富埃特文图拉岛和金丝雀岛的水下基底杂岩火山岩层序

1、富埃特文图拉岛和金丝雀岛的水下基底杂岩火山岩层序 构造火山岛的水下生长模式和形成过程 Margarita等 王立群编译摘要：在富埃特文图拉岛的基底杂岩中，火山岩层序被划分出三种岩性地层单元。这些地层单元从下至上分别是水下火山岩群、过渡相火山岩群和陆相火山岩群。这三个火山岩群记录了火山岛的水下生长和形成过程。火山作用由超碱性和强碱性的火成岩系列组成。岩浆作用是因为上地幔异常带的存在而低密度的某些组分也可能引起中生代海洋地壳的隆起。外延相带和收缩相带这两种岩性同时存在于火山岩层序的形成序列中。水下火山岩群形成于向SSW方向伸展的楔形断陷盆地的上盘上。过渡相火山岩群是与随后楔状断陷的倒置有关的同构造

2、运动的产物。最后，陆相火山岩群是由第二期WNW方向伸展的构造运动形成的。富埃特文图拉岛的基底杂岩的演变研究将成为火山岛水下生长的构造模式和形成过程的基础资料。关键字：基底杂岩，水下火山作用，火山岛的形成，富埃特文图拉，金丝雀岛。简介：在近十年来板块内部的洋岛以及火山岩海底山脉的水下生长得到了大量的研究。通过使用地表及地下分析技术、海底山脉物质或火山碎屑岩外围的挖掘和钻探、应用潜水技术的水下观察以及裸露到地面上的海底山脉的研究，获得了有关海底山脉分布、形态、大小、构造以及生长方面的大量信息。板块内部的玄武岩质海底山脉一般在顶部存在大小不一的破火山口、高密度的岩核和一定数量的裂隙带。出露于海面的岛

3、屿、上升的海底山脉以及围绕洋岛的火山碎屑岩环的地质研究和岩相分析形成洋岛水下演变的两个叠覆阶段的定义：初期的深水阶段和其次的浅水阶段即火山盾阶段。洋岛火山形成的水下阶段，其地球化学演变在一般情况下所知甚少，但是在夏威夷的Loihi水下山脉和Jasper水下山脉，在某些方面进行过详细研究。这两个水下山脉的地球化学演变是非常不同的。在Loihi水下山脉熔岩的碱度随时间降低，而在Jasper水下山脉碱度随时间增加。 因为某些地层单元发生局部剧烈的构造隆起，所以水下生长阶段可以直接地在金丝雀群岛的某些岛屿上进行研究。该生长阶段主要由La Gomera、La Palma和富埃特文图拉等岛屿的人工探坑中的

4、地层所揭示，而且它能够根据Lanzarote的深井样品的分析进行推测。在特殊情况下富埃特文图拉岛的研究带来了特殊的兴趣，这是因为在岛屿的西部存在完整的水下火山岩层序露头。该层序，记录了形成于大西洋底的岛屿以及出露于富埃特文图拉岛的基底杂岩的水下生长阶段。本文的目的是描述和解释火山岩相、内部构造、生长以及富埃特文图拉岛水下火山杂岩的地球化学变化。我们认为与岩石圈的扩展相伴的上地幔隆起通过岩墙和断层遍布岛屿的水下生长阶段。这种隆起可能部分由于水下层序和洋底的形成所引起。我们也参考邻近区域的构造运动（如Atlas山）讨论了新生代早期的区域构造演变。地质概况 富埃特文图拉岛的地质历史是相对复杂的，而金

5、丝雀岛的历史则发育最长。富埃特文图拉岛形成于大西洋洋壳之上。根据有效的地震数据在东金丝雀岛之下的地壳厚度，包括富埃特文图拉是1520公里。该处的上地壳为地震反射速度4.24.3公里/秒的24公里厚的层所定义。中地壳的厚度为56公里，其地震反射速度是6.16.6公里/秒。在富埃特文图拉岛和兰察柔特岛的底部其层厚为810公里，其地震反射速度为7.4公里/秒。该层被解释为由地幔成因的物质侵入的洋壳。该较厚的地壳覆盖地震反射速度为7.67.8公里/秒的异常上地幔。 在该岛可划分出四个主要的地质单元。以从老到新的顺序分别是裸露的中生代洋壳、水下和过渡相的火山杂岩、新生代陆上火山杂岩以及上新世到第四纪沉积

6、岩和火山岩。中生代的洋壳、水下火山杂岩以及火成岩体和与水下火山杂岩及中新世陆上火山杂岩相关的岩墙群组成不同的岩性地层单元例如富埃特文图拉基底杂岩。以前的研究把陆上火山杂岩纳入到水下及过渡相杂岩中。Gutierrez把它们从基底杂岩中提取出来，把这些地层划分到陆上基底杂岩中。这是根据它们的相对贡献进行划分的一种方法。出露的中生代洋壳 该中生代洋壳的块体是由早侏罗世标准的拉斑玄武岩洋中脊组成的，上覆较厚的沉积层序。陆源的石英碎屑、黑色的页岩、再沉积的石灰岩、泥灰和含有燧石结核的白垩构成中生代沉积层序，经历了从早侏罗世到晚白垩世。Bivalvia化石的Bositra buchi种的存在一般指示下部单

