滇西云龙漕涧地区高压片麻岩的发现及厘定

黄 亮，田素梅，张 虎，熊 波，王晓林，浦 涛，杨仕潘，方 雄

(1. 云南省地质调查院， 云南 昆明 650216； 2. 自然资源部 三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室， 云南 昆明 650051； 3. 云南省国土资源规划设计研究院， 云南 昆明 650216)

昌宁-孟连结合带位于西南“三江”特提斯造山带南部，是古特提斯构造域的主缝合带，是研究特提斯洋盆形成和发展的重要地区。2015年，昌宁-孟连结合带南段的滇西双江勐库地区(图1a)退变质榴辉岩的发现引起了国内外学者的广泛关注，相关研究为滇西原-古特提斯的演化过程提供了大量新的信息(徐桂香等， 2016； 李静等， 2017； 孙载波等， 2017； 云南省地质调查院， 2017(1)云南省地质调查院． 2017. 云南省耿马县大兴勘查区1∶5万香竹林、勐勇、勐撒、懂过、耿马、安雅、勐库七幅区域地质矿产调查．； Wangetal.， 2018； 王慧宁， 2020)，同时为昌宁-孟连结合带中高压-超高压带的存在提供了确凿的证据。随着近年地质调查工作的逐步进行，双江勐库地区以南的澜沧、勐腊等地不断有高压-超高压岩石发现(孙载波等， 2019； 王慧宁等， 2019； 王慧宁， 2020； 云南省地质调查院， 2020(2)云南省地质调查院． 2020. 云南省1∶5万曼谷幅小街幅曼班幅大勐龙幅万纳兰幅勐宋坝幅区域地质调查报告．； 王巍等， 2021(3)王 巍， 张星培， 孙载波， 等． 2021． 滇西澜沧县黑河地区榴辉岩岩石学、岩石地球化学特征及区域构造意义． 地质通报(待刊)．)，但在昌宁-孟连结合带北段却一直未发现经历过高压-超高压变质的岩石记录，以致昌宁-孟连结合带是否为一个连续的高压-超高压带存在较大的争议。

笔者在承担“云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查项目”期间，在调查区昌宁-孟连结合带北段新发现了一套以黑云斜长片麻岩为主的变泥质岩石(云南省地质调查院， 2019)(4)云南省地质调查院． 2019. 云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查报告．，其呈构造透镜体状产出，出露面积极小，但变质程度深，中高级变质矿物发育，与围岩特征明显不同。岩相学研究表明，黑云斜长片麻岩发育有丰富的富铝矿物组合，石英含量较高，原岩为变质泥质岩类(云南省地质调查院， 2019)(5)云南省地质调查院． 2019. 云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查报告．。该片麻岩还发育多种矿物组合，具进-退变质共生关系特征，显示其应经历了俯冲-折返过程(Tracy， 1997； O’Brien， 1997； 陈能松等， 2003)，对其深入研究具有重要的地质意义。

本文拟通过岩相学、平均温压计(GBP)和多硅白云母压力计等方法对黑云斜长片麻岩的变质压力进行研究，确定其属于高压变质岩，并进一步探讨其大地构造意义。

1 地质背景及野外产状

滇西云龙漕涧地区位于昌宁-孟连结合带北段(图1a)，区内残留有少量原-古特提斯洋盆演化的物质记录(云南省地质调查局， 2013(6)云南省地质调查局． 2013. 云南省成矿地质背景研究报告．； 云南省地质调查院， 2019(7)云南省地质调查院． 2019. 云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查报告．)。云南省地质调查院(2019)(8)云南省地质调查院． 2019. 云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查报告．将研究区产出的昌宁-孟连结合带的岩石组分进行了重新划分，具体分为外来岩片、洋内火山-沉积建造和侵入岩浆杂岩，其中黑云斜长片麻岩归为洋内火山-沉积建造的远洋沉积残片。

黑云斜长片麻岩仅在漕涧地区铁厂村和其以南一带出露，呈3个小型构造透镜体岩片产出(图1b)，总出露面积约为600 m2,其中在铁厂村出露有宽约30 m的露头，而以南的两处均为残坡积露头。黑云斜长片麻岩与东侧保山地块的奥陶纪花岗岩为韧性剪切接触关系(图1b、图2a)，西侧与古生代蛇绿混杂岩中的大理岩为断层接触关系(图1b),直接围岩即为东侧的花岗岩和西侧的大理岩。岩石较新鲜，呈灰色、深灰色，坚硬致密，具块状、条带-条纹状构造，部分岩石发育有连续微褶皱(图2b)，具抗风化能力强的特点。

