云南高钛辉绿岩与峨眉山玄武岩同源性分析

焦骞骞， 叶金福， 罗 来

(1.中国科学院广州地球化学研究所 中国科学院矿物学与成矿学重点实验室，广东 广州 510640；2.中国科学院大学，北京 100049；3.中国冶金地质总局昆明地质勘查院，云南 昆明 650230；4.湖南省地质调查院，湖南 长沙 410116)



云南高钛辉绿岩与峨眉山玄武岩同源性分析

焦骞骞1，2， 叶金福3， 罗 来4

(1.中国科学院广州地球化学研究所 中国科学院矿物学与成矿学重点实验室，广东 广州 510640；2.中国科学院大学，北京 100049；3.中国冶金地质总局昆明地质勘查院，云南 昆明 650230；4.湖南省地质调查院，湖南 长沙 410116)

在云南中部昆明-武定一带出露40余个高钛基性岩体，钛铁矿产于强风化的高钛基性岩中。武定地区的高钛辉绿岩具有低MgO(平均5.34wt%)，高TiO2(平均4.69wt%)，较高碱质(Na2O + K2O平均3.48wt%)，较高FeO/MgO(平均1.79)的特征，与峨眉山玄武岩化学成分相似。高钛辉绿岩与峨眉山高钛玄武岩稀土配分曲线及微量元素配分曲线形态也基本一致, 这些说明它们是同源岩浆演化的产物。但从浅成侵入相的辉绿岩到喷出相的玄武岩，其固结指数SI没有逐渐减小的趋势，所以它们可能是同源但不同期次岩浆活动的产物。这些高钛辉绿岩体是峨眉山大火成岩省的重要组成部分，与峨眉山地幔柱活动有关。

辉绿岩；玄武岩；地幔柱；云南

焦骞骞，叶金福，罗来.2015.云南高钛辉绿岩与峨眉山玄武岩同源性分析[J].东华理工大学学报：自然科学版，38(4)：391-397.

Jiao Qian-qian,Ye Jin-fu, Luo Lai.2015.Magmatic consanguinity analysis of the high-Ti diabase in Yunnan province and emeishan formation basalt[J].Journal of East China Institute of Technology (Natural Science), 38(4)：391-397.

在云南中部昆明-武定一带出露40余个高钛基性岩体，岩性主要为钛辉辉长岩、辉长辉绿岩、辉绿岩、煌绿岩等，钛砂矿则产于强风化的高钛基性岩中。在富民县城附近可清晰地见到基性岩体侵入于二叠系茅口组灰岩及更老地层中；武定白邑村附近可见到基性岩体被侏罗系红层呈不整合覆盖；通过Rb-Sr同位素测年，狮山辉绿岩体的年龄为(250.4±10.9)Ma，为晚二叠世侵入形成(吕世琨，1990)。峨眉山玄武岩的喷发时间为257～259 Ma(宋谢炎等，2002)，可见两者形成时间相近。前人对于峨眉山玄武岩有较多的研究，取得了诸多成果(熊舜华等，1984；林建英，1985；汪云亮等，1993；宋谢炎等，1998)。峨眉山大火成岩省主要由高钛(高磷钛)、低钛(低磷钛)玄武岩和苦橄岩组成，被认为是地幔柱活动的结果(徐义刚等，2001；张招崇等，2001)，但是其影响的时空范围一直是地球科学家关注的重要科学问题之一。滇中一带的高钛辉绿岩与云南的峨眉山高钛玄武岩在成因上是否有一定联系，是否是高钛玄武岩的浅成相产物呢，前人未开展深入研究。1∶20万昆明幅地质调查中*云南省地质局第2区测队．1971．1/20万昆明幅G-48-25地质图说明书及地质图．，在富民关家营观察到基性岩体中心部分为细晶辉绿岩，而边部出现杏仁状辉绿岩，若单看岩性则与区内大面积分布的杏仁状玄武岩很难区别，这种过渡现象为二者属同期异相提供了佐证。本文以武定地区获得的辉绿岩资料为基础，结合前人对玄武岩的研究，通过地球化学特征来进一步分析两者关系，以探讨该类岩石的成因和地球动力学事件。

1 研究区岩体分布

滇中一带的含钛基性岩体产出主要受罗茨、普渡河、小江三条南北向区域大断裂的控制，岩体沿着南北向、北东向、东西向和层间次级断裂侵位，充填于断裂本身或其两侧，呈岩床、岩脉、岩株或岩墙产出。在武定县城周边分布有四个规模较大的辉绿岩体，分别为狮山岩体，大以波岩体，马斗(豆)沟岩体，白邑村岩体(图1)。这些辉绿岩体风化强烈，焦骞骞(2012)对狮山辉绿岩体岩性特征有过较为详细的研究。狮山岩体侵入狮山背斜核部震旦系灯影组的白云岩中，岩体相带变化明显，由中心至边缘可分出中心带、边缘带和冷凝边。中心带为暗灰绿色含石英橄榄石辉绿岩，岩石由粒径≤0.5 mm×4.0 mm的自形长条状-半自形柱状斜长石、辉石及橄榄石、黑云母、石英、金属矿物等组成(图2)。边缘带为灰黑色块状微粒含黑云母辉绿岩。冷凝边为灰黑色致密块状，微晶结构。岩体与围岩接触带普遍具围岩蚀变。

