云南墨江地區(qū)煌斑巖地球化學(xué)特征及其成因初探

張梅江，蔣開(kāi)源，袁　宏

（貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州貴陽(yáng)550018）

云南墨江地區(qū)煌斑巖地球化學(xué)特征及其成因初探

張梅江*，蔣開(kāi)源，袁宏

（貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州貴陽(yáng)550018）

云南墨江地區(qū)出現(xiàn)的煌斑巖為云煌巖和云斜煌巖，呈小角度斜切地層或順層侵入地層中。巖石化學(xué)和微量元素特征均表明本區(qū)煌斑巖屬于鉀質(zhì)—鈣堿性系列范圍，煌斑巖脈屬于鈣堿系列，微量元素中Cr、Co及Ni 3個(gè)元素發(fā)生了較為嚴(yán)重的虧損；而Rb、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta和Th等地幔不相容元素則發(fā)生了富集，其中云斜煌斑巖脈中Rb元素的標(biāo)準(zhǔn)化值達(dá)400，發(fā)生了較為強(qiáng)烈的富集，且Nb/Ta比值比原始地幔值略低或相似，Zr/Hf比值遠(yuǎn)高于原始地幔值。煌斑巖稀土總量較高，w （ΣREE）為（74.2～298.46）×10-6，w（LREE）/w（HREE）值較大，且為輕稀土富集型，這進(jìn)一步證實(shí)了研究區(qū)深部經(jīng)歷過(guò)地幔交代作用，地幔地殼混染的可能性不大。

云南墨江；煌斑巖；地球化學(xué)特征

1　概述

煌斑巖是一種具有明顯的斑狀結(jié)構(gòu)和暗色斑晶自形的淺成巖。因與其對(duì)特提斯造山帶深部巖石圈特征和演化具有重要地質(zhì)意義，而受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注［1］。云南墨江地區(qū)位于重要的西南三江造山帶成礦區(qū)南段，因筆者參與云南1∶5萬(wàn)墨江幅等六幅區(qū)調(diào)項(xiàng)目工作發(fā)現(xiàn)在云南墨江地區(qū)分布有煌斑巖，本文擬對(duì)其常量元素和稀土元素地球化學(xué)特征進(jìn)行分析研究，對(duì)該區(qū)大地構(gòu)造環(huán)境的厘定具有十分重要的意義。

2　地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造研究區(qū)所處大地構(gòu)造位置（圖1）一級(jí)構(gòu)造單元為羌塘—三江造山系（Ⅱ），二級(jí)構(gòu)造單元為昌都—蘭坪—普洱地塊（Ⅱ5），三級(jí)構(gòu)造單元為景東—綠春陸緣弧帶（Ⅱ5-2）與蘭坪—普洱地塊（Ⅱ5-3）。研究區(qū)位于景東—綠春陸緣弧帶（Ⅱ5-2）與蘭坪—普洱地塊（Ⅱ5-3）的交接部位［2-3］，二者以阿墨江斷裂為界。

測(cè)區(qū)脈巖類(lèi)型較為單一，零星見(jiàn)于區(qū)內(nèi)各處，以小角度斜切地層（見(jiàn)圖2）或順層侵入白堊統(tǒng)、二疊系及志留系以下地層中。根據(jù)煌斑巖脈中深色礦物與淺色礦物組合的不同可細(xì)分為云煌巖脈和云斜煌巖脈兩類(lèi)。

2.1云煌巖脈

該類(lèi)巖脈主要見(jiàn)于墨江縣章差村及南部嘉禾鄉(xiāng)一帶，共發(fā)現(xiàn)4條巖脈，分布出露于中上志留統(tǒng)漫坡組泥巖、二疊統(tǒng)仙人洞組碳酸鹽巖、上白堊統(tǒng)南星組中，巖脈斜切巖層、有小角度斜切巖層的，也有順層侵入的，寬30～60cm，可見(jiàn)延伸3～15m，脈體巖石風(fēng)化嚴(yán)重，外觀顯淺黃綠、淺黃白色調(diào)。

