云南建水腊里河超基性岩地质特征及其构造意义

刘 娇，周 洋，郭宏杰，熊 昕，李德威，4

(1.武汉科技大学城市学院，湖北 武汉 430083； 2.中国地质大学(武汉)地球科学学院，湖北 武汉 430074；3.武汉地质资源环境工业技术研究院，湖北 武汉 430074；4.中国地质大学(武汉)青藏高原研究中心，湖北 武汉 430074)



云南建水腊里河超基性岩地质特征及其构造意义

刘 娇1，2，周 洋3，郭宏杰2，熊 昕2，李德威2，4

(1.武汉科技大学城市学院，湖北 武汉 430083； 2.中国地质大学(武汉)地球科学学院，湖北 武汉 430074；3.武汉地质资源环境工业技术研究院，湖北 武汉 430074；4.中国地质大学(武汉)青藏高原研究中心，湖北 武汉 430074)

川滇黔等地在二叠世晚期发生峨眉山玄武岩短期内大规模溢流喷发。滇西地区发育的镁铁—超镁铁质岩均被认为是峨眉山大火成岩省的产物，但在滇东地区却一直缺少该类岩石组合的报道。本文在滇东建水地区首次发现了腊里河超基性岩体，通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析表明该超基性岩先期形成年龄为(246±5.2)Ma，为晚二叠-早三叠世的产物，后期中侏罗世晚期(169.6±2.0)Ma(MSWD=3.5)发生岩浆活化。该超基性岩Mg#值平均为78.73，稀土元素表现出略微右倾的平坦型特征，Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素相对富集，高场强元素Zr、Hf相对亏损，Ta异常富集。其地化特征表现出富集型地幔源区特征，与峨眉山玄武岩成因关系密切。晚二叠世建水地区由于地幔柱活动形成地表溢流玄武岩，在深部岩浆房由玄武质岩浆结晶分异作用形成超基性侵入岩，到中侏罗世晚期，伴随着华南地区发生多期次构造运动，先前存在于岩浆房中的超镁铁质岩经过后期热液改造活化，沿着断层裂隙侵入地表。

超镁铁岩；锆石U-Pb测年；大火成岩省；热液改造；云南建水

1 引言

滇东地区大地构造位置处于兰坪—思茅地块与华夏地块和扬子地块的交界处，区域地质构造较为复杂。该区从晚古生代至中生代，先后经历：一、晚二叠世末期峨眉山玄武岩短期内大规模喷发溢流；二、晚三叠世古特提斯洋分支闭合[1-4]；三、晚中生代大规模陆内伸展构造及其成岩成矿事件[5-8]。在滇西地区，据报道，存在较多的镁铁—超镁铁质侵入岩，根据前人研究，均被认为其形成与峨眉山大火成岩省的溢流玄武岩关系密切[9-10]。而在滇东地区却鲜有该类岩石组合的报道。本文作者在滇东建水地区新发现了腊里河超基性二辉橄榄岩，总结前人研究，现今地表出露的橄榄岩存在以下三种成因[11]：①构造侵位，如蛇绿岩、阿尔卑斯型超镁铁岩；②岩浆捕获，一般以捕掳体或包体产出于其它岩体之中；③岩浆侵位结晶分异成因。由此可见，橄榄岩出露于地表可以是洋壳闭合，构造侵位的结果，也可以是岩浆侵位分异的产物，或者是被其它经过壳幔相互作用的岩浆捕获，带出地表所形成。因此，橄榄岩对研究区域深部地质过程尤其是壳幔相互作用过程具有非常重要的意义[12-14]。本文通过详细的野外地质调查，对超基性岩进行采样分析，从年代学、地球化学等方面对新发现的腊里河超基性岩进行详细的研究，结合区域地质背景以及前人在研究区附近发现的超基性—基性岩石组合，探讨腊里河超基性岩的成因及其地质意义，为滇东地区构造演化提供一定依据。

2 地质背景

研究区位于扬子板块西南缘，西临红河断裂，靠近哀牢山造山带，东南为加里东褶皱带(图1)。区内断层按走向、活动性等特征可分为三种类型：一、NW向断层，代表性断层有曲江断裂、建水—石屏断裂；二、NEE向断层，以师宗—弥勒断裂及其次级断裂为代表，是继承基底间歇性活动的同沉积断层；三、S-N向断层，以小江断裂及其次级断裂为主，是一条重要活动断层带。研究区背景区域上发育的基性喷出岩主要为二叠纪峨眉山组(P3β)火山岩。这套基性喷出岩以玄武岩为主，局部夹有少量橄榄玄武岩，安山质玄武岩，凝灰质玄武岩，火山角砾岩等。区域内侵入岩较为少见，主要以本文新发现的腊里河二辉橄榄岩及其北西约30 km的元江青龙厂附近超镁铁质—镁铁质岩石组合为主。

