滇西新生代富碱斑岩的岩石特征与成因邓万明.pdf

第 33卷 第 4期 1998年1 0 月地 质 科 学SCIEN T IA GEOLOG ICA SI N ICAV o . l 33N o . 4 O ct . , 1998* 国家自然科学基金资助项目邓万明, 男, 1940年 12月出生, 研究员, 岩石学专业1997-03-27收稿, 1997-11-11改回, 沈丽璞编辑滇西新生代富碱斑岩的岩石特征与成因*邓万明 黄 萱 钟大赉(中国科学院地质研究所 北京 100029)摘 要 对滇西金沙江 - 墨江缝合带中段新生代富碱斑岩的岩石地球化学和同位素组成的研究表明, 这一套岩石形成在板内造山后的剪切和拉张构造环境, 是壳 - 幔混合层物质部分熔融, 快速上升浅部定位所形成本区壳 - 幔过渡带可能是先期生成的一种富集源区文中还讨论了壳 - 幔过渡带的成因及富碱斑岩岩浆活动与岩石圈演化的关系关键词 富碱斑岩 壳 - 幔混合层 岩石圈演化 板内变形1 引言沿金沙江 - 墨江缝合带产出了一套第三纪的富碱斑岩体, 前人称其为金沙江 - 哀牢山岩带, 并认为这一套富碱侵入岩在成因上与裂谷作用有关 (张玉泉等, 1987 ; 1995) 笔者对这一套岩石以及伴生的基性岩和角闪岩包体的研究表明, 它们是发育在第三纪的造山后环境, 其成因与板内大尺度的剪切- 拉张、走滑作用有密切的关系。

正确了解它们形成的大地构造背景将有助于阐明陆内构造及岩浆演化的特点 工作区范围如图 1所示, 金沙江 - 墨江缝合带从本区北西至南东向穿过 在大地构造上, 金沙江缝合带是扬子板块与昌芒- 思茅微板块的重要分界, 后者普遍认为是属于古特提斯造山带的东延 本次工作的诸岩体位于扬子板块的西侧, 一部分岩体紧靠缝合带分布, 另一些岩体远离缝合带, 甚至在扬子板块内部也广泛出露2 富碱斑岩及其相关岩石的产状和特征2 . 1 剑川小区岩体群在剑川附近出露的一个岩体群总面积约 250 km2, 其中包括老君山等 6个岩体 (见图1), 它们产出在北西西向的石钟山大断裂带与北北东向的黑惠江断裂带呈锐角相交的部 位 上述岩体均为面积仅数平方公里的小岩株、岩墙或岩脉 除少数岩体侵入于石鼓群(前寒武纪 )变质杂岩外, 多数岩体与双河组 (古新世—始新世 )的粉砂岩呈侵入接触关系本区的富碱斑岩主要有粗面斑岩、角闪正长斑岩、黑云母二长斑岩、黑云母花岗斑岩等岩石类型岩石具典型的斑状结构并含有粗大的自形正长石斑晶 , 部分岩石有普通角闪石图 1 工作区范围和富碱斑岩采样点分布略图 (据云南省地质矿产局, 1990)1 —— YN 1 , 剑川北; 2 —— YN 5 、 7 、 8 , 水晶山; 3 —— YN 10 , 玉召块; 4 —— YN 11 、 16 , 剑湖;5 ——YN19 , 马鹿山; 6——YN20 , 北衙; 7 ——YN23 , 马头湾; 8 ——YN24 , 铺台山; 9 ——YN26、27 、 28 、 31 , 六合、灵地;10——YN33 、 35 、 36 、 38 , 大火山; 11——YN41 、 42 , 大营街; 12——YN45 , 排营街。