图 1 研究区位置图(a)和区域地质背景简图(b)Fig. 1 Location map (a) and schematic map of regional geological background (b) of the study area

2 样品采集、测试方法

本次研究的黑云斜长片麻岩样品主要采自于铁厂村及其以南的第一个残坡积露头，具体位置见图1b。

矿物成分电子探针测试在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室完成，电子探针显微分析仪(EPMA)为日本电子公司的JXA-8100，加速电压15 kV，电子流2×10-8A，摄谱时间10 s， 用2 μm电子束斑测定，标准样品采用美国SPI公司53种标准矿物化学成分。能谱仪(EDS)由英国OXFORD公司制造，加速电压20 kV，束流1.52×10-9A。扫描电镜为日本电子公司JSM-561LV型，电子束电压为20 kV，焦距20 mm，束斑直径为41 nm。

文中使用的矿物缩写代号为： 石榴子石—Grt， 蓝晶石—Ky， 铝直角闪石—Ged，十字石—St， 多硅白云母—Phg，夕线石—Sil，堇青石—Crd， 斜长石—Pl， 黑云母—Bi， 石英—Q。

3 岩相学及矿物学特征

黑云斜长片麻岩(后简称为片麻岩)新鲜面呈灰黑色，具斑状变晶结构，片状矿物黑云母呈不连续定向排列构成片麻状构造。岩石矿物成分主要为石英(35%～40%)、斜长石(25%～30%)、黑云母(15%～20%)、石榴子石(5%～10%)、堇青石(2%～10%)、十字石(2%～8%)、铝直角闪石(0～6%)、蓝晶石(0～4%)、多硅白云母(0～2%)等，副矿物有磷灰石、钛铁矿等。岩石基质为片状粒状变晶结构，主要由定向排列的石英、斜长石、黑云母组成，其中变斑晶由粒径大小不一的石榴子石、十字石、堇青石、红柱石和少量蓝晶石、铝直闪石、多硅白云母组成(图3a)，部分变斑晶矿物明显被晚期剪切作用改造而成透镜状、眼球状(图3a～3d)。

石榴子石： 褐色，粒度变化大，多在0.5～10 mm之间，含量在不同的岩石中有一定程度的差异。镜下无色，近等轴粒状、它形多边形状，糙面明显，内常有石英、黑云母、磷灰石、钛铁矿等矿物包体。早期的石榴子石较粗(5～20 mm)，自形程度差，裂纹发育，岩石中易熔组分石英沿裂纹、裂隙贯入，边部多呈港湾状(图3e)；该期石榴子石中核部-幔部的包体主体为石英(图3e)，没有斜长石，而斜长石主要产于岩石基质中，显示了此类石榴子石斑晶为构造残斑而非变斑，岩石经历了强烈的退变质作用，使得斜长石被完全溶蚀和分解消耗(曹玉亭等， 2009；刘平华等， 2017； Zhangetal., 2018)，同时也指示了岩石经历了进变质-退变质过程(俯冲-折返)。晚期石榴子石粒径小(0.5～2.0 mm)，保存相对完好，表面基本无裂纹，包体矿物含量极少。

黑云母：Ng-棕红色，Np-浅黄色，多色性明显，片状，粒径多为0.2～1.0 mm，多绕碎斑定向分布且构成岩石主期面理(图3d、3e)。

图 3 黑云斜长片麻岩的显微照片(正交偏光)Fig. 3 The mircrophotographs of biotite plagioclase gneiss (crossed nicols)a—蓝晶石+铝直角闪石的共生组合特征; b—十字石的韧性剪切面被石英充填; c—多硅白云母呈透镜状产出; d—铝直闪石边缘被黑云母化; e—石榴子石核部-幔部包体为石英质; f—堇青石与十字石交生a—symbiotic combination characteristics of kyanite+aluminum orthoclase; b—the ductile shear plane of staurolite filled with quartz; c— polysilicate muscovite in lenticular form； d—biotitization of the edge of gedrite; e—garnet core-mantle inclusions composed of quartz; f—intergrowth between cordierite and staurolite

斜长石： 粒状变晶状，粒径小于1.2 mm，为晚期折返阶段产物，广泛分布在岩石基质中(图3d、3e)，并与黑云母和石英等构成了基质的主要矿物成分。

十字石： 浅黄色，粒度大小不等，多数在0.7～3.0 mm之间，在各样品中广泛出露，多被晚期构造剪切作用改造，且剪切面多被石英等基质充填(图3b)。镜下具弱多色性，Ng-金黄，Np-无色，短柱状，正高突起，干涉色一级黄，纵切面平行消光，正延性，横切面对称消光。