7、元。菊石类的Partschiceras cf、Witeavesi和浮游生物有孔虫的Schakoina galdolfii Reichel、Rotalipora sp、Hedbergella sp以及Gabonella sp化石组合表征上部沉积单元。这个地层序列是西非大陆边缘成因的深海扇的一部分。该地层序列的厚度达到1600米。虽然阿尔必阶沉积时期预测的水深较小，但是从上一个阶段到阿尔必阶其近似的水深大于3000米。在海平面之上出露大约200米高度的N-MORB露头。因此，富埃特文图拉岛自阿尔必阶以来在1800米（中生代沉积物的厚度加上现在MORB露头的高度）到大于3000米之间经历了上升阶段。

8、水下火山杂岩 中生代洋壳由水下火山岩层序所覆盖，该层序由厚层块状的枕状熔岩和玄武岩质及粗面玄武岩质成分的玻璃质碎屑岩组成。水下火山岩层序的基本关系是沿中生代地层之上的轻微侵蚀不整合，展现出岩层倾角存在大约20度的小差异。最早的水下火山岩在发生断裂后被侵入，其时间跨度将在后面的年代地层部分讨论。该水下层序的描述是本文的主要目的。岩浆的活动与形成超碱性岩的水下火山岩层序同时发生。这些侵入的露头沿着火山岛的西部海岸到裸露的中生代洋壳的北部和南部分布。这种侵入岩的大多数成分是含云母或含闪石的辉石、霞霓钠辉石、含闪石的辉长岩、霞石黑花岗岩、霞石和碳酸盐岩。霞石黑花岗岩和碳酸盐岩主要出露在Esquinzo

9、、Ajuy、Solapa和Punta del Penon Blanco（图2）等处。在大约25Ma形成的这些岩石与沿着几个脆性-塑性到塑性剪切带的运动是同时代的。参见Casillas等人的构造研究。中新世陆相火山杂岩 该岛的主要陆相发育阶段形成三套相互邻接的巨大玄武岩质火山杂岩地层：分别是南、中、北火山机构（图1）。每一个中新世火山杂岩的生长期可能都超过10m.y.。在当时，几期溢流火山活动由伴有深侵蚀和巨大的崩塌作用的间歇期所分隔。这些火山杂岩的年龄稍有不同。中部机构最老，在22.49±±0.4ma时间范围内存在火山作用形成的主要建构阶段，期间为明显的间歇期而最晚的小火山

10、建构期发生在13±0.3ma。在北部机构中，主要的火山作用发生在17±±0.3ma之间，在南部机构，在20.7±±0.4ma之间，这些火山杂岩的残余体深深地侵入到该岛和Jandia Peninsula地区东部的地层之中。火成岩系列（辉石、辉长岩和黑花岗岩）和岩墙群出露在北、中部火山机构中，这些岩石是陆相火山杂岩连续生长的浅层岩根部。与陆相火山杂岩相关的岩墙群的密度非常高，尽管密度值向东和西方向降低，但是该值达到中部基底杂岩中的单层岩墙的50-90%。因此，这些岩墙群的形成范围似乎包括大约30公里的地壳扩展。这些岩墙的大部分走向是NNW-SSW，

11、而一些岩墙的走向方位角展现为NE-SW。它们的化学组成主要是玄武质或粗面玄武质。因此，基底杂岩是由中生代洋壳、水下火山杂岩（除陆相火山杂岩的底部，即陆相火山岩组）和火成岩体以及与水下火山杂岩和中新世陆相火山杂岩相关的岩墙群组成（图1）。变质作用影响构成基底杂岩的大多数岩石。发生强烈的绿帘石-钠长石绿片岩的热液变质作用，可能是岩墙群大量侵入的结果。可划分出两个变质带：低温（阳起石）带和高温（角闪石）带。在分区上与最大密度的基性岩墙侵入相一致。因此，上述现象能够推测岩墙的侵入担任着流体循环和矿物转变热源的首选方式。接触变质作用也影响与陆相火山杂岩相关的深成岩核部。上新世-第四纪沉积岩和火山岩 在中

12、新世火山活动之后，该岛受到侵蚀的影响。在火山作用静止期，中新世的火山机构被强烈地侵蚀。在上新世，火山作用重新开始形成几个小的玄武岩质火山岩体和相关的熔岩原。该次火山作用持续到史前时期。滨海和浅海沉积物形成于上新世-第四纪。风蚀的含冲积扇和古土壤沉积物复合体覆盖在这些海相沉积物之上。水下火山杂岩的分类地层 富埃特文图拉岛的水下火山杂岩沿着该岛的西部海岸出露，由两个岩性地层单元组成：水下火山岩群，表示水下生长期；过渡火山岩群，与该岛的形成相应（图3）。陆相火山岩（陆相火山岩群）覆盖这些地层单元。这些陆相火山岩群地层可以暂时地定位在中部和北部陆相火山机构的底部。 水下和过渡火山岩群分别被细分为六个和

