前言

本文通过对腾冲地块盈江卡连地区辉长岩样品的岩石学、岩相学、矿物化学、全岩主微量地球化学、LA—ICP—MS锆石U—Pb年代学的研宄,结合前人总结成果卡连辉长岩中橄榄石主要为贵橄榄石(F〇=69.05?70.38);单斜辉石主要由斜顽辉石组成;斜长石具有较高的An牌号值(An=72.87?80.53),主要为培长石。

研究背景

1.I型花岗岩

腾冲地块晚白垩世到早始新世时期的研究现状腾冲地块晚白垩世到早始新世发育大量的镁铁质到花岗质岩浆作用,晚白垩世岩浆岩岩性以花岗岩类为主,多具有高分异I型花岗岩

是新特提斯洋东向俯冲背景下,地壳增厚至顶点而伸展垮塌引起的产物。古近纪时期的岩浆岩多为花岗岩,少数区域发现基性一超基性岩,花岗岩以盈江地区为界,以东方向多为S型花岗岩(S型花岗岩是一种以壳源沉积物为源岩,经过部分熔融、结晶而产生的花岗岩),

以西方向多为I型花岗岩,这种变化显出岩浆混合作用的特征。而一直到早始新世时期,可以发现大量岩浆岩及暗色微粒包体,这些岩浆岩及暗色微粒包体经研宄发现有完整的酸性一中性一基性岩浆岩序列,其中花岗岩类显示出具有明显的幔源物质加入的特征,这被认为是起源于岩石圈地幔的镁铁质岩浆演化形成的结果。

通过对勐弄地区I型花岗岩与辉长岩的研宄,认为花岗岩的形成年代为52.8±0.43Ma,辉长岩的形成年代为51.6±0.48Ma,I型花岗岩的源区具有一定的幔源岩浆的特征?

通过对侵位于小龙河A型花岗岩的研宄,认为新特提斯洋的俯冲导致了地幔岩浆的上涌和底侵,为融化无水岩石和变质沉积地壳岩石提供了高温热源的最有利条件。

2.闪长岩

通过对户撒花岗闪长岩的研宄以及邦湾花岗闪长岩与暗色微粒包体的研究,认为户撒花岗闪长岩的结晶年龄为,形成原因可能是幔源的镁铁质岩浆和壳源的长英质岩浆混合的成因模式,但腾冲地块区域上晚白垩世到早古新世同时期内的镁铁质岩浆作用却发现极少。

邦湾花岗闪长岩与暗色微粒包体的形成年代同为,它们的形成年代基本一致,同时还与那邦一铜壁关一陇川地区基性岩同期邦湾花岗闪长岩是镁铁质岩浆和花岗质岩浆混合成因的,

常常被被与俯冲有关的流体或者熔体交代,但其地球化学特征显示出镁铁质岩浆形成于部分熔融的被沉积物起源组分交代的大陆岩石圈地幔,而非俯冲板片起源的熔体或流体组分所交代。

通过研究那邦变质带内的早新生代基性岩,认为其形成的年龄为53Ma士,区内的高钾钙碱性一钾玄系列的基性岩表现出Hf和Nd同位素的富集,地球化学特征表现出俯冲洋壳流体交代富集地幔的特征,

同时也为岩浆混合成因的说法提供了证据,其形成机观为软流圈高温物质加入使俯冲带中形成富集的熔体或流体,交带上覆富辉石地幔物质,发生部分熔融,最终形成镁铁质岩浆。

3.西部古近纪花岗岩

马楠通过对腾冲地块西部古近纪花岗岩的研究,认为其年龄主要集中于最大不超过,最小不小于,最大间隔llMa。且通过对比西侧盈江地区的I型花岗岩(5652Ma)与东侧来利山I型花岗岩(5145Ma)的特征,

西侧盈江地区是相对更偏基性的,是具有典型幔源岛弧特征的I型花岗岩,而不是壳幔混源高分异I型花岗岩,认为古近纪时期花岗岩石的形成是与新特提斯洋俯冲作用密切相关的,而造成这种差异的原因可能是二者位于同一俯冲事件的不同构造环境导致。

马楠,Xuetal认为新特提斯洋板片在?66Ma左右发生板片回撤,机理为新特提斯洋壳在晚白垩世时期低角度俯冲于亚洲大陆壳之下,而冷的新特提斯洋板片既不能成为软流圈和下地壳与地幔楔之间的物质交换通道,也不能提供热源

66Ma左右新特提斯洋板片的脱水作用密度增大,由较低角度的俯冲变为较高角度的俯冲,新特提斯洋板片发生板片回撤,形成了软流圈上涌的通道。赵少伟通过对腾冲地块晚白垩世一早始新世的岩浆岩研宄,认为新特提斯洋板片在晚白垩世一早古新世时期为冷壳一冷幔结构特征,到早始新世时期则变为冷壳一热幔的结构特征。

