滇西南下景張地區(qū)花崗巖巖石特征與構(gòu)造環(huán)境

王國輝，王 瑞，王志忠

(云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司，云南 昆明 650200)

滇西南下景張地區(qū)地處西南“三江”造山帶南段，在古生代時期處于岡瓦納大陸與勞亞大陸之間的特提斯構(gòu)造域，該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，巖漿活動頻繁。通過研究該區(qū)域內(nèi)花崗巖的巖石特征、構(gòu)造環(huán)境、巖漿作用及其意義，可對認識滇西南古特提斯構(gòu)造演化過程提供相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

滇西南下景張地區(qū)出露的花崗巖，屬臨滄花崗巖中南段的一部分，位于羌塘-三江造山系(Ⅶ)上，為崇山-臨滄陸塊(Ⅶ-7)內(nèi)臨滄巖漿弧(Ⅶ-7-2)[1]，屬碧落雪山-臨滄構(gòu)造巖漿巖帶之臨滄俯沖-同碰撞構(gòu)造巖漿巖亞帶[2]。

下景張地區(qū)花崗巖主體為晚三疊世黑云二長花崗巖[3]，北起麻栗壩，經(jīng)桂花樹、發(fā)塘至南邊發(fā)展河鄉(xiāng)，總體呈南北向展布(圖1)，呈規(guī)模大小不等的巖株產(chǎn)出。根據(jù)巖石礦物粒度[4]進一步劃分為中細粒黑云二長花崗巖(ηγaT)、細中粒似斑狀黑云二長花崗巖(ηγbT)、中粗粒黑云二長花崗巖(ηγcT)、中粗粒似斑狀黑云二長花崗巖(ηγdT)四個單元。ηγcT、ηγdT單元與ηγaT、ηγbT單元多為脈動侵入接觸關(guān)系，可見幾毫米的冷凝邊、鉀長石富集邊、黑云母化邊、似偉晶巖帶等，且在ηγcT、ηγdT單元中可見ηγaT、ηγbT單元包體，說明ηγcT、ηγdT單元侵位稍晚。

圖1 滇西南下景張地區(qū)花崗巖地質(zhì)簡圖Fig 1.Geological Sketch Map of Granite in Xiajingzhang Area，SW Yunnan

2 巖石學(xué)特征

2.1 巖石特征

三疊紀黑云二長花崗巖中主要礦物為鉀長石、斜長石、石英、黑云母四種，各單元巖石特征如下：

(1)中細粒黑云二長花崗巖(ηγaT)：灰白、淺灰色，中細?；◢徺|(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為斜長石(20%～40%)、鉀長石(20%～35%)、石英(20%～40%)、黑云母(5%～20%)，副礦主要有磷灰石、鋯石等。礦物粒徑≤5mm，主體為2mm～3mm，斜長石呈次棱角短板狀，見聚片雙晶，納黝簾石化；鉀長石呈它形粒狀短板狀，具弱粘土化；石英它形粒狀，與其他礦物鑲嵌；黑云母呈細粒鱗片狀，強絹云母化，全鐵泥化。

(2)似斑狀中細粒黑云二長花崗巖(ηγbT)：巖石具似斑狀、中細粒花崗質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由鉀長石斑晶(5%～15%)和基質(zhì)(85%～95%)組成。斑晶成分為鉀長石，礦物粒徑≤7.5mm，呈次棱角狀長板狀，少量短板狀斜長石，黑云母呈包嵌結(jié)構(gòu)包含其中，具弱粘土化；基質(zhì)中主要礦物成分為石英(30%～50%)、鉀長石(20%～30%)、斜長石(20%～25%)、黑云母(5%～10%)，副礦物主要有金屬礦物、磷灰石、鋯石。礦物粒徑≤3.5mm，斜長石呈次棱角短板狀，見聚片雙晶，強鐵泥化絹云母化和納黝簾石化；基質(zhì)中鉀長石呈它形粒狀短板狀，具弱粘土化；石英它形粒狀，碎裂化；黑云母呈細粒鱗片狀，弱鐵泥化綠泥石化。

(3)中粗粒黑云二長花崗巖(ηγcT)：巖石具中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物粒度以中粗粒為主，部分為粗中?；蛑辛＃植亢倭库涢L石似斑晶，斑晶分布不均勻，總體上小于5%。主要礦物成分為斜長石(20%～30%)、鉀長石(25%～30%)、石英(40%～50%)、黑云母(5%～15%)，礦物粒徑3mm～6mm；副礦物為鋯石、榍石、金紅石、磁鐵礦榍石和磷灰石等。斜長石呈無色半自形粒狀，不同程度絹云母化鈉黝簾石化，表面顯混濁，可見聚片雙晶；鉀長石呈無色它形粒狀，可見條紋長石結(jié)構(gòu)，在局部選擇性交代斜長石和黑云母；石英它形粒狀，大部分選擇性交代斜長石和黑云母；黑云母呈自形片狀、半自形片狀，不同程度鐵泥化綠泥石化。