13、五个岩性地层组。清晰的火山岩层序根据由McPhie等人建立的术语系列进行命名和进一步分类。Gutierez建立了地层划分和地层特征的基础。地层定义和术语遵循北美地层标准（地层术语北美委员会，1983）。对划分组的详细描述发表在与本研究相伴的GSA数据库项目中。这些组的最重要火山岩地层特征表示在图4中，该图是典型的地层剖面，但是某些侧向上的岩性变化在所给予的地层中也可观察到。 水下火山岩群被划分为六个组（图4），从Barranco del组（底部，单元A）到El Valle组（顶部，单元F）。火山再造堆积相（图5A）与最初的火山岩相间互产出（图5B）。在这里，火山再造堆积相被定义为在老的火山岩相

14、之上由表面作用产生的结果。熔岩流方向的指示证据包括枕状熔岩的排列方向和延长气孔的排列方向。在Barranco del Tarajalito、La Herradura和Los Negros组中熔岩流的方向指向NNE-SSW方向。在下部岩组中枕状熔岩的气孔率平均值为50%左右，推测这些气孔为地层水的溶解作用所形成，这个比率表示这些枕状熔岩在形成时为低水深，这在该地层序列中与其它水深指示证据的结果相一致。Toscano组的含泥段地层含有丰富的生物化石，分布有水平和垂直虫孔。Toscano组堆积物的粒径和地层厚度向北和东方向增大，表明物源来自东部。在该群顶部的某些层位，石珊瑚系列的珊瑚样本在枕状熔岩的

15、外表形成硬壳并保存在原地，或作为枕状熔岩碎屑角砾岩的一部分。 过渡火山岩群不整合地覆盖在水下火山岩群之上。这个群被划分为四个组（图4）。该群在侧向上和垂向上存在明显的相变，其平均厚度在100米左右。零散出现的指相堆积物交替地在浅水沉积物和火山岩中分布。典型的岩石包括含凝结结构的火山碎屑凝灰岩（图5D）和巨厚的火山碎屑岩层（图5E）。在砾岩中，叠瓦状排列的碎屑物质指示出NW方向的古水流。 不同类型的玄武岩和粗面玄武岩地层单元被构成覆盖水下火山岩群的陆相火山岩群形成的碱性岩墙所强烈地切割，熔岩和与它们相关的自破碎角砾岩在每一层的顶部和底部频繁发育。局部，复矿碎屑角砾岩的出现，表明它们可能是与重力滑

16、塌作用相关的岩屑崩塌堆积物，影响陆相中新世火山机构。这些堆积物的一部分能够在富埃特文图拉岛西部洋底观察到。全岩化学成分 火成岩主要岩石类型的岩性特征数据在GSA数据库项目中有详细的记录。因为绿片岩相变质作用引发了明显的化学变化，所以根据地质科学国际学会推荐的TAS（总硅碱图）图，使用主要元素含量描述和划分研究单元是不可能的。但是，相对稳定的主要元素和痕量元素的浓度，结合矿物成分和岩性描述是这套岩层化学特征的主要依据。 这些岩层的Nb/Y比值大于2（图6B）。这种现象是碱性岩的特征。除此之外，在金丝雀岛，强碱性系列的火山岩（从含标准霞石和钠长石>5%的碧玄岩到响岩）或者超碱性系列的火山岩（

17、从含标准霞石>5%和标准的钠长石<5%的霞石橄榄岩到响岩），它们的Zr/Nb比值小于5。相反，中等强度碱性系列（从含有0%-5%标准霞石的橄榄霞石岩到粗面岩），其Zr/Nb比值大于5。水下到过渡火山岩群中的所有岩石表现的Zr/Nb比率小于5。因此，它们能够分类为强碱性或超碱性系列（图6B）。根据岩石的出现率和霞石的含量以及其他少量矿物，例如黑榴石和钙钛矿，所研究的岩石能够被分类为两种类型火成岩系列之一。超碱性系列表现为霞石岩、霞石质响岩、辉岩、霞霓钠辉岩、霓霞岩-磷霞岩组合，而且霞石黑花岗岩出现在Barranoc de Los Negro组中。在这些岩石中霞石的含量常常大于40%。

18、且它们常常含有黑榴石和钙钛矿。过渡火山岩群中的闪煌岩表现明显的与超碱性系列的亲缘关系。强碱性系列由来自于水下和过渡火山岩群的碧玄岩、响岩、粗面岩和黑花岗岩组成。年代地层学 来自水下火山岩群的5个新K/Ar和一个新Ar/Ar年龄数据以及来自过渡火山岩群的两个K/Ar年龄样品数据表示在表1中，其中还有一个Rb/Sr等值线年龄。某些样品中的热液变质作用（绿片岩相）的证据和大量存在的残余氩意味着放射性同位素年龄值可能存在偏差（或老或新），必须谨慎处理。因为这些不确定性，所以此处仅讨论应用不同方法测年的岩石样品。 在水下火山岩群中，黑云母和金云母的年代范围在29.7±±0.4Ma，而

