滇西昌宁地区西盟岩群地球化学特征及原岩恢复

王诚，王国芝，高睿，王道永



滇西昌宁地区西盟岩群地球化学特征及原岩恢复

王诚1，王国芝2，高睿2，王道永2

（1.湖南东能投资集团有限公司，成都 610042； 2. 成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

研究区西盟岩群分为a，b，c三段，主要的岩石类型包括片岩类、片麻岩类、变粒岩类、长英质糜棱岩类、大理岩类和花岗岩类。通过具代表性的29件样品进行主量元素、稀土元素和地球化学数据恢复原岩表明，黑云片岩类和石英片岩类的原岩总体应为副变质岩，可能由粉砂质粘土岩或泥岩变质而成；角闪黑云片岩的原岩可能是中基性火山岩；片麻岩类的原岩多数为长石砂岩，少数为中酸性岩浆岩；长英质糜棱岩类可能为中酸性的岩浆岩变质后再经韧性剪切变形改造而成。

原岩；地球化学；西盟岩群；滇西

滇西昌宁地区的西盟岩群是一套变质程度达角闪岩相的火山—沉积变质岩系，被认为是该区前寒武纪结晶基底的地表出露部分[1~4]。自1965年在西盟地区命名西盟岩群以来，研究者对西盟岩群的地层、岩石、原岩建造和构造变形等进行过系统的研究。然而，昌宁地区西盟岩群与西盟地区的西盟岩群虽同处于保山—掸邦板块，但相隔200km有余，在岩石类型，矿物共生组合等方面存在明显的差异性。通过对该区西盟岩群的岩石学、地球化学和原岩进研究，为探讨滇西地区前寒武纪结晶基底的形成和演化补充资料。

1 地质背景

昌宁一带的西盟岩群整体呈北北西—南南东向长条状延伸，在1:5万水泄街幅地质图内长约13km，宽1～3km，出露面积达33km2（图1）。其东侧与代表特提斯地缝合线的牛井山蛇绿混杂岩（C）断层（F3）相接；西被燕山期花岗岩侵入接触，这些花岗岩岩体呈E-W和SW-NE向收敛、而呈N-S和NW-SE向逐渐撒开、平面上呈“长条”和“长椭圆”型；北侧与浅变质的泥盆系温泉组（D）和新元古界王雅岩组（Pt3）为断层接触。

图1 西盟岩群分布及剖面位置（据1∶5万水泄街幅地质图修编）

1.古元古界西盟岩群a段；2.西盟岩群b段；3.西盟岩群c段；4.古元古界崇山岩群；5.新元古界王雅岩组；6.古生界无量山岩群；7.泥盆系温泉组；8.泥盆—石炭系南段组；9.石炭纪牛井山蛇绿混杂岩；10.三叠纪花岗闪长岩；11.白垩纪二长花岗岩；12.白垩纪花岗闪长岩；13.二长花岗岩；14.片麻状花岗闪长岩；15.断层及编号；16.糜棱岩化带；17.剖面位置及编号；18.年代学样品位置及代号

2 岩石学特征

通过西盟岩群的三条剖面测制，根据不同的岩石组合类型将西盟岩群划分为a, b, c三段（图1），它们的变质程度可达绿片岩相-角闪岩相。

西盟岩群a段（Pt1a）以浅色（石榴）长英质糜棱岩，角闪糜棱岩与灰黑色黑云母斜长片麻岩，深色初糜棱岩、二云母片岩，变粒岩等互层产出，呈现黑白条带相间的特点。

西盟岩群b段（Pt1b）以浅色的长英质糜棱岩、石榴二云斜长片岩、白云母斜长片岩，二长片麻岩，浅粒岩，夹灰黑色的石榴黑云母片岩、变粒岩，黑云母斜长片麻岩等，主要以浅色变质岩为主，夹有少量灰黑色变质岩。

西盟岩群c段（Pt1c）顶部为黑云母片麻岩，黑云母斜长片麻岩夹花岗质片麻岩。中下部为（石榴）花岗质（初）糜棱岩、糜棱岩化含绿帘石花岗岩、花岗质片麻岩、黑云片岩等。该段的变质岩呈层状，具有黑云母片岩→黑云母斜长片麻岩→长英质片麻岩的韵律旋回，指示其原岩可能为泥质岩或杂砂岩夹中酸性火山岩，代表活动型环境的沉积。

