云南云县漫湾蛇绿混杂岩岩石特征及地质意义

董朝芳，杨 政，胡 微，李瑞卿

(云南省地质矿产勘查院玉溪地质矿产所，云南 玉溪 653100)

三江特提斯构造带作为全球特提斯构造在中国大陆最典型的发育地区，经历了复杂而完整的演化历史。从晚元古代-早古生代泛大陆解体与原特提斯洋形成，经古特提斯多岛弧盆系发育与古生代-中生代增生造山/盆山转换，到新生代印度-欧亚陆陆碰撞动力学过程，可谓是中国大陆构造演化的典型缩影，在全球构造演化中的地位举足轻重。原特提斯旋回(Proto-Tethyan)晚元古代-早古生代(加里东期)，三江构造域由一个原特提斯洋和散布于其中的泛华夏陆块群组成，主体存在着四个分支，即解离自欧亚大陆的古亚洲洋，以及解离自冈瓦纳大陆的秦岭-祁连-昆仑洋、古金沙江洋和古澜沧江洋(潘桂棠和王培生，1997；李兴振等，1999)，澜沧江洋系昌宁-孟连洋东向俯冲形成的弧后小洋盆(钟大赉，1998)。

对于澜沧江洋的存在，一直存在很多的争论。通过1∶5万漫湾镇幅区域地质调查，从前人划分的上二叠统邦沙组(P3b)分布中分解出来的一套中深变质岩系，新建了岩石-构造单位漫湾蛇绿混杂岩(Pz2Moφm)。依据岩石组合的差异可划分了2个构造岩片(Pz2Moφma、Pz2Moφmb)。通过系统的剖面测制、填图追索及岩石学、岩石地球化学特征的研究，认为在云县漫湾地区晚古生代时期发育的洋壳(澜沧江洋壳)残片，其主要物质组成为一套洋底玄武岩(高镁安山岩夹泥质岩)与洋内弧(泥岩-中碎屑岩-灰岩夹高镁安山岩)沉积组合。证实了澜沧江洋确实存在。

1 漫湾蛇绿混杂岩地质背景

漫湾蛇绿混杂岩主要分布于调查区东部之云县漫湾镇黄草坝-旧村一带，另有少量零星分布在云县戛旧水文站、景东下温慎，位于澜沧江断裂的东侧，主体呈条带状近南北向展布(图1)；与下古生界团梁子岩组、上二叠统邦沙组、下-中三叠统忙怀组等均呈断层接触，少量零星的呈捕掳体形式产于二叠纪弱片麻状花岗岩中；主要出露长度13.5km，宽度0.3km～1.5km，总面积约13.05km2。

图1 漫湾地区地质简图Fig 1.Geological Sketch Map of Manwan Area1-中侏罗统花开左组；2-下侏罗统芒汇河组；3-上三叠统小定西组；4-中三叠统忙坏组；5-上古生界邦伟岩组；6-上古生界大新山岩组；7-下古生界团梁子岩组；8-上古生界漫湾蛇绿混杂岩a岩片；9-漫湾蛇绿混杂岩b岩片；10-白垩纪花岗岩；11-晚三叠世花岗岩；12-二叠纪花岗岩；13-侵入界线；14-平行不整合界线；15-断层界线；16-调查区范围

漫湾蛇绿混杂岩a岩片(Pz2Moφma)岩石组合为浅灰、深灰、灰色斜长角闪岩、斜长角闪片岩、(含石榴含矽线)黑云斜长变粒岩，视厚大于328.3m。原岩恢复为一套高镁质玄武岩、安山岩夹泥质岩沉积组合。

漫湾蛇绿混杂岩b岩片(Pz2Moφmb)岩石组合为灰黑、浅灰、灰绿、灰色绿帘黑云二长变粒岩、(矽线)黑云斜长变粒岩、(角闪)斜长变粒岩、二云斜长石英片岩、白云斜长石英片岩、斜长二云矽线片岩夹斜长角闪岩、少量大理岩，视厚大于688.5m。原岩恢复为一套泥质岩、长石石英砂岩、石英砂岩夹高镁安山岩沉积组合。

