松潘— 甘孜造山带位于由劳亚大陆(昆仑地体)、羌塘— 昌都微大陆及扬子克拉通夹持的三角地带, 由复理石类型的碎屑物质组成^{[1, 2, 3, 4, 5]}。大规模的造山作用开始于印支晚期, 包含了早期岩石圈的双向收缩作用、造山后期的隆起与平移作用以及伴随的岩浆-变质作用^{[4, 5, 6, 7]}。

由于昆仑板块、扬子板块和羌塘板块的相互碰撞和俯冲, 昆仑板块由北向南仰冲, 羌塘板块由西向东仰冲, 扬子板块向下俯冲, 这种“ 双向挤压” 作用使松潘— 甘孜造山带形成复杂的“ 西康式” 褶皱^[8]。松潘— 甘孜造山带发育大量穹状变质体, 容须卡及周围的甲基卡、长征、瓦多穹隆属于该造山带中部的雅江热隆系^[9]。容须卡穹隆位于松潘— 甘孜造山带中部, 鲜水河左旋走滑断裂带西南侧。有关容须卡穹隆的成因, 一些学者认为该穹隆主要是由地壳局部熔融引起热隆伸展形成的^[9]; 也有学者认为雅江地区甲基卡、容须卡、长征、瓦多等穹隆属岩浆核杂岩穹隆^[10], 雅江地区三叠系西康群内一系列穹隆归为片麻岩穹隆^[11]。

由于容须卡穹隆地理位置偏僻, 交通极为不便, 对其成因机制与构造演化的研究程度较低。邻区甲基卡穹隆周围已发现了超大型稀有金属矿^[12], 为与甲基卡穹隆进行对比, 进一步了解容须卡穹隆的成因及演化, 在前人工作的基础上, 通过野外地质调查和室内综合研究, 初步认为容须卡穹隆在成穹前受区域双向构造挤压, 成穹期岩浆向上侵位, 成穹后经历挤压推覆与应力松弛过程, 属于岩浆底辟穹隆。以上认识可为进一步研究该区构造演化及构造与稀有金属矿床的成矿关系提供参考。

容须卡穹隆大地构造位于松潘— 甘孜造山带东缘(图1), 造山带的主要变形过程发生在晚三叠世或印支末期。自晚三叠世特提斯洋闭合以来, 松潘— 甘孜造山带经历了强烈的“ 双向挤压” 造山作用, 构造样式以逆冲推覆背景下的构造滑脱为主, 形成一系列复杂的“ 西康式” 褶皱^[5]。前人将容须卡地区划入“ 松潘— 甘孜造山带主体” 下属的“ 鲜水河平移剪切带” 与“ 雅江浅层滑脱-逆冲推覆构造岩片” ^{[5, 13]}, 穹隆区主要出露晚三叠世侏倭组和新都桥组。侏倭组为一套薄-厚层变质石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩与绢云板岩组成的韵律式互层; 新都桥组一、三段以板岩为主, 二段为薄层变质长石石英砂岩与板岩组成的韵律式互层。

图1

Fig.1

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	图1 松潘— 甘孜造山带大地构造位置[5]Fig.1 Tectonic location of Songpan-Ganzi orogenic zone[5].

在容须卡近穹隆中心出露面积约1 km²的黑云母闪长岩岩株, 岩体向下部延伸, 因剥蚀深度不同, 未完全出露。穹隆大致呈浑圆状, 中心地层产状较缓, 为20° ~30° , 翼部地层倾角一般为60° ~70° 。变质带环绕穹隆, 大致呈椭圆环带状分布, 显示由穹隆中心向外的同心圆状热扩散。由穹隆核部向外, 变质程度由深至浅, 依次为十字石带、红柱石带、石榴子石带、黑云母带和绢云母-绿泥石带(图2), 变质相由角闪岩相至低绿片岩相。

图2

Fig.2

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	图2 容须卡穹隆地质简图Fig.2 Regional structure of Rongxuka dome

