陈喜峰 曾普胜 张雪亭 徐文荣 万大幅
CHEN XiFeng1,ZENG PuSheng2,ZHANG XueTing3,XU WenRong4 and WAN DaFu4
1. 中国地质调查局发展研究中心,北京 100037
2. 中国地质科学院国家地质实验测试中心,北京 100037
3. 中国冶金地质总局矿产资源研究院,北京 100025
4. 中国冶金地质总局昆明地质勘查院,昆明 650203
1. Department and Research Center,China Geology Survey,Beijing 100037,China
2. National Research Center for Geoanalysis,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China
3. Institute of Mineral Resources Research,China Metallurgical Geology Bureau,Beijing 100025,China
4. Kunming Geo-exploration Academy,China Metallurgical Geology Bureau,Kunming 650203,China
2014-01-01 收稿,2015-05-15 改回.
印度-欧亚板块碰撞演化过程及其响应一直以来是国内外研究的热点,两板块的碰撞在特提斯-喜马拉雅构造域中东部的西南三江地区形成了金沙江-哀牢山大规模左行走滑断裂,伴随该走滑断裂形成了大规模的新生代富碱(高钾)岩浆活动带及大规模铜(金)成矿作用(王登红等,2006;田广等,2014;张超等,2014)。在断裂两侧形成了一系列新生代富碱小侵入体或火山岩体,呈NW-NWW 向展布,主要包括钾质碱性深成岩(如马牧普、剑川、卓潘、小桥头、石鼓、老街子、铜厂、万硐山、干沟等岩体)、煌斑岩(如姚安金矿、鹤庆北衙金矿、镇沅老王寨金矿、祥云马厂箐铜多金属矿和金平白马寨镍矿等典型矿区的煌斑岩)、火山岩(如总郭、文化村、老街子粗面岩)和酸性斑岩(如肃河村石英二长斑岩,马厂箐、玉龙、马拉松多花岗斑岩)等钾玄岩系列岩石,产有中国目前最大的铅锌矿(云南金顶铅锌矿)、最大的锗矿(云南临沧锗矿)及一系列其它重要的金、银、锡、稀有金属和稀土元素等矿床,为我国最主要的新生代成矿带之一(王登红等,2006)。三江地区新生代富碱岩带作为华南两大富碱侵入岩带之一(涂光炽,1982),已成为国内研究富碱岩石的热点。目前多认为该带内新生代富碱(高钾)岩体的形成与印度板块同欧亚板块碰撞在三江地区诱发的大规模走滑断裂密切相关(王登红等,2006)。前人对该岩带的矿物学、年代学、地球化学及大地构造与成矿学等方面进行了大量的研究工作,提出了富集地幔部分熔融模式(张玉泉等,2000)、壳幔过渡带部分熔融模式(邓万明等,1998a;钟大赉等,2001)、大陆板片沿红河断裂带向东俯冲模式(Wang et al.,2001)、大陆走滑诱发“岛弧型”地幔部分熔融模式(Hou et al.,2003;王建等,2003)和被俯冲板片流体交代与软流圈物质注入形成的壳幔过渡带部分熔融模式(侯增谦等,2004)等多种成因认识。
云南永平卓潘新生代碱性杂岩体是该岩带富碱岩浆岩的重要组成部分,岩石组成很复杂。吴利仁(1966)认为主要由辉石正长岩和霞石正长岩两部分组成,云南省地质矿产局(1990)认为岩体由中心到边缘可划分出中心相(碱性辉石岩带)→中间相(碱性辉长岩带)→边缘相(碱性正长岩带、霞石正长岩带)三个岩相(四个岩带),董方浏等(2007)认为主要由辉石正长岩、正长岩和霞石正长岩等岩性组成,等等。鉴于卓潘杂岩体具有独特的岩石组合以及岩石学、地球化学方面的特殊性,本文在前人研究成果的基础上,通过对卓潘岩体的地质调查、采样和元素地球化学分析测试,深入研究该碱性杂岩体的岩石学、地球化学特征,确定其岩石类型及组合,探讨其成因,形成及演化过程,为研究金沙江-哀牢山新生代富碱岩带的成因提供有用信息。
