滇西允溝巖組變質巖地球化學特征

劉皓等

摘要：滇西地處三江印支造山帶南側，變質巖廣泛出露。研究區屬于岡瓦納大陸與勞亞大陸之間的特提斯-喜馬拉雅構造帶（域），中部為昌寧構造混雜帶，東部與蘭坪-思茅前陸盆地相鄰，西部為保山地塊東緣，是中國西南板塊運動學、動力學和板塊邊緣造山與成巖成礦作用的理想研究場所。本文研究的新元古界允溝巖組變質巖位于勐統-大雪山變質巖帶內，該變質巖帶處于昌寧-孟連構造帶的西部，西與保山地塊交接，東與大勐龍變質巖帶相鄰，主要出露于勐統。

本文通過對新元古界允溝巖組變質巖的巖相學、巖石地球化學等方面進行研究，依據變質礦物組合及變質變形特征，結合主、微量元素等恢復其原巖組合和原巖建造，并進一步判別其物源性質和構造環境。

關鍵詞：變質巖；地球化學；允溝巖組；昌寧縣勐統鎮

1、 區域地質概況

1.1區域構造背景

研究區是研究中國西南板塊運動學、動力學和板塊邊緣造山與成巖成礦作用的理想場所，屬于岡瓦納大陸與勞亞大陸之間的特提斯-喜馬拉雅構造帶（域），中部為昌寧構造混雜帶，東部與蘭坪-思茅前陸盆地相鄰，西部為保山地塊東緣（圖1-1）。云南省地質礦產局將華力西階段瀾滄江斷裂以西的區域劃分為騰沖地塊-保山地塊→耿馬地塊→臨滄地塊，認為他們屬于岡瓦納陸緣碎塊，是親岡瓦納地塊群[16]。瀾滄江斷裂以東的蘭坪-思茅地區屬于印支陸緣碎塊，在中國大陸部分被稱滇西地洼區，在石炭紀-二疊紀期間為瀾滄江俯沖帶的弧后盆地，在晚二疊世時為金沙江-哀牢山俯沖帶的弧后盆地。

圖1-1 研究區構造位置示意圖（據1：25萬鳳慶幅2006 修編[10]）

Ⅰ：碧羅雪山-臨滄造山帶；Ⅱ：金沙江造山帶；LP：蘭坪盆地；SM：思茅盆地；CX： 楚雄盆地；①：怒江斷裂帶；②：瀾滄江斷裂帶；③：金沙江-哀牢山斷裂帶；④：蘭坪-思茅斷裂帶；⑤：維西-喬后斷裂帶

1.2區域巖石地層

根據全國巖石地層清理意見，結合1：25萬鳳慶幅區域地質調查成果，以昌寧-孟連構造混雜帶為界，該構造混雜帶東屬華南地層大區、西屬藏滇地層大區。

藏滇地層大區在研究區內繼而可劃分為保山地層分區的施甸、耿馬兩個地層小區；華南地層大區在研究區內也可進一步劃分為蘭坪-思茅地層分區的瀾滄地層小區（Ⅱ11）與景谷-漾濞地層小區（Ⅱ12）。

區內地層分布不均勻。施甸地層小區（Ⅰ21）的巖石地層從上寒武統到上三疊統均有出露，它們整體表現出大陸穩定沉積的特點，但該地層小區占研究區極小面積，僅出露上三疊統南梳壩組。

耿馬地層小區占研究區面積也非常有限，區內出露地層包括：新元古界的王雅巖組（Pt3w）/允溝巖組（Pt3y）；以及泥盆系溫泉組（D1w）、石炭系平掌組（C1pz）、魚塘寨組（CPy）。

昌寧—孟連構造混雜帶到瀾滄江斷裂之間為華南地層大區昌都-思茅地層區蘭坪-思茅地層分區瀾滄地層小區，以古元古界片巖組成的構造巖層（大勐龍巖群Pt1D）和泥盆系-石炭系的巖石地層（南段組DCn）為主。

瀾滄江斷裂北東側為蘭坪-思茅地層分區景谷-漾濞地層小區，該區僅出露中生界中三疊統忙懷組。

2、溝巖組巖石學特征

2.1允溝巖組地層

巖性主要為黑云母石英片巖、石英黑云母片巖、黑云片巖、白云母石英片巖，石英片巖、石英巖。依據各種類型變質巖的地質產狀、巖石學特征、巖石化學及地球化學特征，結合區域變質變形事件分析和綜合研究，在允溝巖組變質巖中區分出初始變質特征和后期疊加改造特征，以其初始的區域變質特征將主要變質巖類型歸納為3個系列（表2-1）。從表中可知，原巖類型相近的巖石經變質后亦可形成相似或同類型變質巖，在礦物組合上具有相同的特征。