19、在闪石中所测得的年龄值在31.2±±0.9Ma之间。在过渡火山岩群中，金云母的年龄值是25.3±±0.9Ma，而Rb/Sr等值线年龄比较年轻（22.5±0.2Ma）。此处所有的误差都在1范围之内。样品CPV-2的黑云母K/Ar和Ar/Ar年龄之间没有明显的差异。Ar/Ar年龄谱图在低温阶段没有表现出氩的损失，而反转的等时线年龄（图7和图8）其最初的40Ar/36Ar比值是24.7±±6.8Ma。K/Ar和Ar/Ar年龄值间的小差异极有可能是由少量的残余氩所引起的，而稳定的年龄值25.1±。在本文中，过渡火山岩群岩样

20、的K/Ar年龄类似于由Ibarrola等人所测得的数值，大约也是24.0±2Ma，此处所获得的CPV-2和CPV-3样品的年龄值属于前人（图9）使用K-Ar、Ar-Ar、U-P法为超碱性火成岩复合体所测定的年龄范围（19.2±0.9-30.9±1.2Ma）。 此处所获得的结果，表明富艾特文图拉岛的水下火山机构形成和其以后的出露海面是在渐新世到早中新世（水下和过渡火山岩群，图9）。该岛的水下火山机构明显与Esquinzo地区的超碱性火成岩复合体的年代相一致。同时，过渡火山岩群超覆在Ajuy-Solapa和Penon Blanco（图9）地区的火山杂岩之上。覆盖过渡火

21、山岩群的陆相火山岩群很可能与Ancochea等人所研究的陆上大火山岩盾相对比。构造富埃特文图拉岛的中生代沉积岩和水下火山岩系列的少量非常详细的构造研究如今一直存在。这些工作主要是由Robertson和Stillman完成的，实质上仅为这些岩石的原始构造数据。更新的研究讨论了基底杂岩的构造演变，但是它们不存在新的、有意义的有关中生代或水下火山岩系列的构造信息。此处，详细的地质成图和新构造数据的存在允许我们更为完全地认识中生代地壳和其上覆水下成因的岩层的几何形状。这些几何描述和火山岩地层信息一起构成描述该区构造演变的某些模型的基础。中生代沉积岩几乎都是从垂直到反转，而且这些沉积岩向南都一致地变老，

22、这里出露有许多MOBR洋壳。岩层倾向的变化与WNW-ESE方向的、褶曲轴几乎水平的大型褶曲相一致，最优的大型褶曲的不均一性是后期变形阶段的结果。这些新的数据证明早前Robertson和Stillman解释为系统的顺层劈理关系的正确性并且出现在这些沉积岩中的次一级褶曲的方向成为主要为NE方向伏褶曲存在的证据。总之，中生代地层层序构成倾伏的、北倾主褶曲局部反转分支的一部分，包含出露在褶曲核部的洋底块体。但是，更年轻的中新世火山杂岩向东，而巨厚的、侵入基底杂岩则向南使整个褶皱变得不明显。水下火山岩群表现出相当复杂的岩层走向。底部单元（Barranco del Tarajalito组）也表现出近于垂直

23、的岩层和与中生代沉积岩相一致的褶皱（图10B）。但是，La Herradura组的岩层走向具有较高的可变性（图10C）。而陆相和过渡火山岩群的其他单元表现出更接近水平的岩层，具有WNW和ESE方向的倾向（图10D）。在近岸，这些地层单元主要向WNW方向倾斜。该倾角表示内陆的一种变化，还形成向NNE-SSW方向伸展的、较大的宽缓背斜，具有近于垂直的轴面和低角度向NNE方向倾覆的轴（图10D）。相似的宽缓向斜向东可观察到（图10）。沿着图中优化圆分布的岩层数据的离散度可由沉积岩层的倾向差来解释（特别是对B到G5单元），与基性岩屑坡上观察到的高角度倾向相一致。因此，岩层的倾角数据展现出大约NE-SW

24、轴向的褶皱，该褶皱伴生于大约NNE-SSW轴向的褶皱上。两个褶皱形成的轴是近于水平的并几乎正交。但是，轴面因根据中生代沉积岩和水下火山岩群的Barranco del Tarajalito组的分析推导出褶皱的北倾方向（N-verging orientation）而变得倾斜。因此，根据Ramsay分类方案得到的类型1和类型2，它们之间的介质干涉图可描述该构造。基性岩墙群切割WNW-ESE方向褶皱的轴面，该褶皱是根据中生代沉积岩的研究推论的。因此，岩墙不受该褶皱期的影响。但是，NNE-SSE向的褶皱掀斜了这些岩墙。因此，WNW-ESE方向的褶皱比NNE-SSW向的褶皱老。在图10中分别由f1和f2标

