滇西施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖的地質(zhì)時(shí)代及噴發(fā)環(huán)境

郝家栩，鄒立志，陳 剛，黃 勇

（1．貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴陽(yáng) 550005；2．貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地球物理地球化學(xué)勘查院，

貴陽(yáng) 550018；3．貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一一四地質(zhì)大隊(duì)，遵義 563009）

滇西施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖的地質(zhì)時(shí)代及噴發(fā)環(huán)境

郝家栩1，鄒立志2，陳 剛3，黃 勇1

（1．貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴陽(yáng) 550005；2．貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地球物理地球化學(xué)勘查院，

貴陽(yáng) 550018；3．貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一一四地質(zhì)大隊(duì)，遵義 563009）

前人將施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖與北部保山地區(qū)臥牛寺組火山巖等同起來(lái)，認(rèn)為是海相噴發(fā)的產(chǎn)物。本次調(diào)查工作揭示，施甸地區(qū)臥牛寺組缺乏沉積夾層，與北部保山地區(qū)臥牛寺組火山巖噴發(fā)環(huán)境存在明顯差異，其巖石學(xué)、地球化學(xué)、宏觀地質(zhì)特征均表明，施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖具大陸溢流相噴發(fā)機(jī)制，為陸相噴發(fā)產(chǎn)物。同時(shí)，年齡測(cè)定結(jié)果（264 Ma）及其與下伏和上覆地層的接觸關(guān)系表明，臥牛寺組火山巖的噴發(fā)時(shí)期為早二疊世，為臥牛寺組地質(zhì)時(shí)代的確定提供了重要依據(jù)。

火山巖；臥牛寺組；噴發(fā)環(huán)境；噴發(fā)時(shí)期；滇西

1 研究區(qū)概況

圖1 研究區(qū)位置圖［1］Fig．1 Locality of the study area［1］

研究區(qū)位于滇西三江地區(qū)怒江斷裂與柯街?jǐn)嗔阎g的保山地塊中部（圖1）［1］，大地構(gòu)造位置隸屬于緬泰馬、揚(yáng)子及印支克拉通3個(gè)微大陸的交接部位［2］，主體位于緬泰馬微大陸北部［3］，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，其巖漿活動(dòng)背景歷來(lái)受到地學(xué)界的重視。前人對(duì)該區(qū)臥牛寺組玄武巖的研究始于20世紀(jì)80年代初，云南地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)調(diào)隊(duì)在1980年提交的1∶20萬(wàn)保山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告中創(chuàng)建了臥牛寺組［4］，并根據(jù)枕狀玄武巖及臥牛寺組灰?guī)r夾層中的化石將其定性為晚石炭世海相噴發(fā)產(chǎn)物。隨后，眾多研究者在文獻(xiàn)中沿用了這一結(jié)論［5－6］。

1990年，鞏滿(mǎn)福以亞碧羅—保山—施甸一線(xiàn)為界將臥牛寺組玄武巖劃分為東、西2個(gè)巖帶加以研究，指出西巖帶為海相噴發(fā)，東巖帶以陸相噴發(fā)為主，也有海相噴發(fā)［7］。本次在施甸地區(qū)實(shí)測(cè)的3條臥牛寺組剖面及路線(xiàn)地質(zhì)調(diào)查中均未發(fā)現(xiàn)沉積夾層，更無(wú)海相碳酸鹽巖夾層的出現(xiàn)，且臥牛寺組玄武巖無(wú)枕狀構(gòu)造等海相特征，這些充分表明施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖是陸相噴發(fā)的，與北部保山地區(qū)海相噴發(fā)的臥牛寺組玄武巖存在明顯差異，這一客觀事實(shí)支持了上述“一分為二”的觀點(diǎn)。施甸地區(qū)與北部保山地區(qū)臥牛寺組火山巖噴發(fā)環(huán)境的不同指示了兩者二疊紀(jì)時(shí)期巖相古地理環(huán)境的差異，這對(duì)于認(rèn)識(shí)保山地塊沉積古地理演化特征有重要意義。同時(shí)，本次調(diào)查所采年齡樣的測(cè)試結(jié)果為264 Ma（K－Ar法，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)所測(cè)試），結(jié)合火山巖與上、下地層的接觸關(guān)系，筆者認(rèn)為，臥牛寺組火山巖噴發(fā)時(shí)期應(yīng)為二疊紀(jì)早期，這為重新厘定該區(qū)臥牛寺組火山巖的地質(zhì)時(shí)代提供了較為可靠的依據(jù)。

