董朝芳,楊 政,胡 微,李瑞卿
(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院玉溪地質(zhì)礦產(chǎn)所,云南 玉溪 653100)
三江特提斯構(gòu)造帶作為全球特提斯構(gòu)造在中國大陸最典型的發(fā)育地區(qū),經(jīng)歷了復(fù)雜而完整的演化歷史。從晚元古代-早古生代泛大陸解體與原特提斯洋形成,經(jīng)古特提斯多島弧盆系發(fā)育與古生代-中生代增生造山/盆山轉(zhuǎn)換,到新生代印度-歐亞陸陸碰撞動力學(xué)過程,可謂是中國大陸構(gòu)造演化的典型縮影,在全球構(gòu)造演化中的地位舉足輕重。原特提斯旋回(Proto-Tethyan)晚元古代-早古生代(加里東期),三江構(gòu)造域由一個原特提斯洋和散布于其中的泛華夏陸塊群組成,主體存在著四個分支,即解離自歐亞大陸的古亞洲洋,以及解離自岡瓦納大陸的秦嶺-祁連-昆侖洋、古金沙江洋和古瀾滄江洋(潘桂棠和王培生,1997;李興振等,1999),瀾滄江洋系昌寧-孟連洋東向俯沖形成的弧后小洋盆(鐘大賚,1998)。
對于瀾滄江洋的存在,一直存在很多的爭論。通過1∶5萬漫灣鎮(zhèn)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,從前人劃分的上二疊統(tǒng)邦沙組(P3b)分布中分解出來的一套中深變質(zhì)巖系,新建了巖石-構(gòu)造單位漫灣蛇綠混雜巖(Pz2Moφm)。依據(jù)巖石組合的差異可劃分了2個構(gòu)造巖片(Pz2Moφma、Pz2Moφmb)。通過系統(tǒng)的剖面測制、填圖追索及巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)特征的研究,認為在云縣漫灣地區(qū)晚古生代時期發(fā)育的洋殼(瀾滄江洋殼)殘片,其主要物質(zhì)組成為一套洋底玄武巖(高鎂安山巖夾泥質(zhì)巖)與洋內(nèi)弧(泥巖-中碎屑巖-灰?guī)r夾高鎂安山巖)沉積組合。證實了瀾滄江洋確實存在。
漫灣蛇綠混雜巖主要分布于調(diào)查區(qū)東部之云縣漫灣鎮(zhèn)黃草壩-舊村一帶,另有少量零星分布在云縣戛舊水文站、景東下溫慎,位于瀾滄江斷裂的東側(cè),主體呈條帶狀近南北向展布(圖1);與下古生界團梁子巖組、上二疊統(tǒng)邦沙組、下-中三疊統(tǒng)忙懷組等均呈斷層接觸,少量零星的呈捕擄體形式產(chǎn)于二疊紀弱片麻狀花崗巖中;主要出露長度13.5km,寬度0.3km~1.5km,總面積約13.05km2。
圖1 漫灣地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig 1.Geological Sketch Map of Manwan Area1-中侏羅統(tǒng)花開左組;2-下侏羅統(tǒng)芒匯河組;3-上三疊統(tǒng)小定西組;4-中三疊統(tǒng)忙壞組;5-上古生界邦偉巖組;6-上古生界大新山巖組;7-下古生界團梁子巖組;8-上古生界漫灣蛇綠混雜巖a巖片;9-漫灣蛇綠混雜巖b巖片;10-白堊紀花崗巖;11-晚三疊世花崗巖;12-二疊紀花崗巖;13-侵入界線;14-平行不整合界線;15-斷層界線;16-調(diào)查區(qū)范圍
漫灣蛇綠混雜巖a巖片(Pz2Moφma)巖石組合為淺灰、深灰、灰色斜長角閃巖、斜長角閃片巖、(含石榴含矽線)黑云斜長變粒巖,視厚大于328.3m。原巖恢復(fù)為一套高鎂質(zhì)玄武巖、安山巖夾泥質(zhì)巖沉積組合。
漫灣蛇綠混雜巖b巖片(Pz2Moφmb)巖石組合為灰黑、淺灰、灰綠、灰色綠簾黑云二長變粒巖、(矽線)黑云斜長變粒巖、(角閃)斜長變粒巖、二云斜長石英片巖、白云斜長石英片巖、斜長二云矽線片巖夾斜長角閃巖、少量大理巖,視厚大于688.5m。原巖恢復(fù)為一套泥質(zhì)巖、長石石英砂巖、石英砂巖夾高鎂安山巖沉積組合。