蓝晶石： 浅蓝色，粒状、柱状，粒径0.2～1.5 mm，薄片中无色。岩石中含量少，被后期改造以残晶形式存在，内部包裹石英、钛铁矿等矿物，还可见少量残存的蓝晶石与铝直角闪石平衡共生(图3a)。

铝直角闪石： 仅分布在少部分岩石中，呈长柱状、透镜状，粒径多在0.4～2.0 mm。镜下无色，部分具弱的多色性，均以残晶形式产出，其边缘多遭受黑云母化(图3d)，同时可见少量与蓝晶石平衡共生(图3a)。

多硅白云母：为俯冲峰期阶段的典型矿物，在岩石中含量极不均匀，粒径多为0.1～0.5 mm，主要呈透镜片状产出，不同程度地发生了绢云母化(图3c)，个别内见黑云母和石英包体。

堇青石： 镜下无色，粒径多在0.4～0.8 mm，卵状或透镜状，正低突起，干涉色达一级黄，负延性。岩石中可见堇青石与十字石交生(图3f)，为岩石初始组合蓝晶石和铝直闪石在折返过程中形成的终态组合(游振东等， 1990)，同时也指示片麻岩经历了俯冲-折返的过程。

夕线石： 在岩石中含量约3%～10%，有3种产状： ① 呈长柱状、针状、毛发状沿主期面理分布，内见棕红色黑云母残余； ② 呈毛发状、隐微晶状集合产出，沿蓝晶石边缘分布，为温度升高条件下由蓝晶石转变形成，属高温夕线石； ③ 呈纤维状包裹于堇青石、红柱石等低压型矿物中(图3f)，形成于中高温环境。

红柱石：浅红色，柱状，粒径0.3～1.5 mm，镜下无色，突起中等，负延性，柱状切面平行消光，最高干涉色一级黄白，不同程度地退变为绢云母。

根据岩石现存矿物组合、矿物相互转变关系及矿物化学等特征，可将黑云斜长片麻岩的矿物世代细分为6个阶段： 早期的M1阶段(石英+黑云母+钾长石+斜长石)、M2变质阶段(多硅白云母+黑云母+石英)、M3变质阶段(石榴子石+蓝晶石+铝直闪石+石英)、M4变质阶段[石榴子石+石英+黑云母+夕线石(由蓝晶石转变而来)]、M5变质阶段 (石榴子石+十字石+黑云母+石英+斜长石、石榴子石+堇青石+夕线石+红柱石+黑云母+石英+斜长石)和晚期的热剪切阶段(绢云母+绿泥石+石英+斜长石)，其中晚期的热剪切作用为叠加变质，与前5个变质阶段形成于不同的变质过程。

4 矿物化学特征

采用电子探针显微分析仪对黑云母、斜长石和石榴子石矿物组合以及多硅白云母进行了矿物微区成分分析，分析结果见表1和表2。其中斜长石和黑云母广泛分布于岩石基质中，与石英、石榴子石等构成岩石的主要矿物成分，而多硅白云母却出露较少。黑云母中SiO2含量为37.50%～40.06%，MgO含量含量为11.98%～14.09%，Al2O3含量为16.21%～16.99%；斜长石中SiO2含量为57.98%～61.12%，CaO含量为7.05%～8.83%，Na2O含量为6.42%～7.35%；石榴子石中SiO2含量为37.28%～38.24%，CaO含量为1.71%～2.58%，MgO为3.85%～4.77%，MnO为0.20%～1.18%，FeOT为34.07%～35.92%，其主要端员成分较为相近，均属铁铝榴石类。此外，多硅白云母的SiO2含量为46.36%～48.99%，对应的硅原子数为 3.14～3.23(11个氧原子)。

表 1 黑云母-斜长石-石榴子石的电子探针数据(wB/%)及温压计运算结果Table 1 Electron microprobe analyses (wB/%) of biotite-plagioclase-garnet and calculation results of temperature and pressure meter

表 2 多硅白云母电子探针分析结果 wB/%Table 2 Electron microprobe analyses of phengite

5 变质作用温度压力条件

5.1 矿物世代及演化

根据变质矿物世代温压转变关系(程素华等， 2018)，黑云斜长片麻岩M1阶段为增温增压过程；M2为压力变质峰期阶段，变质温度为低温；M3为早期退变质阶段，温度由低温到中温变化，其中该阶段保留有的蓝晶石+铝直角闪石的矿物组合，是典型的高压矿物组合，具有变质压力达1.0 GPa及以上的特点(Schreyer and Seifert, 1969； Schreyer and White, 1974)； M4为降压增温的热折返阶段，该阶段的夕线石由蓝晶石转变而成，属高温夕线石，形成温度至少达到650℃； M5阶段为近等温-降温减压阶段，其中变质压力由中压过渡为低压；晚期的热剪切阶段为高温低压级变质阶段。结合M1至M5阶段的变质温度压力过渡关系特征，发现该片麻岩变质作用明显具顺时针演化的特点。