漫湾蛇绿混杂岩a岩片向北在云县瓦窑一带黑云斜长变粒岩增多，b岩片向北在云县黄草坝一带石英片岩增多、变粒岩减少的差异。

2 漫湾蛇绿混杂岩岩石学特征

漫湾蛇绿混杂岩经受了不同程度的变质作用，岩石类型复杂，主要由片岩类、片麻岩类、变粒岩类、斜长角闪岩类、大理岩类等组成。岩石大部分遭受局部线性动力变质作用，显示糜棱岩化、千糜岩化特征，各类岩性组合之间相互接触关系均为断层接触(图2)。

图2 云南省云县漫湾镇旧村晚古生代漫湾蛇绿混杂岩(Pz2Moφm)构造-岩石实测剖面图Fig 2.Structure-Rock Measured Section of Late Paleozoic Manwan Ophyolite Melange at Jiucun Village of Manwan in Yunxian，Yunnan1-闪长玢岩；2-杏仁状安山岩；3-斜长角闪片岩；4-变质斜长角闪岩；5-矽线黑云斜长变粒岩；6-黑云斜长变粒岩；7-斜长变粒岩；8-大理岩；9-斜长角闪质超糜棱岩；10-绢云超糜棱岩；11-角闪斜长变粒质糜棱岩；12-含石榴含矽线黑云斜长变粒质糜棱岩；13-含矽线黑云斜长变粒质糜棱岩；14-含矽线长英质糜棱岩；15-黑云二长花岗质糜棱岩；16-含锡石正长花岗质糜棱岩；17-黑云英云闪长质初糜棱岩；18-糜棱岩化；19-斜长角闪质阳起千糜岩；20-矽线黑云斜长变粒质绢云千糜岩；21-黑云斜长变粒质绢云千糜岩；22-绿帘黑云二长变粒质绢云千糜岩；23-斜长二云矽线片岩质绢云千糜岩；24-白云斜长石英片岩质绢云千糜岩；25-长英质绢云千糜岩；26-绢云千糜岩；27-二云斜长石英构造片岩；28-碎斑碎粒岩；29-脆韧性断层；30-逆断层；31-正断层；32-上二叠统邦沙组；33-晚古生代漫湾蛇绿混杂岩b岩片；34-晚古生代漫湾蛇绿混杂岩a岩片；35-闪长玢岩脉；36-晚三叠世二长花岗岩；37-中二叠世英云闪长岩；38-中二叠世正长花岗岩

2.1 片岩类岩石学特征

斜长角闪片岩：呈灰色，具粒状变晶结构，微网纹条痕片状定向构造；岩石由大量能干性强的透镜-条痕化中细晶柱状角闪石、它形粒状-浑圆状斜长石与少量能干性弱的微网纹条痕状分布的糜细钠黝帘石、绢云母构成。

斜长二云矽线片岩：呈灰色、褐灰、浅灰黄等色，具鳞片粒状变晶结构，无根褶皱微细条纹条痕千枚状定向构造；在强细粒化变质重结晶隐微晶绢云母、长英质、石英呈细条纹条痕状各自富集的基质中残留少量浑圆状细晶长石、条痕-透镜无根褶皱状中粗晶矽线石、透镜状细晶云母碎斑。矽线石碎斑裂隙中可见黑云母，白云母碎斑中可见有矽线石残留。判断岩石在浅构相强流变细粒化绿片岩相退变质结晶前，为中构相流变分异角闪岩相变质结晶的黑云矽线(构造)片岩，并经历过绿片岩相退变质结晶白云片岩化。

二云斜长石英片岩：岩石呈浅灰黄色，具鳞片粒状变晶结构，细条痕条纹片状定向构造；强流变细粒化变质重结晶细晶白云母、黑云母、长英质、石英、各自呈细微条纹条痕状各自富集的基质中含少量无透镜状石英碎变斑。岩石明显为经历了中浅构造相强流变分异变质重结晶。

2.2 片麻岩类岩石学特征

岩石呈灰色，具鳞片粒状变晶结构，微细条纹条痕千枚状定向构造；在强细粒化变质重结晶隐微晶绢云母、长英质、石英、黑云母呈细条纹条痕状各自富集、的基质中残留少量浑圆状斜长石、石英、矽线石碎斑。可见斜长石、石英、矽线石碎斑各自成带富集残留。判断岩石在浅构相强流变细粒化绿片岩相退变质结晶前，为中构相流变细粒化角闪岩相变质结晶的矽线黑云斜长(构造)片麻岩。

