云南澜沧东回乡下石炭统平掌组火山岩岩石化学特征及构造环境

2022-04-11王志忠王国辉周听全张皓程

云南地质 2022年1期

王瑞，王志忠，王国辉，周听全，张皓程

(云南黄金矿业集团股份有限公司，云南昆明 650200)

研究区地处云南澜沧县东回乡斑利村至潘子花村一带，大地构造位于班公湖-双湖-怒江-昌宁-孟连对接带上，为班公湖-怒江结合带内昌宁-孟连蛇绿混杂岩的一部分。下石炭统平掌组(C1p)火山岩属昌宁-孟连洋盆扩张鼎盛时期大洋盆地内洋岛火山-沉积的产物[1-2]，岩石类型主要为中基性火山岩，为洋内弧拉斑玄武岩组合火山岩建造[3]。呈南北向不规则展布(图1)。1∶5万下景张等四幅区域地质调查(2017)对平掌组(C1p)进行了剖面实测，火山岩岩石类型主要为玄武安山质含角砾岩屑(沉)凝灰岩、安山玄武质火山角砾岩、英安质岩屑凝灰岩、玄武质火山角砾岩、气孔杏仁状玄武岩、安山岩。与下伏泥盆系温泉组(Dw)呈断层接触，与上覆石炭至二叠系鱼塘寨组(CPy)呈整合接触[4]，出露厚度>435.9m，未见底。平掌组火山岩在主微量元素及稀土元素投影图中均落入洋岛玄武岩区，其形成于大陆斜坡-盆地次深海-深海环境。初步对该火山岩的起源、演化、形成时代及构造背景提供了依据。

图1 云南澜沧东回乡地区下石炭统平掌组火质简图Fig 1.Geological Sketch Map of Lower C Pingzhang Formatonin Donghuixiang Area of Lancang，Yunnan1-二叠系拉巴组；2-石炭至二叠系鱼塘寨组；3-下石炭统平掌组；4-泥盆至石炭系南段组；5-泥盆系曼信组；6-泥盆系温泉组；7-实测整合界线；8-实测断层；9-实测左行平移断层；10-实测右行平移断层；11-采样位置及编号；12-实测剖面位置及编号；13-研究区范围；14-产状

1 岩石学特征

剖面测制下石炭统平掌组火山岩岩石类型主要为玄武安山质含角砾岩屑(沉)凝灰岩、安山玄武质火山角砾岩、英安质岩屑凝灰岩、玄武质火山角砾岩、气孔杏仁状玄武岩、安山岩。主要岩石特征综述如下：

玄武安山质含角砾岩屑(沉)凝灰岩：岩石强风化呈灰黄色，含角砾岩屑凝灰结构，块状构造。主要由火山岩屑和部分火山角砾及胶结物组成(图2)。火山岩屑以安山岩岩屑为主，含部分玄武岩岩屑，次棱角状，含量占80%。火山角砾为安山岩岩屑，次棱角状，含量占10%。接触-孔隙式胶结。岩石中铁泥质局部围绕火山碎屑颗粒相对呈纹层-线理状聚集充填，显示具层理构造，岩石类型可能为火山碎屑岩与沉积碎屑岩的过渡类型，即含角砾沉凝灰岩。

图2 玄武安山质含角砾岩屑(沉)凝灰岩镜下照片Fig 2.Basalt Andesite Bearing Breccia Clastic(Sedimentic)Tuff under Microscope

安山玄武质火山角砾岩：岩石呈浅黄灰色，火山角砾结构，块状构造。主要由大量火山角砾和部分火山岩岩屑及胶结物组成。火山角砾为安山岩岩屑，次棱角状-不规则状，粒径≤10.0mm，含量占80%。火山岩岩屑由安山岩岩屑和玄武岩岩屑组成，次棱角状-不规则状，粒径≤1.5mm，含量占18%。以上火山碎屑均由隐晶质铁泥质接触式胶结，含量占2%。

英安质晶屑岩屑凝灰岩：岩石呈灰黄色，晶屑岩屑沉凝灰结构，块状构造。主要由岩屑和部分晶屑及胶结物组成。岩屑以火山岩屑为主，含量占90%。晶屑为石英(隐约可见熔蚀结构)，次棱角状，粒径≤0.1mm，含量占5%。接触-孔隙式胶结。

玄武质火山角砾岩：岩石呈灰黄色，火山角砾结构，块状构造。主要由大量火山角砾和部分火山岩屑及胶结物组成。火山角砾和火山岩屑均为玄武岩屑(由隐晶质铁泥质和少量蚀变微晶斜长石组成，隐约可见玻基交织-玻璃质结构)，次棱角状-不规则状。以上火山碎屑均由隐晶质铁泥质胶结，接触式胶结，含量占3%。

