滇西南下景张地区花岗岩岩石特征与构造环境

王国辉，王 瑞，王志忠

(云南黄金矿业集团股份有限公司，云南 昆明 650200)

滇西南下景张地区地处西南“三江”造山带南段，在古生代时期处于冈瓦纳大陆与劳亚大陆之间的特提斯构造域，该地区地质构造较为复杂，岩浆活动频繁。通过研究该区域内花岗岩的岩石特征、构造环境、岩浆作用及其意义，可对认识滇西南古特提斯构造演化过程提供相应的科学依据。

1 区域地质背景

滇西南下景张地区出露的花岗岩，属临沧花岗岩中南段的一部分，位于羌塘-三江造山系(Ⅶ)上，为崇山-临沧陆块(Ⅶ-7)内临沧岩浆弧(Ⅶ-7-2)[1]，属碧落雪山-临沧构造岩浆岩带之临沧俯冲-同碰撞构造岩浆岩亚带[2]。

下景张地区花岗岩主体为晚三叠世黑云二长花岗岩[3]，北起麻栗坝，经桂花树、发塘至南边发展河乡，总体呈南北向展布(图1)，呈规模大小不等的岩株产出。根据岩石矿物粒度[4]进一步划分为中细粒黑云二长花岗岩(ηγaT)、细中粒似斑状黑云二长花岗岩(ηγbT)、中粗粒黑云二长花岗岩(ηγcT)、中粗粒似斑状黑云二长花岗岩(ηγdT)四个单元。ηγcT、ηγdT单元与ηγaT、ηγbT单元多为脉动侵入接触关系，可见几毫米的冷凝边、钾长石富集边、黑云母化边、似伟晶岩带等，且在ηγcT、ηγdT单元中可见ηγaT、ηγbT单元包体，说明ηγcT、ηγdT单元侵位稍晚。

图1 滇西南下景张地区花岗岩地质简图Fig 1.Geological Sketch Map of Granite in Xiajingzhang Area，SW Yunnan

2 岩石学特征

2.1 岩石特征

三叠纪黑云二长花岗岩中主要矿物为钾长石、斜长石、石英、黑云母四种，各单元岩石特征如下：

(1)中细粒黑云二长花岗岩(ηγaT)：灰白、浅灰色，中细粒花岗质结构，块状构造。主要矿物成分为斜长石(20%～40%)、钾长石(20%～35%)、石英(20%～40%)、黑云母(5%～20%)，副矿主要有磷灰石、锆石等。矿物粒径≤5mm，主体为2mm～3mm，斜长石呈次棱角短板状，见聚片双晶，纳黝帘石化；钾长石呈它形粒状短板状，具弱粘土化；石英它形粒状，与其他矿物镶嵌；黑云母呈细粒鳞片状，强绢云母化，全铁泥化。

(2)似斑状中细粒黑云二长花岗岩(ηγbT)：岩石具似斑状、中细粒花岗质结构，块状构造，主要由钾长石斑晶(5%～15%)和基质(85%～95%)组成。斑晶成分为钾长石，矿物粒径≤7.5mm，呈次棱角状长板状，少量短板状斜长石，黑云母呈包嵌结构包含其中，具弱粘土化；基质中主要矿物成分为石英(30%～50%)、钾长石(20%～30%)、斜长石(20%～25%)、黑云母(5%～10%)，副矿物主要有金属矿物、磷灰石、锆石。矿物粒径≤3.5mm，斜长石呈次棱角短板状，见聚片双晶，强铁泥化绢云母化和纳黝帘石化；基质中钾长石呈它形粒状短板状，具弱粘土化；石英它形粒状，碎裂化；黑云母呈细粒鳞片状，弱铁泥化绿泥石化。

(3)中粗粒黑云二长花岗岩(ηγcT)：岩石具中粗粒花岗结构，块状构造。矿物粒度以中粗粒为主，部分为粗中粒或中粒，局部含少量钾长石似斑晶，斑晶分布不均匀，总体上小于5%。主要矿物成分为斜长石(20%～30%)、钾长石(25%～30%)、石英(40%～50%)、黑云母(5%～15%)，矿物粒径3mm～6mm；副矿物为锆石、榍石、金红石、磁铁矿榍石和磷灰石等。斜长石呈无色半自形粒状，不同程度绢云母化钠黝帘石化，表面显混浊，可见聚片双晶；钾长石呈无色它形粒状，可见条纹长石结构，在局部选择性交代斜长石和黑云母；石英它形粒状，大部分选择性交代斜长石和黑云母；黑云母呈自形片状、半自形片状，不同程度铁泥化绿泥石化。