巖石顯灰褐色、褐黃色，鏡下呈煌斑結(jié)構(gòu)。斑晶含量約38%，主要為黑云母斑晶、見(jiàn)少量的輝石斑晶。黑云母斑晶含量約32%，中—細(xì)粒級(jí)，自形板狀，具微弱綠泥石化和褪色化現(xiàn)象。輝石斑晶含量約6%，細(xì)—微粒級(jí)，自形—半自形，短柱狀，具微弱綠泥石化微弱白云石化現(xiàn)象?；|(zhì)含量約62%，主要為堿性長(zhǎng)石和黑云母，其次是輝石和少量副礦物等。堿性長(zhǎng)石基質(zhì)含量約40%，細(xì)—微粒級(jí)，半自形，長(zhǎng)條板狀，具微弱粘土化、微弱白云石化現(xiàn)象。黑云母基質(zhì)含量約17%，長(zhǎng)條片狀，具微弱綠泥石化現(xiàn)象。輝石基質(zhì)含量約3%，自形，短柱狀，具微弱綠泥石化現(xiàn)象。副礦物含量2%左右，為磁鐵礦、磷灰石和榍石，自形—半自形—他形，短柱狀。

2.2云斜煌巖脈

該類(lèi)巖脈主要見(jiàn)于墨江縣五素村南西部，共發(fā)現(xiàn)6條巖脈，出露于五素村晚二疊世火山巖兩側(cè)，有小角度斜切巖層的，也有順層侵入的，巖脈最寬者近1m，最窄約20cm，可見(jiàn)延伸2～5m，整體呈暗灰、暗灰綠色調(diào)。

巖石顯淺灰綠、淺褐黃色，鏡下呈煌斑結(jié)構(gòu)。樣品斑晶基本上由斜長(zhǎng)石、黑云母、輝石和副礦物等組分構(gòu)成，基質(zhì)成分主要為斜長(zhǎng)石、黑云母及少量副礦物，粒度0.2～0.02mm。斜長(zhǎng)石含量為45%，細(xì)—微粒級(jí)，半自形，長(zhǎng)條板狀，具綠泥石化現(xiàn)象；黑云母含量為30%，細(xì)—微粒級(jí)，半自形—自形，長(zhǎng)條鱗片狀；輝石含量為22%，細(xì)—微粒級(jí)，自形，短柱狀；副礦物含量為2%，為磁鐵礦和榍石，自形—半自形—他形，粒狀，具微弱褐鐵礦化現(xiàn)象。

3　地球化學(xué)特征

本次采集了3件化學(xué)分析樣，分別代表云斜煌巖、云煌巖、蝕變煌斑巖。測(cè)試單位為國(guó)土資源部貴陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室）。分析測(cè)試了3件樣品的主量元素含量以及微量元素、稀土元素含量。

因煌斑巖易蝕變，對(duì)樣品測(cè)試的精度會(huì)有影響，所以在利用巖石化學(xué)分析之前，筆者扣除CO2和H2O的含量，然后再把其它各項(xiàng)重新?lián)Q算成100。調(diào)整后的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　研究區(qū)煌斑巖主量元素含量表

3.1主量元素特征

按賴(lài)特AR（堿度指數(shù)）-SiO2［4］圖解法劃分（圖3），投影點(diǎn)都落于賴(lài)特的鈣堿性巖區(qū)，表明煌斑巖屬鈣堿性系列。按路鳳香等［5］的K/Al-K/（K+Na）圖解劃分標(biāo)準(zhǔn)，均落入鉀質(zhì)煌斑巖區(qū)域中（圖4），據(jù)上述特征可判斷，研究區(qū)煌斑巖屬于鉀質(zhì)和鈣堿性。

3.2微量元素特征

煌斑巖微量元素含量列于表2中，經(jīng)對(duì)樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、繪制標(biāo)準(zhǔn)化圖解，再經(jīng)由對(duì)比分析，煌斑巖具以下微量元素地球化學(xué)特征：

（1）將所選取的相關(guān)數(shù)據(jù)與球粒隕石進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，發(fā)現(xiàn)煌斑巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線（圖5）具有一定的相似性。

（2）通過(guò)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化處理以后，發(fā)現(xiàn)測(cè)區(qū)煌斑巖微量元素中Cr、Co及Ni的標(biāo)準(zhǔn)化值遠(yuǎn)小于1，表示該3個(gè)元素發(fā)生了較為嚴(yán)重的虧損；而Rb、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta和Th等地幔不相容元素則發(fā)生了富集，其中云斜煌斑巖脈中Rb元素的標(biāo)準(zhǔn)化值達(dá)400，可見(jiàn)發(fā)生了較為強(qiáng)烈的富集。

（3）該區(qū)煌斑巖的Nb/Ta比值為11.24～16.67，平均值為14.71，比原始地幔值（17.5±2.0）略低或相似，Zr/ Hf比值為8.07～44.10，平均值為29.76，其余高于原始地幔值（36.27），且遠(yuǎn)高于大陸地殼值（11），這些表明該區(qū)煌斑巖受到大比例的地殼混染的可能性不大［6］。

