金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶的判別、成因及構(gòu)造環(huán)境

郭小飛， 劉匯川， 吳開興， 劉衛(wèi)明， 張曉兵

（1.江西理工大學資源與環(huán)境工程學院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點實驗室，江西 贛州 341000；3.中山大學地球科學與工程學院，廣州510275；4.中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室，廣州510640）

青藏高原主體及其周緣地區(qū)是研究喜馬拉雅造山運動的“天然實驗室”，在過去的幾十年里一直是研究的熱點[1-5].受印度和歐亞板塊陸陸碰撞作用的影響，在青藏高原東側(cè)的金沙江-哀牢山構(gòu)造帶形成了大規(guī)模走滑剪切斷裂帶，沿斷裂帶形成了重要的富堿斑巖Cu-Mo-Au成礦帶，如玉龍銅鉬礦床、北衙金多金屬礦床、長安銅鉬金礦床等[6-8].金沙江-哀牢山富堿侵入巖及其斑巖型礦床是特提斯成礦域的重要組成部分，歷來受到不同學者的重視[9-10].關(guān)于新生代富堿巖漿活動與始新世至漸新世陸內(nèi)伸展的關(guān)系，是印歐碰撞加厚巖石圈拆沉的物質(zhì)響應(yīng)[11-13]，還是伴隨著新生代大規(guī)模走滑斷裂形成[6,14]？成礦過程中剪切帶能否成為流體通道？巖漿作用與剪切作用相互關(guān)系如何？這些問題都沒有得到很好的解決，也尚未達成一致的認識.文中綜合分析了金沙江-哀牢山富堿侵入巖的特征，簡要闡述了富堿斑巖的巖石成因及其形成的構(gòu)造背景，以期為認識青藏高原東（南）緣新生代以來的構(gòu)造-巖漿-成礦作用與演化提供新的素材.

1 地質(zhì)背景及年代學框架

金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶呈北北西-近南北向分布于金沙江-哀牢山斷裂兩側(cè)，北起唐古拉山麓，向南沿金沙江兩側(cè)之玉龍、江達、芒康等出露，經(jīng)雪龍山、點蒼山、金平等地，向南東延伸進入越南，在我國境內(nèi)青海、西藏、四川、云南綿延1800 km，寬40～60 km（圖1）.金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶由北向南成群呈帶出露，分布范圍廣、規(guī)模大小不等.巖性為一套具有高堿特征的巖漿巖 （K2O+Na2O＞8%），巖性從基性、中性直到酸性巖都有產(chǎn)出，產(chǎn)狀有巖枝、巖株、巖基等.巖石類型有花崗斑巖、二長斑巖、正長斑巖、堿性正長巖、煌斑巖等.它們的圍巖主要是中生代地層，其次是古生代地層和新生代地層[15-16]，呈侵入接觸關(guān)系.長英質(zhì)巖石主要為斑狀花崗巖，斑晶發(fā)育并偶見暗色基性包體（圖2）.如采自綠春的花崗斑巖，總體呈淺灰、灰白色致密塊狀，斑狀結(jié)構(gòu).斑晶主要由正長石、石英、黑云母及少量角閃石組成，基質(zhì)為微粒石英、斜長石和黑云母，基質(zhì)有強絹云母化、鉀化現(xiàn)象；采自元陽哈播的正長斑巖，則呈淺灰-淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu).斑晶主要為正長石，少量斜長石、黑云母和角閃石，基質(zhì)主要為微晶石英和正長石.

金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶夾持于揚子板塊與印度板塊之間，構(gòu)造情況復雜，巖漿作用活躍，成礦條件良好.前人對該帶開展過大量研究，積累了豐富的定年數(shù)據(jù)[18-41].筆者收集了金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶從北段（藏東玉龍帶）至中南段（大理-金平帶）的新生代富堿巖漿-成礦作用數(shù)據(jù)，結(jié)果表明北段玉龍斑巖成礦帶巖漿作用大致集中在44～36Ma，而中南段峰期作用大致集中于35Ma，相當于晚始新世到中新世.從延伸范圍來看，總體上顯示由北到南由老變新的趨勢.

圖1 （a）金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶北段地質(zhì)簡圖（改自文獻[6]）；（b）中南段地質(zhì)簡圖（改自文獻[17]）；（c）青藏高原構(gòu)造綱要圖

圖2 （a）、（b）金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶綠春花崗斑巖野外和鏡下特征；（c）、（d）元陽哈播正長斑巖手標本和鏡下特征.Am p-角閃石，K fs-鉀長石，Qtz-石英.