卓潘碱性杂岩体位于永平县城西北约5km 的卓潘村附近,大地构造上位于扬子地台西缘的哀牢山-金沙江富碱侵入岩带的中部,兰坪盆地的南部(图1)。岩体侵位于白垩系紫红色砂岩和粉砂岩中,为呈近东西向延展的小岩株,东西长约14km,南北宽约5km,出露面积约40km2(图2)。岩体形成时代为36.70 ±0.15Ma(董方浏等,2005)。岩体主要由碱性辉长岩(65%)和辉石正长岩(30%)及少量碱性正长岩和霞石正长岩组成,其中碱性辉长岩主要出露在杂岩体的东部,辉石正长岩主要分布在杂岩体的西部,二者呈渐变过渡关系。杂岩体边部还有呈长条状不规则零星分布的碱性正长岩和霞石正长岩组成(5%),岩体边缘发育较强的硅化和角岩化。
图1 云南三江地区大地构造分区略图(据李兴振等,1999 修编)Fig.1 Sketch map showing tectonic divisions of Sanjiang area,Yunnan Province(modified after Li et al.,1999)
图2 永平卓潘碱性杂岩体地质略图(据云南省地质局区域地质调查队,1979①云南省地质局区域地质调查队.1979. 1∶20 万永平幅区域地质报告修编)1-白垩系;2-碱性辉长岩;3-辉石正长岩;4-碱性正长岩;5-霞石正长岩;6-硅化;7-角岩化;8-砂金矿点Fig.2 Sketch map of the Zhuopan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province
本次地质调查采集的岩石样品主要包括碱性辉长岩、辉石正长岩和霞石正长岩,三种岩性在矿物组合上呈渐变过渡关系。
碱性辉长岩:呈深灰色、黑绿色,块状构造,局部可见辉石和碱性长石定向排列(图3a),他形-半自形不等粒镶嵌结构(图3b),主要矿物有辉石(78%)、正长石(15%)、黑云母(4%)和霓石,副矿物有磷灰石(2%)及锆石等,有时可见少量霞石。其中,辉石呈半自形粒状,无色-淡绿色,干涉色二级蓝绿,有时可见辉石的简单双晶(图3c);正长石呈半自形-自形板状,发育卡斯巴双晶,半定向排列(图3c);黑云母具韧性变形;霓石量少,霞石呈不规则粒状分布在辉石和正长石隙间,表面因风化蚀变而显浑浊,负低突起,无解理;正交偏光镜下,干涉色极低(Ⅰ级暗灰)。
辉石正长岩:属碱性辉长岩与碱性正长岩之过渡类型岩石,呈灰色,条带状、块状构造,局部见辉石和碱性长石半定向排列(图3d),中-粗粒半自形-自形粒状结构、嵌晶结构,主要矿物有辉石(28%)、正长石(65%)、黑云母(5%)等(图3e),还见少量霞石。其中,辉石呈半自形-自形中粗粒粒状,无色-淡绿色,二级蓝绿干涉色,简单双晶(图3f,g),具嵌晶结构(图3g)、环带结构(图3h,i),见聚片双晶(图3i),局部具明显的定向排列(图3h,i),粗粒辉石发育熔蚀现象(图3e,g-i);正长石呈半自形-他形板状,发育卡斯巴双晶,具半定向排列(图3f);黑云母具韧性变形,主要分布于辉石周边(图3g-i);霞石的特征与碱性辉长岩中一样。
霞石正长岩:呈浅灰-深灰色,块状构造,细粒-中粒自形-他形粒状结构;主要矿物有正长石(62%)、霞石(15%)、辉石(10%)、霓石(10%)、黑云母(2%)及其它副矿物。其中,辉石呈半自形-自形中粗粒粒状,无色-淡绿色,简单双晶;正长石呈半自形-他形板状,发育卡斯巴双晶;黑云母具韧性变形;霞石含量明显高于前面几种岩石,颗粒略大一些,表面因风化蚀变显浑浊,局部可见一级暗灰干涉色。
本次工作对卓潘杂岩不同岩石类型的主量元素、稀土微量元素和Pb、Sr、Nd 同位素地球化学进行了分析测试。测试工作全部在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。主量元素采用X 射线荧光光谱法测定,RSD <3%;微量元素和稀土元素采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)方法测定,RSD <5%。同时,文中引用了部分前人的分析测试结果以便于对比研究。