变质带的宽度远大于闪长岩的出露范围, 推测下部存在隐伏岩体。

前人将容须卡穹隆划入雅江岩浆底辟穹隆群, 容须卡周围还有甲基卡、长征、瓦多等穹隆体^[9]。该区穹隆具有多中心特点, 通常由岩体中心向外, 地层变质程度逐渐降低, 变质矿物分带性较好。变质带不规则分布于岩脉与围岩的外接触带, 普遍发育电气石-云英岩化及堇青石热接触变质带, 其宽度随花岗岩或花岗伟晶岩的规模和产状而异。在靠近岩体或伟晶岩脉的围岩中, 通常发育堇青石(图3(a))和针状电气石, 未变形的堇青石横截面呈近六边形, 纵截面为纺锤状或瘤状; 十字石通常有2种晶形(图3(b)), 单晶为短柱状, 双晶呈“ X” 形交叉, 锐夹角为45° ~60° ; 红柱石多呈长柱状(图3(c)), 横截面常见黑色十字, 为泥质或碳质充填, 也称“ 空晶石” , 野外可见三期红柱石发育; 石榴子石为粉红色(图3(d)), 偶见黑色石榴子石, 晶形一般较好, 呈粒状十二面体, 粒径1~2 mm。

图3

Fig.3

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	图3 容须卡穹隆典型变质矿物Fig.3 Typical metamorphic minerals in Rongxuka dome

(1)进入晚三叠世(印支末期), 松潘— 甘孜造山带受由北向南挤压应力作用^[5], 区内存在大量枢纽近EW向的倾伏和平卧褶皱, 其中“ A” 型平卧褶皱指示具有SN向的剪切滑动作用。印支末期— 燕山早期, 羌塘板块由西向东仰冲于造山带之上, 扬子板块由东向西俯冲于造山带下部, 这种近于垂直的“ 双向挤压” 作用使造山带地层大大增厚。在晚三叠世两河口组地层中, 发育轴面近EW向和近SN向的叠加褶皱, EW向见矿物的拉伸线理和砂岩的旋转布丁构造, 指示由西向东的剪切方向(图5(k))。在挤压和剪切作用下, 区内劈理极其发育, 劈理类型复杂多样(流劈理、褶劈理、破劈理), 其中以轴面流劈理最为发育。

(2)随着造山作用的持续, 造山带地层收缩增厚, 且伴随低变质程度的区域变质作用, 形成大范围的砂板岩。地层增厚导致下部岩层由脆性逐渐向韧性转变, 加之滑脱剪切作用产生大量热, 使壳源物质发生局部熔融, 形成壳源型中酸性岩浆, 如甲基卡强过铝质二长花岗岩为典型的S型花岗岩^[19], 其年龄为(223± 1) Ma^[20]。容须卡黑云母石英闪长岩属下地壳重熔的I型高钾钙碱性花岗岩系列岩石, LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(214.4± 1.2) Ma^[21], 岩浆向上侵位, 是底辟穹隆形成的主要阶段。随着岩浆不断演化, 温度和压力逐渐降低, 大量气液成分向上运移, 因上覆砂板岩渗透性较差, 气液不易扩散, 有利于岩浆缓慢结晶和含稀有金属元素的气液成分聚集。当气体压力足够大时, 围岩发生破碎, 形成隐爆角砾岩, 后期含Li、Be、Nb、Ta等稀有金属的气液沿裂隙上升, 形成大量含矿伟晶岩脉。

(3)成穹过程中, 上覆围岩受横弯作用, 由穹隆中心向四周伸展, 剖面发育一系列高角度正断层(图4)。在翼部地层中可见大量层间小揉皱及变质矿物发生旋转, 结合镜下定向薄片特征, 均指示地层向下滑脱。穹隆变质体顶部发育大量平卧褶皱, 褶皱枢纽与十字石、红柱石等低压高温变质矿物的拉伸线理大体一致, 指示SN向的剪切运动方向。顶部近水平地层中见石英脉对称石香肠构造(图5(c)), 局部见石榴子石对称压力影, 说明穹隆顶部处于上下垂直挤压状态, 为Y轴不旋转的纯剪切机制, 是底辟作用形成的。