25、定。图10G表示f1褶皱轴迹和平行于f2褶皱轴迹的标准横剖面图，沿着f2背斜的枢纽伸展。该横剖面中最引人注目的特征是由水下火山岩群（单元A到F）地层单元所定义的扇形几何体。过渡火山岩群不整合地覆盖水下火山岩群，从Caleta del Barco组（单元G1和G2）上超到Janey组（单元G4）（图3）。尽管在图10G中没有标出，但是在研究区（图3）的南东部覆盖水下火山岩群的陆相火山岩群叠置在由侵蚀不整合所分割的其他地层单元之上。这些特征可根据在下一章节中描述的洋岛水下生长过程来解释。讨论水下和过渡火山岩群的火山学解释 研究单元的解释将包括单元底界到顶界。水下火山岩群的地层堆积在浅水深环境之下，

26、深度由枕状熔岩的气孔率（图5B）和其他深度指示器确定。角砾岩层颗粒排列方向与上述层序的一般结构没有关系，推测这些堆积物是在小的叠覆火山锥环境下形成的。 Barranco del Tarajalito组的火山岩相接近喷发中心区。枕状熔岩、枕状角砾岩、再堆积的枕状角砾岩、枕状角砾岩渣的组合表示火山活动沿着有基本喷发活动的小水下火山锥分布。也存在形成浅水枕状角砾岩渣层的主要水下熔岩流喷涌时期，作为该单元古地理再建的证明（图11A）。密度修正碎屑流、非粘结性碎屑流或超凝结碎屑流组成与火山成因相相伴的火山角砾岩。间互的砂岩、粉砂岩可认为是超凝结碎屑流、牵引流或可能与这些高密度重力流相关的悬浮物质堆积形成

27、的。在这些堆积物碎屑中发现的化学组成和结构表明由枕状熔岩、岩穹、响岩-霞石岩熔岩流以及相关的自破碎角砾岩组成的超碱性火山机构的破坏。存在的火成碎屑表明裸露的超碱性深成岩体的侵蚀。在碎屑的迁移过程中，混入了同时代的玄武岩/碧玄岩碎屑和中生代沉积层序的碎屑。 在La Herradura组（单元B），侧向上急剧变化的相变表明当时发生了形成玄武质/碧玄岩质熔岩流小火山锥的喷发活动。（图11B），含有枕状熔岩单元叠覆和与这些枕状熔岩单元的破坏相关的不同角砾岩类型。熔岩涌丘也广泛发育。响岩质熔岩流的溢流相和熔岩穹以及产生的自破碎角砾岩和再堆积的自破碎角砾岩周期性地伴随这些玄武岩质/碧玄岩质火山活动。 在L

28、os Negros组地层形成期间双峰式玄武岩质/碧玄岩质响岩火山活动（单元C）连续发育。但是主要岩相缺乏而且它们可能与小的玄武岩质/碧玄岩质火山锥造锥活动以及与枕状熔岩和枕状碎屑角砾岩构成的火山机构相关。火山成因堆积物的广发发育可能与重力流（碎屑流、密度修正碎屑流）和火山机构侧翼的浊流相关（图11C）。这些岩相类型的广泛发育也能够表明远离沉积盆地的火山口变化，或者是裂隙式火山活动的存在，该火山活动证实了先前的遍布重力滑塌碎屑物质的水下火山机构的破坏。盆地内的构造及地震活动的不稳定性也表明存在这些过程。El Hierro岛的大量岩屑崩塌堆积物形成的火山锥可以看作是对该地层单元的现代模拟。La G

29、atera组的主要岩相表明火山活动的溢流特征（图11D）。双峰式（玄武质/碧玄岩质）火山活动在Toscano组堆积时期继续。但是，这些堆积物的沉积学特征表明它们主要由盆地边缘（图11E）的水下扇中的浊流构成。这些扇的边缘部位位于南东区域，是所发现的最细粒物质。在El Valle组（单元F）（图11F）形成期间溢流相火山活动盛行。玄武质/碧玄岩质火山锥发育枕状熔岩，依次形成枕状角砾岩、枕状碎屑角砾岩，有时发育密度修正碎屑流再沉积作用的产物。该火山作用与形成渣质枕状角砾岩的熔岩涌作用交替发生。存在异地的生物化石、角砾岩中的次园状碎屑和低角度的平坦交错层理表明该火山作用和再沉积过程发生在浅水之下。火

30、山锥周围水下扇中的碎屑流和盆地的边缘形成火山角砾岩、砂岩和粉砂岩。过渡火山岩群相较水下火山岩群来说其颗粒更细而且具有更明显的非均质性。该过渡火山岩群中的岩石记录了火山岛形成的初期阶段。Caleta del Barco组（单元G1到G2）岩层的结构、构造和化学组成表明该组地层是由火成碎屑流和因陆表火山爆发形成的空落堆积物组成（图11G）。这些火成碎屑流包括大量来自于因火山爆发的动力而在后期发生破碎的岩浆通道中熔岩流动期间形成的主岩被牵引所致的块体破碎产生的岩屑。响岩和粗面质熔岩流的化学成分类似于火成碎屑堆积层。因此，以上两种成分可能形成于相同的火山作用周期。Piedra de Fuera组（单元