卓潘碱性杂岩主量元素分析结果列于表1,三种主要岩石的主元素特征如下。
图3 永平卓潘碱性杂岩体岩石学和岩相学特征(a)深灰-黑色碱性辉长岩,等粒结构,块状构造(标本照片);(b)他形-半自形不等粒镶嵌结构碱性辉长岩(+);(c)正长石发育卡式双晶(+);(d)灰黑色辉石正长岩,等粒结构,块状构造(标本照片);(e)粗粒辉石具熔蚀现象,半定向排列(+);(f)正长石发育卡斯巴双晶,定向排列(+);(g)粗粒辉石具熔蚀现象,发育简单双晶和嵌晶结构(+);(h)自形-半自形辉石具有明显的定向排列,具熔蚀现象,发育环带结构(+);(i)自形-半自形辉石具有明显定向排列,具熔蚀现象,发育环带结构、聚片双晶(+). Px-辉石;Or-正长石;Bt-黑云母;Kfs-钾长石Fig.3 Photomicrographs of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province
表1 永平卓潘碱性杂岩体主化学成分(wt%)Table 1 Major compositions(wt%)of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province
图4 永平卓潘碱性杂岩体SiO2-Na2O+K2O(a,底图据Wilson,1989)和SiO2-K2O(b,底图据Ewart,1982)图解Fig.4 The SiO2 vs. Na2O + K2O(a,after Wilson,1989)and SiO2 vs. K2O(b,after Ewart,1982)diagrams of the Zhuopan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province
碱性辉长岩:SiO2含量变化为45.48% ~48.98%,Al2O3含量变化为11.14% ~14.41%,A/CNK 值变化于0.34 ~0.50 间,TiO2含量变化于0.88% ~1.2% 间,K2O 含量为5.08% ~7.29%,Na2O 含量为1.50% ~2.58%,K2O +Na2O含量为6.92% ~9.87%间,K2O/Na2O 值在2.29 ~3.64 间,σ值在9.28 ~21.49 间,为钾质碱性-过碱性岩石。
辉石正长岩:SiO2含量变化为51.67% ~55.80%,Al2O3含量变化为13.05% ~14.38%,A/CNK 值变化于0.50 ~0.62 间,TiO2含量变化于0.83% ~0.94%间,K2O 含量为3.98% ~5.98%,Na2O 含量为2.56% ~3.12%,K2O +Na2O含量为7.10% ~9.03%间,K2O/Na2O 值在1.28 ~2.24 间,σ值在5.10 ~7.93 间,为钾质碱性岩。
霞石正长岩:SiO2为60.92%,A12O3为18. 96%,A/CNK 值为0.96;TiO2为0.31%,K2O 为9.86%,Na2O 含量为3.57%,K2O+Na2O 含量为13.4%,K2O/Na2O 值为2.76,σ值为10.07,为钾质过碱性岩石。
在SiO2-K2O+Na2O 图解中(图4a)所有样品都落入碱性岩范围,但是样品ZP1-ZP8 落入辉长岩和碱性玄武岩区,样品ZP9-ZP12 落入正长闪长岩区附近,ZP13 落入了霞石正长岩区附近。在SiO2-K2O 图解(图4b)中所有样品都为钾玄岩系列岩石。由以上可见卓潘杂岩体是一套由碱性辉长岩(ZP1-ZP8)、辉石正长岩(ZP9-ZP12)和霞石正长岩(ZP13)组成的钾玄岩类岩石。
3.2.1 微量元素
卓潘杂岩体几种岩石的微量稀土元素测试结果列于表2,主要岩石类型微量元素特征如下。