5.2 地质温压计

采用石榴子石-黑云母-斜长石温压计(GBP)平均温压法(Holdaway, 2000)对片麻岩变质温压条件进行了初步估算，获得了岩石的变质温度和压力分别为566～623℃和0.36～0.53 GPa(表1)。由于其中石榴子石的数据采点均位于其边部一带，并且斜长石在晚期的折返阶段形成(云南省地质调查院， 2019)(9)云南省地质调查院． 2019. 云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查报告．，因此认为该温压估算结果仅代表岩石退变质-折返阶段(M4～M5阶段)的温压值。

5.3 相平衡模拟

本文相平衡模拟采用MnO-Na2O-CaO-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-TiO2-O(Fe2O3)(MnNCKFMA-SHTO)体系，该体系为专门针对变质泥岩部分熔融过程所建立(Whiteetal., 2003)，用于研究变质泥岩中矿物相平衡关系方面较为合理。相关矿物相的活度-成分关系模型为： 石榴子石-Grt(W)、十字石-St(W)、黑云母-Bi(W)、白云母-Mica(W)、绿泥石-Chl(W)、硬绿泥石-Ctd(W)、斜方辉石-Opx(W)、尖晶石-Sp(WPC)、堇青石-Crd(W)、长石-Fsp(C1)、角闪石-oAmph(DP)、钛铁矿-I1m(W)、熔体-melt(W)。假设流体相为纯水，并设为饱和；全岩成分中MnO含量较低，但是它对石榴子石的稳定域有较大的影响，因此将其保留；P2O5主要形成磷灰石，含量很低，被忽略。模拟采用实测全岩成分： SiO2=64.51%， Al2O3=15.46%， TiO2=0.80%， FeO=6.83%， MnO=0.07%， MgO=3.34%， CaO=2.04%， Na2O=2.77%， K2O=2.20%， H2O=1.87%。

本文计算的黑云斜长片麻岩的压力-温度视剖面图温压范围为400～650℃和0.8～1.8 GPa(图4)，石榴子石稳定在整个视剖面图区域，硬玉仅出现在压力大于1.24 GPa区域。根据白云母的硅原子数的等值线 (范围为3.10～3.30) 分布规律，硅原子数与

图 4 黑云斜长片麻岩的压力-温度视剖面图Fig. 4 p-T pseudosection calculated for biotite plagioclase gneiss

变质压力具较好的正相关性，而与变质温度虽具一定的正相关性但影响相对较小(图4)。在压力峰期变质阶段(M2阶段)选择低温变质区域(温度为400～500℃)，多硅白云母中硅原子数最大为3.23，变质压力为1.55～1.64 GPa(图4中黄色虚线区域)，属高压变质域，且与前述认识M3阶段的蓝晶石+铝直角闪石高压矿物组合相吻合，再结合M2阶段残留的矿物组合特征，综合认为黑云斜长片麻岩应属蓝片岩相变质(Winteretal., 2001)，且归属为低温高压型的蓝片岩类。

6 讨论及地质意义

造山带中高压-超高压变质岩是古俯冲带及古板块缝合带的重要标志，它记录了地壳(洋壳或陆壳)物质俯冲、折返的构造演化过程(王晓赛等， 2018； 申婷婷等， 2018)。调查区南侧的双江勐库地区退变质榴辉岩的峰期变质压力为2.0～2.5 GPa，属于基性变质岩类(李静等， 2017； 孙载波等， 2017； 云南省地质调查院， 2017(10)云南省地质调查院． 2017. 云南省耿马县大兴勘查区1∶5万香竹林、勐勇、勐撒、懂过、耿马、安雅、勐库七幅区域地质矿产调查．； Wangetal.， 2018； 王慧宁， 2020等)，与本次厘定的同一构造带内的高压片麻岩(蓝片岩)具一定差异。二者虽为同一构造单元的物质组分，但片麻岩是变质泥质岩石，其中新生了富水相矿物，在经历了角闪岩相退变质后，高压矿物容易退变为中压矿物(Menoldetal., 2009； 申婷婷等， 2018)，其实际峰期变质压力可能更大。

