王志忠,王國輝,王 瑞,張皓程
(云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司,云南 昆明 650200)
大南婆地區(qū)位于云南瀾滄縣勐朗鎮(zhèn)東部,地處怒江-昌寧-孟連構(gòu)造巖漿巖帶南段,《云南省巖石地層》(1996)劃分方案中將該地區(qū)瀾滄巖群從老到新依次分為曼來組(∈ml)、惠民組(Oh.)、南坑組(Snk)[1]?;菝駧r組為一套島弧沉積,與曼來組總體為片理整合接觸[2],其巖石組合為絹云千枚巖、絹-白云片狀千枚巖、白云千枚狀片巖、片理化絹-白云石英巖、綠泥千枚巖、鈉長陽起綠簾片巖等,惠民巖組中火山巖與圍巖呈片理整合接觸,呈近南北向條帶狀分布。本文主要對出露于瀾滄縣小南婆-石堡寨一帶瀾滄巖群惠民巖組中火山巖作分析研究,1∶25萬瀾滄縣幅(2013年)綠片巖中稀土元素分布形式接近平坦型,為大洋中脊的特點[3];1∶5萬香竹林等七幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查(2017年),主量元素圖解上火山巖投影點落在島弧拉斑玄武巖區(qū),惠民巖組火山巖具島弧火山巖特點[4]。2017年,云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院承擔(dān)的“云南省1∶5萬下景張等4幅聯(lián)測區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”中,通過剖面測制和系統(tǒng)的路線地質(zhì)調(diào)查,對惠民巖組火山巖出露厚度、巖石組合、地球化學(xué)特征等方面獲得了較多新的認(rèn)識,惠民巖組可能是原特提斯演化中俯沖初始階段洋內(nèi)弧沉積的火山記錄。
本文惠民巖組(Oh.)出露于瀾滄縣小南婆-石保寨一帶,總體為一向西傾斜的單斜構(gòu)造夾塊,為一套千枚巖、半石墨化千枚巖、絹云石英片巖、綠泥片巖、凝灰?guī)r等巖石組合。構(gòu)造復(fù)雜多樣,經(jīng)歷了多期次構(gòu)造演化事件及多期次構(gòu)造疊加,原巖特征已經(jīng)喪失,基本被低綠片巖相的變質(zhì)巖所替代,局部保留了火山巖的部分特征,巖組內(nèi)火山巖劃分為2種類型。經(jīng)變質(zhì)原巖恢復(fù):第一類綠片巖屬玄武巖類,呈鈉長綠簾陽起片巖產(chǎn)于蜜蜂崖構(gòu)造帶中,沿惠民組(Oh.)、南坑組(Snk)接觸構(gòu)造帶半隱伏狀斷續(xù)出露,呈構(gòu)造巖片產(chǎn)出,巖石總體北西傾向;第二類綠片巖屬安山巖類,呈綠泥片巖產(chǎn)于小南婆-石保寨一帶,近南北向產(chǎn)出,呈似層狀、夾層狀等形式出露,巖層總體向西緩傾。(圖1-1)。
圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖Fig 1.Geological Sketch Map of Study Area
惠民巖組內(nèi)兩類火山巖中,第一類巖性為綠泥鈉長綠簾陽起片巖、輝長輝綠質(zhì)鈉長陽起綠簾片巖,巖石特征如下:
微網(wǎng)紋狀鈉長綠簾陽起片巖:巖石具粒狀纖柱狀變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造。巖石主要由粒徑≤0.6mm纖柱狀變晶陽起石和隱微粒狀變晶綠簾石、部分粒徑≤0.1mm的粒狀變晶鈉長石等大部分呈條紋條痕-透鏡狀聚集產(chǎn)出。重結(jié)晶纖柱狀陽起石集合體相對呈條紋-透鏡狀聚集并定向-半定向排列,連續(xù)分布構(gòu)成較明顯的S面理。變質(zhì)礦物組合為:陽起石+綠簾石+鈉長石,原巖可能為基性熔巖,變質(zhì)達低綠片巖相。