(4)似斑狀中粗粒黑云二長花崗巖(ηγdT)：巖石具似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶成分為鉀長石，礦物粒徑8mm～20mm，呈無色它形粒狀棱角狀、板狀，微量石英呈包嵌結(jié)構(gòu)包含其中構(gòu)成文象交生結(jié)構(gòu)。基質(zhì)中主要礦物成分為斜長石(20%～30%)、鉀長石(20%～25%)、石英(30%～40%)、黑云母(5%～10%)，礦物粒徑2.2mm～6mm；副礦為金屬礦物，磷灰石、鋯石?；|(zhì)中斜長石多為棱角次棱角短板狀，見聚片雙晶，具弱絹云母，細?；烩涢L石呈它形粒狀棱角狀，見弱粘土化；石英呈無色它形粒狀，多碎裂化；黑云母為細粒鱗片狀，多呈條痕狀穿插；部分強綠泥石化鐵泥化呈扇狀聚集體，偶見微量粒狀磷灰石、綠簾石穿插其中。

2.2 巖石地球化學(xué)特征

2.2.1 主量元素特征

三疊紀黑云二長花崗巖中SiO2=66.65～73.20%，Al2O3=13.21～14.47%，K2O/Na2O=1.20～1.91(平均值1.57)，K2O+Na2O=5.83～7.34(平均6.66)，A/NCK為1.08～1.28平均值(1.16)，顯示“高硅、略富堿、富鉀”的特點，巖石的CI=6.26～19.15，DI=74.10～86.20，表明巖石的分異演化較為徹底，結(jié)晶程度較好。C.I.P.W標(biāo)準礦物計算結(jié)果具較高的q值，并出現(xiàn)較高的剛玉分子c，無透輝石分子di，標(biāo)準礦物組合為c+q+or+ab+an+hy，屬于鋁過飽和、SiO2過飽和系列，而紫蘇輝石分子hy較高及實際暗色礦物以黑云母為主、少量角閃石，原生的白云母少見，則顯示了花崗巖局部受下地殼物質(zhì)混染的特征。根據(jù)各類特征，該期黑云二長花崗巖應(yīng)屬“S”型花崗巖[5]。

在花崗巖Q-ANOR圖解(圖2)中，樣品投影點大多數(shù)落入二長花崗巖區(qū)，顯示與巖石巖礦鑒定成果基本一致。巖石ANK-ANCK圖解(圖3)中，樣品投影點多數(shù)落入過鋁質(zhì)型花崗巖區(qū)，顯示其鋁過飽和特點。

圖2 二長花崗巖Q-ANOR圖解 圖3 二長花崗巖ANK-ANCK圖解Fig 2.Q-ANOR Diagram of Adamellite Fig 3.ANK-ANCK Diagram of Adamllite

2.2.2 稀土、微量元素特征

三疊紀黑云二長花崗巖的稀土總量ΣREE=167.23～222.23×10-6，δEu=0.36～0.63，具有不同程度負銪異常，表明巖漿在成巖過程中經(jīng)歷過斜長石的分離(或熔融殘余)；δCe=0.97～1.04，巖石鈰異常不明顯，表明巖石主要形成于弱氧化環(huán)境中。(La/Yb)N=6.45～12.37，平均值為10.28，(La/Sm)N=3.61～4.43，平均值為4.03，(Gd/Yb)N=1.22～1.89，平均值為1.63，表明輕稀土元素之間分餾程度較重稀土元素之間分餾明顯，且輕稀土元素的分異程度較重稀土強烈。稀土元素分配模式曲線顯示為向右傾斜的輕稀土富集型(圖4)，四個單元巖石樣品之間相似的稀土元素配分曲線暗示了它們之間可能就有相似的源區(qū)及成巖過程[6]。

圖4 二長花崗巖稀土元素分配模式圖 圖5 二長花崗巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig 4.REE Distribution Model of Adamellite Fig 5.Cobweb Diagram of Trace Element Ratio in Adamellite

其微量元素洋中脊花崗巖標(biāo)準化蛛網(wǎng)圖上(圖5)，四個單元總體上基本相似，進一步表明它們具有類似的源區(qū)及成巖過程。樣品均富集Rb、Th、Ce等而相對虧損Ba，Hf、Zr、Sm、Y、Yb含量均較低，類似于后碰撞花崗巖的特點。

3 巖漿起源、演化、形成時代及構(gòu)造背景討論

本次采用激光剝蝕法LA-ICP-MS作鋯石年齡測定 ，在a單元中細粒黑云二長花崗巖(ηγaT)中獲得了232.9±1.3 Ma的鋯石U-Pb平均年齡(表1、圖6)；在d單元中粗粒似斑狀黑云二長花崗巖(ηγdT)，獲得了230.8 ±1.4Ma的鋯石U-Pb平均年齡(表2、圖7)。表明區(qū)內(nèi)二長花崗巖為晚三疊世侵位的單元。

