云南富宁地区晚三叠世基性侵入岩岩石学特征及其构造意义

刘陈明，李序贵 ，田素梅 ，李小军，李维科，张 坤

(1.云南国土资源职业学院，云南昆明 690093；2.云南省地质调查院，云南昆明 650216)

云南富宁地区位于南盘江盆地(右江盆地)西南缘，1∶50000区域地质调查工作厘定并填绘出一套基性侵入岩。区内尚无大规模岩浆侵位活动，笔者据野外地质调查以及前人研究成果认为该套基性侵入岩可能形成于晚三叠世时期岩浆活动[1-2]，但其岩石学、地球化学特征及构造背景尚不清楚，目前没有相关报道。汪新伟、韩效忠等认为南盘江盆地十万大山盆地西侧基性岩浆岩属大陆裂谷环境岩浆作用产物，时代大致为海西期[3]；吴浩若、邝国敦等认为在广西西部存在晚古生代的火山岩浆活动[4]。王忠诚、吴浩若等认为南盘江盆地中泥盆系、石炭系及二叠系中与深水共生的基性岩具有大洋板内构造背景的特征[5]；康云骥等在云南与广西交界处弄槐一带发现有基性-中性火山岩，提出具有岛弧玄武岩的特征，其时代形成于二叠纪-中三叠世[6]；范蔚茗等在南盘江盆地南东侧百色阳萮等地区火山岩中获得259.1±4.9Ma和259.6±5.9Ma两组锆石U-Pb年龄，认为时代与峨眉山火成岩省主期喷发时间一致[7～8]，归属为峨眉山大火成岩省的一部分[9]。张斌辉等在富宁南侧八布地区蛇绿岩中获得272±8Ma年龄值，代表了二叠纪早期洋盆扩张期残留洋壳[10]。为了厘定研究区新发现基性侵入岩地质特征及构造背景，同时也为解开南盘江盆地构造演化及其过程，本文对该套岩石开展地质学、岩石学、岩石地球化学等方面的研究工作。

1 地质背景及样品

研究区处于越北地块北部南盘江-右江盆地(图1)，属富宁构造岩浆岩带[11]。主要出露寒武系(∈)、奥陶系(O)、泥盆系(D)、石炭系(C)、二叠系(P)和三叠系(T)，其中寒武系、奥陶系为一套台地相碳酸盐岩及滨浅海相碎屑岩，泥盆系、中二叠统主要为一套台地-台地边缘-台沟相碳酸盐岩和陆源碎屑岩夹硅质岩，上二叠统仅局部残余，为一套局限台地碳酸盐岩，三叠系为一套半深海斜坡-浅槽盆相含碳酸盐岩陆源碎屑岩，缺失石炭系[12]。侵入岩主要为辉长辉绿岩(νβμ)、辉长岩(βμ)组合，分布于新隆村-安恩村-者哈村-花甲乡街-平麻村-那沙村-芭万村一带，由12个独立岩体组成，呈岩墙及小岩枝。岩性为灰色中粒辉长辉绿岩和深灰、暗绿色粗中粒辉长岩。与泥盆系下统坡脚组(D1p)、中-下统达莲塘组(D1-2d)、上-中统榴江组(D2-3l)；石炭系顺店河组(Csd)、石炭-二叠系他披组(CPt)；二叠系瓜德鲁普统岩头组(P2yt)、乐平统领薅组(P3lh)以及三叠系中统版纳组(T2bn)呈侵入接触关系(图2、3、4、5)。

图1 研究区地质简图

图2 富宁县花甲乡那半村晚三叠世辉长辉绿岩—辉绿岩体实测剖面图

本次在侵入岩体共采集20件样品，样品分析在国土资源部昆明矿产资源监督检测中心完成。样品制备用金刚石浸渍的黄铜刀片切割，之后在钢颚破碎机破碎并用去离子水清洗，最后用玛瑙研钵粉碎。主量元素采用XRF-1800扫描X射线荧光光谱仪测定，微量、稀土元素采用等离子体质谱仪Agilent 7500a(ICP-MS)测定，更详细的样品处理及分析过程参照Liu等[13]。

2 岩石学、地球化学特征

2.1 岩石学特征

辉长辉绿岩：深灰色，嵌晶含长结构，块状构造。由粒径0.05mm×0.15mm～0.5mm×1.5mm斜长石(30%)、小于7.5mm单斜辉石(52%)、0.05mm～2.5mm钛(磁)铁矿(17%)以及0.15mm～0.75mm磷灰石(1%)组成。斜长石自形-半自形板状、板条状，呈嵌晶状分布于粒度较粗的辉石中，构成嵌晶含长结构，不同程度的钠黝帘石化、绢云母化；单斜辉石具有微弱多色性，它形柱粒状，结晶粒度较粗大，普遍见自形较好的斜长石包裹体，构成嵌晶含长结构，少量已强烈次闪石化、皂石化。

辉长岩：深灰色，辉长结构，块状构造。由粒径小于2mm×6.5mm斜长石(60%)、小于3.5mm单斜辉石(30%)和小于2mm钛(磁)铁矿(7%)、0.6mm磷灰石(3%)组成，斜长石呈半自形板状，已不同程度钠长石化、绢云母化、绿鳞石化；单斜辉石呈半自形柱状，以普通辉石为主，部分较新鲜，部分已强烈绿鳞石化。

