品號DL556)。這種大陸型和島弧型埃達克質巖共存于主動大陸邊緣的現(xiàn)象在環(huán)太平洋帶新生代埃達克巖帶十分普遍[24-25]。
3.1.2 達拉特地區(qū)埃達克質巖
越南南部達拉特巖漿褶皺帶的埃達克質巖不及海南島發(fā)育。該帶位于印支板塊東南端,比長山巖漿-構造帶更遠離馬江蛇綠巖帶,以印支晚期(晚三疊世)火山-侵入巖(211~209 Ma)為主,(燕山期J-K侵入巖次之)[35]。巖石系列為低鉀至中鉀鈣堿性巖石系列,與海南島燕山期巖漿巖發(fā)育的情況截然不同??杀鎰e出埃達克質巖的主量元素特征為高硅、低鈦和高堿為特征(表2,樣品號DQ12),微量元素Nb/Zr比值>0.05,屬于主動大陸邊緣靠近島弧位置上的火成巖。
華南板塊內海西-印支期的火山巖以中-基性的玄武巖-英安巖為主,屬于板塊內裂谷盆地的火山巖組合,分布于長沙-福州西南側的湘南、粵中、粵北、桂西和桂東南等地[44-47]。印支期巖漿侵入巖主要為S-型,發(fā)育于桂西和桂東南,埃達克質巖不發(fā)育。而在南嶺地區(qū)見有少量I-型花崗巖小巖體和C-型埃達克質巖,零星分布于湘、桂、贛、粵等地。但是,燕山期埃達克質巖卻廣泛分布于鄂、皖、浙、閩、贛、粵晚中生代火山巖帶中,以下?lián)P子地區(qū)尤為發(fā)育,在江西會昌和福建省上杭-大田地區(qū)也有發(fā)現(xiàn)[48-58]。
根據(jù)前人所發(fā)表的巖石化學分析數(shù)據(jù),對照上述埃達克質巖的主要辨別標志,筆者認為華南板塊內南嶺地區(qū)晚海西-印支期埃達克質巖的主要巖體有:越城嶺片麻狀花崗巖、九峰-諸廣山、龍源壩花崗巖[34]和王仙嶺巖體[27]等(表2)。
湘南王仙嶺花崗巖巖體位于華南板內湘桂坳陷和贛南—粵北隆起交界處,在NE-SW方向的郴州大斷裂的東南側?;◢弾r體同位素地質年齡(225~226 Ma,212 Ma)和成礦年齡(224 Ma)屬于印支晚期。該巖體的主量元素為高硅、低鈦和高鉀含量,其中91%的巖石標本以低Y含量和低Yb含量為特征(Y=7.8×10-6~17.76×10-6;Yb=0.95×10-6~1.72×10-6),符合埃達克質巖的判別標志(表2)。富集輕稀土元素LREE,具有銪負異常,其球粒隕石標準化REE配分模式為C-型埃達克質巖的右傾鏟狀曲線類型。微量元素呈Rb、U、Nb、Ta高峰和Ba、Sr、Ti低谷。具有Nb/U比值較低的(0.92~11.67)的大陸板內性質。
南嶺地區(qū)(包括王仙嶺巖體)的埃達克質花崗巖可作為華南板塊內印支期同碰撞埃達克質巖的典型例子。在Rb-(Y+Nb)判別圖(圖1e)上,絕大多數(shù)巖石標本落在同碰撞花崗巖的范圍內。在Th/Zr-Nb/Zr判別圖(圖3b)上,表現(xiàn)為遠離板塊匯集邊緣的島弧構造環(huán)境特征,落在大陸板內擴張帶和板內裂谷及陸緣裂谷的范圍內。對比結果顯示:華南板內與海南島以及印支陸塊東側埃達克質巖的島弧構造環(huán)境截然不同,為大陸板內性質。
表2 華南板塊內和越南(印支陸塊)埃達克質巖的巖石化學成分Table 2 Chemical composition of within-Plate adakite-like rocks in South China and Vienan (Indonchina block)