漫灣蛇綠混雜巖a巖片向北在云縣瓦窯一帶黑云斜長變粒巖增多,b巖片向北在云縣黃草壩一帶石英片巖增多、變粒巖減少的差異。
漫灣蛇綠混雜巖經(jīng)受了不同程度的變質(zhì)作用,巖石類型復(fù)雜,主要由片巖類、片麻巖類、變粒巖類、斜長角閃巖類、大理巖類等組成。巖石大部分遭受局部線性動力變質(zhì)作用,顯示糜棱巖化、千糜巖化特征,各類巖性組合之間相互接觸關(guān)系均為斷層接觸(圖2)。
圖2 云南省云縣漫灣鎮(zhèn)舊村晚古生代漫灣蛇綠混雜巖(Pz2Moφm)構(gòu)造-巖石實測剖面圖Fig 2.Structure-Rock Measured Section of Late Paleozoic Manwan Ophyolite Melange at Jiucun Village of Manwan in Yunxian,Yunnan1-閃長玢巖;2-杏仁狀安山巖;3-斜長角閃片巖;4-變質(zhì)斜長角閃巖;5-矽線黑云斜長變粒巖;6-黑云斜長變粒巖;7-斜長變粒巖;8-大理巖;9-斜長角閃質(zhì)超糜棱巖;10-絹云超糜棱巖;11-角閃斜長變粒質(zhì)糜棱巖;12-含石榴含矽線黑云斜長變粒質(zhì)糜棱巖;13-含矽線黑云斜長變粒質(zhì)糜棱巖;14-含矽線長英質(zhì)糜棱巖;15-黑云二長花崗質(zhì)糜棱巖;16-含錫石正長花崗質(zhì)糜棱巖;17-黑云英云閃長質(zhì)初糜棱巖;18-糜棱巖化;19-斜長角閃質(zhì)陽起千糜巖;20-矽線黑云斜長變粒質(zhì)絹云千糜巖;21-黑云斜長變粒質(zhì)絹云千糜巖;22-綠簾黑云二長變粒質(zhì)絹云千糜巖;23-斜長二云矽線片巖質(zhì)絹云千糜巖;24-白云斜長石英片巖質(zhì)絹云千糜巖;25-長英質(zhì)絹云千糜巖;26-絹云千糜巖;27-二云斜長石英構(gòu)造片巖;28-碎斑碎粒巖;29-脆韌性斷層;30-逆斷層;31-正斷層;32-上二疊統(tǒng)邦沙組;33-晚古生代漫灣蛇綠混雜巖b巖片;34-晚古生代漫灣蛇綠混雜巖a巖片;35-閃長玢巖脈;36-晚三疊世二長花崗巖;37-中二疊世英云閃長巖;38-中二疊世正長花崗巖
斜長角閃片巖:呈灰色,具粒狀變晶結(jié)構(gòu),微網(wǎng)紋條痕片狀定向構(gòu)造;巖石由大量能干性強的透鏡-條痕化中細晶柱狀角閃石、它形粒狀-渾圓狀斜長石與少量能干性弱的微網(wǎng)紋條痕狀分布的糜細鈉黝簾石、絹云母構(gòu)成。
斜長二云矽線片巖:呈灰色、褐灰、淺灰黃等色,具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu),無根褶皺微細條紋條痕千枚狀定向構(gòu)造;在強細粒化變質(zhì)重結(jié)晶隱微晶絹云母、長英質(zhì)、石英呈細條紋條痕狀各自富集的基質(zhì)中殘留少量渾圓狀細晶長石、條痕-透鏡無根褶皺狀中粗晶矽線石、透鏡狀細晶云母碎斑。矽線石碎斑裂隙中可見黑云母,白云母碎斑中可見有矽線石殘留。判斷巖石在淺構(gòu)相強流變細?;G片巖相退變質(zhì)結(jié)晶前,為中構(gòu)相流變分異角閃巖相變質(zhì)結(jié)晶的黑云矽線(構(gòu)造)片巖,并經(jīng)歷過綠片巖相退變質(zhì)結(jié)晶白云片巖化。
二云斜長石英片巖:巖石呈淺灰黃色,具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu),細條痕條紋片狀定向構(gòu)造;強流變細?;冑|(zhì)重結(jié)晶細晶白云母、黑云母、長英質(zhì)、石英、各自呈細微條紋條痕狀各自富集的基質(zhì)中含少量無透鏡狀石英碎變斑。巖石明顯為經(jīng)歷了中淺構(gòu)造相強流變分異變質(zhì)重結(jié)晶。
