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    云南墨江地區(qū)煌斑巖地球化學(xué)特征及其成因初探

    2016-09-18 05:53:59張梅江蔣開(kāi)源
    西部探礦工程 2016年7期
    關(guān)鍵詞:墨江斑巖微量元素

    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.

    [2]尹福光,等.西南“三江”造山帶大地構(gòu)造相[J].沉積與特提斯地質(zhì),2006,26(4):33-38.

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    P59

    A

    1004-5716(2016)07-0162-04

    2016-03-21

    2016-03-21

    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。

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