微網(wǎng)紋條痕狀(玄武質(zhì))黝簾鈉長纖閃片巖:巖石具殘斑隱微晶粒纖狀變晶結(jié)構(gòu),微網(wǎng)紋條痕片狀定向構(gòu)造。由普通輝石殘斑及次要礦物纖閃石、鈉長石、黝簾石、綠簾石,副礦物等組成。變質(zhì)礦物組合為:纖閃石+黝簾石+鈉長石+綠簾石,達低綠片巖相,原巖為似玄武巖-基性巖。
惠民巖組火山巖第二類巖性主要為鈉長綠泥片巖、鈉長綠簾陽起片巖等,巖石特征如下:
微網(wǎng)紋狀鈉長綠泥片巖:巖石具斑狀細(xì)晶鱗片粒狀結(jié)構(gòu),微網(wǎng)紋片狀定向構(gòu)造。由變殘斑鈉長石和綠簾石、重結(jié)晶基質(zhì)和金屬副礦物組成。石英呈透鏡狀在較多的渾圓-它形篩斑狀鈉長石間,微條痕狀各自富集的細(xì)微晶綠泥石、絹白云母、石英等構(gòu)成網(wǎng)紋狀分布的基質(zhì)。變質(zhì)礦物組合為:鈉長石+綠泥石±絹白云母±石英,達低綠片巖相,原巖似基性巖。圖2-1。
微網(wǎng)紋狀鈉長綠簾陽起片巖:巖石具變斑細(xì)微晶粒柱狀變晶結(jié)構(gòu),微網(wǎng)紋片狀定向構(gòu)造。由變殘斑鈉長石和綠簾石、基質(zhì)陽起石和綠泥石、金屬副礦物組成。變質(zhì)礦物組合為:鈉長石+綠簾石+陽起石+綠泥石,達低綠片巖相,原巖似基性巖。圖2-2。
本次共采集樣品7件,主量元素和微量元素由武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成,主量元素采用XRF法、微量元素用ICP-MS測定,微量元素樣品在高壓溶樣彈中用HNO3和HF混合酸溶解后,用VG-Plasma-QuadExcellICP-MS方法測試完成[5]。
惠民巖組火山巖巖石主量元素分析成果及C.I.P.W.標(biāo)準(zhǔn)礦物成分見表3-1、表3-2。主量元素分析結(jié)果表明,惠民巖組火山巖可分為兩類,第一類以蜜蜂崖一帶出露的火山巖為代表,屬玄武巖類(樣品1~3號);第二類以小南婆-石保寨一帶出露的火山巖為代表,屬安山巖類(樣品4~7號);在TAS圖解[7]中,巖石也分別落入玄武巖區(qū)、玄武安山巖-安山巖區(qū)。在硅-堿圖中,玄武巖類、安山巖類全部落入亞堿性系列。(圖3-1,圖3-2)。
玄武巖類巖石SiO2=45.53%~47.81%,TiO2=1.11%~1.40%(除去1件為2.85%外),MgO=7.53%~9.63%,alk=1.26%~2.71%,K2O/Na2O=0.06,貧鉀?;鹕綆rSiO2-K2O圖解(圖3-3)中,全部屬于低鉀(拉斑)系列?;鹕綆r分異指數(shù)DI=10.48~25.54,平均17.45,表明巖漿分異程度較低,基性程度較高;鎂值指數(shù)[Mg]=56~70,平均63,接近地幔橄欖巖平衡的原始玄武巖漿([Mg]=65~72)。標(biāo)準(zhǔn)礦物組合為ap+ilm+mt+or+ab+an+di+hy+ol,屬于鋁不飽和系列巖石。
安山巖類巖石SiO2=52.10%~63.00%,MgO=4.43%~7.95%,K2O=0.34%~2.31%,Na2O=1.87%~3.99%,巖石富鎂,鉀鈉含量變化較大,在火山巖SiO2-K2O圖解(圖3-3)中,由低鉀系列向中鉀系列過渡,在火山巖SiO2-MgO圖解(圖3-4)中,顯示火山巖全部屬于中高鎂安山巖類?;鹕綆r分異指數(shù)DI=29.79~64.18,表明巖漿分異程度中等,由基性向中基性演化;鎂值指數(shù)[Mg]=57~66,平均61。標(biāo)準(zhǔn)礦物組合ap+ilm+mt+c+q+or+ab+an+hy,屬于鋁飽和系列巖石[6、7]。