3 地球化学特征

3.1 主量元素特征

从表1所列主量元素分析结果，结合岩石类型和矿物组成，可以将该片岩类岩石分为三种类型：黑云片岩类（2、3、5、6、11、15、16、17、20）、角闪黑云片岩类（27、28）和石英片岩类（12、13）。

图2 西盟岩群各岩类球粒陨石标准化稀土元素配分图（球粒陨石化数据据文献[5]）

黑云片岩类的SiO2介于56.52%~69.10%，Al2O3为13.63%~18.55%，TFe2O3为4.6%~9.2%；CaO为0.08%~5.01%；K2O+Na2O为2.84%~6.19%，K2O>Na2O，总体显示相对低硅、贫钙、富铝、富钾的特征。

角闪黑云片岩类的SiO2介于49.80%~51.38%，Al2O3为8.65%~12.92%，TFe2O3为9.3%~9.5%；CaO为5.51%~6.35%；K2O+Na2O为5.17%~5.77%，K2O

石英片岩类的SiO2介于73.16%~77.92%，Al2O3为17.3%~18.3%，TFe2O3为4.5%~6.3%；CaO为0.12%~0.24%；K2O+Na2O为2.63%~3.03%，K2O>Na2O。该类岩石的最为富铝，贫钾和贫钠。

片麻岩类的SiO2介于62.74%~73.58%，Al2O3为11.78%~16.3%，TFe2O3为1.2%~7.5%；CaO为0.15%~2.87%；K2O+Na2O为4.23%~8.26%，K2O>Na2O。该类岩石的SiO2和CaO含量相对于黑云片岩和角闪黑云片岩总体较高，其它特征与黑云片岩相类似。

长英质糜棱岩类的SiO2介于70.96%~74.64%，Al2O3为14.98%~17.07%，TFe2O3为1.0%~1.5%；CaO为0.12%~0.88%；K2O+Na2O为5.55%~8.47%，K2O>Na2O。该类岩石的SiO2含量与石英片岩相近，但相对贫铁和富钾、钠，但钙的含量低，因而，岩石中的长石可能更多的是钠长石或钾长石类。

糜棱岩化花岗岩类岩石的SiO2介于65.24%~74.28%，Al2O3为14.56%~16.54%，TFe2O3为0.9%~3.7%；CaO为0.30%~0.6%；K2O+Na2O为5.67%~8.50%，K2O

3.2 稀土元素特征

稀土元素比常量元素具有更大的稳定性，一般不易受变质作用和交代作用等的影响，因而，现今变质岩的稀土元素地球化学特征基本可以代表原岩的稀土元素地球化学特征。表2所列稀土元素分析结果结合岩石类型表明，不同的岩石类型对应的稀土元素标准化后走势曲线不尽相同，据此，将29件样品按岩石类型进行分类讨论：

黑云片岩和石英片岩的形式几乎相同，表现为轻稀土比重稀土更加富集，轻稀土向右倾斜，重稀土向右倾斜（图2a）。其∑REE介于167~287ppm，平均254ppm，轻重稀土比平均9.45；δEu介于0.49~0.85，平均0.56；（La/Yb）N介于7.6~21.4之间，平均12.0；黑云母片岩中2、3、5、6号样品具正Ce异常。

角闪黑云片岩（27、28）的稀土元素配分曲线与上述片岩不同（图2a），它们的∑REE介于348~549ppm，平均449ppm，轻重稀土比平均14.5；δEu介于0.83~0.9，平均0.86，Eu异常不明显；（La/Yb）N介于17.1~32.7之间，平均24.9，轻重稀土分馏明显。

片麻岩类中除18号样品外的8件片麻岩样品的∑REE介于106~410ppm，平均191ppm，轻重稀土比平均12.2；δEu介于0.34~0.86，平均0.86；（La/Yb）N介于7.7~184.8之间，平均43.5。其中19、21、24、25号4件样品的配分曲线与云母片岩和石英片岩一致，暗示这4件样品的成分可能与它们相同或相近（图2b）。18号样品与其它所有样品均不同，表现为明显的正Eu异常（δEu=1.55），其球粒陨石标准化后的曲线走向与其它曲线明显不一致，具有重稀土比轻稀土富集，中稀土亏损的特点，呈“V”字型，其∑REE为103.3ppm，（La/Yb）N值为0.5。