2.3 变粒岩类岩石学特征

岩石呈浅灰、灰、褐灰等色，具变余斑状细粒鳞片粒状变晶结构，微细条纹条痕-微网纹状定向构造；在强细粒化变质重结晶隐微晶石英、黑云母、长英质为主，有少量分异重结晶的微晶石英条痕、包含微透镜-条痕状纤柱状矽线石聚集合体的铁泥化隐微晶黑云母线纹线痕的基质中残留少量浑圆-透镜状斜长石、浑圆铁铝榴石碎斑。岩石判断为经历了中构相的流变应变分解及角闪岩相变质结晶、强浅构相流变及绿片岩相退变质(糜棱岩化)的变质英安岩。

2.4 斜长角闪岩类岩石学特征

岩石呈灰色，具粒状变晶结构，微细条纹条痕流纹千板状定向构造；在强流变细粒化变质重结晶隐微晶长英质、阳起石、黝帘石呈微流纹细条纹条痕状各自富集的基质中，残留少量浑圆-透镜状斜长石、角闪石碎斑。

2.5 大理岩类岩石学特征

岩石呈浅灰色，具变余细粒花岗变晶结构，微网纹状定向块构造；镜下见岩石中大量圆化、透镜体化趋于定向的细晶方解石，少量隐微晶方解石呈微网纹状聚集。

3 漫湾蛇绿混杂岩岩石地球化学特征

3.1 主量元素特征

漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩岩石化学成分及主要特征参数、C.I.P.W标准矿物组成及含量特征见表1、表2。

表1 漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩岩石化学成分及其主要参数特征Tab 1.Chemical Analysis and Main Parameter of Metamorphic Volcanic Rock of Manwan Ohyolite Meange

表2 漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩C.I.P.W标准矿物组成及含量特征Tab 2.C.I.P.W Norm and Cntent of Metamorphic Volcanic Rock of Manwan Ophyolite Melange

岩石SiO2为47.15%～55.16%，TiO2为0.50%～1.96%，根据二氧化硅分类定名，PM041-35-3、PM041-28-1属于玄武安山岩，PM041-23-1、PM023-5-2属于玄武岩；K2O/Na2O=0.05～0.77，钠富集；TFeO+MgO=15.28%～21.35%，显示了镁铁矿物的富集，具有一定镁铁质岩石的特征，其中玄武安山岩具有较高的镁含量(MgO=5.61%～7.26%)，属于高镁安山岩类；m/f=1.00～2.60，PM041-23-1属于富铁质镁铁岩类；Mg=58%～77%，平均值65，属于与原始地幔橄榄岩平衡的原始玄武岩岩浆，PM041-23-1的镁指数较高，可看作是母岩浆，PM041-28-1、PM023-5-2则可能在喷发前，就已经经历了一定的分离结晶作用。在硅-碱分类图(图3)上，样品投影点均位于S区，为亚碱性系列，经A-F-M图解(图4)进一步划分，投影点均很好的落入了C区，为钙碱性系列。

图3 漫湾蛇绿混杂岩硅-碱分类图解Fig 3.Alk-SiO2 Classification of ManwanOphyoliteMelangeA-碱性系列；S-亚碱性系列

图4 漫湾蛇绿混杂岩A-F-M图解Fig 4.A-F-M Diagram of ManwanOphyoliteMelangeT-拉斑玄武岩系列；C-钙碱性系列

岩石C.I.P.W标准矿物分子组成(表2)，共有两种类型标准矿物组合：①类型为ap+il+mt+q+or+ab+an+di+hy，含有q分子，具富硅铁硅酸盐特征，属于正常类型SiO2过饱和岩石，主要是安山岩类岩石；②类型为ap+il+mt+or+ab+an+di+hy+ol，均无q、c而出现ol分子，显示贫硅铝特征，属于正常类型SiO2不饱和岩石。所有样品的hy=15.36%～25.18%，均大于3%，富铁趋势明显；2件PM041-23-1、PM023-5-2含ol分子，属于橄榄拉班玄武岩；其余两件为石英拉班玄武岩。岩石分异指数DI=21.47-43.02；固结指数SI=27.20～50.45，总体较高，显示岩浆分离结晶作用不强烈，其中PM041-23-1样品远大于40可能属于母岩浆。

3.2 稀土元素及微量元素特征

漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩稀土元素含量及参数特征、微量元素含量及参数特征见表3、表4。

表3 漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩稀土元素含量及参数特征Tab 3.REE Content and Parameter of Metamorphic Volcanic of ManwanOphyoliteMelange