表1 ηγaT花崗巖中鋯石U-Pb同位素測試結(jié)果Tab 1.U-Pb Isotope Analysis of Zircon in ?γaT Granite

圖6 ηγaT花崗巖中鋯石U-Pb年齡諧和圖及CL圖Fig 6.Zircon U-Pb Dating Concordia and CL Picture of ?γaT granite

表2 ηγdT花崗巖中鋯石U-Pb同位素測試結(jié)果Tab 2.U-Pb Isotope Analysis of Zircon in ?γdT Granite

圖7 ηγdT花崗巖中鋯石U-Pb年齡諧和圖及CL圖Fig 7.Zircon U-Pb Dating Concordia and CL Picture of ?γdT granite

在CI-DI變異圖解上(圖8)，二者大致呈線性負相關(guān)關(guān)系，樣品投影落在直線上或者緊臨曲線兩側(cè)，線性一致性關(guān)系較強。在Rb-Sr-Ba圖解上(圖9)，四個單元的巖石樣品投影點較為集中的落入了原生巖漿區(qū)，表明巖漿未經(jīng)歷明顯的分異演化，暗示了在成巖過程中的制約因素及形成時的地球動力學(xué)背景應(yīng)該較為一致，應(yīng)屬于同一期構(gòu)造巖漿演化形成的花崗巖。在Na2O-K2O分類圖解上(圖10)，樣品全部落入 “S”型花崗巖區(qū)，這與前述的硅過飽和、鋁過飽和的“S”型花崗巖相吻合[7]。在張旗的Sr-Yb花崗巖分類圖解中(圖11)，晚三疊世花崗巖樣品投影點主要落入Ⅳ、Ⅴ(低Sr高 Yb與極低Sr高 Yb)區(qū)，巖漿源區(qū)角閃巖相(低Sr高Yb型)→低角閃巖相(極低Sr高Yb型)的變化，顯示了一個降壓的演化趨勢。區(qū)內(nèi)晚三疊世花崗巖在R1-R2判別圖解中(圖12)主要落入同碰撞花崗巖區(qū)及附近，在Rb-Hf-Ta圖解構(gòu)造環(huán)境判別圖解中(圖13)，顯示碰撞晚期-碰撞后花崗巖的特點。

圖8 三疊紀花崗巖CI-DI變異圖解 圖9 三疊紀花崗巖Rb-Sr-Ba圖解Fig 8.CI-DI Variation Diagram of T Granite Fig 9.Rb-Sr-Ba Diagram of T Granite

圖10 三疊紀花崗巖Na2O-K2O圖解 圖11 三疊紀花崗巖Sr-Yb圖解Fig 10.Na2O-K2O Diagram of T Granite Fig 11.Sr-Yb Diagram of T Granite

圖12 三疊紀花崗巖R1-R2圖解 圖13 花崗巖Rb/30-Hf-3Ta圖解Fig 12.R1-R2 Diagram of T Granite Fig 13.Rb/30-Hf-3Ta Diagram of Granite

鋯石中的T i含量可以用于溫度估算，原理是 TiO2飽和條件下鋯石結(jié)晶時，Ti4+加入到鋯石中形成鈦氧化物的含量與溫度有關(guān)。估算結(jié)果中a單元巖石樣品鋯石Ti含量為7.94～14.1×10-6，估算獲得的溫度為721℃～771℃；d單元樣品鋯石Ti含量為5.96～16.8×10-6，估算獲得的溫度為697℃～789℃。結(jié)果表明三疊紀黑云二長花崗巖形成的溫度為697℃～789℃。

綜上所述，在早中三疊世，昌寧-孟連洋盆經(jīng)歷向東俯沖消減向碰撞造山的轉(zhuǎn)換，至晚三疊世，在碰撞機制下增厚的地殼開始伸展減薄，巖石圈伸展作用使壓力釋放，溫度升高，使上地殼巖石部分熔融，形成該期大規(guī)模的黑云二長花崗巖。所以，該期晚三疊世花崗巖形成于后碰撞的構(gòu)造背景，是古特提斯洋盆閉合后向造山階段轉(zhuǎn)換時內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整階段的產(chǎn)物。

4 結(jié)論

綜上所述，對下景張地區(qū)晚三疊世黑云二長花崗巖可得出如下結(jié)論：

(1)花崗巖顯示“高硅、略富堿、富鉀”的特點，鋁過飽和類型，為極成熟“S”型花崗巖；

(2)構(gòu)造環(huán)境顯示為碰撞晚期-碰撞后；

(3)該地區(qū)花崗巖為昌寧-孟連洋盆向東俯沖消減、弧-陸碰撞，于碰撞后地殼內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整階段的產(chǎn)物。