通過對海南島晚海西-印支期埃達克質巖及其密切共生鉀玄質巖的地球化學-構造環(huán)境判別,認為其構造環(huán)境與俯沖板塊匯聚邊緣有關。其構造環(huán)境與越南西北部長山(印支陸塊)巖漿-構造帶及華南板內埃達克質巖海西-印支期構造環(huán)境比較如下。
微量高場強元素Nb、Zr、Th、Ta和Hf的比值是區(qū)分島弧和大陸板內環(huán)境特征的標志。海南島海西-印支期埃達克質巖與印支板塊東側巖漿巖帶同期埃達克質巖一樣,不具備高的Nb含量,而是以低的Nb/Zr比值為特征,特別缺乏Nb/Zr比值大于0.15和Ta/Hf比值大于0.3的證據(jù),應該處于板塊碰撞縫合線附近巖漿活動帶。這表明板內擴張不是該島和與印支板塊東側的巖漿巖帶埃達克質巖廣泛發(fā)育的主導因素和特征。海南-云開地體與華南板塊之間的桂東南裂陷盆地在海西-印支期可能發(fā)展為大洋盆地(古特提斯的分支),它們之間所發(fā)生的板塊碰撞應該是屬于由洋-陸碰撞發(fā)展成為陸-陸碰撞的性質。這一點從圖1e所示可以得到證明。
海南島與長山巖漿-構造帶海西-印支期的古構造性質大致相當,可以對比。它們都是主動大陸板塊匯聚邊緣(陸緣島?。┉h(huán)境的產(chǎn)物。但是,長山的巖漿系列的特點與海南島相比略有差別,表現(xiàn)在越南中部海岸遠離長山巖漿-構造帶的印支期鈣堿性花崗巖組合相比更為發(fā)育,這與海南島印支期鉀玄武巖和堿性花崗巖相當發(fā)育的情況截然不同。值得一提的是,海南島在燕山期以后,巖石類型仍然是以富鉀埃達克質巖、堿性巖、閃長巖和花崗巖為主的巖漿侵入巖,而印支陸塊則為缺乏埃達克巖的過鋁花崗巖為主(與我國東南沿海的燕山期花崗巖組合特征相同),說明板塊俯沖對于形成海南島海西-印支期乃至燕山期埃達克質巖至關重要??傊?,海南島埃達克質巖地球化學性質和構造環(huán)境與長山巖漿-構造帶相似,只不過海南島比長山巖漿-構造帶含有更豐富的堿性巖而已。
眾所周知,大陸邊緣的高Nb??诉_巖和高Nb鉀玄巖巖石系列(Nb/Zr比值>0.15)屬于主動大陸邊緣造山帶的巖石類型,是確定陸-陸碰撞帶的標志。這類巖石類型是世界級超大型斑巖銅-金礦的母巖,見于印度尼西亞幾內亞島中央山脈上的埃茨貝格銅-金礦Nb/Zr=0.1~0.15)和波格拉礦(Nb/Zr=0.42)[58]。
華南板內印支期的埃達克質巖是以高Nb/Zr比值(0.07-1.00)為特征,多數(shù)大于0.15。這種高Nb埃達克質巖成因與地幔熱柱的活動有成因關系。特別有指示意義的是湘南王仙嶺巖體的微量元素特征顯示高的Nb/Zr比值(0.24-0.46)異常,所有樣品都落在接近大陸板內擴張帶(初始裂谷),其Nb/Zr比值略大于海南島地幔熱柱成因的新生代大陸板內玄武巖樣品的Nb/Zr比值(0.13-0.36)(圖3b)。這意味著該巖體成因受到印支期陸緣裂谷熱流體的強烈影響,也可能與印支期華南板內深大斷裂的擠壓和走滑-拉張活動以及地幔熱流活動有成因聯(lián)系。由此可見,華南板內印支期埃達克質巖的成因是板內陸-陸碰撞(圖1e)后的陸緣(走滑拉張裂谷)伸展-減薄和地慢熱流雙重作用有關。