表4 漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩微量元素含量及参数特征Tab 4.Trace Element Content and Parameter of Metamorphic Volcanic Rock of ManwanOphyoliteMelange

岩石稀土总量ΣREE=32.61～110.90×10-6，平均含量为78.34×10-6，显示出较低稀土元素含量的特征；ΣCe/ΣY=0.27～1.77，(La/Sm)N=0.25～4.18，玄武岩的(PM041-23-1、PM023-5-2)轻稀土亏损，显示原始岩浆的特征，安山岩(PM041-35-3、PM041-28-1)为轻稀土富集型；δEu=0.78-1.24，玄武岩为铕轻度正异常，安山岩为铕低度负异常；δCe=0.95～0.98，平均为0.98，具有略微的铈负异常。稀土元素配分曲线图(图5)中，PM023-5-2表现为轻稀土亏损的左倾模式特征，PM041-23-1配分曲线分布较平坦，轻稀土略微亏损，其余样品属于轻稀土元素富集、重稀元素土亏损的右倾模式特征，配分曲线的差异，显示两类岩浆经历的演化过程不一致，可能是多期演化的岩浆。

图5 漫湾蛇绿混杂岩安山质岩微量元素比值蛛网图Fig 5.Trace Element Ratio Cobweb Diagram of Andesitic rock of ManwanOphyoliteMelange

岩石微量元素组份见表4，原岩恢复为安山质岩的2件样品在洋中脊玄武岩标准化蛛网图(图6)与原岩恢复为玄武质岩的2件样品经原始地幔标准化(球粒陨石值为Thompson，1982，Nd用原始地幔，Wood，1979)蛛网图(图7)中，Cr、Ni、Co、Sc等强相容元素含量较低，显示了结晶分异晚期的残余熔融体的特征，总体反映了3类差异较为明显的分配形式：①PM041-23-1、PM023-5-2中K、Rb、Ba、Th的明显富集，其余元素均比标准洋中脊玄武岩相应元素含量低，且Nb强烈亏损，类似于弧型火山岩特点；②PM041-28-1曲线分布较平坦，大多数元素含量较接近标准洋中脊玄武岩，具有洋中脊-准洋中脊玄武岩的微量元素配分模式；③PM041-35-3表现为洋岛玄武岩中常见的“大隆起”的微量元素配分模式。

图6 蛇绿混杂岩变质火山岩稀土配分曲线图Fig 6.REE Distribution Curve of Metamorphic Volcanic Rock of OphyoliteMelange

图7 漫湾蛇绿混杂岩Rb-Sr-Ba图解Fig 7.Rb-Sr-Ba Diagram of ManwanOphyoliteMelange1-原生原浆；2-派生岩浆岩岩

从上述微量元素的配分形式分析，漫湾蛇绿混杂岩的原始岩浆既有亏损型地幔源区的特点，同时兼具热点或地幔柱成因的特征；K、Rb、Ba、Th等高场强元素的富集，可能由于岩浆的形成正是一种源于深部(下地幔、或核幔边界)富集K、Th、Rb、Ba等高场强元素及大离子亲石元素的地幔流体对亏损型地幔源区的交代作用的结果。在Rb-Sr-Ba图解(图8)中，所有样品投影点均落入了派生岩浆区，显示岩浆经历了一定的分异或者混染作用，应该是由于地幔流体交代作用所致；两件高镁安山岩(PM041-35-3、PM041-28-1)样品的二氧化硅含量稍高于一般玄武岩，微量元素特征显示其岩浆来源于地幔，说明其经历了分异作用，是地幔岩浆分异演化的结果，属于洋内弧火山岩。

图8 漫湾蛇绿混杂岩玄武质岩微量元素比值蛛网图Fig 8.Trace Element Ratio Cobweb Diagram of Basaltic Rock of ManwanOphyoliteMelange

4 岩浆起源、演化及形成时代讨论

本次工作，在云县漫湾镇旧村剖面与云县忙怀乡拉路剖面中的漫湾蛇绿混杂岩内斜长角闪岩中采集了锆石U-Pb同位素样，锆石微量元素含量和U-Pb同位素定年在武汉上谱分析科技有限责任公司利用LA-ICP-MS同时分析完成，每件样品选择晶型较好、岩浆环带发育的锆石进行测定，对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal完成，锆石样品的锆石U-Pb谐和年龄图绘制和年龄权重平均计算均采用Isoplot/Ex_ver3完成。