2.2 岩石地球化学特征

(1)主量元素特征

岩石化学成分见表1和C.I.P.W标准矿物含量见表2。岩石SiO2=43.92%～56.02%(平均46.42%)，除样品D2080-1-2、D1354-1-1、D1355-1-2、D1356-1-1、D00660-1-6 具有略低的SiO2含量呈现超基性岩特征外，其余岩石SiO2含量介于45%～53%，整体表现基性岩特征。全碱alk=3.12%～7.64%(平均4.13%)，除样品D2080-1-2 Na2OK2O，具有富铝镁钙、低钛铁钾特点，硅钠趋于偏高。A/CNK=0.53～0.67，A/NK=1.18～2.85，属铝过饱和类型。在C.I.P.W.标准矿物分子组成中，岩石贫铝，富硅，显示岩石较高的镁铁含量特征。除样品D1657-1-1、D1659-5-2、D5130-1-1、D136-2-2中σ<4以外，属钙碱性岩系列，其余样品σ>4，属碱性岩系列。另外除D2080-1-2属于钾质碱性岩外，其余样品全属于钠质碱性岩。按硅-碱图分类(图6)除少数属于碱性岩系列，其余全属亚碱性岩系列；经AFM图(图7)进一步划分，富铁趋势总体明显。

表1 晚三叠世侵入岩岩石化学成分(%)

(2)稀土及微量元素特征

岩石稀土元素含量及部分特征参数见表3。ΣREE=139.62ppm～615.81ppm，LREE=105.5ppm～486.6ppm，HREE=34.14ppm～129.19ppm，LREE/HREE=1.81～3.77，大于1，(La/Yb)N=4.33～11.89，(La/Lu)N=4.35～12.53，(Ce/Yb)N=5.43～49.87，(Gd/Yb)N=1.3～2.65，所有样品大于1且差异较大，说明岩石稀土元素发生了不同程度的分异；La/Sm=3.8～5.5，(La/Sm)N=2.07～3.46，大于1，属富集型，∑Ce/∑Y=1.9～3.99，较地球平均值1.15偏大，说明岩石轻重稀土元素具有较强的分异程度。

岩石微量元素组成(表4)以及岩石微量元素标准化比值蛛网图(图8，图9)中，(Rb/Yb)N=2.3～47.8，大于1，属强不相同元素富集型，说明岩石岩浆可能来源于富集地幔或交代地幔源区；(La/Lu)N=4.35～12.53，大于1，进一步说明岩石中稀土元素发生了分异。至D1394-1-1共计11件大于1外，其余均小于1，整体表现出Nb亏损特征；样品D1346-3-1的P*小于1、Zr*大于1和D1346-3-1、D1346-2-1的Ti*小于1，表现出P、Ti亏损、Zr富集的特征，说明岩石具混染作用，其余样品也表现出不同微量元素特征。综上所述，研究区侵入岩表现为地幔柱或裂谷碱性岩系列，呈现轻稀土富集、重稀土亏损的弱分异右倾式稀土元素配分模式特征，在各样品微量元素K、Sr、Nb、P、Zr、Ti存在不同程度富集、亏损，显示具同化混染作用岩浆特征。

表2 晚三叠世辉长辉绿岩、辉绿岩C.l.P.W标准矿物含量(%)及主要参数

表3 晚三叠世辉长辉绿岩辉绿岩稀土元素丰度及特征参数

表4 晚三叠世辉长辉绿岩、辉绿岩微量元素丰度

3 构造背景探讨

从上述岩石地球化学特征可知，晚三叠纪辉长辉绿岩(ν-βμT)岩性单一，仅在矿物含量上表现一定差异，其主量元素呈现出一套地幔柱或裂谷碱性岩系列特征，稀土元素显示出轻稀土富集、重稀土亏损的微右倾式稀土元素配分模式特征，在各样品微量元素K、Sr、Nb、P、Zr、Ti存在不同程度富集、亏损，显示具同化混染作用岩浆特征。在Zr/Y-Zr判别图解(图10)中，岩石样品投点均落入板内玄武岩(WPB)区域，在MgO-FeO*-Al2O3图解(图11)中，多数样品投点落入了大陆板内区域。从岩石学、岩石地球化学组成来看，研究区侵入岩具有较强的混染作用特征，显示了过渡型地幔源区特征，岩石地球化学显示板内地球化学特征。

4 结 论

(1)该套侵入岩是研究区全新发现，是在前人工作基础上结合野外工作识别出的。结合其野外地质学特征及邻近地区测年数据，认为其时代可能为晚三叠世；

(2)研究区侵入岩主体为辉长辉绿岩、辉绿岩组合，岩性较单一，主要岩石类型有灰色中粒辉长辉绿岩、辉绿岩和深灰、暗绿色粗中粒辉长岩，多为嵌晶结构、辉绿辉长结构为主，主要由斜长石、普通辉石、含钛铁矿物等构成；

(3)该侵入岩属亚碱性系列，SiO2含量43.92%～56.02%，全碱alk=3.12%～7.64%，具有富铝镁钙、低钛铁钾特点；岩石呈现轻稀土富集、重稀土亏损的弱分异右倾式稀土元素配分模式特征，LREE/HREE=1.81～3.77，大于1，(La/Yb)N=4.33～11.89，(La/Lu)N=4.35～12.53，(Ce/Yb)N=5.43～49.87，(Gd/Yb)N=1.3～2.65，La/Sm=3.8～5.5，(La/Sm)N=2.07～3.46；微量元素表现K、Sr、Nb、P、Zr、Ti存在不同程度富集、亏损，显示具同化混染作用岩浆特征；

(4)构造判别图显示出统一的板内构造背景。