从大地构造位置来看(图1a)，片麻岩产于昌宁-孟连结合带北段，位于构造挤压最为强烈地带，而昌宁-孟连结合带及相邻构造单元均具逐渐张开的构造样式，勐库地区也明显具备伸展抬升条件，以致漕涧地区蛇绿混杂岩下部-深部的更高压力变质级的物质组分难以抬升至地表。实际上，双江勐库地区向南延至澜沧、勐腊、缅甸乃至泰国一带均有榴辉岩等高压-超高压岩石的记录，且均为低温型榴辉岩类(Maruyamaetal., 1996； Liouetal., 2009； 孙载波等， 2019； 王慧宁等， 2019； 王慧宁， 2020； 云南省地质调查院， 2020(11)云南省地质调查院． 2020. 云南省1∶5万曼谷幅小街幅曼班幅大勐龙幅万纳兰幅勐宋坝幅区域地质调查报告．； 王巍等， 2021(12)王 巍， 张星培， 孙载波， 等． 2021． 滇西澜沧县黑河地区榴辉岩岩石学、岩石地球化学特征及区域构造意义． 地质通报(待刊)．)。

此外，云南省地质调查院(2019)(13)云南省地质调查院． 2019. 云南省1∶5万归州、宝丰、漕涧、功果街幅区域地质调查报告．在研究区铁厂村片麻岩西北侧0.5km的大理岩中获得了224.3 Ma的变质年龄，本研究黑云斜长片麻岩和大理岩虽为断层接触，但属同一构造单元，其亦应在晚三叠世遭受了强烈的变质作用。该变质年龄与李静等(2017)、孙载波等(2017)、云南省地质调查院(2017)(14)云南省地质调查院． 2017. 云南省耿马县大兴勘查区1∶5万香竹林、勐勇、勐撒、懂过、耿马、安雅、勐库七幅区域地质矿产调查．认定的勐库退变质榴辉岩的晚三叠世变质年龄(230 Ma)十分接近。结合勐库退变质榴辉岩与漕涧片麻岩的变质轨迹均具顺时针的特点(李静等， 2017； Wangetal.， 2018； 王慧宁， 2020)，认为它们均形成于印支期造山作用的俯冲-折返过程。

综上所述，笔者认为漕涧高压片麻岩(蓝片岩)与勐库地区退变质榴辉岩为同一高压-超高压变质带的物质组分，二者只是俯冲深度和变质程度不同，并在晚期经历了不同的挤压-抬升作用。黑云斜长片麻岩的下部或深部应产有榴辉岩类岩石，并构成变质压力递增变质带，二者压力峰期变质温度为450～550℃左右(路凤香等， 2004)，结合黑云斜长片麻岩的压力-温度视剖面图(图4)，认为其记录的最低变质压力约为1.60 GPa。

漕涧高压片麻岩(蓝片岩)在研究区及昌宁-孟连结合带北段的首次发现，说明云南高压-超高压岩石的产出从双江、澜沧、勐腊等南面热点地区(云南省地质调查院， 2017(15)云南省地质调查院． 2017. 云南省耿马县大兴勘查区1∶5万香竹林、勐勇、勐撒、懂过、耿马、安雅、勐库七幅区域地质矿产调查．， 2020(16)云南省地质调查院． 2020. 云南省1∶5万曼谷幅小街幅曼班幅大勐龙幅万纳兰幅勐宋坝幅区域地质调查报告．; 李静等， 2017； 孙载波等， 2017， 2019； Wangetal.， 2018； 王慧宁等， 2019； 王慧宁， 2020； 王巍等， 2021(17)王 巍， 张星培， 孙载波， 等． 2021． 滇西澜沧县黑河地区榴辉岩岩石学、岩石地球化学特征及区域构造意义． 地质通报(待刊)．)向北延伸了约230 km，为昌宁-孟连结合带是一条连续性的高压-超高压变质带提供了新的信息，区域地质意义重大。

7 结论

(1) 漕涧黑云斜长片麻岩具顺时针变质轨迹特征，形成于印支期造山作用过程。

(2) 漕涧黑云斜长片麻岩为高压变质岩，属蓝片岩类，峰期变质压力最小约为1.60 GPa。

(3) 漕涧黑云斜长片麻岩为双江勐库地区高压-超高压岩石组分的北向延伸，昌宁-孟连结合带为一条连续性的高压-超高压变质带。

致谢项目组成员参加了野外调查和研究工作，样品的制备和分析得到了北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室的大力支持，成文过程中得到了李静教授级高工、刘福来研究员、张聪研究员的悉心指导，匿名审稿专家和责任编辑对文稿做了大量的文字修核工作，在此一并表示衷心的感谢。