碱性辉长岩Rb/Sr 值为0.03 ~0.06 间,平均值为0.04,大于原始地幔Rb/Sr 值(0.029,Sun and McDonough,1989);Sr/Ba 值为0.77 ~1.00 间,平均值为0.95,小于原始地幔Sr/Ba 值(3.02,Sun and McDonough,1989);Nb/Ta 值为3.86 ~41.8 间,平均值为20.76,部分样品小于原始地幔Nb/Ta 值(17.39,Sun and McDonough,1989),部分样品大于原始地幔Nb/Ta 值;Zr/Hf 值为24.2 ~42.8,平均值为31.44,部分样品小于原始地幔Zr/Hf 值(36.25,Sun and McDonough,1989),部分样品大于原始地幔Zr/Hf 值。
辉石正长岩Rb/Sr 值为0.03 ~0.04 间,平均值为0.03,接近于原始地幔Rb/Sr 值;Sr/Ba 值为0.7 ~0.99 间,平均值为0.87,小于原始地幔Sr/Ba 值;Nb/Ta 值为9.62 ~23.7 间,平均值为18.95,部分样品小于原始地幔Nb/Ta 值,部分样品大于原始地幔Nb/Ta 值;Zr/Hf 值为23.9 ~46.7,平均值为36.55,部分样品小于原始地幔Zr/Hf 值,部分样品大于原始地幔Zr/Hf 值。
霞石正长岩Rb/Sr 值为0.04,大于原始地幔Rb/Sr 值;Sr/Ba 值为1.73,小于原始地幔Sr/Ba 值;Nb/Ta 值为14.1,小于原始地幔Nb/Ta 值;Zr/Hf 值为43.6,大于原始地幔Zr/Hf 值。
在微量元素蛛网图(图5a)中,三类岩石的微量元素特征比值和配分型式基本一致,均表现出富集Rb、Sr、Ba、Th、K等大离子亲石元素和亏损Nb、Ta、Ti 等高场强元素的特征,与滇西富碱斑岩带其它岩体富集Rb、Sr、Ba、Th 等元素的特征一致(邓万明等,1998b),所有样品均显示了Nb、Ta、Ti 负异常,具有显著的“TNT”型微量元素分配特征,表明它们可能具有相同的源区,且源区可能受到壳源物质的混染。
3.2.2 稀土元素
碱性辉长岩、辉石正长岩和霞石正长岩的稀土总量(∑REE)分别为763.7 ×10-6~1510 ×10-6、578.9 ×10-6~1268 ×10-6和400.9 ×10-6(表2),具有随SiO2含量增加而逐渐降低的趋势,(La/Yb)N比值为39.9 ~68.3,三类岩石的稀土元素球粒陨石标准化图解都表现出轻稀土元素富集的右倾型特征(图5b),并具有相同的变化趋势,同样表明三类岩石可能来自相似的源区。所有样品基本不显示Eu 的负异常,表明没有发生斜长石分离结晶作用。所有这些特征也与滇西富碱斑岩其它岩体基本一致(邓万明等,1998b)。
表2 永平卓潘碱性杂岩体微量元素和稀土元素(×10 -6)分析结果Table 2 Trace and rare earth elements compositions(×10 -6)of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province
3.3.1 Sr-Nd 同位素特征
卓潘碱性杂岩体碱性辉长岩、辉石正长岩和霞石正长岩三类岩石的Sr-Nd 同位素的初始含量和特征比值见表3,三类岩石的(87Sr/86Sr)i比值分别为0.708417 ~0.709167、0.707611 和0.707792,均高于原始地幔初始值(0.7045(DePaolo,1988)),表明源区可能受到壳源物质的混染;同时,在143Nd/144Nd-87Sr/86Sr 相关图解中(图6a),所有样品点均位于地幔演化线的右侧靠近EMⅡ型富集地幔端元的附近,莫宣学等(2003)将这样的地球化学特征解释为源区含有热液蚀变的壳源物质,是源区经受过壳源物质混染的证明。三类岩石的143Nd/144Nd 的值分别为0.51228 ~0.51232、0.512363 和0.512361,均较低于原始地幔值(0.512638,Jacobsen and Wasserburg,1980),εNd(t)值分别为-6.57 ~-5.74、-4.89 和-4.92,表明源区为富集型岩石圈地幔。三类岩石的(87Sr/86Sr)i、143Nd/144Nd 和εNd(t)值比滇西其它富碱斑岩岩体(邓万明等,1998b)和青藏高原东部钾玄岩系岩石(张玉泉等,2000)都要高,但与赵欣等(2004)提供的滇西富碱斑岩带的深源包体相似,似表明卓潘杂岩体成因上与这些深源包体的联系,对此尚需进一步研究。
