乡城

乡城岛弧北起东均，南抵黑达，长达几十公里，发育在西侧的池中洋生弧之上，并被德格—乡城大断裂与洋生弧分割。推测在晚三叠世早期，两者间可能被一个地垒相隔，进入晚三叠世中晚期，东侧地堑盆地中的弧火山岩逐渐发育成水下高地。其南部水体较浅，形成碳酸盐岩台地，北部水体相对较深，接受深水浊流沉积。在水下高地东侧形成乡城岛弧。 （一）火山作用 乡城岛弧火山作用相对简单，火山岩系较单一，总体特征与昌台弧火山岩系类似。 1.火山旋回与时空分布 乡城地区经历池中洋生弧发育后，于晚三叠世卡尼期末期—诺利初期进入主弧火山活动期。火山活动中心由西部的池中—同堆一带迁移至东部的岗仰—阿让—扎岗乌一带和亚金—巴窝一带。弧火山岩系亦由岛弧玄武岩和高镁安山岩相应地转化为安山岩-英安岩-流纹岩系，构成乡城地区第二个弧火山旋回（图1-41）。 图1-41 乡城岛弧带的构造格架与火山岩分布 在亚金-巴窝地区，火山活动主要集中于乡城至巴窝间的硕依河两岸，火山喷发仍呈线—点状分布，火山岩系以碎屑岩为主，熔岩次之，岩石类型以英安岩-流纹岩居多，安山岩和玄武安山岩次之。火山活动可分早晚两期。早期以安山质凝灰岩为主，伴有少量熔岩发育，自下而上依次发育的火山角砾岩、熔岩、凝灰熔岩、凝灰岩构成三个以上喷发韵律，其中流纹质角砾凝灰熔岩和凝灰岩多伴有不同程度的多金属矿化。晚期由流纹质角砾熔岩、强熔结凝灰岩、熔结凝灰岩及流纹岩构成，亦集中分布于巴窝—乡城一带，与早期旋回火山岩系相伴产出。 在岗仰-扎岗乌地区，火山活动产物具点—线状分布特点。岩石以中性岩系为主，伴有少量玄武岩和英安岩。安山质火山岩系以熔岩为主，火山碎屑岩次之。玄武质岩石分布局限，主要呈辉绿岩墙或小岩体产出，侵位于上三叠统图姆沟组钙质板岩系内。另在波美玛依河附近，出露少量玄武质凝灰岩和凝灰熔岩，并见少量多金属矿化。英安质岩石主要在弧安山岩系西侧波美一带发育，呈次火山岩相或侵入相产出。 2.岩石地球化学 （1）主要元素地球化学 乡城地区玄武质熔岩和辉绿岩的SiO2含量为48.3%，w（K2O+Na2O）为4.5%，在硅-碱图中处于碱性—亚碱性过渡区内，但偏向于亚碱性。据岩石的w（SiO2）-w（FeO*）/w（MgO）关系，该玄武质岩石应属拉斑玄武岩系列，其总体成分与昌台岛弧弧间裂谷带拉斑玄武岩大体相当。玄武岩和辉绿岩的TiO2含量中等，为1.4%，大于典型岛弧拉斑玄武岩TiO2含量（<1.0%），与弧间裂谷玄武岩处于相同量级，表明该玄武岩虽产出于岛弧环境，但可能形成于弧间张裂阶段。 乡城地区安山岩、英安岩和流纹岩组合与昌台岛弧十分类似，属典型的岛弧钙碱性系列岩石。 （2）微量元素地球化学 1）玄武岩-辉绿岩组合：拉斑系列玄武岩和辉绿岩，REE配分型式呈LREE弱富集型，w（La）/w（Yb）=4.79，δEu=0.96，与昌台岛弧弧间裂谷拉斑玄武岩REE配分型式类似（图1-29）。其微量元素标准化图型，总体上类似昌台弧拉斑玄武岩（胡世华等，1992）。依据拉斑玄武岩的Zr、Y丰度和TiO2含量判定，其总体类似于大洋玄武岩，兼具岛弧玄武岩的部分特征，显示洋脊—岛弧过渡性地球化学特征（侯增谦等，1995）。 