长英质糜棱岩类的∑REE介于36~131ppm，平均68ppm，轻重稀土比平均7.37，它们稀土总量比片岩和片麻岩的稀土总量明显偏低；δEu介于0.13~0.74，平均0.43；（La/Yb）N介于1.7~32.3之间，平均11.4（图2c）。

糜棱岩化花岗岩类的∑REE介于52~215ppm，平均134ppm，轻重稀土比平均13.6；8号样品的δEu值为0.51，具负Eu异常，而9号样品的δEu值为1.13，具弱正Eu异常；（La/Yb）N介于20.7~27.2之间，平均23.9。它们的稀土配分模式与典型的花岗岩的配分模式相似，与北美页岩相比，轻重稀土分馏更为明显（图2d）。

总体上，除样品编号1、4、7、8、9、10、14、18、23、26、27、28、29这13个数据外的16个数据的REE形式几乎相同，均表现为轻稀土比重稀土更加富集，稀土配分曲线向右倾斜，轻重稀土分馏明显，其∑REE介于166~410ppm，平均254；Eu中度亏损（平均0.58），（La/Yb）N介于7.6~21.4之间，平均12.0（图3，表2）。它们与北美页岩球粒陨石化后的曲线走势几乎一致，暗示西盟岩群的副变质岩的原岩与北美页岩相似。而剩余13件样品的REE配分模式整体具有火山岩的特征，表明它们的原岩可能为中基性—中酸性火山岩。

4 原岩恢复

变质岩的原岩性质，对重建变质地区的地壳发展历史具有重要意义。通常对变质岩原岩恢复可以从地质产状、矿物共生组合、岩石地球化学特征和副矿物等4个方面进行综合研究[6-9]。研究区变质岩的地质产状结合岩石薄片镜下鉴定所确定的矿物共生组合已基本确定西盟岩群变质岩原岩既包括了中酸性的岩浆岩，也有碎屑岩，再结合地球化学方法对该区变质岩原岩进行验证。

在区分正副变质岩的SiO2-TiO2图解中，研究区编号1，4，8，10，14，18，23，26，29这9件样品有落在火山岩区，剩余20件样品落在沉积岩区，落于沉积岩区的主要为片岩类和部分片麻岩类（图3）。

图3 TiO2-SiO2图解（据J. Tarney 1976，转引自文献[9]）

图中的数字代表样品编号，同表4-1，下同

根据D.M.肖（1972）提出的DF函数判别式：

DF=10.44-0.21SiO2-0.32Fe2O3-0.98MgO+0.55CaO+1.46Na2O+0.54K2O，计算结果若DF＞0为火山岩，DF＜0则为沉积岩（陈光远等，1987）。本区西盟岩群样品的DF值见表4-1最后一列，其中编号4，8，9，10，14，23，26，27，28，29这10个样品的DF＞0，表明它们的原岩可能为火山岩，剩下的样品原岩可能为沉积岩。

A. Simonen（1953）提出的 （al+fm）-（c+alk）—Si 原岩恢复图解适用范围比较广，图解中al、fm、c、alk和Si均为尼格里值（西盟岩群主要里格尼值见表1）。西盟岩群变质岩24个样品落在沉积岩区，5个落在火山岩区（图4）。

表2 西盟岩群稀土元素分析结果（×10-6）

注：分析测试在四川省冶金地质勘查研究院完成

西盟岩群在（al-alk）—c图解中显示，主要的变质岩原岩落在Ⅲ-粘土岩区和Ⅱ-白云质泥灰岩区，少数落在Ⅳ-中酸性凝灰岩区和Ⅶ-二长安山质凝灰岩区（图5）。

图4 （al+fm）-（c+alk）—Si图解（据A. Simonen，1953[9]）

图5 （al-alk）—c图解（据J. K. Wilson[10]）

图6 c—n—f三角图解（据邓明恺，1979[11]）

图7 La/Yb—∑REE图（据巴拉绍夫等，1972，转引自王仁民等，1987）

将研究区29个样品在c—n—f 图解中，共有8个样品投在火成岩区，19个点投在沉积岩区（图6）。

La/Yb—∑REE原岩判别图利用了化学稳定性较大的稀土元素，因此不易受各种交代作用的影响。该图解不仅能区分不同类型的变质沉积岩，也能区分不同类型的斜长角闪岩[12]。西盟岩群中绝大多数样品在La/Yb—∑REE原岩判别图中位于页岩和粘土岩区（图7）。

