燕山期中酸性岩的成因类型
本区燕山期中酸性岩体、岩脉岩石化学特征(表2-6)介于徐克勤等(1982)的两个成因系列——同熔型与改造型花岗岩之间,该特点与东秦岭燕山期小岩体相似,它们是介于两种成因系列花岗岩之间的特殊过渡类型(贾承造,1988)。王尔康(1986)在研究福建省大田汤泉二长花岗岩时,发现该岩体成因类型介于同熔型与改造型花岗岩之间,并认为岩体属一种特殊的成因类型——断裂花岗岩。他认为,深大断裂发生继承性活动为同熔岩浆和地壳中上逸的碱质及挥发分提供了通道和动力,使得上部地壳沉积物先被原地改造后又被同熔作用叠加,形成断裂花岗岩。
与华南不同成因类型花岗岩相比较,本区岩体一般具有与华南同熔型岩石完全一致的暗色矿物、副矿物特征及稀土元素组成特征,而花岗斑岩、石英斑岩则具有华南改造型片麻状花岗岩的某些特征。岩石氧化系数一般为(0.3~0.8),平均0.599,具有同熔岩石特征。巨斑状黑云角闪花岗岩Rb/Sr为0.133~0.353,87Sr/86Sr为0.7077,具有I型花岗岩的特征,而AKNC[Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)]一般大于1.05,又具有S型花岗岩特征,并且从早到晚有增加趋势。所以,邵克忠等(1992)认为,花山岩体是上地幔物质经平衡部分熔融、分离结晶和混染作用上升到地表浅部固结而成,其进一步的分异演化形成了本区的小岩体和岩脉。
总之,本区燕山期中酸性侵入体岩石学和岩石化学特征表明,岩石同时具有同熔型与改造型、I型与S型花岗岩的特征,其岩石化学特征更接近同熔型花岗岩。众所周知,混染作用在岩体形成过程中是普遍存在的,因此,单用混染作用来解释显得理由不充分。而断裂型花岗岩的形成机制有待于进一步研究。胡受奚(1998)认为,区域花岗岩体在燕山早期以改造型花岗岩为主,中晚期与钼、金矿床有关的斑岩体以同熔型为主。结合熊耳山地区大量存在的燕山中晚期火山-次火山岩体,可以认为,本区中晚燕山期岩体以同熔型为主,至于岩体具改造型花岗岩的某些特征可能与本区所处的特殊地质构造背景,即岩体形成时特殊的地质构造环境有关。
表2-6 祁雨沟地区中酸性岩石地球化学特征
对于本区燕山期岩体的形成机制,人们也做过较多的探讨。对岩浆侵位的力学背景主要有两种看法,即挤压机制和伸展机制。前者认为,本区燕山期中酸性岩体与东秦岭燕山期A型板块俯冲(碰撞造山过程)有关,在陆内俯冲体制中,随板块俯冲深度的增加,依次产生改造成因流体、变质流体与岩浆流体,形成了本区的花岗岩、斑岩和角砾岩等(贾承造等,1988;陈衍景等,1990,1992,1993,1996;胡受奚等,1998)。后者则认为,花岗岩是在由拉张、伸展机制下形成(河南省地矿厅物探队,1990)。在挤压机制下,由于强烈的应力作用及A型俯冲,为岩浆形成提供了充足的热源和物源,但缺乏侵位空间,难以形成本区大面积出露的岩基。而在拉张机制下,虽具有空间保证,但缺乏热和充足的物源。曹高社等(1996)则将两者结合起来,认为元古宙以来的长期、多期次的挤压形成了足够的花岗岩熔融体,但由于缺乏侵位空间,岩浆侵入只是小面积的和局部的。在侏罗纪和白垩纪之交,本区由长期挤压变为伸展,在挤压条件下形成的花岗岩熔融体得以上侵,形成了本区规模宏大的花岗岩侵入体。然而,在如此长的时期内岩浆不结晶凝固可能性也不大。值得注意的是,燕山运动在我国表现得最为强烈,燕山期花岗岩不仅出现在豫西,在我国东部乃至中部地区都有广泛出露,已有资料表明,其形成时代相对较为集中,主要形成于晚侏罗—早白垩世。所以,应把中国尤其是东部地区燕山期花岗岩作为一个整体来探讨其形成过程。众所周知,在三叠纪扬子板块与华北板块已完成了拼合,自此中国东部已连成一体,统一受太平洋板块向东的挤压作用。而到晚侏罗世,这种挤压作用达到高峰,受这种挤压作用所造成的板内缩短也达到了最强(万天丰,1993)。豫西地区作为华北板块南缘的隆起区,同中国其他隆起区一样,也是一重要的构造岩浆活动带,甚至有可能是地幔上涌地带(与李维明交流),在晚侏罗世—白垩纪,由于板块运动强烈,使得壳内旋转、滑脱,进而引发强烈的岩浆活动,形成了大面积分布的花岗岩。