2 地質(zhì)特征

2．1 宏觀地質(zhì)特征

圖2 研究區(qū)臥牛寺組火山巖分布示意圖Fig．2 Sketch map show ing distribution of volcanic rock from Woniusi Formation

圖3 施甸下二疊統(tǒng)臥牛寺組火山巖剖面示意圖［1］Fig．3 Geological profiles of volcanic rock from Lower Permain Woniusi Formation in Shidian area［1］

施甸地區(qū)廣泛分布臥牛寺組火山巖，主要沿區(qū)內(nèi)構(gòu)造帶呈NW向或近SN向展布（圖2）。一有力證據(jù)；再者，施甸地區(qū)臥牛寺組玄武巖中發(fā)育大量豎直的管狀氣孔構(gòu)造和短柱狀氣孔構(gòu)造（圖4），顯示出大陸溢流相的特征，指示了火山巖噴發(fā)時(shí)的陸相環(huán)境。

本次工作由北至南測(cè)制了3條臥牛寺組火山巖剖面（圖3），剖面位置覆蓋整個(gè)研究區(qū)，基本控制了整個(gè)施甸地區(qū)的臥牛寺組。一方面，通過(guò)巖礦鑒定分析及野外識(shí)別，各剖面上均無(wú)海相沉積夾層，僅在部分噴發(fā)韻律頂部見(jiàn)少量非正常沉積的火山碎屑巖（熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、玄武質(zhì)熔結(jié)巖屑凝灰?guī)r等），直接表明了該區(qū)臥牛寺組的陸相噴發(fā)特點(diǎn)；另一方面，在3條剖面及地質(zhì)填圖路線(xiàn)上均未發(fā)現(xiàn)具枕狀構(gòu)造的玄武巖，成為臥牛寺組陸相噴發(fā)的又

圖4 臥牛寺組火山巖中的管狀、短柱狀氣孔構(gòu)造Fig．4 Tubular and short columnar vesicular structure of volcanic rock from Woniusi Formation

2．2 噴發(fā)韻律及噴發(fā)旋回

臥牛寺組火山巖由溢流相基性火山巖系與少量噴發(fā)相的火山碎屑巖組成，以火山熔巖為主，偶夾火山碎屑巖，為一套噴溢相巖石組合，巖石類(lèi)型主要有（含）杏仁狀拉斑玄武巖、安山質(zhì)（拉斑）玄武巖、（含杏仁）粒玄巖、（玄武質(zhì)）安山巖等，由下往上具有“氣孔狀拉斑玄武巖－杏仁狀拉斑玄武巖”、“氣孔狀拉斑玄武巖－杏仁狀拉斑玄武巖－安山巖”或“致密塊狀玄武巖－（含）杏仁狀拉斑玄武巖”、“塊狀細(xì)粒拉斑玄武巖－杏仁狀拉斑玄武巖－（玄武）安山巖”的韻律組合特征。臥牛寺組火山巖由多個(gè)韻律組成，各韻律在巖相、成分、組構(gòu)上顯示周期性變化。每個(gè)噴發(fā)韻律只能代表一個(gè)噴發(fā)次，而各韻律之間缺乏不整合界面及較厚的沉積夾層，因此，筆者認(rèn)為，施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖總體只能歸屬為由多個(gè)噴發(fā)次組成的一個(gè)噴發(fā)旋回，顯示其噴發(fā)強(qiáng)度明顯弱于北部保山地區(qū)。

