滇西耿马三叠纪花岗岩的地球化学特征及其成因

赵世启

摘要： 耿马地区三叠纪花岗岩主要为花岗闪长岩-二长花岗岩石组合。岩石的SiO2含量为65.54%～70.04%，贫钙CaO=0.86%～3.57%，富钾K2O/Na2O=1.26～3.58，过铝Al2O3=13.71%～15.84%，A/CNK为0.95～1.70，平均1.173>1.1，且A-B图解中过铝度随花岗岩分异程度的增加而下降，ACF图解显示为S型，表明为高钾钙碱性过铝质-强过铝质花岗岩。岩石中富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，轻稀土富集明显；δEu=0.50～0.68，中等程度负铕异常。综合认为耿马地区三叠纪花岗岩为壳幔混合型花岗质岩浆，形成于弧-陆碰撞过程中深部地幔物质上涌导致古老地壳物质的部分熔融。

Abstract： The Triassic granites in Gengma area are mainly granite diorite-two-long granite assemblages. The content of SiO2 is 65.54% ～ 70.04%， the calcium deficient CaO is 0.86% ～ 3.57%， the potassium K2O/Na2O is 1.26 ～ 3.58， the peraluminous Al2O3 is 13.71% ～ 15.84%， the A/CNK is 0.95 ～ 1.70， averaging 1.173> 1.1， and the peraluminous degree in A-B plot decreases with the increase of granite differentiation， and the ACF diagram shows that it is S-type， which indicates that it is High-K and Ca alkaline peraluminous-strongly peraluminous granite. The rock is rich of large ion lithophile elements and lack of high field strength elements， and light rare earth enrichment is significant； δEu = 0.50 ～ 0.68， moderate negative europium anomalies. It is concluded that the Triassic granites in the Gemma area are crust-mantle mixed granitic magmas， and the deep mantle material uplift during the arc-land collision causes partial melting of the ancient crustal material.

關键词： 地球化学；岩石成因；三叠纪；耿马地区

Key words： geochemistry；rock genesis；Triassic；Gengma area

中图分类号：P59 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）14-0155-05

0 引言

滇西地处欧亚板块和印度板块的结合部位，地质构造背景复杂，岩浆活动频繁，是全球特提斯造山带发育最好、保存最完整的地区，也是研究古特提斯洋演化的重要窗口[1-2]。本文以耿马地区三叠纪花岗岩为研究对象，通过野外地质调查，从岩石地层、大地构造特征以及地球化学数据来解析耿马地区三叠纪花岗岩的物质来源和岩石成因。

1 区域地质背景和岩石学特征

根据滇西地区岩浆活动与大地构造演化及各大地构造单元之间的关系，将整个滇西地区划分为3个构造岩浆岩省14个构造岩浆岩带，以及一些亚带及若干岩石构造组合。耿马地区位于保山地块之耿马被动边缘上，以沧源断裂带、昌宁断裂带为东界，柯街-孟定断裂带为西界构成了一个狭长的区域，整个地区岩浆岩出露面积达280km2，主要构成大型的岩基、岩株，也有小型的岩株、岩盖、岩墙等形式出露（图1），岩株和岩基的形成为岩浆同一期次的产物。耿马地区三叠纪花岗岩的岩石类型主要为二长花岗岩-花岗闪长岩组合：

二长花岗岩类：以中粒-中细粒花岗结构及半自形粒状结构为主，部分具似斑状、斑状结构，局部有粗文象结构。矿物组合为：斜长石（30-35%）+钾长石（20-45%）+石英（30-35%）+黑云母（6-10%）+金属矿物（<1%）；副矿物为锆石、磷灰石。黑云母呈自形片状集合体，多为0.1-2.6mm，有的成堆分布，有的成略定向的条纹分布，少量为板状、不规则状，部分围绕长英颗粒呈圈分布或呈胶结物状填隙分布。

花岗闪长岩类：灰白色，细粒-中细粒花岗结构，块状构造。矿物组合为：斜长石（40-50%）+钾长石（10-20%）+石英（20-35%）+黑云母（2-15%）；副矿物为磷灰石、锆石、褐帘石（1-3%）等。岩石中可见少量斜长石绢云母化，钾长石绢云母化，黑云母绿泥石化。

2 地球化学特征分析

耿马地区花岗岩的主量、微量和稀土元素的测定结果见表1。耿马地区花岗岩具高硅SiO2为65.54%～70.04%；富钾K2O/Na2O=1.26～3.58，平均为1.94；K2O+Na2O=4.04%～7.69%，平均为6.61%；贫钙CaO=0.86%～3.57%；alk=4.04%～7.69%，显示为高钾钙碱性花岗岩。岩石的DI=65.74～77.04，岩石的分异程度相对较小，表明未曾经历过强烈的结晶分异作用。

在花岗岩的SiO2-Na2O+K2O图解（图2）中，投影点全部落入了花岗岩（二长花岗岩）和花岗闪长岩区，与实验室岩矿鉴定结果基本一致。岩石具过铝Al2O3=13.71%～15.84%（σ<3.3），A/CNK为0.95～1.70，平均1.173>1.1，且在A/CNK-A/NK图解中（图3），样品投影点基本全部落入过铝质花岗岩区，大多数达到强过铝质的性质。在A-B图解（图4）中过铝度随花岗岩分异程度的增加明显的下降，具有富堇青石过铝质花岗岩的特征。综合以上地球化学特征表明耿马地区三叠纪花岗岩具有高钾钙碱性过铝质-强过铝质花岗岩的特点。