图1 武定地区地质简图Fig.1 The geological sketch map of Wuding area1.下寒武统筇竹寺组;2.下奥陶统红石崖组;3.下泥盆统坡脚组;4.中泥盆统鱼子甸组;5.上三叠统舍资组;6.下侏罗统下禄丰组;7.下侏罗统上禄丰组;8.第四系;9.断层;10.平行不整合接触;11采样位置;12.辉绿岩

2 样品来源和分析测试方法

测试样品分别采自狮山、大以波和马斗沟岩体中心新鲜未风化部分。微量、稀土元素由国土资源部昆明矿产资源监督检测中心分析测试完成，采用ICP-MS检测，仪器为美国热电公司生产的IRIS Intrepid II型等离子体质谱仪，精度优于5%。

3 分析结果

3.1 主量元素特征

1∶20万昆明幅地质调查对武定地区的高钛辉绿岩体的常量元素地球化学特征进行了研究(表1)。研究表明这些高钛辉绿岩具有低的MgO(平均5.34wt%)，高的TiO2(平均4.69wt%)，碱质较高(Na2O + K2O平均为3.48wt%)，里特曼指数σ平均2.44，为钙碱性岩中的正常太平洋型。

表1 武定辉绿岩主量元素含量

注：①引自原云南省地质局第二区域地质测量队；②引自云南省地矿局第一地质大队

罗志立等(1988)对峨嵋山玄武岩进行大量的岩石化学统计后指出：“康滇(Ⅱ)和昆明-甘洛(Ⅲ)岩区都具有低MgO(<6.5%～2.74%)、高TiO2(2.13%～3.5%)、稍高碱质(3.45%～5.2%)，较高FeO/MgO(2%～4%)。”可见武定地区高钛辉绿岩与峨眉山玄武岩主量元素特征十分吻合。

3.2 微量元素特征

选择不同地区典型高钛玄武岩与高钛辉绿岩进行对比研究。高钛辉绿岩采自武定县周边狮山、大以波和马斗沟3个高钛辉绿岩体。高钛玄武岩来自滇西宾川洱源下山口(姜寒冰等，2009)，滇东北鲁甸老鹰岩(肖龙等，2003)。微量元素含量如表2所示，在标准化微量元素蛛网图中(图3)，高钛辉绿岩与高钛玄武岩具有类似的特征。大离子亲石元素负异常，特别是Sr负异常最为明显；而高场强元素相对富集，Hf在高钛辉岩中更加明显。Zr/Nb高钛辉绿岩为7.87～9.28，滇东北闹鹰岩为7.2～11.5，宾川为7.87～9.28，均低于原始地幔Zr/Nb平均值14.8，表明岩浆来自某种过渡型或富集型的地幔源区。而La/Nb比值高钛辉绿岩为0.92～1.14，平均1.04，滇东北闹鹰岩为1.09～1.7，平均1.39，暗示有地壳组分的混入。宾川为0.72～1.03，平均0.84，小于0.94(原始地幔La/Nb比值)，可能与前二者在演化过程中所处围岩环境有些不同，因此没有地壳组分混入。在Ti/100-Zr-3Y图解(图4)中，武定高钛辉绿岩、滇东北和滇西高钛玄武岩全部落入D区，表现出板内玄武岩特征，产出的构造环境相同。

3.3 稀土元素

测试分析表明(表2，图5)，武定地区高钛辉绿岩和滇西北宾川及滇东北鲁甸闹鹰岩高钛玄武岩稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线基本一致，表现为平滑右倾、轻稀土富集型，显示样品之间稀土元素分馏程度相同。高钛辉绿岩与玄武岩稀土元素总量均较高，为178.55～314.59×10-6，平均223.71×10-6。δEu为0.84～1.03，平均值0.95，没有明显的Eu异常或亏损。

图2 狮山岩体含石英橄榄辉绿岩(透射正交偏光)Fig.2 Thequartziferousolivine-diabaseofShizimountainplutone(crossedpolarizer)图3 微量元素原始地幔标准化蛛网图Fig.3 SpiderdiagrammeoftraceelementforWudingdiabase