表2-1 允溝巖組主要巖石類型及特征

系列 主要巖石名稱 礦物共生組合 產出、分布特征 變質變形特征 原巖類型 變質作用及變質相

富鋁質變質巖系列 含榴石英黑云片巖 石榴石+黑云母+石英 呈夾層產于長英質變質巖系列中 可見碎裂巖化→千糜巖。脆韌性變形明顯。

退變序列：

黑云母→白云母→絹云母

退變礦物組合：絹云母+石英+納長石 雜砂巖

區域低溫動力變質巖 低綠片巖相

石英黑云母片巖 黑云母+石英+酸性斜長石 與長英質系列巖石夾或層狀產出 泥質巖、粉砂巖及中基性凝灰巖

白云母石英片巖 白云母+石英+酸性斜長石 泥質砂巖

長英質變質巖系列 黑云母石英片巖 石英+酸性斜長石+黑云母 與富鋁質系列巖石夾或層狀產出 多數見初糜棱巖化→變晶糜棱巖系列。退變序列同上。退變質礦物組合：絹云母+石英+納長石±綠簾石 中酸性火山巖

石英片巖 中酸性火山巖

硅質巖

石英巖

鐵鎂質變質巖系列 黑云片巖 黑云母+石英+斜長石 與長英質系列夾或層狀產出產于 普遍遭遇不同程度的韌性變形改造及再造。退變礦物組合同長英質變質巖系列。 中基性火山巖

3、允溝巖組巖石地球化學特征

3.1主量元素地球化學特征

允溝巖組變質巖元素組成特征及數據統計分析表明，不同巖石樣品中主量元素含量的變化范圍較廣。巖石主量元素的組成主要受變質作用、風化程度、礦物分選等因素的控制，而這些因素對于活動性較大的元素影響極為強烈。

綜合以上主量元素分析可以得知就主量元素所表現出來的高硅鋁、富鉀質的特點，推測其可能為副變質巖；對比酸性巖類特征，允溝巖組樣品的Na2O值偏低，可能是成巖期后變質作用所導致，在總體特征上推測其原巖可能為沉積巖或中酸性火山巖。

3.2微量元素地球化學特征

應用微量元素地球化學解決變質巖的原巖恢復等方面的問題，隨著微量元素測試技術的逐步進步，分析數據精度也不斷提升，已經十分重要。由于巖石在變質作用過程遵循等化學原理，因此在中、淺程度的變質巖中，原巖中微量元素地球化學特征一般可以保存。不同的變質巖原巖類型有特定的微量元素組成及它們的比值特征。依據這一特性，通過對變質巖的微量元素地球化學組成的研究，采用有指示意義的微量元素、微量元素比值及微量元素圖解方法可對變質巖的原巖進行恢復和判別。

多數樣品呈現了Sr虧損，Th富集的趨勢。同時對巖石中微量元素與SiO2含量作相關性圖解（圖4-3）分析可知。SiO2含量的增加，Cr、Co、Ba、Sr、Ta等元素的含量與其呈現負相關，說明他們具有相似的地球化學行為。微量元素中T型元素Hf、Ta、Ba，在成巖—變質階段保持恒定，Th在成巖—片麻巖階段濃度保持恒定，他們都能反映原巖的特點，因此重點分析T型元素和Th。

4、結論

本文就滇西新元古界允溝巖組（Pt3y）變質巖，結合野外地質產狀，分別對變質巖的礦物學、巖相學、巖石地球化學等方面進行研究，得出了一些較為有意義的結果，主要認為允溝巖組巖石組合為一套以片巖為主，并夾雜石英巖的巖層， 幾乎無區域性混合巖化作用， 巖石類型主要有黑云片巖、石英黑云母片巖、黑云母石英片巖、白云母石英片巖，石英片巖、石英巖。最后根據允溝巖組變質巖的巖石化學成分特征及有關參數顯示，主量元素具富硅鋁、富鉀質特征，稀土元素總體呈現輕稀土富集，重稀土平坦的特點。endprint