3 地質(zhì)時(shí)代

前人曾因在保山地區(qū)的臥牛寺組中部的沉積夾層中采獲Triticites cf．liuchowensis Chen，T．parvulus（Schellwien），Schwagerina cf．minima Shinner et Wilde．等化石而將臥牛寺組劃為晚石炭世（C2w）［4］。近年，有人在金雞剖面（臥牛寺建組剖面）的第二層生物碎屑灰?guī)r夾層中采獲兩枚Rabeignathus ritterianus sp．nov．，其形態(tài)特征與美國(guó)猶他州早二疊世晚Aktastinian至早Baigendzhinian的Sweet－oghathuswhite帶上部的Rabeignathus bucaramangus動(dòng)物群中的某些類(lèi)型相似，認(rèn)為臥牛寺組的地質(zhì)時(shí)代應(yīng)為早二疊世Artinskian晚期，或許還包括Kungurian早期［8］。本次工作查明，臥牛寺組火山巖平行不整合于下伏下二疊統(tǒng)丁家寨組（P1d2）地層之上，又被上覆地層中二疊統(tǒng)丙麻組（P2bm）不整合覆蓋，該套巖石的噴發(fā)時(shí)期應(yīng)為早、中二疊世之間。同時(shí)，火山巖的測(cè)齡結(jié)果為264 Ma（表1），顯示其噴發(fā)時(shí)期為中二疊世（相當(dāng)于瓜德魯普世卡匹敦期），年齡測(cè)定結(jié)果偏新，可能與巖石的次生蝕變有關(guān)。據(jù)此，作者認(rèn)為臥牛寺組火山巖屬海西期火山活動(dòng)的產(chǎn)物，火山活動(dòng)時(shí)期為早二疊世中－晚期。

表1 臥牛寺組玄武巖鉀－氬法年齡分析結(jié)果Tab．1 Results of K－Ar dating for basalt of Woniusi Formation

4 構(gòu)造環(huán)境判別

是基于云南省地質(zhì)調(diào)查院信息中心開(kāi)發(fā)的“巖石化學(xué)計(jì)算與圖解系統(tǒng)”完成的。樣品分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

本文對(duì)臥牛寺組玄武巖的構(gòu)造環(huán)境判別圖

表3 臥牛寺組火山巖微量及稀土元素分析結(jié)果Tab．3 Trace element and rare earth element data for volcanic rock of Woniusi Formation （10－6）

在K2O－TiO2－MgO關(guān)系圖（圖5（a））上，大部分投影點(diǎn)落入“大陸玄武巖＋大洋堿性玄武巖＋大陸裂谷玄武巖”的共同區(qū)域，而在里特曼巖系指數(shù)圖解（圖5（b））上，大部分樣品投影點(diǎn)落入σ＜3．3的鈣堿性巖系，否定了巖石為大洋堿性玄武巖的結(jié)論，表明其為大陸玄武巖；在Ti／100－Zr－3Y圖解（圖5（c））上，大部分投影點(diǎn)落入板內(nèi)玄武巖區(qū)域（D區(qū)）；在Zr／Y－Zr關(guān)系圖（圖5（d））上，除一個(gè)投影點(diǎn)落入“洋中脊玄武巖”外，其余樣品投影點(diǎn)均落入板內(nèi)玄武巖區(qū)域（WPB）；通過(guò)La／Yb－∑REE定量分析、投圖（圖5（e）），所有樣品投影點(diǎn)落入玄武巖大區(qū)（A區(qū)）中的大陸拉斑玄武巖小區(qū)（“2”區(qū)）。

圖5 臥牛寺組結(jié)構(gòu)環(huán)境判別圖［9］Fig．5 Discrim ination diagrams for tectonic settings of volcanic rock from W oniusi Formation［9］

根據(jù)以上巖石化學(xué)分析結(jié)果判別圖解，可以得出：研究區(qū)內(nèi)臥牛寺組玄武巖為一套大陸拉斑玄武巖系，為板內(nèi)陸相噴發(fā)的產(chǎn)物。