旧村剖面的PM041-35-3石U-Pb同位素组成及年龄值见表5，从表中看出，除了个别样品外，大多数样品测点的232Th、238U含量均大于100ppm，Th/U比值大于0.4，显示岩浆锆石同位素组成特征；4号测点因谐和度较低，不作为定年计算；12号测点的206Pb/238U表面年龄值较小，与其它锆石年龄相比偏离太多，应该是属于后期热事件年龄；其它所有测点的206Pb/238U表面年龄均较接近，谐和度较好，在谐和年龄图(图9)获得旧村PM041-35-3谐和年龄为295.6±0.92 Ma(MSWD=2.6，Probability=0.11)，拉路PM023-5-2谐和年龄为290.6±0.35 Ma(MSWD=3.6，Probability=0.00)，均属于早二叠世早期，结合区域演化综合考虑，该年龄应该是澜沧江洋扩展结束转入俯冲阶段的年龄，其蛇绿混杂岩真正形成的时代应比该年龄早，可能经历整个晚古生代的演化。

表5 漫湾蛇绿混杂岩内PM041-35-3斜长角闪岩锆石U-Pb同位素组成及年龄值Tab 5.Zircon U-Pb Isotope Composition and Age of Plagioclase Amphibolite PM041-35-3 of ManwanphyoliteMelange

图9 漫湾蛇绿混杂岩内锆石U-Pb谐和年龄图(左PM023-5-2年龄、右PM041-35-3年龄)Fig 9.Zircon U-Pb Concordia Age of ManwanOphyoliteMelange(Left PM023-5-2；Right PM 041-35-3)

在Zr-Nb、Zr-Y地幔类型图解上(图10)，漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩的投影点集中在亏损型地幔区，并向原始地幔线靠近；在FeO*-MgO-Al2O3图解上(图11)，样品投影点位于洋脊和洋底玄武岩区，在FeO/MgO-TiO2图解上(图12)，样品投影点主要集中于洋中脊拉斑玄武岩区，显示了离散型板块边界的岩石化学成分特点。

图10 漫湾蛇绿混杂岩变质火山岩Zr-Nb、Zr-Y地幔类型图解Fig 10.Zr-Nb，Zr-Y Mantle Type Diagram of Metamorphic Volcanic Rock of ManwanOphyoliteMelange1-亏损型地幔；2.-过渡型地幔；3-富集型地幔(据Le Roex等1983)

图11 FeO*-MgO-Al2O3图解Fig 11.FeO*-MgO-Al2O3 Diagram

图12 FeO/MgO-TiO2图解Fig 12.FeO/MgO-TiO2 DiagramⅠ-岛弧拉斑玄武岩；Ⅱ-洋中脊拉斑玄武岩； Ⅲ-洋岛玄武岩

漫湾蛇绿混杂岩中的火山岩富钠，根据C.I.P.W标准矿物含量特征，岩浆属于拉班玄武岩系列；个别具有较高的镁指数，结合固结指数(SI)和分异指数(DI)，显示岩浆属于与地幔橄榄岩平衡的原始玄武岩浆。稀土和微量元素特征显示漫湾蛇绿混杂岩中的火山岩，既有洋脊玄武岩，洋岛玄武岩，又有洋内弧火山岩，多种大洋环境下火山岩的同时出现。

5 结论

区内漫湾蛇绿混杂岩主要经历了华力西-印支阶段变形变质作用的改造，为一套变质程度达角闪岩相的变质岩系；原岩为一套泥质岩、高镁质玄武岩、安山岩组合与泥质岩、长石石英砂岩、石英砂岩夹高镁安山岩组合；属洋底玄武岩(高镁安山岩类)与洋内弧沉积，火山岩总体表现出洋中脊-准洋中脊拉斑玄武岩特点，应为澜沧江洋盆闭合后的残迹。

区内漫湾蛇绿混杂岩物质组成和大地构造属性，变质火山岩在角闪变粒岩中获得单颗粒锆石U-Pb谐和年龄值为295.6 ±0.92 Ma，表明漫湾蛇绿混杂岩形成于晚古生代。另外，结合其东侧分布有浅海相-斜坡相上古生界大新山岩组，并被二叠纪花岗岩侵入的地质事实，说明在晚古生代时期澜沧江洋盆具有一定的规模；从晚石炭-早二叠纪开始转入俯冲阶段，并形成了大量S型花岗岩。