巖石呈灰色,具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu),微細條紋條痕千枚狀定向構(gòu)造;在強細?;冑|(zhì)重結(jié)晶隱微晶絹云母、長英質(zhì)、石英、黑云母呈細條紋條痕狀各自富集、的基質(zhì)中殘留少量渾圓狀斜長石、石英、矽線石碎斑??梢娦遍L石、石英、矽線石碎斑各自成帶富集殘留。判斷巖石在淺構(gòu)相強流變細?;G片巖相退變質(zhì)結(jié)晶前,為中構(gòu)相流變細?;情W巖相變質(zhì)結(jié)晶的矽線黑云斜長(構(gòu)造)片麻巖。
巖石呈淺灰、灰、褐灰等色,具變余斑狀細粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu),微細條紋條痕-微網(wǎng)紋狀定向構(gòu)造;在強細?;冑|(zhì)重結(jié)晶隱微晶石英、黑云母、長英質(zhì)為主,有少量分異重結(jié)晶的微晶石英條痕、包含微透鏡-條痕狀纖柱狀矽線石聚集合體的鐵泥化隱微晶黑云母線紋線痕的基質(zhì)中殘留少量渾圓-透鏡狀斜長石、渾圓鐵鋁榴石碎斑。巖石判斷為經(jīng)歷了中構(gòu)相的流變應(yīng)變分解及角閃巖相變質(zhì)結(jié)晶、強淺構(gòu)相流變及綠片巖相退變質(zhì)(糜棱巖化)的變質(zhì)英安巖。
巖石呈灰色,具粒狀變晶結(jié)構(gòu),微細條紋條痕流紋千板狀定向構(gòu)造;在強流變細粒化變質(zhì)重結(jié)晶隱微晶長英質(zhì)、陽起石、黝簾石呈微流紋細條紋條痕狀各自富集的基質(zhì)中,殘留少量渾圓-透鏡狀斜長石、角閃石碎斑。
巖石呈淺灰色,具變余細?;◢徸兙ЫY(jié)構(gòu),微網(wǎng)紋狀定向塊構(gòu)造;鏡下見巖石中大量圓化、透鏡體化趨于定向的細晶方解石,少量隱微晶方解石呈微網(wǎng)紋狀聚集。
漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖巖石化學(xué)成分及主要特征參數(shù)、C.I.P.W標準礦物組成及含量特征見表1、表2。
表1 漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖巖石化學(xué)成分及其主要參數(shù)特征Tab 1.Chemical Analysis and Main Parameter of Metamorphic Volcanic Rock of Manwan Ohyolite Meange
表2 漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖C.I.P.W標準礦物組成及含量特征Tab 2.C.I.P.W Norm and Cntent of Metamorphic Volcanic Rock of Manwan Ophyolite Melange
巖石SiO2為47.15%~55.16%,TiO2為0.50%~1.96%,根據(jù)二氧化硅分類定名,PM041-35-3、PM041-28-1屬于玄武安山巖,PM041-23-1、PM023-5-2屬于玄武巖;K2O/Na2O=0.05~0.77,鈉富集;TFeO+MgO=15.28%~21.35%,顯示了鎂鐵礦物的富集,具有一定鎂鐵質(zhì)巖石的特征,其中玄武安山巖具有較高的鎂含量(MgO=5.61%~7.26%),屬于高鎂安山巖類;m/f=1.00~2.60,PM041-23-1屬于富鐵質(zhì)鎂鐵巖類;Mg=58%~77%,平均值65,屬于與原始地幔橄欖巖平衡的原始玄武巖巖漿,PM041-23-1的鎂指數(shù)較高,可看作是母巖漿,PM041-28-1、PM023-5-2則可能在噴發(fā)前,就已經(jīng)經(jīng)歷了一定的分離結(jié)晶作用。在硅-堿分類圖(圖3)上,樣品投影點均位于S區(qū),為亞堿性系列,經(jīng)A-F-M圖解(圖4)進一步劃分,投影點均很好的落入了C區(qū),為鈣堿性系列。
