滇西施甸地区卧牛寺组火山岩的地质时代及喷发环境

郝家栩，邹立志，陈 刚，黄 勇

（1．贵州省地质调查院，贵阳 550005；2．贵州省地质矿产勘查开发局地球物理地球化学勘查院，

贵阳 550018；3．贵州省地质矿产勘查开发局一一四地质大队，遵义 563009）

滇西施甸地区卧牛寺组火山岩的地质时代及喷发环境

郝家栩1，邹立志2，陈 刚3，黄 勇1

（1．贵州省地质调查院，贵阳 550005；2．贵州省地质矿产勘查开发局地球物理地球化学勘查院，

贵阳 550018；3．贵州省地质矿产勘查开发局一一四地质大队，遵义 563009）

前人将施甸地区卧牛寺组火山岩与北部保山地区卧牛寺组火山岩等同起来，认为是海相喷发的产物。本次调查工作揭示，施甸地区卧牛寺组缺乏沉积夹层，与北部保山地区卧牛寺组火山岩喷发环境存在明显差异，其岩石学、地球化学、宏观地质特征均表明，施甸地区卧牛寺组火山岩具大陆溢流相喷发机制，为陆相喷发产物。同时，年龄测定结果（264 Ma）及其与下伏和上覆地层的接触关系表明，卧牛寺组火山岩的喷发时期为早二叠世，为卧牛寺组地质时代的确定提供了重要依据。

火山岩；卧牛寺组；喷发环境；喷发时期；滇西

1 研究区概况

图1 研究区位置图［1］Fig．1 Locality of the study area［1］

研究区位于滇西三江地区怒江断裂与柯街断裂之间的保山地块中部（图1）［1］，大地构造位置隶属于缅泰马、扬子及印支克拉通3个微大陆的交接部位［2］，主体位于缅泰马微大陆北部［3］，地质构造十分复杂，岩浆活动强烈，其岩浆活动背景历来受到地学界的重视。前人对该区卧牛寺组玄武岩的研究始于20世纪80年代初，云南地质矿产局区调队在1980年提交的1∶20万保山幅区域地质调查报告中创建了卧牛寺组［4］，并根据枕状玄武岩及卧牛寺组灰岩夹层中的化石将其定性为晚石炭世海相喷发产物。随后，众多研究者在文献中沿用了这一结论［5－6］。

1990年，巩满福以亚碧罗—保山—施甸一线为界将卧牛寺组玄武岩划分为东、西2个岩带加以研究，指出西岩带为海相喷发，东岩带以陆相喷发为主，也有海相喷发［7］。本次在施甸地区实测的3条卧牛寺组剖面及路线地质调查中均未发现沉积夹层，更无海相碳酸盐岩夹层的出现，且卧牛寺组玄武岩无枕状构造等海相特征，这些充分表明施甸地区卧牛寺组火山岩是陆相喷发的，与北部保山地区海相喷发的卧牛寺组玄武岩存在明显差异，这一客观事实支持了上述“一分为二”的观点。施甸地区与北部保山地区卧牛寺组火山岩喷发环境的不同指示了两者二叠纪时期岩相古地理环境的差异，这对于认识保山地块沉积古地理演化特征有重要意义。同时，本次调查所采年龄样的测试结果为264 Ma（K－Ar法，中国地质调查局宜昌地质矿产所测试），结合火山岩与上、下地层的接触关系，笔者认为，卧牛寺组火山岩喷发时期应为二叠纪早期，这为重新厘定该区卧牛寺组火山岩的地质时代提供了较为可靠的依据。

2 地质特征

2．1 宏观地质特征

图2 研究区卧牛寺组火山岩分布示意图Fig．2 Sketch map show ing distribution of volcanic rock from Woniusi Formation

图3 施甸下二叠统卧牛寺组火山岩剖面示意图［1］Fig．3 Geological profiles of volcanic rock from Lower Permain Woniusi Formation in Shidian area［1］

施甸地区广泛分布卧牛寺组火山岩，主要沿区内构造带呈NW向或近SN向展布（图2）。一有力证据；再者，施甸地区卧牛寺组玄武岩中发育大量竖直的管状气孔构造和短柱状气孔构造（图4），显示出大陆溢流相的特征，指示了火山岩喷发时的陆相环境。