4 讨论

4.1 岩浆侵入过程中的演化

Cox等( 1967) 在研究南非Karoo大火成岩省(侏罗纪)时最先根据TiO2的含量的高低， 将其中的玄武岩划分为高钛和低钛两类， 并且这两种类型玄武岩在空间上存在明显的分带。对于峨眉山大火成岩省高钛玄武岩和低钛玄武岩是否存在明确的分带尚有不同看法，张招崇等(2001)，郝艳丽等(2004)认为不存在明显分带，Xu等(2001)则认为峨眉山大火成岩省存在如其他LIP那样具有空间分带的特点。对于岩浆源区的认识也存在明显分歧，Xiao等(2004)认为峨眉山低钛玄武岩是地幔柱、富集型岩石圈地幔不同程度混合的产物，而高钛玄武岩是地幔柱头部的熔融的产物；肖龙等(2003)也认为不可能是同一母岩浆演化的产物。而郝艳丽等(2004)，张晶等(2011)等则认为两者可能是同源岩浆分离结晶的产物。由于存在以上一些分歧，所以本文仅讨论高钛辉绿岩与高钛玄武岩的关系，与低钛玄武岩的关系不做讨论。

注：① 引自姜寒冰等(2009)；②引自肖龙等(2003)

图4 武定辉绿岩Ti/100-Zr-3Y图解Fig.4 Ti/100-Zr-3YdiagramoftraceelementforWudingdiabaseA和B.岛弧拉板玄武岩;B和C岛弧钙碱性玄武岩;D板内玄武岩图5 武定辉绿岩稀土元素配分型式图Fig.5 ChondritenormalizedREEpatternsofWudingdiabaseetal.,1989)

根据常量元素，微量及稀土元素特征，可见云南武定地区的高钛辉绿岩与云南的高钛玄武岩应该是同质异相产物。另外在云南禄劝县朗茂有二叠系高钛玄武玢岩的报道，认为其为高钛玄武岩的次火山岩相(张晶，2011)。玄武岩浆在侵入过程中不断发生着结晶分异作用。高钛辉绿岩固结指数SI为18.2～22.7，平均20.9；高钛玄武玢岩固结指数SI为19.7～22.8，平均21.1；高钛玄武岩固结指数SI为17.4～20.9,平均19.54(表3)。从浅层侵入相到喷出相，固结指数SI没有呈现出逐步降低的趋势，所以这三者可能不是一次岩浆活动的产物。可见峨眉山玄武岩应该是多次岩浆活动的结果。

表3 高钛玄武岩和高钛玄武玢岩主量元素特征

注：① 引自姜寒冰等(2009)；②引自张晶等(2011)

4.2 地球动力学事件暗示

5 结论

(1)通过稀土主量，稀土及微量元素对比，武定地区高钛辉绿岩与云南地区峨眉山高钛玄武岩应该是同源异相的产物，是峨眉山大火成岩省的重要组成部分。

(2)峨眉山玄武岩大火成岩省是多次岩浆活动的结果，武定地区高钛辉绿岩与滇东滇西的峨眉山高钛玄武岩可能不是来自同一期岩浆活动。

(3)武定地区高钛辉绿岩与二叠纪晚期峨眉山地幔柱活动有关，它与峨眉山玄武岩在时代上的差异可能代表了分别是地幔柱头部和尾部的产物。

致谢：本文野外工作得到了云南国土资源职业学院矿产地质学院各位老师的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢！

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Magmatic Consanguinity Analysis of the High-Ti Diabase in Yunnan Province and Emeishan Formation Basalt

JIAO Qian-qian1,2, YE Jin-fu3, LUO Lai4

(1.Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou,GD 510640, China;2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3.China Metallurgical Geology Bureau Kunming Institute Survey, Kunming, YN 650230, China;4.Hunan Institute of Geological Survey, Changsha, HN 410116, China)

More than 40 high-Ti basic rocks with ilmenite after strong weathering are sited in Wuding county-Kunming city of middle Yunnan province. The chemistry characteristic of high-Ti diabases in Wuding with low MgO(average 5.34wt%), high TiO2(average 4.69wt%), relatively high alkali(Na2O+K2O average 3.48wt%), relatively high FeO/MgO(average 1.79)are similar to the Emeishan basalt. Normalized REE patterns and Spider diagram of trace element of high-Ti diabases and Emeishan high-Ti basalt are also similar. These indicate that they are products of evolution of consanguineous magma. From hypabyssal intrusive facies diabase to the extrusive facies basalt, the solidification index(SI) do not decrease gradually, so they are the consanguinity but not the same magmatic active stage. These high-Ti diabases are important component of Emeishan large igneous province. The formation of them due to the Emeishan mantle plume activity.

diabase；basalt；mantle plume；Yunnan province

2014-12-31

焦骞骞(1986—)，男，博士生，讲师，主要研究构造地质与成矿作用。E-mail：289284567@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2015.04.009

P619.14

A

1674-3504(2015)04-0391-07