气孔杏仁状玄武岩：斑状结构、基质具间隐结构，气孔状-杏仁状构造。斑晶为粒径≤1.8mm的半自形粒状蚀变斜长石和蚀变暗色矿物等星散分布。斜长石斑晶完全粘土化铁泥化，仅保留晶形轮廓，少数颗粒内可见残余。暗色矿物斑晶完全绿泥石化铁泥化，仅保留晶形轮廓，斑晶总含量15%。基质主要由粒径≤0.1mm的板条状蚀变微晶斜长石杂乱排列达成格架，其间隙中由隐晶质铁泥质等充填构成不十分明显的间隐结构。岩石中含部分次圆状-不规则状气孔，部分气孔内无充填物构成气孔状构造，另有部分气孔内由隐微晶鳞片状绿泥石和它形粒状石英等充填构成杏仁状构造。

安山岩：岩石呈浅灰绿色，斑状结构、基质具交织结构，块状构造。斑晶为粒径≤2.0mm的半自形粒状斜长石等星散分布，含量30%。斜长石斑晶可见环带结构，部分颗粒呈聚斑产出。基质主要由粒径≤0.15mm的板条状微晶斜长石半平行-杂乱密集排列架构，含量65%；其间隙中由隐晶质粘土等充填构成明显的交织结构，含量约5%(图3)。

图3 安山岩镜下照片Fig 3.Andesite under Microscope

2 岩石地球化学特征

2.1 主量元素特征

本次工作共采集3件火山岩样品，样品主量元素由武汉上谱分析科技有限责任公司完成，主量元素采用XRF法测得。岩石主量化学成分、C.I.P.W.标准矿物成分及主要参数(表1)。

表1 早石炭系平掌组火山岩岩石化学成分、C.I.P.W.标准矿物含量及主要参数、化学特征值

岩石中SiO2=46.71%～53.88%，Al2O3=15.54%～18.17%，TiO2=2.52%～3.81%，MgO=2.99%～5.93%，CaO=3.75%～10.83%，Na2O=1.22%～6.17%，K2O=0.29%～3.27%，LOI=2.69%～5.64%。岩石蚀变较强，烧失量较高，故本次未对样品主量元素特征进行详细阐述。根据前人资料平掌组火山岩SiO2=42.67%～49.21%，TiO2=2.54%～4.06%，K2O=0.30%～1.65%，K2O/Na2O=0.09～1.81，SI=24.56～40.21，表明多数样品经历了一定程度的结晶分异作用。在SiO2-alk图上，平掌组火山岩样品大多位于亚碱性岩区与碱性岩区的分界线附近[4]。

2.2 稀土、微量元素特征

稀土、微量元素由武汉上谱分析科技有限责任公司完成。微量元素用ICP-MS测定，样品采用在高压溶样弹中用HNO3和HF混合酸溶解后，用VG-Plasma-QuadExcellICP-MS方法测试完成。分析成果及主要特征参数(表2)。岩石稀土总量相对较高，∑REE=250.13×10-6～420.90×10-6、δEu=0.95～1.12，Eu异常不明显，(La/Yb)N=14.15～16.03，属轻稀土富集型。(La/Sm)N=2.73～3.33，(Gd/Yb)N=2.99～3.68，表明轻、重稀土元素的分馏程度相当。所有样品的稀土配分曲线(图4)均为轻稀土元素富集的右倾斜型，与洋岛(OIB)玄武岩稀土配分模式曲线基本一致，曲线形态特征相似，属同源岩浆序列[5、6]。

表2 平掌组火山岩稀土、微量元素丰度及特征参数

岩石微量元素普遍富集亲石元素，过渡族元素选择性富集。经原始地幔标准化后，在火山岩亲石元素比值蛛网图(图5)总体表现出近似于OIB玄武岩的特征曲线[7]，在火山岩Zr/TiO2-Nb/Y图解(图6)和SiO2-Nb/Y图解(图7)中，全部落入碱性玄武岩区。

3 岩浆起源、演化、形成时代及构造背景讨论

石炭系下统平掌组火山岩与下伏泥盆系温泉组大陆边缘斜坡浊流沉积、(次)深海相硅质岩呈整合关系，其上为石炭-二叠纪鱼塘寨组海山台地碳酸盐岩沉积，因此平掌组火山岩无疑属海相火山岩。平掌组火山岩在Nb-Nb/Th图解(图8)中均落入洋岛玄武岩区[8]，在Zr-Zr/Y图解中全部落入板内玄武岩区。在Nb/Yb-Th/Yb图解中，全部靠近OIB端元，在Zr/Y-Nb/Y图解中，全部样品表现出起源于富集型地幔源区洋岛玄武岩特点。从火山岩中沉积岩夹层所含的古生物资料分析，平掌组时代主要属早石炭世[2]。结合其上覆鱼塘寨组碳酸盐岩具有洋岛-海山碳酸盐岩台地的特点分析，平掌组火山岩应属昌宁-孟连洋盆扩张鼎盛时期大洋盆地内洋岛火山-沉积作用的记录。