图1 建水地区构造背景及地质简图

Fig.1 Geologic sketch and structural background of Jianshui Fig

1—研究区；2—盆地；3—构造带；4—元古界；5—南华系-震旦系；6—泥盆-石炭-二叠系；7—三叠-侏罗系；8—古近系-新近系-第四系；9—二叠玄武岩；10—超基性岩；11—采样位置

3 年代学特征

本文在野外地质调查中，对超基性岩采样进行锆石U-Pb定年，采样位置为102°34′52″，23°32′31″。锆石单矿物分离由河北省区域地质调查研究所承担。锆石制靶和阴极发光等图像采集在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。选择环带清晰、晶形较好的锆石，圈定了36个无包体、无裂缝的点位做微区原位分析。锆石La-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年在中国冶金地质总局山东局分析测试中心完成，激光剥蚀系统为GeoLas Compex 102F，ICP-MS为X SeriousⅡ。对离线数据的处理使用软件ICPMSDataCal[15-16]完成。所有的测点均采用206Pb /238U年龄值，置信度大于90%。

图2 二辉橄榄岩部分锆石阴极发光图

表1 建水地区二辉橄榄岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析结果表

图3 二辉橄榄岩锆石U-Pb年龄谐和图

4 岩石地球化学特征

样品全岩的主、微量及稀土元素分析是在地质矿产部武汉综合岩矿测试中心完成。主量元素的测试采用X-射线荧光熔片法(XRF)，用国家标样监控测定过程，分析误差小于2%。微量及稀土元素均使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析，微量元素中除Zr、Nb、Hf、Ta使用过氧化钠溶样外，其余元素均使用HF、HNO3、HCl、HClO4溶样，之后用10% HCl提取，稀土元素使用KNO3、H2SO4、HClO4、HF溶样，王水提取。分析精度小于5%。

表2 建水二辉橄榄岩主量元素(%)、微量(×10-6)元素测试结果

续表2

编号HC-01HC-02HC-03HC-04HC-05HC-06HC-07HC-08HC-09HC-10HC-11HC-12HC-13Nb397441490366534539448278469609598460665Hf13131212121111121112131212Ta051052120038140135090046100185180105187Pb060085064080102100103019115046047065109Th045049043054056045055030088061073041062U020020016017019017018013017017022016017Ba5660664568535982750370536811674074715581500172819060Cr1114122515741166144814451351133314931360146712661320Ni6979701378167956788978787652860478447528711879408136Sr1379143812761337126312761296154312871445142113161342V2157231721652128217921752180229021742200223121192125La463422456389383413408405404449391342440Ce928902885827805860843839832890845713796Pr143137142124120131131125127145127104137Nd694665657615586639626616627708641529661Sm185182185161174171178178174187177149178Eu067067067061064067067065065071063052066Gd211224210205197212217206207219210181215Tb042040038037036036037036038040037033039Dy253254248230233247246236247258232193250Ho054056052049050049052052053056053044054Er151155153136138144149139150152149118146Tm023024022021021022023020023023022018023Yb147142141139137133141138144146138116152Lu022022020021019020021020021022021019022Y1293133312951197119912701260123912331327126610991313REE3383329332793016296531453138307531143365310726103179(La/Yb)N212201218189189210196199189208192200196δCe103101104103106107104103104107099096103δEu084088081088088086085087086081089088076

图4 球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)

5 讨论

5.1 年代学讨论

锆石一直被认为是具有高稳定性的矿物，矿物中普通铅含量低，U、Th等放射性元素含量高，具有较高的封闭温度，被作为U-Pb定年法最理想的矿物[21-22]。但是随着研究的深入，地质学家们发现锆石在热液作用下极易发生蚀变和改造[23-24]。众所周知，橄榄岩类属于Zr和SiO2不饱和的岩石类型，在橄榄岩中很难形成原生锆石[25-30]。因此，超美铁质岩石在运用锆石U-Pb定年，尤其是对其年龄的解释时需要非常谨慎。

图5 建水地区二辉橄榄岩年龄较小锆石(Sm / La)N-La与(Sm / La)N-δCe图解(底图据文献[31])

Fig.5 The(Sm/La)N-La and(Sm/La)N-δCe diagram of younger zircon age of lherzolite in Jianshui area

5.2 岩石形成环境

图6 建水地区二辉橄榄岩年龄较大锆石(Sm / La)N-La与(Sm / La)N-δCe图解(底图据文献[31])