5 結(jié)論

滇西施甸地區(qū)臥牛寺組火山巖的噴發(fā)時(shí)期為早二疊世中－晚期，噴發(fā)環(huán)境為板內(nèi)陸相噴發(fā)。這不僅可以從地質(zhì)學(xué)、巖石化學(xué)及同位素年齡方面得到證實(shí)，而且可以從該地區(qū)的地質(zhì)演化歷史中找到答案，即早二疊世早期，本區(qū)發(fā)生沉降，海水由北而南侵入，發(fā)育了含鈣質(zhì)砂泥質(zhì)建造和少量碳酸鹽建造；早二疊世晚期，地殼再度抬升，海水由南向北退出，遭受短暫剝蝕后，地殼拉張，形成了裂隙式噴發(fā)的基性火山巖建造（P1w）。此時(shí)，北部保山一帶尚處于淺海環(huán)境，而南部施甸地區(qū)已抬升為陸，因此，北部保山一帶的臥牛寺組具淺海相噴發(fā)特征，而施甸地區(qū)的臥牛寺組為陸相噴發(fā)環(huán)境。

［1］ 朱勤文，莫宣學(xué)，張雙全．南瀾滄江古特提斯演化的巖漿巖證據(jù)［J］．特提斯地質(zhì)，1999，23：16－30．

［2］ 從柏林，吳根耀，張旗，等．中國(guó)滇西古特提斯構(gòu)造帶巖石大地構(gòu)造演化［J］．中國(guó)科學(xué)（B輯），1993，23（11）：1201－1207．

［3］ 陳福坤，李秋立，王秀麗，等．云南特提斯帶保山—騰沖地塊早古生代巖漿巖［J］地球?qū)W報(bào)，2005，26（增刊）：93．

［4］ 云南省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)．1∶200 000保山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告［R］．1980．

［5］ 張正坤，張景鑫．云南保山地塊晚石炭世玄武巖的古地磁研究及其構(gòu)造歸屬的討論［J］．中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所所刊，1986，15：183－189．

［6］ 肖龍，徐義剛，梅厚鈞，等．云南保山臥牛寺組玄武巖成因：地幔柱活動(dòng)的產(chǎn)物？［J］．巖石礦物學(xué)雜志，2003，22（1）：20－28．

［7］ 鞏滿(mǎn)福．保山地區(qū)晚石炭世火山巖及其構(gòu)造環(huán)境［J］．成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1990，17（2）：26－36．

［8］ 王偉，董致中，王成源．滇西保山地區(qū)丁家寨組、臥牛寺組牙形刺的時(shí)代［J］．微體古生物學(xué)報(bào)，2004，21（3）：273－282．

［9］ 莫宣學(xué)．當(dāng)代地球科學(xué)前沿：巖漿熔體結(jié)構(gòu)的研究［M］．北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1993：270－274．

Age and Eruption Environment of Volcanic Rock from Woniusi Formation in Shidian，Western Yunnan Province

HAO Jia－xu1，ZOU Li－zhi2，CHEN Gang3，HUANG Yong1
（1．Guizhou Geological Survey，Guiyang 550005，China；2．Guizhou Institute of Geophysical and Geochemical Prospecting，Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province，Guiyang 550018，China；3．114 Geological Party，Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Zunyi563009，China）

In previous studies on volcanic rock of Woniusi Formation in Shidian region，some researchers have proposed it has close relation with the marine volcanic activity as in Baoshan region，north Yunnan Province．However，the inexistence of sediment strata and characteristics of petrology，geochemistry and geology indicate that the eruption environment is significantly different between the two regions．It is showed that the Woniusi Formation form in continental eruption setting and associated with the continental flood magma in Shidian region．In addition，the age（264 Ma）of volcanic rock from Woniusi Formation and the contact relationship with upper and lower strata suggest the Woniusi Formation might be formed in Early Permian，and these provide new evidence for the formation age of Woniusi Formation．

volcanic rock；Woniusi Formation；eruption environment；erupting－time；western Yunnan Province

P588．1

：A

：2095－8706（2015）07－0040－05

（責(zé)任編輯：常艷）

2015－02－03；

2015－10－19。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“云南1∶5萬(wàn)由旺街、施甸、姚關(guān)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（編號(hào)：1212010784005）”項(xiàng)目資助。

郝家栩（1980—），男，碩士，高級(jí)工程師，從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查與研究工作。Email：401024694＠qq．com。