虚粗线示金沙江缝合带的大致位置Fig. 1 A sketch geologicalmap show ing researching area and sampling localities剑川北的粗面斑岩还有具环带构造的普通辉石斑晶, 内带可能含少量的霓石分子 在本小区还有很少量的云煌岩出露 在剑湖附近出露的第三纪玄武岩为黑色细粒块状构造, 含有 新鲜的单斜辉石斑晶, 基质由基性斜长石、辉石、磁铁矿微晶和大量玻璃质组成并显示流动构造 部分岩石具气孔构造和杏仁状结构2 . 2 北衙— 六合小区岩体群北衙—六合地区处在由泸沽组 (T1, 砂页岩夹白云岩、灰岩 )、北衙组 (T2, 泥灰岩、鲕状灰岩、白云岩、页岩 )和松桂组 (T23, 泥岩、粉砂岩夹煤系 )组成的一个轴部为 NE 向的断 陷盆地中 北北东向的一组大断裂从区内通过, 并在西南方向与金沙江大断裂带呈锐角相交 岩体与三叠系的沉积岩呈侵入接触 区内包括马头湾和六合等十余个斑岩体 均为 小岩株、岩筒和岩墙等产状 岩石类型包括石英正长斑岩、石英二长斑岩和角闪正长斑岩等, 基本特点与剑川小区相似 在六合、灵地的富碱斑岩中产出了相当多的变质岩捕虏体,直径达数厘米, 呈碎片状不规则分布。

可划分为 2种: 一种是块状构造的角闪岩或角闪片 岩 主要矿物为绿色普通角闪石, 次要矿物有斜长石和黑云母及副矿物磷灰石、金红石等;另一种是块状构造的石榴石角闪岩, 主要特征与第 1种相同; 蔡新平 ( 1992)曾报道六合岩 体中有榴辉岩、石榴石辉石岩的深源包体, 本次工作均未发现 在北衙西山有苦橄质玄武岩产出, 岩石呈黑色致密块状构造 橄榄石含量约占 40 % , 次要矿物有斜长石、单斜辉石 和片状的黑云母 推测这类岩石与富碱斑岩为伴生关系4134期邓万明等: 滇西新生代富碱斑岩的岩石特征与成因2 . 3 大火山小区岩体群在宁蒗县战河乡至荣将一带出露了十余个富碱斑岩小岩体, 它们侵入在震旦系和古生界的片岩、千枚岩和碎屑岩中, 岩性有角闪正长斑岩、花岗斑岩和二长斑岩等 岩石特征 与前面小区类似, 但部分岩石蚀变比较明显 如正长石和斜长石的高岭土化和绢云母化,除碱性斑岩外, 在本区也发现了与其伴生的基性岩墙, 岩石为块状构造含有粒状的单斜辉石斑晶, 基性斜长石与细晶 cpx及玻璃组成粒玄结构; 个别岩石可见少量伊丁石化的橄榄石假象 这些橄榄玄武质岩墙的时代为喜山期 该岩体群处于 NE向的程海断裂带的北 端, 其岩浆活动与该断裂带及其派生的次级断裂有密切的关系。

2 . 4 大营街小区岩体群在大营街一带出露了一个岩石组合异常复杂的喜山期岩体群 除花岗斑岩、粗面斑岩外, 还有煌斑岩和等色岩出露 在面积不大的盆地内存在着十余处破火山口、火山穹隆或火山喷发角砾岩筒, 有的岩筒由钾质含镁铝榴石云煌岩 (即钾镁煌斑岩 )所组成并具有角砾状构造, 曾被视为金伯利岩而当作寻找金刚石的对象本工作仅对富碱斑岩及其基性熔 岩作了初步调查一个典型的富碱斑岩体位于大营街东侧的团山, 它是岩株状侵入体岩体中常见到碎屑状的斜长角闪片岩或片麻岩的捕虏体, 基本上不含石榴子石, 片麻状构造清晰, 斜长石和普通角闪石呈相间排列的定向构造在绿色角闪石的解理中有交代黑云母生成, 副矿物磷灰石普遍出现 在宾川水库附近采到喜山期的橄榄玄武岩, 橄榄石斑晶已 普遍蛇纹石化, 但单斜辉石和基性斜长石斑晶自形程度高, 基质由辉石、斜长石微晶、磁铁矿和玻璃组成 排营街南的一个破火山由具杏仁状构造的玄武岩组成, 主要斑晶为基性斜长石, 细粒单斜辉石与大量玻璃构成基质 大营街岩体群异常复杂的喜山期喷发活动是与该区所处的构造位置密切相关 它位于北北西向的金沙江大断裂带与北北东向的程海- 宾川大断裂交汇的部位。