本次工作由北至南测制了3条卧牛寺组火山岩剖面（图3），剖面位置覆盖整个研究区，基本控制了整个施甸地区的卧牛寺组。一方面，通过岩矿鉴定分析及野外识别，各剖面上均无海相沉积夹层，仅在部分喷发韵律顶部见少量非正常沉积的火山碎屑岩（熔结角砾凝灰岩、玄武质熔结岩屑凝灰岩等），直接表明了该区卧牛寺组的陆相喷发特点；另一方面，在3条剖面及地质填图路线上均未发现具枕状构造的玄武岩，成为卧牛寺组陆相喷发的又

图4 卧牛寺组火山岩中的管状、短柱状气孔构造Fig．4 Tubular and short columnar vesicular structure of volcanic rock from Woniusi Formation

2．2 喷发韵律及喷发旋回

卧牛寺组火山岩由溢流相基性火山岩系与少量喷发相的火山碎屑岩组成，以火山熔岩为主，偶夹火山碎屑岩，为一套喷溢相岩石组合，岩石类型主要有（含）杏仁状拉斑玄武岩、安山质（拉斑）玄武岩、（含杏仁）粒玄岩、（玄武质）安山岩等，由下往上具有“气孔状拉斑玄武岩－杏仁状拉斑玄武岩”、“气孔状拉斑玄武岩－杏仁状拉斑玄武岩－安山岩”或“致密块状玄武岩－（含）杏仁状拉斑玄武岩”、“块状细粒拉斑玄武岩－杏仁状拉斑玄武岩－（玄武）安山岩”的韵律组合特征。卧牛寺组火山岩由多个韵律组成，各韵律在岩相、成分、组构上显示周期性变化。每个喷发韵律只能代表一个喷发次，而各韵律之间缺乏不整合界面及较厚的沉积夹层，因此，笔者认为，施甸地区卧牛寺组火山岩总体只能归属为由多个喷发次组成的一个喷发旋回，显示其喷发强度明显弱于北部保山地区。

3 地质时代

前人曾因在保山地区的卧牛寺组中部的沉积夹层中采获Triticites cf．liuchowensis Chen，T．parvulus（Schellwien），Schwagerina cf．minima Shinner et Wilde．等化石而将卧牛寺组划为晚石炭世（C2w）［4］。近年，有人在金鸡剖面（卧牛寺建组剖面）的第二层生物碎屑灰岩夹层中采获两枚Rabeignathus ritterianus sp．nov．，其形态特征与美国犹他州早二叠世晚Aktastinian至早Baigendzhinian的Sweet－oghathuswhite带上部的Rabeignathus bucaramangus动物群中的某些类型相似，认为卧牛寺组的地质时代应为早二叠世Artinskian晚期，或许还包括Kungurian早期［8］。本次工作查明，卧牛寺组火山岩平行不整合于下伏下二叠统丁家寨组（P1d2）地层之上，又被上覆地层中二叠统丙麻组（P2bm）不整合覆盖，该套岩石的喷发时期应为早、中二叠世之间。同时，火山岩的测龄结果为264 Ma（表1），显示其喷发时期为中二叠世（相当于瓜德鲁普世卡匹敦期），年龄测定结果偏新，可能与岩石的次生蚀变有关。据此，作者认为卧牛寺组火山岩属海西期火山活动的产物，火山活动时期为早二叠世中－晚期。

表1 卧牛寺组玄武岩钾－氩法年龄分析结果Tab．1 Results of K－Ar dating for basalt of Woniusi Formation

4 构造环境判别

是基于云南省地质调查院信息中心开发的“岩石化学计算与图解系统”完成的。样品分析结果见表2、表3。

本文对卧牛寺组玄武岩的构造环境判别图

表3 卧牛寺组火山岩微量及稀土元素分析结果Tab．3 Trace element and rare earth element data for volcanic rock of Woniusi Formation （10－6）

在K2O－TiO2－MgO关系图（图5（a））上，大部分投影点落入“大陆玄武岩＋大洋碱性玄武岩＋大陆裂谷玄武岩”的共同区域，而在里特曼岩系指数图解（图5（b））上，大部分样品投影点落入σ＜3．3的钙碱性岩系，否定了岩石为大洋碱性玄武岩的结论，表明其为大陆玄武岩；在Ti／100－Zr－3Y图解（图5（c））上，大部分投影点落入板内玄武岩区域（D区）；在Zr／Y－Zr关系图（图5（d））上，除一个投影点落入“洋中脊玄武岩”外，其余样品投影点均落入板内玄武岩区域（WPB）；通过La／Yb－∑REE定量分析、投图（图5（e）），所有样品投影点落入玄武岩大区（A区）中的大陆拉斑玄武岩小区（“2”区）。