图5 永平卓潘碱性杂岩体微量元素蛛网图解(a)和稀土元素配分图解(b)(标准化值据Sun and McDonough,1989)Fig.5 Primitive mantle-normalized trace element spider and chondrite-normalized REE diagram of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province (normalization values after Sun and McDonough,1989)
表3 永平卓潘碱性杂岩体Sr、Nd、Pb 同位素分析测试结果Table 3 Sr,Nd and Pb isotopic compositions of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province
3.3.2 Pb 同位素
由表3 所示,卓潘碱性杂岩体碱性辉长岩、辉石正长岩和霞石正长岩三类岩石的206Pb/204Pb 值分别为18.7022、18.6886 和18.70128,207Pb/204Pb 值 分 别 为 15.63172、15.6169 和15.63493,208Pb/204Pb 值分别为38.8455、38.7972和38.8927,变化范围不大。
在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb 图解(图6b)中,所有样品投点落在北半球参考线(NHRL)左上方,地球等时线右侧,EMⅡ型富集地幔与下地壳的交界部位;在87Sr/86Sr-206Pb/204Pb 图解(图6c)和143Nd/144Nd-206Pb/204Pb 图解(图6d)中,所有样品均落在EMⅡ型富集地幔端元与BSE 端元之间,但更靠近EMⅡ型富集地幔端元的地方,与三江新生代富碱岩系一致(王登红等,2006),同样表明岩浆地幔源区可能是富集的岩石圈地幔。
图6 永平卓潘碱性杂岩体143Nd/144 Nd-(87 Sr/86 Sr)(a)、207 Pb/204 Pb-206 Pb/204 Pb(b)、87 Sr/87 Sr-206 Pb/204 Pb(c)和143 Nd/144 Nd-206Pb/204Pb(d)图解(底图据Zindler and Hart,1986)Fig.6 143Nd/144Nd vs. (87 Sr/86 Sr)(a),207Pb/204 Pb vs. 206Pb/204 Pb(b),87Sr/87 Sr vs. 206Pb/204 Pb(c)and 143Nd/144 Nd vs.206Pb/204Pb(d)diagrams of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province (after Zindler and Hart,1986)
金沙江-哀牢山断裂带是世界著名的新生代富碱岩浆岩带,对其富碱岩体的时空分布、岩浆源区和岩石成因等研究成果非常丰富。大量研究成果认为该富碱斑岩带是印度-欧亚大陆碰撞的响应,其成因与金沙江-哀牢山大规模左行走滑断裂及岩石圈拉伸诱发的地幔部分熔融密切相关。但对岩浆源区与岩石成因的认识有壳幔过渡带、加厚的下地壳或者是经流体交代了的富集地幔以及壳源岩浆与幔源岩浆混合作用等多种解释(谢应雯等,1984;张玉泉等,1987;张玉泉和谢应雯,1997;莫宣学等,1993;邓万明和钟大赉,1997;邓万明等,1998b;夏萍和徐义刚,2004;徐受民,2007;李勇等,2011,2012;郭晓东等,2012;葛良胜等,2013;刀艳等,2014)。从富碱岩体的Sr、Nd、Pb 同位素特征,可以确定岩浆源区是受到俯冲的扬子古陆壳与古特提斯洋壳物质混染了的EMⅡ型富集地幔(Hofmann et al.,1986;朱炳泉等,1992;Chung et al.,1997,1998;Xu et al.,2001;Guo et al.,2005;贾丽琼等,2013)。