(4)似斑状中粗粒黑云二长花岗岩(ηγdT)：岩石具似斑状结构，基质具中粗粒花岗结构，块状构造。斑晶成分为钾长石，矿物粒径8mm～20mm，呈无色它形粒状棱角状、板状，微量石英呈包嵌结构包含其中构成文象交生结构。基质中主要矿物成分为斜长石(20%～30%)、钾长石(20%～25%)、石英(30%～40%)、黑云母(5%～10%)，矿物粒径2.2mm～6mm；副矿为金属矿物，磷灰石、锆石。基质中斜长石多为棱角次棱角短板状，见聚片双晶，具弱绢云母，细粒化；钾长石呈它形粒状棱角状，见弱粘土化；石英呈无色它形粒状，多碎裂化；黑云母为细粒鳞片状，多呈条痕状穿插；部分强绿泥石化铁泥化呈扇状聚集体，偶见微量粒状磷灰石、绿帘石穿插其中。

2.2 岩石地球化学特征

2.2.1 主量元素特征

三叠纪黑云二长花岗岩中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为1.08～1.28平均值(1.16)，显示“高硅、略富碱、富钾”的特点，岩石的CI=6.26～19.15，DI=74.10～86.20，表明岩石的分异演化较为彻底，结晶程度较好。C.I.P.W标准矿物计算结果具较高的q值，并出现较高的刚玉分子c，无透辉石分子di，标准矿物组合为c+q+or+ab+an+hy，属于铝过饱和、SiO2过饱和系列，而紫苏辉石分子hy较高及实际暗色矿物以黑云母为主、少量角闪石，原生的白云母少见，则显示了花岗岩局部受下地壳物质混染的特征。根据各类特征，该期黑云二长花岗岩应属“S”型花岗岩[5]。

在花岗岩Q-ANOR图解(图2)中，样品投影点大多数落入二长花岗岩区，显示与岩石岩矿鉴定成果基本一致。岩石ANK-ANCK图解(图3)中，样品投影点多数落入过铝质型花岗岩区，显示其铝过饱和特点。

图2 二长花岗岩Q-ANOR图解 图3 二长花岗岩ANK-ANCK图解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

三叠纪黑云二长花岗岩的稀土总量ΣREE=167.23～222.23×10-6，δEu=0.36～0.63，具有不同程度负铕异常，表明岩浆在成岩过程中经历过斜长石的分离(或熔融残余)；δCe=0.97～1.04，岩石铈异常不明显，表明岩石主要形成于弱氧化环境中。(La/Yb)N=6.45～12.37，平均值为10.28，(La/Sm)N=3.61～4.43，平均值为4.03，(Gd/Yb)N=1.22～1.89，平均值为1.63，表明轻稀土元素之间分馏程度较重稀土元素之间分馏明显，且轻稀土元素的分异程度较重稀土强烈。稀土元素分配模式曲线显示为向右倾斜的轻稀土富集型(图4)，四个单元岩石样品之间相似的稀土元素配分曲线暗示了它们之间可能就有相似的源区及成岩过程[6]。

图4 二长花岗岩稀土元素分配模式图 图5 二长花岗岩微量元素比值蛛网图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岗岩标准化蛛网图上(图5)，四个单元总体上基本相似，进一步表明它们具有类似的源区及成岩过程。样品均富集Rb、Th、Ce等而相对亏损Ba，Hf、Zr、Sm、Y、Yb含量均较低，类似于后碰撞花岗岩的特点。

3 岩浆起源、演化、形成时代及构造背景讨论

本次采用激光剥蚀法LA-ICP-MS作锆石年龄测定 ，在a单元中细粒黑云二长花岗岩(ηγaT)中获得了232.9±1.3 Ma的锆石U-Pb平均年龄(表1、图6)；在d单元中粗粒似斑状黑云二长花岗岩(ηγdT)，获得了230.8 ±1.4Ma的锆石U-Pb平均年龄(表2、图7)。表明区内二长花岗岩为晚三叠世侵位的单元。