2 源區(qū)特征及巖石成因

關(guān)于鉀玄質(zhì)巖石的成因歷來眾多紛紜，前人研究將其總結(jié)為地幔橄欖巖部分熔融形成的玄武質(zhì)熔體分離結(jié)晶作用[42]、幔源玄武質(zhì)巖漿受不同程度地殼混染[43]、幔源熔體縱向分帶富集[44]或者高壓下含金云母富集地幔橄欖巖部分熔融[45]等幾種成因.董方瀏等[46]在研究云南永平卓潘新生代堿性雜巖體時，認為其由含金云母的地幔橄欖巖經(jīng)高壓部分熔融形成，地幔橄欖巖部分熔融之前被從深部上升的富含不相容元素的揮發(fā)組分或少部分的熔體交代，形成富集地幔.然而，富集地幔產(chǎn)生的部分熔融體富集不相容元素，而卓潘堿性雜巖體呈現(xiàn)出Nb、Ta和Ti負異常.作者認為卓潘堿性雜巖體是在碰撞造山過程中古揚子板片向西俯沖誘發(fā)軟流圈地幔上涌，使曾經(jīng)遭受過古洋殼板片流體強烈交代的殼幔過渡帶發(fā)生部分熔融形成，反映的是島弧巖漿的特點.島弧巖漿的地球化學特征如相對富集LILE、虧損HFSE，特別是顯著的Nb，Ta，Ti負異常，可能與哀牢山-紅河斷裂走滑作用減壓環(huán)境下俯沖拆離的洋殼或者早期的富集巖石圈地幔的重熔作用相關(guān)[47-49].另外，刀艷等[50]認為云南九頂山礦區(qū)花崗斑巖巖漿來源于 “EMⅡ”型地幔和地殼部分熔融，“EMⅡ”型地幔端元與俯沖和再循環(huán)地殼物質(zhì)密切相關(guān).由于受到板塊碰撞和陸塊擠壓，誘發(fā)深部地幔對流，俯沖板片上方的“EMⅡ”型地幔楔發(fā)生部分熔融形成具有富集LREE、虧損HFSE和富集Sr-Nd同位素組成的酸性巖漿，地幔物質(zhì)涌入，向下地殼注入新生物質(zhì)，并誘發(fā)下地殼物質(zhì)熔融，從而形成殼?；旌显锤烩浐V巖漿.

在地球化學方面，金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶花崗質(zhì)侵入體富集 Rb、Ba、Th、U、K 等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場強元素，Eu負異常不明顯.而哀牢山剪切帶內(nèi)新生代花崗質(zhì)巖石與藏南淡色花崗巖Ba負異常、Eu中等負異常圖3.大規(guī)模富堿巖漿活動被認為形成于伸展背景，而哀牢山深變質(zhì)帶內(nèi)同期的巖漿活動被認為是印支地塊擠出過程產(chǎn)生[14,53]，可能說明了擠壓和伸展并存的構(gòu)造應(yīng)力體制，深變質(zhì)帶擠壓隆升誘發(fā)殼源物質(zhì)熔融形成花崗巖或混合巖化長英質(zhì)脈體，變質(zhì)帶周緣伸展狀態(tài)下產(chǎn)出富堿侵入巖.

3 構(gòu)造指示

青藏高原東南緣經(jīng)歷了新特提斯洋俯沖以及隨后的印度和歐亞板塊碰撞，受其影響發(fā)生了區(qū)域性逆沖推覆、褶皺縮短、伸展走滑和旋轉(zhuǎn)等，同時在其東南側(cè)金沙江-哀牢山發(fā)生了大規(guī)模左行走滑[9,27-29].大規(guī)模的新生代富堿巖漿活動及銅（金）成礦作用廣泛發(fā)育，它們的巖漿-成礦作用集中在44～31 Ma之間（表1和圖4）.關(guān)于富堿巖漿活動與始新世至漸新世的陸內(nèi)構(gòu)造背景近年來有不少學者對此進行了研究，基于該時期研究區(qū)處于印歐后碰撞環(huán)境，主要提出了以下兩個過程：

圖3 （a）金沙江-哀牢山富堿侵入巖稀土元素配分圖；（b）微量元素蛛網(wǎng)圖（文獻[51]哀牢山剪切帶內(nèi)新生代花崗巖以及文獻[52]藏南淡色花崗巖數(shù)據(jù)用于對比）