2）安山岩-英安岩-流纹岩组合：依据乡城这类火山岩系的REE丰度和配分型式，可将其分为两组：① 高HREE组，以呈熔岩穹丘产出的英安岩为代表；②低HREE组，以安山岩和流纹岩系为代表（图1-42）。英安岩系REE配分型式呈LREE富集型，具较明显的负Eu异常，反映其经历了斜长石的分离结晶。安山岩REE配分型式亦呈LREE富集型，但富集程度较英安岩高（图1-42），w（La）/w（Yb）=15.4～21.3，δEu 0.77～0.85，总体上与昌台岛弧安山岩系大体一致（图1-29）。流纹质火山岩REE配分型式与安山岩基本一致，w（La）/w（Yb）=16.2～17.8，配分曲线亦与安山岩大体平行（图1-42），但REE总量明显降低。图1-43展示了安山质岩系的大离子等微量元素标准化图式，很明显，安山质火山岩系相对亏损或贫化高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、P等），相对富集大离子不相容亲石元素（Rb、Sr、Ba、K），与典型的岛弧高钾安山岩相当。 图1-42 乡城岛弧英安岩与流纹岩REE配分型式图 图1-43 乡城岛弧安山岩的微量元素标准化图解 （二）沉积作用 1.沉积岩分布与特征 以德格—乡城大断裂为界，东西两侧火山-沉积岩系存在显著差别。西侧主要为池中洋生弧的火山-沉积岩系，相当于曲嘎寺组中下段；东侧则主要为以图姆沟组为主的岛弧火山-沉积岩系。在乡城弧南段，呷村组主要由下部巨厚的岛弧火山岩系及顶部碳酸盐岩构成；在乡城弧北段，呷村组中黑色板岩系大量发育，间夹岛弧火山岩系。呷村组下段为粉砂质板岩、灰黑色板岩、不等粒岩屑石英砂岩、含砾砂岩，间夹钙质板岩、凝灰质板岩、粉砂岩及薄层泥质灰岩，具水平层理和粒序层理；中段上部为钙质板岩夹钙质细砂岩及细晶灰岩、中部为黑灰色粉砂质板岩夹粉砂岩条带，下部为中粗粒岩屑砂岩、多成分砾岩、角砾岩夹粉砂质板岩；上段下部为互层的灰黑色板岩与英安质凝灰岩，中部为角闪安山岩、安山质角砾熔岩和凝灰岩，系典型的岛弧火山作用产物，上部则为黑色薄层黑色板岩夹钙质板岩和片理化泥晶灰岩。 2.沉积环境与沉积相 （1）火山-沉积相 作为成熟岛弧的火山作用产物，以安山岩-英安岩为主体的中酸性火山岩呈带状展布，发育成若干火山喷发中心，构成典型的槽-岭沉积体系环境，控制了沉积相类型、分布和相序变化。在乡城岛弧，至少已识别出3个火山-沉积相： 1）原地角砾岩相。出现在以安山质火山岩为主体的火山机构中，显示3个特点：① 分布比较局限，在平面上呈透镜状或囊状，向四周变成成层或不成层的劈理化凝灰岩；② 砾岩大小变化极大，角砾间被同成分的火山物质、黄铁矿及硅质所充填；③ 角砾中也明显有硅化及黄铁矿化，蚀变强烈者已变为黄铁石英岩、黄铁绿泥石英岩。 2）浊积岩相。