31、G3）岩层的化学成分是非常复杂的。枕状熔岩和火山角砾岩颗粒的排列方向和交互出现表明它们构成了熔岩锥内部的主岩相（Flow Foot）角砾岩，它们是在陆表熔岩流入海之后形成的。枕状熔岩、枕状碎屑角砾岩和枕状角砾岩渣在海陆交互溢流火山作用期以及浅水的熔岩涌中形成。这些物质构成小的火山机构。闪煌岩墙的成因是符合在本地层单元中描述的其他岩石的浅层岩体。在Janey组中含有叠瓦状结构的杂基支撑的砾岩和次圆度的碎屑表明其环境为由滨岸提供连续碎屑的潮下沉积环境。这些物源物质为重力流例如碎屑流所带来。（图11I）。在Barranco de la Fuents Blanca组（单元G5）中观察到的化石组合及沉积

32、学特征表明这些沉积物形成于浅水礁区，并且它们在随后因重力流的再堆积作用而发生了变化。（图11J）。总之，在富埃特文图拉，水下和过渡火山岩群没有明确地定义为大的中央火山机构。先前堆积的重力流物质的再沉积物普遍发育，而这些沉积物质在某些地方控制着近似的火山岩相。特殊情况下，这些火山成因堆积物在水下火山岩群中其体积达到30%而在过渡火山岩群中体积达到40%（图4）。在形成同时喷发的火山物质再堆积产物进入火山成因堆积物之后的两个群中体积百分比超过50%。因此，两个岩性地层单元中的堆积组合的最准确环境估计是有丰富火山成因堆积物充填的大沉积盆地（图10G）。在化学成分上，玄武岩/碧玄岩岩浆活动是主要的，仅

33、含有零星的响岩火山作用期。在盆地充填的初始阶段展现为超碱性火山作用为主，随时间转换为强碱性。明显的火山作用期导致小的叠置火山锥的形成，该火山锥由熔岩涌作用形成的枕状熔岩、自破碎角砾岩和枕状碎屑角砾岩渣组成。在水下火山岩群形成期间熔岩流的方向以NNE-SSW方向为主，而至少在过渡火山岩群的后期阶段古流向普遍切换到NW方向。对Tocano组（单元E）来说，物源的方向位于盆地的北北东或北东向，而到了Janey组时期转到盆地的南东方向。水下和过渡火山岩群的构造演化模型 关于金丝雀群岛成因的热烈讨论在持续。与沿着北西非板块的构造演化相关的大断裂发生位移的理论相比，热门的理论模型为大多数人所接受。检验这些

34、模型或其他模型需要准确地理解每个岛屿水下形成阶段的构造演化。但是，基底杂岩仅出露在群岛的三个岛屿中，正如前面所解释的那样，公开的构造数据仍旧很少。关于富埃特文图拉岛，可识别出两个主要的构造阶段。第一个阶段包括水下沉积岩和火山岩的形成和变形。根据这套地层的年龄数据，该阶段发生在渐新世。该期公布的构造模型是Roberson和Stillman所做的，解释中生代沉积岩和水下火山岩的构造特征为连续的隆起、凹陷和扩展。而最近，Fenandez等人解释出年代确定为晚渐新世到早中新世（主要为中新世）表明过渡到构造演化第二阶段的盆地扩展期。第二阶段与岛屿的陆上发育期相一致。几个变形阶段如扩展和扭压出现在该阶段，

35、即中新世。本节的目的是使用新的火山地层以及此处收集的构造信息提出富埃特文图拉岛基底杂岩构造演化第一阶段的内容。其结果对金丝雀群岛的成因、洋岛的水下演化及形成的一般模式的讨论具有重要的意义。 对于解释富埃特文图拉岛水下火山岩的构造演变，仔细地分析所观察到的叠覆褶皱的样式是非常必要的。图10G的横剖面图清楚地展示出水下火山杂岩的楔形特征。有效的构造信息使得我们放弃了该楔形岩体是干涉图中复杂几何形态的数据体相互作用所引起的这种解释。f1褶皱的半波长尽管未知，但很可能超过5公里。这使得该楔形岩体完全是f1褶皱几何体所引起的假设变得几乎不可能。可以推断该楔形岩体的部分特征是水下火山岩群的主要特征。该楔形

36、岩体的轴向与f1褶皱的轴向相一致，表明水下火山岩群可以被看作是与f1褶皱相关的同构造系列。有趣的是在水下火山岩群中测定的熔岩流方向几乎垂直于f1褶皱轴迹（图11E）再一次表明火山岩和沉积岩的堆积受构造控制。换句话说，沉积中心直接地位于在构造运动前由中生代沉积岩定义的f1背斜反转分支的北部。 地层生长的扩展被准确地解释为水进不整合。虽然仅相似而不相同，但是该地层的发育也出现在冰岛裂谷带。在该处它被解释为因同构造熔岩流的重力引起的沉降而形成。与冰岛该地层相似的地层模式在亚述尔地台的南翼由地震反射剖面反映出来。但是冰岛裂谷或亚述尔地台的同构造序列的几何形态不同于富埃特文图拉岛该地层的细节，特别是熔岩