表1 ηγaT花岗岩中锆石U-Pb同位素测试结果Tab 1.U-Pb Isotope Analysis of Zircon in ŋγaT Granite

图6 ηγaT花岗岩中锆石U-Pb年龄谐和图及CL图Fig 6.Zircon U-Pb Dating Concordia and CL Picture of ŋγaT granite

表2 ηγdT花岗岩中锆石U-Pb同位素测试结果Tab 2.U-Pb Isotope Analysis of Zircon in ŋγdT Granite

图7 ηγdT花岗岩中锆石U-Pb年龄谐和图及CL图Fig 7.Zircon U-Pb Dating Concordia and CL Picture of ŋγdT granite

在CI-DI变异图解上(图8)，二者大致呈线性负相关关系，样品投影落在直线上或者紧临曲线两侧，线性一致性关系较强。在Rb-Sr-Ba图解上(图9)，四个单元的岩石样品投影点较为集中的落入了原生岩浆区，表明岩浆未经历明显的分异演化，暗示了在成岩过程中的制约因素及形成时的地球动力学背景应该较为一致，应属于同一期构造岩浆演化形成的花岗岩。在Na2O-K2O分类图解上(图10)，样品全部落入 “S”型花岗岩区，这与前述的硅过饱和、铝过饱和的“S”型花岗岩相吻合[7]。在张旗的Sr-Yb花岗岩分类图解中(图11)，晚三叠世花岗岩样品投影点主要落入Ⅳ、Ⅴ(低Sr高 Yb与极低Sr高 Yb)区，岩浆源区角闪岩相(低Sr高Yb型)→低角闪岩相(极低Sr高Yb型)的变化，显示了一个降压的演化趋势。区内晚三叠世花岗岩在R1-R2判别图解中(图12)主要落入同碰撞花岗岩区及附近，在Rb-Hf-Ta图解构造环境判别图解中(图13)，显示碰撞晚期-碰撞后花岗岩的特点。

图8 三叠纪花岗岩CI-DI变异图解 图9 三叠纪花岗岩Rb-Sr-Ba图解Fig 8.CI-DI Variation Diagram of T Granite Fig 9.Rb-Sr-Ba Diagram of T Granite

图10 三叠纪花岗岩Na2O-K2O图解 图11 三叠纪花岗岩Sr-Yb图解Fig 10.Na2O-K2O Diagram of T Granite Fig 11.Sr-Yb Diagram of T Granite

图12 三叠纪花岗岩R1-R2图解 图13 花岗岩Rb/30-Hf-3Ta图解Fig 12.R1-R2 Diagram of T Granite Fig 13.Rb/30-Hf-3Ta Diagram of Granite

锆石中的T i含量可以用于温度估算，原理是 TiO2饱和条件下锆石结晶时，Ti4+加入到锆石中形成钛氧化物的含量与温度有关。估算结果中a单元岩石样品锆石Ti含量为7.94～14.1×10-6，估算获得的温度为721℃～771℃；d单元样品锆石Ti含量为5.96～16.8×10-6，估算获得的温度为697℃～789℃。结果表明三叠纪黑云二长花岗岩形成的温度为697℃～789℃。

综上所述，在早中三叠世，昌宁-孟连洋盆经历向东俯冲消减向碰撞造山的转换，至晚三叠世，在碰撞机制下增厚的地壳开始伸展减薄，岩石圈伸展作用使压力释放，温度升高，使上地壳岩石部分熔融，形成该期大规模的黑云二长花岗岩。所以，该期晚三叠世花岗岩形成于后碰撞的构造背景，是古特提斯洋盆闭合后向造山阶段转换时内部应力调整阶段的产物。

4 结论

综上所述，对下景张地区晚三叠世黑云二长花岗岩可得出如下结论：

(1)花岗岩显示“高硅、略富碱、富钾”的特点，铝过饱和类型，为极成熟“S”型花岗岩；

(2)构造环境显示为碰撞晚期-碰撞后；

(3)该地区花岗岩为昌宁-孟连洋盆向东俯冲消减、弧-陆碰撞，于碰撞后地壳内部应力调整阶段的产物。