表2　研究區(qū)煌斑巖微量元素統(tǒng)計(jì)表（10-6）

3.3稀土元素特征

由表3可知，研究區(qū)煌斑巖輕稀土含量具有較寬的變化范圍，而重稀土含量則相對(duì)穩(wěn)定。輕重稀土存在明顯分異，LREE/HREE比值為3.62～7.67，平均值為5.54，（La/Yb）N值為2.75～11.62，平均值為6.56，明顯富集輕稀土元素，在稀土配分圖上呈輕稀土富集型的分配模式（圖6），且與原始地幔［8］相比，該區(qū)煌斑巖稀土原始均相對(duì)富集，表明煌斑巖的源區(qū)地幔相對(duì)富集稀土元素；（La/Sm）N值為1.09～2.64，平均值為1.96；（Gd/Yb）N值為1.51～3.15，平均值為2.09。煌斑巖δEu值為0.68～1.06，平均值為0.89，反映巖漿演化過(guò)程中發(fā)生過(guò)斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用；δCe值有2件樣品均在1左右，說(shuō)明后期的蝕變對(duì)稀土的影響較弱［4］。

4　煌斑巖成因初探

（1）Rock［7］統(tǒng)計(jì)的鈣堿性煌斑巖不相容元素特有的“Ta-Nb-Ti（TNT）”負(fù)異常分配模式基本一致，說(shuō)明了該區(qū)源區(qū)遭受了地殼混染。正如Rock所說(shuō)，煌斑巖的Ta-Nb-Ti負(fù)異常與俯沖環(huán)境之間不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系是可以肯定的，但是沒(méi)有具有Ta-Nb-Ti負(fù)異常的年輕煌斑巖超出俯沖環(huán)境。中上泥盆統(tǒng)漫坡組，成巖時(shí)代相對(duì)年輕，從這一點(diǎn)上看，其Ta-Nb-Ti異常作為俯沖環(huán)境的判別標(biāo)志是可靠的，而且從地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展史看，該區(qū)經(jīng)歷過(guò)俯沖環(huán)境的觀點(diǎn)已被大多數(shù)地質(zhì)學(xué)工作者所接受。引起該區(qū)煌斑巖Ta-Nb-Ti負(fù)異常的原因可能主要是相對(duì)貧Ta-Nb-Ti俯沖沉積物混染了地幔。

表3　研究區(qū)煌斑巖稀土元素含量及特征參數(shù)表

（2）煌斑巖稀土總量較高，w（ΣREE）為（74.2～298.46）×10-6，w（LREE）/w（HREE）值較大，且為輕稀土富集型，這進(jìn)一步證實(shí)了研究區(qū)深部經(jīng)歷過(guò)地幔交代作用。δEu值為0.68～1.06，平均值為0.89，反映巖漿演化過(guò)程中發(fā)生過(guò)斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用；δCe值有2件樣品均在1左右，說(shuō)明后期的蝕變對(duì)稀土的影響較弱。

（3）煌斑巖微量元素中Cr、Co及Ni的標(biāo)準(zhǔn)化值遠(yuǎn)小于1，表示該3個(gè)元素發(fā)生了較為嚴(yán)重的虧損；而Rb、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta和Th等地幔不相容元素則發(fā)生了富集，其中云斜煌斑巖脈中Rb元素的標(biāo)準(zhǔn)化值達(dá)400，可見(jiàn)發(fā)生了較為強(qiáng)烈的富集。

（4）該區(qū)煌斑巖的Nb/Ta比值為11.24～16.67，平均值為14.71，比原始地幔值（17.5±2.0）略低或相似，Zr/ Hf比值為8.07～44.10，平均值為29.76，其余高于原始地幔值（36.27），且遠(yuǎn)高于大陸地殼值（11），這些表明該區(qū)煌斑巖受到大比例的地殼混染的可能性不大［6］。

綜上所述，該區(qū)煌斑巖為富含稀土元素的俯沖帶流體交代過(guò)的富集地幔部分熔融所產(chǎn)生的巖漿在上升過(guò)程中受到部分地殼混染的產(chǎn)物。

［1］王治華，等.云南大坪金礦區(qū)煌斑巖的地球化學(xué)特征及成因探討［J］.巖石礦物學(xué)雜志，2010，29（4）：355-366.

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中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局云南1∶5萬(wàn)墨江幅等六幅區(qū)調(diào)項(xiàng)目（編碼：1212011120596）。

張梅江（1985-），男（漢族），貴州余慶人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)調(diào)查工作。