表1 金沙江-哀牢山新生代富堿侵入巖年齡記錄

續(xù)表1 金沙江-哀牢山新生代富堿侵入巖年齡記錄

圖4 金沙江-哀牢山新生代富堿侵入巖年齡數(shù)據(jù)統(tǒng)計分布

1）印度板塊向歐亞板塊高角度深俯沖過程中板片的斷離導致軟流圈物質(zhì)上涌，誘發(fā)加厚大陸下地殼部分熔融[31,54].黃小龍等[55]提到在約40 Ma下插的俯沖板片斷離，引起巖石圈地幔對流減薄和部分熔融形成富堿巖漿.部分殼源物質(zhì)被帶入下插的地幔楔，與地幔物質(zhì)混合形成殼幔過渡層并發(fā)生部分熔融，沿有利構(gòu)造部位上侵形成富堿斑巖[56-58].印-亞大陸碰撞造山帶走滑斷裂系統(tǒng)經(jīng)歷了從始新世的壓扭狀態(tài)到中新世的張扭狀態(tài)的轉(zhuǎn)換[14]（圖5（a））.富堿斑巖和剪切走滑斷裂最為發(fā)育的時期對應(yīng)于區(qū)域構(gòu)造動力體制轉(zhuǎn)換期、板塊匯聚速率急劇降低和運動方向顯著變化的階段[6,59].

2）受印度和歐亞板塊碰撞影響形成的走滑斷裂系統(tǒng)切割深度可能深達巖石圈地幔，進而可能誘發(fā)被掩埋的古特提斯殘留洋殼熱流動[60-61]，古洋殼和巖石圈地幔發(fā)生部分熔融，地殼物質(zhì)和大洋沉積物以再循環(huán)的方式參與了深部混合作用，形成富集地幔源區(qū).幔源堿性巖漿通過深大斷裂上升并迅速就位于地殼淺部，其深部可能存在殼幔過渡層劇烈的上涌過程[62-63]（圖 5（b））.

圖5 金沙江-哀牢山富堿侵入巖帶構(gòu)造演化示意

總之，金沙江-哀牢山富堿巖漿活動不管是古洋殼板塊加巖石圈地幔部分熔融，還是印度板塊俯沖過程中板片斷離導致軟流圈物質(zhì)上涌的成因模式，均是處在強烈的區(qū)域性構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)換階段，區(qū)域上發(fā)育的深大斷裂及其次級斷裂可能為大規(guī)模巖漿成礦流體的活動提供了通道.金沙江-哀牢山構(gòu)造帶新生代以來發(fā)育了大規(guī)模走滑剪切斷裂帶，沿斷裂帶形成了重要的富堿斑巖Cu-Mo-Au成礦帶.這與眾多學者認為的成礦作用與剪切作用密切相關(guān)符合[36,64-65].盡管也有學者基于地理位置上金礦床所在位置處于剪切帶兩側(cè)，剪切帶內(nèi)鮮見成礦流體活動，以及剪切作用晚于富堿巖漿作用的證據(jù)不這么認為[51,66].我們認為，首先變質(zhì)帶內(nèi)的強烈剝蝕作用在一定程度上減少了剪切帶內(nèi)的成礦流體，其次剪切作用的初始時間可能更早[67].故而大型走滑斷裂系統(tǒng)與富堿斑巖巖漿活動具有一定的關(guān)聯(lián).正如馬新民[68]所說“地殼增厚”模式應(yīng)是高原隆升模式中的學術(shù)主流，但沿著高原內(nèi)部大型走滑斷層的滑動也是現(xiàn)今大陸變形的一種重要形式，在高原形成過程中尤其是后期起著不可忽視的作用.

4 結(jié) 論

1）廣布于金沙江-哀牢山構(gòu)造帶的新生代富堿巖漿巖，巖性上從基性的煌斑巖到中酸性的侵入巖均有產(chǎn)出.其北段玉龍斑巖成礦帶巖漿作用大致集中在44～36 Ma，而中南段峰期作用大致集中于35Ma，總體上顯示由北到南由老變新的趨勢.

2）富堿侵入巖可能是由古洋殼板塊和巖石圈地幔部分熔融形成，或者在印度板塊俯沖過程中軟流圈物質(zhì)上涌引起加厚大陸下地殼部分熔融形成，然后沿有利構(gòu)造部位上侵.

3）富堿巖漿活動所處的構(gòu)造背景是在強烈的區(qū)域性構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)換階段，其伴隨的大型走滑斷裂切穿了巖石圈地幔.