(4)岩浆侵位结束后, 岩石温度逐渐降低, 由塑性变形逐渐向脆性变形过渡, 此过程中穹隆受推覆挤压作用, 可见一些小型逆断层发育, 逆断层上下盘地层中发育牵引褶皱和破劈理。镜下云母的“ S-C” 组构(图6(c))和石榴子石旋转拖尾(图6(d))均指示向上推覆的右行剪切。穹隆东侧外围地层中石英脉发育“ Z” 型褶皱(图5(h)), 指示向上的剪切滑动。“ Z” 型石英脉中发育平行的张性节理, 应为相对较晚的脆性变形阶段形成的, 可能为推覆剪切作用减弱、地层温度降低、应力松弛导致脆性张性节理产生。翼部地层中, 靠近岩体的堇青石多呈纺锤状, 不具备初始晶形, 可能是在成穹过程中被剪切拉伸的结果, 且堇青石内部已发生退化变质, 被白云母或绢云母所交代(图6(a)), 说明后期穹隆经历了降温的变质重结晶作用。

(5)早中新世(17~10 Ma), 青藏高原东南缘较近一次快速构造抬升事件发生在10.1 Ma左右^[22], 印度板块与欧亚板块碰撞引发青藏块体遭受强烈的NNE向推挤作用, 由于岩石圈物质的流展产生EW向强大挤压, 形成NW-SE向鲜水河左旋走滑断裂^[23], 巨大的平移作用对松潘— 甘孜造山带构造格架的改造及重塑具有重要作用。新构造运动使川西高原隆升, 隆升速率为0.064~0.08 mm/a^[24], 形成了一系列NNW向的韧脆性和脆性破碎带。至今, 鲜水河断裂带仍旧活跃, 走滑活动速率约10 mm/a^[25]。

目前, 有关穹隆的成因机制和模式有多种解释: 与底辟及地幔上涌相关的深部流动变形、地壳收缩和地壳伸展。底辟(包括热隆模式)认为穹隆由主中央断裂之上深熔岩浆^[26]或由伸展减压引起地壳重融后岩浆上浮上升形成^[27]; 地幔上涌模式认为穹隆为横向挤压导致的软流圈物质上涌^[28]; 地壳收缩模式认为穹隆发育于逆冲断层断坡或双重构造^[29]; 也有学者认为穹隆是地壳收缩与伸展共同作用的产物^[30]。本研究认为, 容须卡穹隆为早期下地壳滑脱导致局部熔融形成岩浆, 伴随造山运动, 岩浆向上侵位, 穹隆开始隆升。围绕穹隆中心, 地层由顶部向四周倾斜, 顶部应力为上下垂直挤压状态, 为Y轴不旋转的纯剪切机制, 岩石发生流变形成各种弯流揉皱和剪切变形。这些宏观与微观构造特征符合岩浆上浮、上升形成底辟穹隆(热隆模式)的观点。

(1)容须卡穹隆的形成和演化主要受区域构造和岩浆底辟作用的影响。该穹隆中心以韧性岩石流变变形为主, 变质作用强, 发育无根或肠状褶皱, 及“ S” 型、“ Z” 型褶皱和“ A” 型平卧褶皱; 穹隆外围发育叠加褶皱, 反映造山带早期SN向和EW向收缩挤压。结合宏观与微观构造特征, 该穹隆为岩浆上浮、上升底侵作用形成的。

(2)晚三叠世(印支末期), 受SN向与EW向“ 双向挤压” , 造山带内部发生深层次滑脱-推覆剪切作用; 成穹期岩浆向上侵位时限为(214.4± 1.2) Ma, 此过程伴随强烈的变质变形作用, 由穹隆中心向外变质带呈环带状产出, 变质矿物被拉伸、旋转、压扁, 指示成穹过程中地层向下滑脱; 成穹后, 受区域构造影响, 经历挤压推覆和应力松弛阶段; 早中新世(17~10 Ma), 由于青藏高原东南缘快速抬升, 松潘— 甘孜造山带发育NW-SE向鲜水河左旋走滑断裂, 使容须卡地区形成一系列NNW向韧脆性和脆性破碎带。

(3)容须卡地区为重要的含锂辉石花岗伟晶岩产地, 由于该地区地形条件复杂, 对穹隆与成矿关系仍有待进一步研究。