37、层的倾角很少达到单元A到D所测得的最大值，而反转的岩层没有发现。连续的地层生长的扩展在两个相对的大陆环境中从次水平到近于垂直甚至反转，这与受后期倒置影响的铲状扩展生长断层相关或者是收缩机制下的褶皱相关断层的进一步演化的结果。看起来对分析板块内洋壳构造演变模型的适应性提出某些疑问是有道理的。但是与这些扩展的大陆区域相似的板块分离、铲状扩展断层和洋壳杂岩在海底研究过程中正在被全面地认识。某些铲状断层影响洋壳并汇集到莫霍面，与主要的易延展剪切带相一致。当然，沿着这些构造的变化发生在洋脊轴的下部，但是这些断层能够在远离活动洋脊的洋壳中发现，可通过主要断层涯的研究来解释。侏罗纪洋壳类似于富埃特文图拉，再

38、造的隆起可能激活这些老的断层或形成新的相似几何体的构造。所以我们认为在对高质量地描述相似形变的构造演变能够使用最近似值之前，最好使用陆壳的变形模式。事实上Karson和Macleod等提出的大洋构造与在可比的大陆扩展环境中观察到的构造特征是不能区分的。 位于异常热地幔带之上的富埃特文图拉岛和许多隆起自Albian期以来经历了洋壳作用（最小1800米。可能大于3000米），这证实了与收缩假设相反的扩展机制这种构造解释。如前所述，扩展的运动学机制也被认为出现在富埃特文图拉岛中新世形变的后期阶段。除此之外，也发现了某些收缩构造的证据。收缩阶段的主要证据是反转的中生代系列。罗伯逊和Stillman认为

39、影响中生代沉积岩的褶皱可能由横贯北南方向的剪切带因右旋运动而生成。然而，前构造运动和早期同构造运动系列通过铲状扩展断层的上盘移动旋转而达到相当大的倾角。仅适当的收缩形变出现在这些反转的高倾角系列中。因此，本文所支持的假设包括在推覆和扭压剪切期经历后期倒置作用的铲状扩展块体的运动。富埃特文图拉岛内外的重力和海洋研究对存在WNW-ESE方向的构造提供了支持。我们主张水下火山岩群堆积在断层的上盘，在渐新世期间形成。该断层的走向是WNW-ESE方向，上盘向SSW方向移动。中生代洋壳发生位移并在断层的上盘移动形成侧覆的几何体（f1褶皱）。上升的断层下盘位于研究区的北部，与Esquinzo南部裸露的中生代

40、地层相一致（图2）。尽管在该研究区的南部中生代岩层急剧地倾向于SSW方向，但是地层总的趋势是走向WNW-ESE方向且缓慢地向SSW方向倾斜。原始的断层线被老第三纪和第四纪陆相火山岩和沉积岩所覆盖。可用的数据不能说明断层几何体的准确再建是由剖面平衡引起的。但是，在Roberts和Yielding看来，该构造是大的扩展断层，因为它影响到了沉积岩的发育和中生代洋壳中拉斑玄武岩的N-MORB。与扩展断层发育相应的楔形体的厚度（>5km，图10G）也表明该断层为壳断裂。收缩阶段决定了中生代系列的反转位置，而水下火山岩群的主体部分形成于晚渐新世，可能与过渡火山岩群的位置相一致，不整合地覆盖在水下火山

41、岩群之上。该压缩阶段表明富埃特文图拉岛构造演化的初期阶段的结束通常是在大西洋水下阶段完成的。 结果，过渡火山岩群的最新单元（Janey和Barranco de la Fuente Blanca组）是浅水堆积且处于喷发环境，而且总的趋势为NW方向的古水流以高角度走向f2轴线（图10F）。过渡火山岩群上部的地质年龄可能是早中新世（图9），与Punta del Penon Blanco单元的黑花岗岩-碳酸盐岩杂岩的年龄相一致。该杂岩在由WNW伸展方向为特征的扩展期间处于侵入状态。根据它的构造和成图特征，Gutierrez把f2褶皱解释为与WNW-ESE方向伸展相关的大的倒置褶皱。上升的断层下盘目前位

42、于裸露的基底杂岩的东部。这种现象可以解释Janey组的古水流方向（单元G4）。断层的下降盘首先被浅水沉积物充填（Janey和Barranco de la Fuente Blanca组，单元G4和G5），最后被厚层的火山岩系列充填（陆相火山岩群）。在该阶段，富埃特文图拉岛已经出露于大西洋的水面。这可能是岩浆产率超过沉降速率或者因与扩展相关的均衡上升，杂岩重新隆起的结果，或者是热异常地幔的影响结果。该阶段与已经隆起的富埃特文图拉岛第二阶段构造演变的初始阶段相一致。富埃特文图拉岛的水下生长：板块内部火山岛形成的构造控制 由Staudigel和Schmincke（图12插图）所描述的海底山脉生长的模式