耿马地区花岗岩的稀土总量为202.93×10-6～245.04×10-6，平均为241.81×10-6，稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图（图5）中显示为明显的右倾型[3]，轻稀土明显富集，重稀土较为平坦的特征，LREE/HREE比值介于7.39～10.27，平均为8.93；具有中等程度的负铕异常（δEu为0.50～0.68，平均为0.58），表明岩浆的结晶分异作用并不强烈，且部分熔融的残留组分中也无大量的斜长石，暗示了其源区可能以中、下地壳为主。

在原始地幔标准化蛛网图（图6）中，岩石总体上富集K、Rb、Sr、Th等大离子亲石元素，微弱的负Ba异常，相对亏损Ti、Nb、Ta、Zr及Hf等高场强元素，Rb-Th、Ce、Sm呈现出明显的选择性富集，K/Rb的高比值（170-243，平均210）以及Sr含量（平均223ppm，多为190-398ppm）同样表明了岩浆未曾经历强烈的结晶分异作用。

3 成因源区分析

在ACF判别图（图7）中，投影点全部落入了S型花岗岩区，且在C.I.P.W.标准矿物中普遍出现数量不等的刚玉分子，而未出现透辉石分子，显示了一般的过铝质S型花岗岩的特点[4]，表明耿马地区花岗岩具有高钾钙碱性过铝质-强过铝质S型花岗岩的特点。

岩石富集大离子亲石元素，亏损高场强元素；Nb/La比值较低（0.18～0.63）；Zr/Hf的范围为25.5～42.1，平均33.1，接近壳源岩石。岩石组分中具有大量富铁黑云母（MF=0.5～1.0），中等程度的负铕异常（δEu=0.5～0.68，平均0.58）和较高的钾钠比值（K2O/Na2O=1.26～3.58），表明岩体源区有陆源物质的参与。

研究表明，过铝质花岗岩的CaO/Na2O比值>0.3时，其物源富含大量的长石和粘土碎屑岩，而耿马地区花岗岩的CaO/Na2O=0.5～1.5，远大于0.3，表明物源主要为富长石的碎屑岩。花岗质岩浆在形成时的温度可以通过Al2O3/TiO2的比值来判断，据有关资料可知，Al2O3/TiO2的比值<100时（耿马地区花岗岩的Al2O3/TiO2的比值为19.8～36.1），源区温度较高（>875°C），说明花岗质岩浆在形成时可能伴随着地幔玄武岩浆的底侵作用，使得中、下地壳发生部分熔融，与地幔岩浆混合，形成的花岗质岩浆具有壳幔混合型的特性，且以地壳组分为主，少量地幔物质的参与。

4 构造环境判别

在Rb-Y+Nd 判别图解[5]（图8）中，样品投影点全部投在了三联点上及附近，并且全部落入了Pearce（1994）重新定义的后碰撞花岗岩区（post-COLG），表明该地区三叠纪花岗岩为后碰撞期形成的花岗岩。从Sr-Yb判别图解（图9）中样品的落点区域可以看出，为典型的低Sr高Yb型花岗岩类。以上表明耿马地区花岗岩形成于碰撞挤压状态向伸展状态转变过程，具有碰撞晚期-后碰撞阶段花岗岩的特点。

5 构造意义

昌宁-孟连缝合带为滇西古特提斯主洋盆的残迹，近年来诸多专家学者对该地区的研究陆续发现了高压蓝闪石片岩、蛇绿混杂岩带、高压-超高压退变质榴辉岩等，证实了晚古生代（早二叠世开始）存在特提斯洋从形成、俯冲消减、弧（陆）-陆碰撞到最终闭合的过程。早二叠世-晚三叠世时期，怒江-昌宁-孟连洋盆经历了向东部的扬子陆块俯冲、消减、弧-陆碰撞，幔源玄武岩浆熔融下地壳，产生的花岗质岩浆与地幔岩浆混合，在东西侧分别产生规模宏大的碧落雪山-临沧花岗岩带和漕涧-耿马-西盟构造岩浆岩亚带。

在早-中二叠世，随着缅泰马陆块向东侧的思茅地块发生碰撞，古特提斯洋壳向东俯冲消减，洋壳大部分俯冲到软流圈以下，俯沖带上厚层的泥质沉积物被携带入地幔中，少部分的洋壳物质被揉碎破坏，少量沿缝合线仰冲，成为被挤出的蛇绿岩套及地表混杂岩堆积。洋板块俯冲的拖拽作用导致了处于后缘的耿马、镇康一带的岩石圈引张，在地表形成了断陷盆地，地壳的拉张伴随深部地幔软流圈物质的上涌和幔源岩浆的底侵，从而使地壳进一步加热发生部分熔融，少量幔源组分的加入提供使过铝岩浆流动的热量，并使它们侵入到地壳的较浅部位形成岩浆成因的花岗质岩浆。

6 结论

①耿马地区花岗岩在中-晚三叠世发生了大规模的酸性岩浆作用，具有过高钾钙碱性铝质-强过铝质S型花岗岩的特性，其物源主要来自中、下地壳的部分熔融，以及少部分幔源组分的参与。②耿马地区花岗岩形成于古特提斯洋壳在向扬子陆块俯冲消减、弧-陆碰撞的过程，构造环境由碰撞挤压状态向伸展状态转变，具有后碰撞花岗岩的特点。

参考文献：

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