从前面的种图解判别结果来看，根据不同的图解和判别式获得的变质岩原岩有着不同的差异，不同岩类在不同图解上的判定结果如表3所示。

所分析的样品中，8号和9号样是具有变余花岗结构的样品，它们在有些图解中判别的结果却显示为副变质结果，因而，在采信原岩恢复结果时，将不考虑c—n—f和La/Yb—∑REE图解的判别结果。对余下的图解所恢复出的原岩，重点依托TiO2-SiO2图解结果，结合其它图解的判定结果，同时考虑这些岩石的稀土元素特征和配分模式，进行综合判定。根据这一基本原刚，恢复出的原岩如下：

黑云片岩类和石英片岩类的原岩总体应为副变质岩，它们可能是由粉砂质粘土岩或泥岩变质而成；角闪黑云片岩的原岩可能为正变质岩，它们可能是由中基性火山岩变质而成。

表3 西盟岩群变质岩原岩判别结果

注：﹢代表原岩为火山岩，﹣代表原岩为沉积岩

片麻岩类中的7、10、18、23、29号为正变质岩，它们可能是由中酸性岩浆岩变质而成；其余片麻岩属于副变质岩，其原岩可能为长石砂岩。

长英质糜棱岩类其原岩为正变质岩，它们的原岩可能为中酸性的岩浆岩变质后再经韧性剪切变形改造而成。这也与野外观察到的长英质糜棱岩岩性单调，缺少变质岩夹层的野外地质产状特征相一致。

5 结论

西盟岩群由绿片岩相—角闪岩相的各类片岩、片麻岩、大理岩、变粒岩、长英质糜棱岩等组成。

正变质岩的REE形式变化较大，而副变质岩的REE表现为相同的轻稀土比重稀土更加富集，稀土配分曲线向右倾斜，轻重稀土分馏明显，其∑REE介于166~410ppm，平均254；Eu中度亏损（平均0.58），（La/Yb）N介于7.6~21.4之间，平均12.0。它们与北美页岩球粒陨石化后的曲线走势几乎一致，暗示西盟岩群的副变质岩的原岩与北美页岩相似。

黑云片岩类和石英片岩类的原岩可能是由粉砂质粘土岩或泥岩变质；角闪黑云片岩的原岩可能为中基性火山岩；部分片麻岩类的可能是中酸性岩浆岩，其余片麻岩的原岩可能为长石砂岩；长英质糜棱岩类的原岩为中酸性岩浆岩。

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Geochemical Characteristics and Protolith of the Ximeng Group in the Changning Area, West Yunnan

WANG Cheng1, WANG Guo-zhi2,GAO Rui2, WANG Dao-yong2

（1-Hunan Toener Investment Group Co., Ltd, Chengdu 610042; 2-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059;）

The Ximeng Group may be divided into a, b and c Members which are composed of schist, gneiss, granofels, felsic mylonite, marble and granitoid. Major element and REE analyses for 29 samples show that protolith of biotite schist and quartz schist as parametamorphic rock should be silty calyrock or mudrock, protolith of amphibole-biotite schist should be intermediate-basic volcanic rock, protolith of gneiss—arkose and a small amount of intermediate-acid magmatic rock and protolith of felsic mylonite--intermediate-acid magmatic rock and shear-deformed.

protolith; geochemistry; Ximeng Group; West Yunnan

P632

A

1006-0995（2016）03-0483-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.031

2015-10-14

中国地质调查局项目“云南省鸡街等四幅区域地质矿产调查”（编号：1212011220389）资助

王诚（1989-），男，四川遂宁人，硕士，主要从事矿物学、岩石学、矿床学方面工作