滇西允溝巖組變質(zhì)巖地球化學(xué)特征

劉皓等

摘要：滇西地處三江印支造山帶南側(cè)，變質(zhì)巖廣泛出露。研究區(qū)屬于岡瓦納大陸與勞亞大陸之間的特提斯-喜馬拉雅構(gòu)造帶（域），中部為昌寧構(gòu)造混雜帶，東部與蘭坪-思茅前陸盆地相鄰，西部為保山地塊東緣，是中國西南板塊運動學(xué)、動力學(xué)和板塊邊緣造山與成巖成礦作用的理想研究場所。本文研究的新元古界允溝巖組變質(zhì)巖位于勐統(tǒng)-大雪山變質(zhì)巖帶內(nèi)，該變質(zhì)巖帶處于昌寧-孟連構(gòu)造帶的西部，西與保山地塊交接，東與大勐龍變質(zhì)巖帶相鄰，主要出露于勐統(tǒng)。

本文通過對新元古界允溝巖組變質(zhì)巖的巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)等方面進(jìn)行研究，依據(jù)變質(zhì)礦物組合及變質(zhì)變形特征，結(jié)合主、微量元素等恢復(fù)其原巖組合和原巖建造，并進(jìn)一步判別其物源性質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境。

關(guān)鍵詞：變質(zhì)巖；地球化學(xué)；允溝巖組；昌寧縣勐統(tǒng)鎮(zhèn)

1、 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1區(qū)域構(gòu)造背景

研究區(qū)是研究中國西南板塊運動學(xué)、動力學(xué)和板塊邊緣造山與成巖成礦作用的理想場所，屬于岡瓦納大陸與勞亞大陸之間的特提斯-喜馬拉雅構(gòu)造帶（域），中部為昌寧構(gòu)造混雜帶，東部與蘭坪-思茅前陸盆地相鄰，西部為保山地塊東緣（圖1-1）。云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局將華力西階段瀾滄江斷裂以西的區(qū)域劃分為騰沖地塊-保山地塊→耿馬地塊→臨滄地塊，認(rèn)為他們屬于岡瓦納陸緣碎塊，是親岡瓦納地塊群[16]。瀾滄江斷裂以東的蘭坪-思茅地區(qū)屬于印支陸緣碎塊，在中國大陸部分被稱滇西地洼區(qū)，在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)期間為瀾滄江俯沖帶的弧后盆地，在晚二疊世時為金沙江-哀牢山俯沖帶的弧后盆地。

圖1-1 研究區(qū)構(gòu)造位置示意圖（據(jù)1：25萬鳳慶幅2006 修編[10]）

Ⅰ：碧羅雪山-臨滄造山帶；Ⅱ：金沙江造山帶；LP：蘭坪盆地；SM：思茅盆地；CX： 楚雄盆地；①：怒江斷裂帶；②：瀾滄江斷裂帶；③：金沙江-哀牢山斷裂帶；④：蘭坪-思茅斷裂帶；⑤：維西-喬后斷裂帶

1.2區(qū)域巖石地層

根據(jù)全國巖石地層清理意見，結(jié)合1：25萬鳳慶幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，以昌寧-孟連構(gòu)造混雜帶為界，該構(gòu)造混雜帶東屬華南地層大區(qū)、西屬藏滇地層大區(qū)。

藏滇地層大區(qū)在研究區(qū)內(nèi)繼而可劃分為保山地層分區(qū)的施甸、耿馬兩個地層小區(qū)；華南地層大區(qū)在研究區(qū)內(nèi)也可進(jìn)一步劃分為蘭坪-思茅地層分區(qū)的瀾滄地層小區(qū)（Ⅱ11）與景谷-漾濞地層小區(qū)（Ⅱ12）。

區(qū)內(nèi)地層分布不均勻。施甸地層小區(qū)（Ⅰ21）的巖石地層從上寒武統(tǒng)到上三疊統(tǒng)均有出露，它們整體表現(xiàn)出大陸穩(wěn)定沉積的特點，但該地層小區(qū)占研究區(qū)極小面積，僅出露上三疊統(tǒng)南梳壩組。

耿馬地層小區(qū)占研究區(qū)面積也非常有限，區(qū)內(nèi)出露地層包括：新元古界的王雅巖組（Pt3w）/允溝巖組（Pt3y）；以及泥盆系溫泉組（D1w）、石炭系平掌組（C1pz）、魚塘寨組（CPy）。

昌寧—孟連構(gòu)造混雜帶到瀾滄江斷裂之間為華南地層大區(qū)昌都-思茅地層區(qū)蘭坪-思茅地層分區(qū)瀾滄地層小區(qū)，以古元古界片巖組成的構(gòu)造巖層（大勐龍巖群Pt1D）和泥盆系-石炭系的巖石地層（南段組DCn）為主。

瀾滄江斷裂北東側(cè)為蘭坪-思茅地層分區(qū)景谷-漾濞地層小區(qū)，該區(qū)僅出露中生界中三疊統(tǒng)忙懷組。

2、溝巖組巖石學(xué)特征

2.1允溝巖組地層

巖性主要為黑云母石英片巖、石英黑云母片巖、黑云片巖、白云母石英片巖，石英片巖、石英巖。依據(jù)各種類型變質(zhì)巖的地質(zhì)產(chǎn)狀、巖石學(xué)特征、巖石化學(xué)及地球化學(xué)特征，結(jié)合區(qū)域變質(zhì)變形事件分析和綜合研究，在允溝巖組變質(zhì)巖中區(qū)分出初始變質(zhì)特征和后期疊加改造特征，以其初始的區(qū)域變質(zhì)特征將主要變質(zhì)巖類型歸納為3個系列（表2-1）。從表中可知，原巖類型相近的巖石經(jīng)變質(zhì)后亦可形成相似或同類型變質(zhì)巖，在礦物組合上具有相同的特征。