惠民巖組火山巖稀土、微量元素含量及主要特征參數(shù)見表3-3。玄武巖類巖石稀土總量∑REE=37.09×10-6~108.77×10-6;δEu=0.92~1.18,無明顯異常;(La/Yb)N=0.96~1.52,平均為1.21,(La/Sm)N=0.68~1.25,平均為0.92,(Gd/Yb)N=1.35~1.42,平均為1.38,表明巖漿未經(jīng)歷過斜長石為主的分離結(jié)晶作用,且形成于較為還原的環(huán)境中,類似于洋脊型玄武巖。巖石稀土配分曲線均為虧損型(圖3-5),與N-MORB較為相似。微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化比值蛛網(wǎng)圖上(圖3-6)也表現(xiàn)出與N-MORB類似的背景,另有Rb、Ba、Th、U的不同程度富集[6、7]。
圖3-5 惠民巖組火山巖稀土配分曲線模式圖
安山巖類巖石稀土總量∑REE=77.77×10-6~105.90×10-6;δEu=0.80~0.86,具弱的負(fù)Eu異常;(La/Yb)N=4.23~6.45,平均為4.94,(La/Sm)N=1.95~2.92,平均為2.43,(Gd/Yb)N=1.33~1.74,平均為1.49,輕稀土元素略有分餾,重稀土元素分餾程度較低。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分曲線(圖3-5)向右輕度的緩傾,與E-MORB較為相似[6、7]。微量元素方面,Cr、Ni、Co、Sc等強相容元素含量較低,暗示了巖漿可能經(jīng)歷過橄欖石等鎂鐵礦物的分離結(jié)晶作用,微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化比值蛛網(wǎng)圖上(圖3-6)也表現(xiàn)出與E-MORB類似的背景,另有Rb、Ba、Th、U的等大離子親石元素元素(LILE)的含量較高,類似島弧火山巖。
圖3-6 惠民巖組火山巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖
表3-1 奧陶紀(jì)惠民巖組火山巖巖石化學(xué)成分及主要特征值
表3-2 奧陶紀(jì)惠民巖組火山巖C.I.P.W.標(biāo)準(zhǔn)礦物含量及主要參數(shù)
表3-3 惠民巖組變質(zhì)火山巖主量元素、微量元素分析結(jié)果表
在2Nb-Zr/4-Y判別圖解[8](圖3-7)中玄武巖類表現(xiàn)出火山弧火山巖的特點,安山巖類表現(xiàn)出洋中脊和火山弧火山巖的雙重特點;在Zr-Y圖解[8](圖3-8)中,玄武巖類起源于虧損地幔源區(qū),而安山巖類則與過渡性地幔關(guān)系密切;綜合來看,玄武巖類是虧損地幔早期減壓熔融形成玄武巖后留下的殘余難熔地幔在俯沖洋殼產(chǎn)生的高溫巖漿熔體與水作用下發(fā)生高程度部分熔融形成的,而安山巖類是經(jīng)過萃取后變得高度難熔的地幔楔橄欖巖在受到俯沖產(chǎn)生的高溫流體的含水條件下發(fā)生局部熔融形成的,這也是其富鎂的原因。因此,惠民巖組玄武巖類與安山巖類是俯沖帶島弧前弧地區(qū)前弧玄武巖與高鎂安山巖組合,它們是洋陸轉(zhuǎn)化形成大陸的初生弧火成巖組合,代表了洋殼初始俯沖階段的巖石學(xué)記錄。
綜上所述,可得出如下結(jié)論。
(1)據(jù)空間分布、巖石特征,惠民巖組火山巖劃分為玄武巖類和安山巖類。
(2)玄武巖類巖石貧鉀,屬于鋁不飽和系列巖石。玄武巖類形成于洋中脊構(gòu)造背景;安山巖類稀土配分曲線為向右緩傾型,與島弧火山巖相似,是俯沖初期前弧巖漿活動的產(chǎn)物。
(3)惠民巖組玄武巖類與安山巖類是俯沖帶島弧前弧地區(qū)前弧玄武巖與高鎂安山巖組合,是洋陸轉(zhuǎn)化形成大陸的初生弧火成巖組合,代表了洋殼初始俯沖階段的巖石學(xué)記錄。