圖3 漫灣蛇綠混雜巖硅-堿分類圖解Fig 3.Alk-SiO2 Classification of ManwanOphyoliteMelangeA-堿性系列;S-亞堿性系列
圖4 漫灣蛇綠混雜巖A-F-M圖解Fig 4.A-F-M Diagram of ManwanOphyoliteMelangeT-拉斑玄武巖系列;C-鈣堿性系列
巖石C.I.P.W標準礦物分子組成(表2),共有兩種類型標準礦物組合:①類型為ap+il+mt+q+or+ab+an+di+hy,含有q分子,具富硅鐵硅酸鹽特征,屬于正常類型SiO2過飽和巖石,主要是安山巖類巖石;②類型為ap+il+mt+or+ab+an+di+hy+ol,均無q、c而出現(xiàn)ol分子,顯示貧硅鋁特征,屬于正常類型SiO2不飽和巖石。所有樣品的hy=15.36%~25.18%,均大于3%,富鐵趨勢明顯;2件PM041-23-1、PM023-5-2含ol分子,屬于橄欖拉班玄武巖;其余兩件為石英拉班玄武巖。巖石分異指數(shù)DI=21.47-43.02;固結(jié)指數(shù)SI=27.20~50.45,總體較高,顯示巖漿分離結(jié)晶作用不強烈,其中PM041-23-1樣品遠大于40可能屬于母巖漿。
漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖稀土元素含量及參數(shù)特征、微量元素含量及參數(shù)特征見表3、表4。
表3 漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖稀土元素含量及參數(shù)特征Tab 3.REE Content and Parameter of Metamorphic Volcanic of ManwanOphyoliteMelange
表4 漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖微量元素含量及參數(shù)特征Tab 4.Trace Element Content and Parameter of Metamorphic Volcanic Rock of ManwanOphyoliteMelange
巖石稀土總量ΣREE=32.61~110.90×10-6,平均含量為78.34×10-6,顯示出較低稀土元素含量的特征;ΣCe/ΣY=0.27~1.77,(La/Sm)N=0.25~4.18,玄武巖的(PM041-23-1、PM023-5-2)輕稀土虧損,顯示原始巖漿的特征,安山巖(PM041-35-3、PM041-28-1)為輕稀土富集型;δEu=0.78-1.24,玄武巖為銪輕度正異常,安山巖為銪低度負異常;δCe=0.95~0.98,平均為0.98,具有略微的鈰負異常。稀土元素配分曲線圖(圖5)中,PM023-5-2表現(xiàn)為輕稀土虧損的左傾模式特征,PM041-23-1配分曲線分布較平坦,輕稀土略微虧損,其余樣品屬于輕稀土元素富集、重稀元素土虧損的右傾模式特征,配分曲線的差異,顯示兩類巖漿經(jīng)歷的演化過程不一致,可能是多期演化的巖漿。
圖5 漫灣蛇綠混雜巖安山質(zhì)巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig 5.Trace Element Ratio Cobweb Diagram of Andesitic rock of ManwanOphyoliteMelange