两者均是切割到岩石圈地幔的大断裂且至今仍是引发破坏性地震的活动构造, 为源区的部分熔融作用和上侵提供了良好的构造条件 以上 4个小区岩体群的共同特点可归纳如下: ( 1) 每个岩体群均由若干个小的岩株、岩枝、岩墙、岩脉或岩筒构成, 它们与不同时代的围岩均呈侵入接触关系; ( 2) 各小区富碱斑岩在岩石组合上基本相似, 主要是正长斑岩、二长斑岩和花岗斑岩等, 普遍含少量的普 通角闪石、黑云母或单斜辉石等暗色矿物; ( 3) 每个岩体群都以富碱斑岩为主体, 但均有与其伴生的一些同时代玄武岩或基性岩墙产生, 这种紧密的时空分布表明它们有内在的成因联系; ( 4) 在北衙 - 六合及大营街两个岩体群的富碱斑岩中发现角闪岩、石榴石角闪岩、斜长角闪岩和片麻岩的变质岩捕虏体 据区测资料, 在大营街岩体群的暗橄碱煌岩中 有含镁铝榴石的二辉橄榄岩等上地幔包体①; ( 5)宏观上看来, 斑岩体的分布遍及金沙江缝合带东侧的很大范围, 在远离缝合带的康滇古陆上也大量出现 上述分布特征表明, 金沙江缝合带是控制喜山期岩浆活动的重要因素但不是唯一的因素 事实表明, 北北西向的414地 质 科 学1998年①云南省区调队, 1995 , 云南省大营街幅地质报告 ( 1 /5万 )。

金沙江断裂带与北北东向的次级断裂的交汇部位是岩体群发育最有利的地段, 喜山期以 来的板内构造作用对滇西新生代的岩浆活动起到了直接的控制作用3 岩石化学、微量元素地球化学及同位素组成3 . 1 富碱斑岩类工作区富碱斑岩及其相关岩石的化学分析结果见表 1 根据镜下鉴定并结合标准矿物计算, 它们的主要岩石化学特征可归纳为以下几点: ( 1)本区富碱斑岩多数S i O2含量表 1 滇西富碱斑岩及其相关岩石的化学成分 (wB/% )和 CIPW 标准矿物含量 (% )Table 1 Chem ical compositions(wB/% ) and CIPW N orms(% ) of alkali-rich porphyries and related rocks序 号123456789101112样品号YN 1YN 5YN 7YN 8YN 10YN 11YN 16YN 19YN 20YN 23YN 24YN 26SiO261 . 1549 . 4460 . 0757 . 3667 . 3247 . 0245 . 2356 . 2468. 6346 . 9068 . 6460 . 56T i O20 . 630 . 920 . 470 . 590 . 393 . 023 . 760 . 640. 191 . 200 . 270 . 65A l2O314 . 8511 . 2314 . 1814 . 3115 . 7114 . 1913 . 9014 . 1016. 1614 . 5914 . 9414 . 26Fe2O33 . 593 . 422 . 342 . 382 . 119 . 396 . 642 . 741. 373 . 621 . 151 . 92FeO1 . 664 . 471 . 772 . 820 . 884 . 858 . 502 . 430. 354 . 130 . 472 . 59M nO0 . 120 . 130 . 100 . 110 . 060 . 170 . 240 . 120. 030 . 140 . 040 . 10M gO1 . 917 . 702 . 302 . 771 . 086 . 155 . 612 . 730. 189 . 930 . 362 . 65Cao3 . 796 . 893 . 694 . 412 . 435 . 699 . 524 . 691. 147 . 511 . 944 . 77N a2O3 . 991 . 723 . 873 . 344 . 894 . 342 . 523 . 624. 952 . 744 . 963 . 91K2O6 . 506 . 586 . 286 . 564 . 131 . 170 . 756 . 465. 814 . 435 . 606 . 34P2O50 . 340 . 480 . 300 . 390 . 180 . 410 . 660 . 410. 070 . 850 . 090 . 39烧失量0 . 866 . 574 . 384 . 460 . 783 . 622 . 445 . 290. 813 . 510 . 811 . 37总计99 . 3999 . 5599 . 7599 . 599 . 96 100 . 0299 . 7799 . 4799. 6999 . 5599 . 2799 . 51Q7 . 075 . 5014 . 6611 . 4119 . 066 . 984 . 8011 . 3217. 3016 . 605 . 30O r38 . 4138 . 8937 . 1138 .。