表2-1 允溝巖組主要巖石類型及特征

系列 主要巖石名稱 礦物共生組合 產(chǎn)出、分布特征 變質(zhì)變形特征 原巖類型 變質(zhì)作用及變質(zhì)相

富鋁質(zhì)變質(zhì)巖系列 含榴石英黑云片巖 石榴石+黑云母+石英 呈夾層產(chǎn)于長英質(zhì)變質(zhì)巖系列中 可見碎裂巖化→千糜巖。脆韌性變形明顯。

退變序列：

黑云母→白云母→絹云母

退變礦物組合：絹云母+石英+納長石 雜砂巖

區(qū)域低溫動力變質(zhì)巖 低綠片巖相

石英黑云母片巖 黑云母+石英+酸性斜長石 與長英質(zhì)系列巖石夾或?qū)訝町a(chǎn)出 泥質(zhì)巖、粉砂巖及中基性凝灰?guī)r

白云母石英片巖 白云母+石英+酸性斜長石 泥質(zhì)砂巖

長英質(zhì)變質(zhì)巖系列 黑云母石英片巖 石英+酸性斜長石+黑云母 與富鋁質(zhì)系列巖石夾或?qū)訝町a(chǎn)出 多數(shù)見初糜棱巖化→變晶糜棱巖系列。退變序列同上。退變質(zhì)礦物組合：絹云母+石英+納長石±綠簾石 中酸性火山巖

石英片巖 中酸性火山巖

硅質(zhì)巖

石英巖

鐵鎂質(zhì)變質(zhì)巖系列 黑云片巖 黑云母+石英+斜長石 與長英質(zhì)系列夾或?qū)訝町a(chǎn)出產(chǎn)于 普遍遭遇不同程度的韌性變形改造及再造。退變礦物組合同長英質(zhì)變質(zhì)巖系列。 中基性火山巖

3、允溝巖組巖石地球化學(xué)特征

3.1主量元素地球化學(xué)特征

允溝巖組變質(zhì)巖元素組成特征及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，不同巖石樣品中主量元素含量的變化范圍較廣。巖石主量元素的組成主要受變質(zhì)作用、風(fēng)化程度、礦物分選等因素的控制，而這些因素對于活動性較大的元素影響極為強烈。

綜合以上主量元素分析可以得知就主量元素所表現(xiàn)出來的高硅鋁、富鉀質(zhì)的特點，推測其可能為副變質(zhì)巖；對比酸性巖類特征，允溝巖組樣品的Na2O值偏低，可能是成巖期后變質(zhì)作用所導(dǎo)致，在總體特征上推測其原巖可能為沉積巖或中酸性火山巖。

3.2微量元素地球化學(xué)特征

應(yīng)用微量元素地球化學(xué)解決變質(zhì)巖的原巖恢復(fù)等方面的問題，隨著微量元素測試技術(shù)的逐步進(jìn)步，分析數(shù)據(jù)精度也不斷提升，已經(jīng)十分重要。由于巖石在變質(zhì)作用過程遵循等化學(xué)原理，因此在中、淺程度的變質(zhì)巖中，原巖中微量元素地球化學(xué)特征一般可以保存。不同的變質(zhì)巖原巖類型有特定的微量元素組成及它們的比值特征。依據(jù)這一特性，通過對變質(zhì)巖的微量元素地球化學(xué)組成的研究，采用有指示意義的微量元素、微量元素比值及微量元素圖解方法可對變質(zhì)巖的原巖進(jìn)行恢復(fù)和判別。

多數(shù)樣品呈現(xiàn)了Sr虧損，Th富集的趨勢。同時對巖石中微量元素與SiO2含量作相關(guān)性圖解（圖4-3）分析可知。SiO2含量的增加，Cr、Co、Ba、Sr、Ta等元素的含量與其呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，說明他們具有相似的地球化學(xué)行為。微量元素中T型元素Hf、Ta、Ba，在成巖—變質(zhì)階段保持恒定，Th在成巖—片麻巖階段濃度保持恒定，他們都能反映原巖的特點，因此重點分析T型元素和Th。

4、結(jié)論

本文就滇西新元古界允溝巖組（Pt3y）變質(zhì)巖，結(jié)合野外地質(zhì)產(chǎn)狀，分別對變質(zhì)巖的礦物學(xué)、巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)等方面進(jìn)行研究，得出了一些較為有意義的結(jié)果，主要認(rèn)為允溝巖組巖石組合為一套以片巖為主，并夾雜石英巖的巖層， 幾乎無區(qū)域性混合巖化作用， 巖石類型主要有黑云片巖、石英黑云母片巖、黑云母石英片巖、白云母石英片巖，石英片巖、石英巖。最后根據(jù)允溝巖組變質(zhì)巖的巖石化學(xué)成分特征及有關(guān)參數(shù)顯示，主量元素具富硅鋁、富鉀質(zhì)特征，稀土元素總體呈現(xiàn)輕稀土富集，重稀土平坦的特點。endprint