Fig.6 The(Sm/La)N-La and(Sm/La)N-δCe diagram of elder zircon age of lherzolite in Jianshui area

图7 Th / Hf-Ta / Hf 图解[34]

Ⅰ—板块发散边缘N-MORB区；Ⅱ—板块汇聚边缘；Ⅱ1—大洋岛弧玄武岩区；Ⅱ2—陆缘岛弧及陆缘火山弧；Ⅲ—大洋板内洋岛】海山玄武岩区及T-MORB、E-MORB区；Ⅳ—大陆板内；Ⅳ1—陆内裂谷及陆缘裂谷拉玉环玄武岩区；Ⅳ2—陆内裂谷碱性玄武岩区；Ⅳ3—大陆拉张带或初始裂谷；Ⅴ—地幔热柱玄武岩区

图8 Nb / Yb-Th / Yb图解(峨眉山玄武岩数据[42])

可见，晚二叠世建水地区由于地幔柱活动形成地表溢流玄武岩，在深部岩浆房中由于玄武质岩浆的结晶分异作用形成超镁铁岩，该部分岩浆在岩浆房中并未喷出或侵入浅层地表。到中侏罗世晚期，华南地区发生多期次较为强烈的构造运动，并伴随着一系列的成岩成矿事件，先前存在于岩浆房中的超镁铁质岩浆经过后期热液改造活化，沿着断层裂隙侵入地表。

6 结论

(1)建水地区新发现的超基性岩为二辉橄榄岩，LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明，其形成时代为(246±5.2)Ma，为晚二叠—早三叠世的产物，并在中侏罗世早期(169.6±2.0)Ma(MSWD=3.5)发生一定程度的热液蚀变。

(2)二辉橄榄岩Mg#值平均为78.73，MgO含量与SiO2、Al2O3、TiO、CaO含量呈负相关性，具有略微右倾的平坦型稀土元素特征，Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素相对富集，高场强元素Zr、Hf相对亏损，Ta异常富集。与富集型地幔源区特征相同，为峨眉山大火成岩省的产物。

致谢：本稿在成文过程中，中国地质大学(武汉)廖群安老师、吴元保老师给予了指导性的建议，在此表示衷心的感谢，感谢参与审稿本稿的专家。

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Geological Characteristics and the Tectonic Significance of Ultrabasic Rock of Nali River in Jianshui，Yunnan Province

LIU Jiao1，2，ZHOU Yang3，GUO Hong-jie2，XIONG Xin2，LI De-wei(2，4)

(1.WuhanUniversityOfScienceAndTechnologyCityCollege，Wuhan，430083，Hubei，China；2.FacultyofEarthSciences，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan，430074，Hubei，China；3.WuhanIndustrialTechnologyResearchInstituteofGeoresourcesandEnvironmentCO，LTD，Wuhan，430074，Hubei，China；4.ResearchCenteroftheTibetPlateau，ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)，Wuhan，430074，Hubei，China)

Emeishan basalts happened mass effusive eruption in the short term late Permian，in Sichuan，Yunnan，Guizhou et al.Ultrabasic rock was considered to be the production of Emeishan large igneous province，Yunnan west.However，there has been lack of report about ultrabasic rock Yunnan east.In this paper，the ultrabasic rock has been discovered for the first time in Jianshui，Yunnan east，Through the analysis of zircon U-Pb age，the ultrabasic rock formed early in(246±5.2)Ma，then it has happened magmatic activation in the late of middle Jurassic (169.6±2.0)Ma(MSWD=3.5).Mg# average value is 78.73，REE shows flat type characteristics with slightly to the right，LILE(Rb，Sr，Ba，Pb)shows relative enrichment，HFSE(Zr，Hf)shows relative depletion，Ta showes abnormal enrichment.Geochemical features show that the lherzolite has originated from enrichment type mantle source region，closely related with formation of Emeishan basalt.Late Permian the mantle plume activity make the formation of surface overflow basalt，in the deep magma chamber，basaltic magma crystallization differentiation form ultrabasic rock.By the late of middle Jurassic，along with multiphase tectonic activity south China，the early ultramafic rock in the magma chamber go through lately hydrothermal activation，invade into surface along the fault crevice.

Ultrabasic rock；Zircon U-Pb age；Large igneous province；Hydrothermal modification；Jian Shui

2016-07-08

中国地质调查局：云南1∶5万龙朋等六幅区域地质调查(项目编号：1212011220400)。

刘娇(1990—)，女，硕士，构造地质学专业。

李德威(1962—)，男，教授，博士生导师，构造地质专业。

P588.12+5

A

1000-5943(2016)03-0178-09