埃達克巖兩種不同的成因類型(O-型和C-型)都是板塊俯沖和走滑-擴張活動的產(chǎn)物,必然與俯沖板片的部分融熔、地幔楔融熔-混染作用(MASH)和地殼的混染-分離-結晶(AFC)過程有關[9,24-25]。由圖2a所示,本區(qū)埃達克質巖的Yb含量與SiO2含量呈反比關系,表明俯沖板片的殘留相是屬于高壓來源的礦物(含石榴石,榴輝巖?),或者被解釋為地幔楔和下地殼底部的MASH(熔融-混染-儲存-均一化)作用,其巖漿來源區(qū)應該為受混染的地幔楔的部分融熔。而由圖1a和圖2b所示,K2O和Sr含量與SiO2含量為反比關系,反映了上地殼的斜長石結晶分離(AFC)過程。
在Zr/Nb-MgO圖解(圖3a)上可以看出,該島埃達克質巖樣品的Zr/Nb比值小于N-MORB(=20~40),反應了俯沖巖層(包括深海沉積物)對地幔揳部分融熔的稀釋作用。在Zr/Nb-Zr圖解(圖3b)上,明顯地顯示埃達克質巖形成于一種俯沖的洋殼板片局部熔融(左箭頭)以及鉀玄質巖的結晶分離(右箭頭)的兩種不同演化趨勢,分別代表兩種不同的巖漿巖演化過程:前者為洋殼板片局部熔融疊加地幔揳混染作用成因,后者則為上地殼分離結晶作用的結果。
海南島存在著大量的晚古生代埃達克質巖的事實表明:該島于晚海西-印支期(以及燕山期)在S-型同熔花崗巖基上,發(fā)育有埃達克質巖。根據(jù)微量元素地球化學-構造環(huán)境判別法,其成因應歸功于洋殼的俯沖和地殼部分熔融。
(1)本島的埃達質克巖的大多數(shù)樣品表現(xiàn)為Nb/Zr比值徘徊在0.04與0.05之間,Th/Zr比值>0.67,少數(shù)樣品Nb/Zr比值≤0.04,落在陸緣島弧及陸緣火山弧玄武巖區(qū)的范圍內,形成于主動大陸邊緣火山島弧環(huán)境(Nb/Zr=0.01),與洋殼俯沖成因關系密切。在Th/Yb-Ta/Yb和Th/Yb-Yb圖解圖上,大多數(shù)樣品落在陸緣島弧和活動大陸邊緣的范圍內(圖3a、圖1f),進一步印證了海南島關于絕大多數(shù)海西-印支期埃達質克巖均為活動大陸邊緣構造環(huán)境,而只有少數(shù)鉀玄巖可能與碰撞后的板內地殼拉張和巖漿結晶分異環(huán)境有關的觀點。
(2)本島和印支陸塊長山地區(qū)埃達質克巖的大多數(shù)樣品Nb/Zr比值變化于0.04~0.10之間,落在陸緣火山島弧和大陸板塊交匯處(圖1f),少數(shù)樣品的Nb/Zr比值為0.03,為主動大陸板塊匯聚邊緣帶(陸緣島弧)的產(chǎn)物,與洋殼板片俯沖的關系密切。只有個別樣品的Nb/Zr比值可達0.41,落在大陸板內裂谷環(huán)境中,表明地幔楔熔融或板內富集地幔熱柱對埃達克質巖的成因影響不大,與華南板塊內同期板內陸-陸同碰撞成因的構造環(huán)境略有不同。
(3)巖石地球化學數(shù)據(jù)和構造環(huán)境圖解證明了海南島晚海西-印支期埃達克質巖的古構造環(huán)境與印支陸塊長山地區(qū)具有相似性,皆為華南板塊俯沖的結果。海南島與華南板塊之間板塊縫合線,應以合浦-博白-梧州大斷裂為界比較合理。
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