根据本区的特点，初步分出斜坡浊积岩和盆地浊积岩：①斜坡浊积岩由粗粒和细粒两个单元组成向上变细的结构特点，下部的粗粒端元由含角砾的粗砂岩组成，呈块状构造，与下伏的凝灰岩突变接触，大小不等的角砾为火山岩和碳酸盐岩等，向上渐变为小型的沙纹层理，这种浊积岩与火山地貌关系密切，分布比较局限，一般仅出现在缓坡上，当坡度较陡时则变成无组构的滑塌浊积岩；②盆地沉积岩以陆源碎屑为主，剖面层序具有扇推进层序特征，向上层厚增加且粒度变粗的垂向层序代表海底扇向前推进的作用，砾岩在剖面上多层产出（它们在平面上呈透镜状分布，磨圆好与磨圆差的砾石混杂在一起，并含有撕裂状的泥砾，属于原地刮落的未固结板岩，砾石成分复杂，既有火山岩和各种沉积岩砾石，也有脉石英的砾石，砾石粒径变化很大，最小的砾石为2 mm，最大的砾石达1.5 m，这些特点说明这些砾岩不具流水搬运的特点，也没有波浪作用的标志，因此，它们不是冲积或滨岸环境的砾岩，而属于密度流搬运的浊积扇内扇水道的沉积），砾岩与砂岩和板岩组合构成盆地环境的浊积扇层序。 3）碳酸盐岩相。呷村组的碳酸盐沉积多呈夹层和透镜体产出。可以识别出生物碎屑滩礁相、斜坡塌积岩相和岭间盆地微晶-泥晶灰岩相等。它们的特点与昌台地区有些相同，主要出现在地垒高地局部变浅处和火山堆积的海岭顶部及周缘。 （2）岩相组合与相序变化 基于上述沉积相分析，可将乡城弧的沉积作用归纳为两种典型的岩相组合： 1）盆地斜坡—坡脚环境的相组合：至少已识别出两种海底扇相序，如① 内扇水道化的砾质进程型海底扇和② 后退型海底扇（罗建宁等，1992）。前者的沉积作用主要发育在内扇，以砾质高密度浊流沉积为主，具明显的向上变细变薄的层序，层序底界为侵蚀界面；后者相当于废弃的扇，由于相对海平面上升或供应水道的改变，使原来的扇逐渐后退，最后被盆地的泥质沉积或低密度浊流沉积所覆盖。 2）深水盆地的相组合：包含有低密度浊流的沉积相序和海底火山-沉积相序。低密度浊流沉积相发育，估计与斜坡和坡脚地带广泛发育的海底扇有密切的成因联系。海底火山-沉积相序主要为安山岩和少量的安山质凝灰岩，产于深水低密度流沉积中。 3.沉积演化 池中洋生弧发育完成后，在其东部地区，伴随乡城岛弧的形成发育再次发育一个由砾质海底扇沉积、深水低密度浊流和海底火山-沉积组成的火山-沉积旋回。砾质进积型海底扇的发育标志着相对海平面的下降。海底扇的碎屑主要有两种成分：陆源糜棱岩碎屑和安山质火山碎屑（罗建宁等，1992）。糜棱岩碎屑的大量发育，揭示着池中弧形成后曾发生过较强烈的构造抬升。此外，陆源糜棱岩与安山质火山碎屑的混积作用，说明海积扇形成时期，新一轮岛弧造山活动已经开始。在乡城岛弧火山-沉积旋回的中上部，安山岩大量发育，并与深水低密度浊积岩密切共生，表明乡城岛弧在经历了初始的小规模的安山质火山爆发活动后，此时期开始大规模发育。然而，在厚达400余米的安山岩系的顶底板，均为深水低密度浊流沉积。这种独特的火山-沉积组合意味着，要么是安山岩弧体并未在海底构成高耸的山弧高地，要么是乡城岛弧亦经历了短堑的弧间开裂沉陷，形成弧间裂谷盆地（图1-44）。 进入晚三叠世诺利晚期，乡城岛弧区沉积环境转化成海陆棚环境，分布广泛的砂、泥质沉积中的大量大小不等的透镜状体砂及植物碎片可能系风暴成因。之后伴随着区域性挤压抬升，出现海陆交互相沉积，在剖面上呈现海退的变化层序，显示三角洲相沉积特点。 图1-44 乡城岛弧及弧间盆地综合沉积模式示意图