巖石微量元素組份見表4,原巖恢復(fù)為安山質(zhì)巖的2件樣品在洋中脊玄武巖標準化蛛網(wǎng)圖(圖6)與原巖恢復(fù)為玄武質(zhì)巖的2件樣品經(jīng)原始地幔標準化(球粒隕石值為Thompson,1982,Nd用原始地幔,Wood,1979)蛛網(wǎng)圖(圖7)中,Cr、Ni、Co、Sc等強相容元素含量較低,顯示了結(jié)晶分異晚期的殘余熔融體的特征,總體反映了3類差異較為明顯的分配形式:①PM041-23-1、PM023-5-2中K、Rb、Ba、Th的明顯富集,其余元素均比標準洋中脊玄武巖相應(yīng)元素含量低,且Nb強烈虧損,類似于弧型火山巖特點;②PM041-28-1曲線分布較平坦,大多數(shù)元素含量較接近標準洋中脊玄武巖,具有洋中脊-準洋中脊玄武巖的微量元素配分模式;③PM041-35-3表現(xiàn)為洋島玄武巖中常見的“大隆起”的微量元素配分模式。
圖6 蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖稀土配分曲線圖Fig 6.REE Distribution Curve of Metamorphic Volcanic Rock of OphyoliteMelange
圖7 漫灣蛇綠混雜巖Rb-Sr-Ba圖解Fig 7.Rb-Sr-Ba Diagram of ManwanOphyoliteMelange1-原生原漿;2-派生巖漿巖巖
從上述微量元素的配分形式分析,漫灣蛇綠混雜巖的原始巖漿既有虧損型地幔源區(qū)的特點,同時兼具熱點或地幔柱成因的特征;K、Rb、Ba、Th等高場強元素的富集,可能由于巖漿的形成正是一種源于深部(下地幔、或核幔邊界)富集K、Th、Rb、Ba等高場強元素及大離子親石元素的地幔流體對虧損型地幔源區(qū)的交代作用的結(jié)果。在Rb-Sr-Ba圖解(圖8)中,所有樣品投影點均落入了派生巖漿區(qū),顯示巖漿經(jīng)歷了一定的分異或者混染作用,應(yīng)該是由于地幔流體交代作用所致;兩件高鎂安山巖(PM041-35-3、PM041-28-1)樣品的二氧化硅含量稍高于一般玄武巖,微量元素特征顯示其巖漿來源于地幔,說明其經(jīng)歷了分異作用,是地幔巖漿分異演化的結(jié)果,屬于洋內(nèi)弧火山巖。
圖8 漫灣蛇綠混雜巖玄武質(zhì)巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig 8.Trace Element Ratio Cobweb Diagram of Basaltic Rock of ManwanOphyoliteMelange
本次工作,在云縣漫灣鎮(zhèn)舊村剖面與云縣忙懷鄉(xiāng)拉路剖面中的漫灣蛇綠混雜巖內(nèi)斜長角閃巖中采集了鋯石U-Pb同位素樣,鋯石微量元素含量和U-Pb同位素定年在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司利用LA-ICP-MS同時分析完成,每件樣品選擇晶型較好、巖漿環(huán)帶發(fā)育的鋯石進行測定,對分析數(shù)據(jù)的離線處理采用軟件ICPMSDataCal完成,鋯石樣品的鋯石U-Pb諧和年齡圖繪制和年齡權(quán)重平均計算均采用Isoplot/Ex_ver3完成。
舊村剖面的PM041-35-3石U-Pb同位素組成及年齡值見表5,從表中看出,除了個別樣品外,大多數(shù)樣品測點的232Th、238U含量均大于100ppm,Th/U比值大于0.4,顯示巖漿鋯石同位素組成特征;4號測點因諧和度較低,不作為定年計算;12號測點的206Pb/238U表面年齡值較小,與其它鋯石年齡相比偏離太多,應(yīng)該是屬于后期熱事件年齡;其它所有測點的206Pb/238U表面年齡均較接近,諧和度較好,在諧和年齡圖(圖9)獲得舊村PM041-35-3諧和年齡為295.6±0.92 Ma(MSWD=2.6,Probability=0.11),拉路PM023-5-2諧和年齡為290.6±0.35 Ma(MSWD=3.6,Probability=0.00),均屬于早二疊世早期,結(jié)合區(qū)域演化綜合考慮,該年齡應(yīng)該是瀾滄江洋擴展結(jié)束轉(zhuǎn)入俯沖階段的年齡,其蛇綠混雜巖真正形成的時代應(yīng)比該年齡早,可能經(jīng)歷整個晚古生代的演化。