43、是基于La Palma地区（西金丝雀岛，图1）裸露的水下系列的解释。其演变的第一阶段由洋壳沉积层顶部的深水（1000-1500米）火山岩相组成，岩墙和岩床的侵入引起了岩体的变形及松散沉积物的凸起。在堆积过程形成海底山脉沉积物质的生长，之后被巨厚的岩床侵入。在中等水深和浅水环境下，第二阶段形成的物质为火山爆发产物。较第一阶段堆积物质具有大量的气孔，而碎屑流角砾岩堆积在海底山脉的两翼和外围。出露水面阶段由凝灰岩锥和相关的火成碎屑岩堆积物组成。过渡到洋岛阶段的产物是巨厚的陆相熔岩流的溢出相，在易侵蚀的火成碎屑岩之上形成遮挡的熔岩盖。 在许多方面，富埃特文图拉岛不同于这种典型的模式。形成于中生代沉积岩

44、之上的最初水下火山岩具有较高的气孔率，喷发深度不超过700米。因此，在富埃特文图拉岛没有发现深水火山岩相的迹象。碎屑岩的高百分比和事实上缺乏水下火山岩群的岩床与典型模型的中等水深和浅水阶段相似。过渡火山岩群可以与洋岛出露阶段相对比。在富埃特文图拉岛，水下火山岩和与其相接的洋底在构造上是倾斜的。水下火山岩群定义为进积式不整合，可认为其是同构造单元，与铲状断块上盘盆地的构造演化相关。过渡火山岩群上超于水下火山岩之上，它可能标志着从扩展到收缩再到扩展机制的构造演化。 根据我们对富埃特文图拉岛水下生长的解释，我们提出了火山岛水下生长的一种可供选择的模型（图12A-D）。该模型并非与Staudigel和

45、Schmincke的模型相对立而是对其有所补充。在该新模型中，大洋底的构造演变担当了火山岛生长和形成的基本角色。因此，与典型的、认为是稳定洋壳的模型相比它更加灵活。洋底可能在水下火山作用的第一阶段之前发生隆起。在富埃特文图拉岛之下的洋壳采用了1500米到3500米之间的隆起范围，此处最初的水深可能大于2500米。推测水下火山岩群为中等水深的火山岩相，尽管该隆起区的范围和形状未知，但是使用该模型对早渐新世洋底的假设为宽缓的隆起（图12A）。在第二阶段，隆起的区域局部消失，形成大的扩展断层。火山活动沿着该大的构造分布，火山物质充填在断层下降盘形成的盆地中（图12B）。在第二阶段该盆地的潜水深度经历

46、了几次变化，但是火山岩地层的堆积厚度大于2km并因为盆地底部不对称的沉降和旋转而逐渐倾斜。在晚渐新世扩展断层的倒置引发了瞬时的盆地构造隆起。这是演化的第三阶段，存在火成碎屑岩堆积以及上超到水下火山岩序列之上的沉积岩序列（图12C）。在早中新世，新的扩展期地层证实火山活动再次兴起（第四阶段），陆相火山岩系列不整合地覆盖在盆地之上而它的边缘存在巨厚的熔岩流。该阶段标志着中新世存在较大的火山盾并形成了稳定的洋岛。 因为老洋壳的自然连续沉降，所以最初的隆起可能位于岩石圈的下部。地幔柱或者上地幔亚岩石圈的较大异常带在说明金丝雀群岛的起源方面的文献中已经提到。这些假设和分析阿特拉斯地区附近构造影响的认识现

47、在能够根据我们的工作结果进行评价。晚白垩世的非洲和欧洲板块之间的收敛作用持续到现在仅有微弱的变化。在晚中新世，最初的压缩期发现于阿特拉斯地区。但是，根据Frizon de al等人的观察，更新世到早中新世非洲-欧亚板块的收敛主要向ALKAPECA地区和Iberian-Balearic边缘移动。阿特拉斯构造系统在中新世之后经历了主要的收缩变形阶段，而在更新世和早第四纪期间更为清晰。因此在阿特拉斯构造运动和富埃特文图拉岛的早期构造演化之间的联系似乎较弱。安笛-阿特拉斯山也不继续向西到非洲大陆架。西地中海地区和阿特拉斯构造体系被认为是扩张板块的边界，含有极其性质不同的和多变的形变。但是，西撒哈拉大陆

48、边缘到金丝雀群岛没有表现出收缩变形的任何记录。渐新世的侵蚀，由于全球海平面下降，沿着这个边缘广泛发育，尤其在北部海岸盆地，在富埃特文图拉岛附近，隆起强化了海平面升降变化衰退的影响。所以，富埃特文图拉岛的水下和过渡火山作用与北西非板块的板块构造演化相比可能更多地关系到区域亚岩石圈的影响。 其他的解释认为较大的深成岩体的形成（超碱性杂岩、Vega de Rio Palmas杂岩和辉长岩-辉岩深成岩体）可能对围岩的凸起存在某些影响。隆起可能超过1500米，岩层近于垂直的倾角，尽管深成岩在该隆起上的作用不能忽略，但是隆起可能超过1500米而且岩层近于垂直的倾角对于单独描述岩基来说似乎值过于大。大多数这些深层岩在之后形成，而且横切水下和过渡火山岩群