图5 卧牛寺组结构环境判别图［9］Fig．5 Discrim ination diagrams for tectonic settings of volcanic rock from W oniusi Formation［9］

根据以上岩石化学分析结果判别图解，可以得出：研究区内卧牛寺组玄武岩为一套大陆拉斑玄武岩系，为板内陆相喷发的产物。

5 结论

滇西施甸地区卧牛寺组火山岩的喷发时期为早二叠世中－晚期，喷发环境为板内陆相喷发。这不仅可以从地质学、岩石化学及同位素年龄方面得到证实，而且可以从该地区的地质演化历史中找到答案，即早二叠世早期，本区发生沉降，海水由北而南侵入，发育了含钙质砂泥质建造和少量碳酸盐建造；早二叠世晚期，地壳再度抬升，海水由南向北退出，遭受短暂剥蚀后，地壳拉张，形成了裂隙式喷发的基性火山岩建造（P1w）。此时，北部保山一带尚处于浅海环境，而南部施甸地区已抬升为陆，因此，北部保山一带的卧牛寺组具浅海相喷发特征，而施甸地区的卧牛寺组为陆相喷发环境。

［1］ 朱勤文，莫宣学，张双全．南澜沧江古特提斯演化的岩浆岩证据［J］．特提斯地质，1999，23：16－30．

［2］ 从柏林，吴根耀，张旗，等．中国滇西古特提斯构造带岩石大地构造演化［J］．中国科学（B辑），1993，23（11）：1201－1207．

［3］ 陈福坤，李秋立，王秀丽，等．云南特提斯带保山—腾冲地块早古生代岩浆岩［J］地球学报，2005，26（增刊）：93．

［4］ 云南省地质局区域地质调查队．1∶200 000保山幅区域地质调查报告［R］．1980．

［5］ 张正坤，张景鑫．云南保山地块晚石炭世玄武岩的古地磁研究及其构造归属的讨论［J］．中国地质科学院地质研究所所刊，1986，15：183－189．

［6］ 肖龙，徐义刚，梅厚钧，等．云南保山卧牛寺组玄武岩成因：地幔柱活动的产物？［J］．岩石矿物学杂志，2003，22（1）：20－28．

［7］ 巩满福．保山地区晚石炭世火山岩及其构造环境［J］．成都地质学院学报，1990，17（2）：26－36．

［8］ 王伟，董致中，王成源．滇西保山地区丁家寨组、卧牛寺组牙形刺的时代［J］．微体古生物学报，2004，21（3）：273－282．

［9］ 莫宣学．当代地球科学前沿：岩浆熔体结构的研究［M］．北京：中国地质大学出版社，1993：270－274．

Age and Eruption Environment of Volcanic Rock from Woniusi Formation in Shidian，Western Yunnan Province

HAO Jia－xu1，ZOU Li－zhi2，CHEN Gang3，HUANG Yong1
（1．Guizhou Geological Survey，Guiyang 550005，China；2．Guizhou Institute of Geophysical and Geochemical Prospecting，Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province，Guiyang 550018，China；3．114 Geological Party，Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Zunyi563009，China）

In previous studies on volcanic rock of Woniusi Formation in Shidian region，some researchers have proposed it has close relation with the marine volcanic activity as in Baoshan region，north Yunnan Province．However，the inexistence of sediment strata and characteristics of petrology，geochemistry and geology indicate that the eruption environment is significantly different between the two regions．It is showed that the Woniusi Formation form in continental eruption setting and associated with the continental flood magma in Shidian region．In addition，the age（264 Ma）of volcanic rock from Woniusi Formation and the contact relationship with upper and lower strata suggest the Woniusi Formation might be formed in Early Permian，and these provide new evidence for the formation age of Woniusi Formation．

volcanic rock；Woniusi Formation；eruption environment；erupting－time；western Yunnan Province

P588．1

：A

：2095－8706（2015）07－0040－05

（责任编辑：常艳）

2015－02－03；

2015－10－19。

中国地质调查局“云南1∶5万由旺街、施甸、姚关幅区域地质调查（编号：1212010784005）”项目资助。

郝家栩（1980—），男，硕士，高级工程师，从事区域地质矿产调查与研究工作。Email：401024694＠qq．com。