根据卓潘碱性杂岩体富集Rb、Sr、Ba、Th 等大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta 和Ti,以及具有较高的87Sr/86Sr,较低的143Nd/144Nd 和变化范围不大的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb 、208Pb/204Pb 等特征(图5、图6),均与古俯冲环境有关的富集岩石圈地幔源区的地球化学特征相似(Turner et al.,1996;Miller et al.,1999;Ding et al.,2003)。卓潘碱性杂岩体Sr-Nd-Pb 同位素显示其源区具有EMⅡ富集地幔端元与BSE 端元混合的特征,以及显著的“TNT”型微量元素分配特征,一致表明其源区可能是受到壳源物质混染的富集地幔(Müller et al.,1992;Rollinson,1993)。
金沙江-哀牢山-红河大规模新生代走滑断裂系的成因与印度板块与欧亚板块碰撞有关(Ratschbacheer et al.,1996;Holt et al.,1991),该走滑断裂系统具有切割深(深达岩石圈)、断裂长(>1500km)、移动速率快(3.5 ~4cm/a)和水平错距大(700 ±200km)等特点,具有板块边缘深大断裂的特征(Tapponnier,2001)。前人对金沙江-哀牢山-红河断裂带新生代富碱岩浆岩带做过较多的研究,确定了该带富碱斑岩的成岩年龄在62 ~23.4Ma 之间(李勇等,2011)。其中,沿红河左行走滑断裂带分布的富碱(高钾)岩体从超基性至酸性形成时代在35 ±2.5Ma(张玉泉和谢应雯,1997;王登红等,2006),红河断裂北延的巴塘-理塘断裂带分布岩体形成时代在37 ~41Ma 之间,其最老的年龄与藏南迎巴瓦山地区印度板块与欧亚板块碰撞时代(41Ma)相同(王登红等,2006),暗示走滑断裂的形成及富碱(高钾)岩浆活动与板块碰撞有紧密内在联系。金沙江-哀牢山-红河断裂带新生代富碱岩浆岩成岩高峰期在45 ~30Ma 之间(李勇等,2011),落在青藏高原后碰撞岩浆活动的时限范围(45Ma)(Ding et al.,2005;莫宣学等,2009)。富碱斑岩的空间分布与金沙江-哀牢山-红河大规模走滑断裂系的发生与发展密切相关。因此,卓潘杂岩体的成因也与金沙江-哀牢山-红河断裂带有关。
图7 永平卓潘碱性杂岩体构造环境判别图解(a,底图据Rittmann,1973;b,c,底图据Zartman and Doe,1981;d,底图据Pearce et al.,1982,1984;e,底图据Harris et al.,1986;f,底图据Pearce et al.,1984)Fig.7 Diagrams of discrimination for tectonic setting of the Zhoupan alkaline complex in Yongping,Yunnan Province (a,after Rittmann,1973;b,c,after Zartman and Doe,1981;d,after Pearce et al.,1982,1984;e,after Harris et al.,1986;f,after Pearce et al.,1984)