表5 漫灣蛇綠混雜巖內(nèi)PM041-35-3斜長角閃巖鋯石U-Pb同位素組成及年齡值Tab 5.Zircon U-Pb Isotope Composition and Age of Plagioclase Amphibolite PM041-35-3 of ManwanphyoliteMelange
圖9 漫灣蛇綠混雜巖內(nèi)鋯石U-Pb諧和年齡圖(左PM023-5-2年齡、右PM041-35-3年齡)Fig 9.Zircon U-Pb Concordia Age of ManwanOphyoliteMelange(Left PM023-5-2;Right PM 041-35-3)
在Zr-Nb、Zr-Y地幔類型圖解上(圖10),漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖的投影點集中在虧損型地幔區(qū),并向原始地幔線靠近;在FeO*-MgO-Al2O3圖解上(圖11),樣品投影點位于洋脊和洋底玄武巖區(qū),在FeO/MgO-TiO2圖解上(圖12),樣品投影點主要集中于洋中脊拉斑玄武巖區(qū),顯示了離散型板塊邊界的巖石化學(xué)成分特點。
圖10 漫灣蛇綠混雜巖變質(zhì)火山巖Zr-Nb、Zr-Y地幔類型圖解Fig 10.Zr-Nb,Zr-Y Mantle Type Diagram of Metamorphic Volcanic Rock of ManwanOphyoliteMelange1-虧損型地幔;2.-過渡型地幔;3-富集型地幔(據(jù)Le Roex等1983)
圖11 FeO*-MgO-Al2O3圖解Fig 11.FeO*-MgO-Al2O3 Diagram
圖12 FeO/MgO-TiO2圖解Fig 12.FeO/MgO-TiO2 DiagramⅠ-島弧拉斑玄武巖;Ⅱ-洋中脊拉斑玄武巖; Ⅲ-洋島玄武巖
漫灣蛇綠混雜巖中的火山巖富鈉,根據(jù)C.I.P.W標準礦物含量特征,巖漿屬于拉班玄武巖系列;個別具有較高的鎂指數(shù),結(jié)合固結(jié)指數(shù)(SI)和分異指數(shù)(DI),顯示巖漿屬于與地幔橄欖巖平衡的原始玄武巖漿。稀土和微量元素特征顯示漫灣蛇綠混雜巖中的火山巖,既有洋脊玄武巖,洋島玄武巖,又有洋內(nèi)弧火山巖,多種大洋環(huán)境下火山巖的同時出現(xiàn)。
區(qū)內(nèi)漫灣蛇綠混雜巖主要經(jīng)歷了華力西-印支階段變形變質(zhì)作用的改造,為一套變質(zhì)程度達角閃巖相的變質(zhì)巖系;原巖為一套泥質(zhì)巖、高鎂質(zhì)玄武巖、安山巖組合與泥質(zhì)巖、長石石英砂巖、石英砂巖夾高鎂安山巖組合;屬洋底玄武巖(高鎂安山巖類)與洋內(nèi)弧沉積,火山巖總體表現(xiàn)出洋中脊-準洋中脊拉斑玄武巖特點,應(yīng)為瀾滄江洋盆閉合后的殘跡。
區(qū)內(nèi)漫灣蛇綠混雜巖物質(zhì)組成和大地構(gòu)造屬性,變質(zhì)火山巖在角閃變粒巖中獲得單顆粒鋯石U-Pb諧和年齡值為295.6 ±0.92 Ma,表明漫灣蛇綠混雜巖形成于晚古生代。另外,結(jié)合其東側(cè)分布有淺海相-斜坡相上古生界大新山巖組,并被二疊紀花崗巖侵入的地質(zhì)事實,說明在晚古生代時期瀾滄江洋盆具有一定的規(guī)模;從晚石炭-早二疊紀開始轉(zhuǎn)入俯沖階段,并形成了大量S型花崗巖。