地幔楔热状态发生变化的原因是在(早始新世)印度与亚洲大陆的陆陆碰撞,导致新特提斯洋闭合,俯冲板片回撤,软流圈物质底侵上涌,地幔楔与俯冲板片流体发生交代作用部分熔融,形成镁铁质岩浆。

镁铁质岩楽上升至地壳中,使地壳物质发生部分熔融形成花岗质岩浆,这两种岩浆混合作用形成了早始新世岩浆岩。通过对腾冲地块晚白垩世一早始新世发现的大量岩浆岩研宄,认为腾冲地块晚白垩世一早始新世的岩浆作用与新特提斯洋的俯冲消减作用密切相关,但对于这一期间的构造背景仍存在争议,对这一时期内的岩浆活动仍需要进一步的研宄分析

研究内容

1.岩相学

地质概况及岩相学特征卡连辉长岩位于腾冲地块西侧,盈江县西北部勐弄乡卡连地区(图3-1),区内出露地层主要为古元古界高黎贡山岩群(PtiGL)、与全新世冲积层(Qha1)。

岩浆岩包括中元古界花岗岩(YPt2)、三叠系二长花岗岩(II丫T)、古近纪辉长岩(uE)以及新近系火山岩(N2m)。区内构造相对简单,主要为槟榔江断裂的次级断裂,呈北北西向延伸。

据区域地质调查结果,古元古界高黎贡山岩群主要为一套斜长片麻岩一斜长变粒岩一片岩构造组合,少量出露于研究区的东侧。中元古界花岗岩岩性主要为片麻状黑云二长花岗岩,主要出露于研究区东侧,侵入于高黎贡山岩群中。

三叠系二长花岗岩为研究区出露面积最大的侵入岩体,岩性以二长花岗岩为主,次为花岗闪长岩和英云闪长岩。新近系芒棒组(N2m)岩性主要有玄武质安山岩、气孔杏仁状玄武质安山岩、角闪辉石安山岩、气孔状安山岩、含集块火山角砾岩、凝灰岩等,出露于研究区东南侧。

2.纪辉长岩

本论文研宄对象为古近纪辉长岩(uE样品风化面呈褐色,新鲜面为灰色至深灰色,矿物为半自形粒状结构,矿物分布均匀,具块状构造(图3-2a)。岩石的矿物构成主要为斜长石和单斜辉石,次为撖榄石,可见斜方辉石、黑云母及金属矿物。

镜下观测样品显示明显的辉长结构,浅色矿物为斜长石,含量约50%,自形程度较好,半自形一自形板柱状,粒径1.2mmX〇.6mm土,可见聚片双晶和卡钠复合双晶,有较弱的絹云母化,多成堆晶相产出;

暗色矿物主要为辉石,含量约45%,呈自形一半自形粒状,粒径0.6mmX〇.6mm±;橄揽石呈它形不规则粒状,含量约5%,粒径0.6_?lmm不等,呈填隙相,部分辉石中包含有橄榄石的小颗粒,为包橄结构。

据此,把样品定名为辉长岩矿物是岩浆岩的基本组成单元,矿物的化学成分变化对于岩浆岩的成因及岩浆演化有重要的指示意义,结合全岩成分及矿物成分的分祈吋以理解岩浆演化的过程。

橄榄石、辉石和斜长石是辉长岩的主要造岩矿物,样品均选用较新鲜、无蚀变、自形程度较好的矿物晶体进行测试。电子探针测试实验在西南石油大学油气地质与勘探国家级实验教学示范中心电子探针实验室完成,测试仪器为日本电子株式会社JXA—8230电子探计。

偏光显微镜下查明矿物组成、结构等矿物学特征,随后选取具有代表性的矿物进V打点测试

3.橄榄石

卡连辉长岩样品的橄榄石单偏光镜下呈无色,它形粒状结构,多见裂理,具正高突起,正交偏光镜下显示二级蓝绿干涉色,多被单斜辉石或斜长石晶体包裹。卡连辉长岩样品的橄榄石电子探针实验数据见表。

结论

结合前人研究成果与本文研究成果,认为腾冲地块内岩浆岩根据形成年代、构造特征以及分布情况,主要分为三个时期:

1.早白垩世时期(135—108Ma),岩浆岩主要分布在东部地区,龙陵一瑞丽断裂以西,大盈江断裂以东的区域,形成主要与中特提斯洋的俯冲闭合有关,形成的岩浆岩多为S型花岗岩,是中特提斯洋俯冲闭合,陆陆碰撞阶段,因为挤压到伸展地质体制转换时,中下地壳减压熔融形成;

3.晚古新世一早始新世(56—49Ma)时期,岩浆岩主要分布在西部地区,槟榔江断裂以西的区域,形成主要与新特提斯洋的俯冲闭合以及印度一欧亚板块的碰撞有关,且相比中部地区的岩浆岩,西部地区是相对更偏基性