对此,我们进一步采用多种岩石地球化学图解对卓潘杂岩体产出的构造环境及成因提供约束:在火山岩构造环境判别的lgτ-lgσ 图中(图7a),所有样品都落入板内稳定区和造山带演化的碱性火山岩区;在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb 图解(图7b)和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb 图解(图7c)中所有样品都落入造山带火山岩区;在Ta-Yb 图解上(图7d)和Rb/30-Hf-3Ta图解(图7e)中所有样品都落入火山弧区;在(FeT+MgO)-CaO 图解中(图7f)所有样品都落入了后造山花岗岩区。这进一步证明,卓潘杂岩体的成因与俯冲碰撞造山作用有关,是在陆-陆碰撞的挤压环境向后碰撞伸展环境转换的构造背景下形成的,岩石中高的碱(特别是钾)含量,标志着卓潘杂岩体是在后碰撞作用晚期形成的,卓潘杂岩体的同位素定年结果(36.70 ± 0.15Ma,董方浏等,2005)也完全支持上述推断。
卓潘碱性杂岩体是金沙江-哀牢山-红河断裂带富碱岩带中的一个特殊的岩石类型与组合,是由一套普遍含有不饱和矿物霞石的过碱性岩石组成的。为什么会出现这种差异?因为金沙江-哀牢山-红河断裂系是由若干条断裂组成的,每一条断裂受其周围环境的制约,其发展演化的过程及特征都存在明显差异,在后碰撞拉伸阶段,断裂系的不同地段拉伸的强度与深度是可以有很大差异的。卓潘岩体所在的断裂带中段、兰坪走滑拉分盆地的东缘,由于拉伸强度大、断裂深度大,导致岩浆起源深度大,或者由于源区组成(特别是源区CO2的含量)与断裂带其他部分有所不同,最终导致在兰坪盆地东边的卓潘地区出现一套与金沙江-哀牢山-红河断裂系其它地方完全不同的SiO2强烈不饱和的过碱性杂岩。
综上所述,卓潘碱性杂岩体形成构造模式可以归纳为:受印度板块与欧亚板块碰撞作用的影响,在滇西“三江”地区沿金沙江-哀牢山-红河形成了大规模走滑断裂带。由于该断裂带规模大,活动时间长,发展演化非常复杂,在哀牢山-红河走滑断裂带的西部,断裂带向下切割达250km 深(刘福田等,2000)。在后碰撞作用阶段,由于强烈的拉伸,沿断裂带形成了一系列的新生代断陷盆地或走滑拉分盆地(邓军等,2012)。兰坪盆地就是由该断裂带在后碰撞作用期间由于强烈拉伸形成的一个典型的新生代走滑拉分盆地。卓潘杂岩体位于兰坪盆地之东缘,由于该盆地东缘断裂拉伸强烈,断裂深度大,诱发经大陆和大洋岩石圈物质/流体交代富集了的深部岩石圈地幔发生部分熔融形成岩浆,并沿兰坪盆地东缘断裂构造上升侵位,形成卓潘碱性杂岩体。
(1)卓潘碱性杂岩体属于SiO2不饱和-强烈不饱和的钾玄岩系列岩石,主要由碱性辉长岩、辉石正长岩和霞石正长岩三种岩石组成,这三种岩石具有相似的微量元素、稀土元素、同位素特征,表明它们具有相同的源区,并形成于同一构造环境。
(2)卓潘碱性杂岩体富集Rb、Sr、Ba、Th 等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti 等 高场强元素,具较高的87Sr/86Sr、206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb,较低的143Nd/144Nd,以及显著的“TNT”型微量元素分配等特征显示其源区具有EMⅡ富集地幔端元与BSE 端元混合的特征,表明其源区可能是受到壳源物质交代和混染的富集岩石圈地幔。
(3)卓潘碱性杂岩体是印度-欧亚板块后碰撞岩浆作用的产物,其成因与后碰撞作用诱发的金沙江-哀牢山-红河断裂带强烈拉伸和岩石圈地幔物质部分熔融有关。卓潘杂岩体特殊的岩石类型可能主要与兰坪走滑拉分盆地东缘断裂强烈拉伸,岩浆起源深度大,源区富含CO2等有关。
致谢 本次研究的野外工作,得到了中国冶金地质总局昆明地质勘查院郑泊松、段云龙等高级工程师的大力支持与帮助;审稿专家喻学惠老师对文稿提出了大量建设性修改意见,使本文得以改进;在此一并表示衷心感谢。
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