云南中部燕山期基性巖脈的發現及其成因探討

中生代是世界巖漿活動的重要時期。has等人（1987年）和其他人（1990年）結合岡瓦納超大陸的解體和大西洋的擴張。一些科學家還認為，這與白牙太陽極地幔柱的上升事件有關（larrison，1991a，1991b；vaughan，1995；taslimetal.，1998；golloka等人，2000）。在我國境內,已有大量中生代巖漿活動的報道,以長江中下游至華南地區(趙子福等,2004;王強等,2005;Wangetal.,2006;謝成龍等,2007;董傳萬等,2007;徐夕生等,2007;周濤發等,2007,2008,2010;張超等,2008;曾鍵年等,2010;范裕等,2010;閆峻等,2009,2012;薛懷民等,2012;周清等,2012;ZhouQetal.,2012;李錦偉等,2012)、華北地區(胡勤夫等,1990;Shaoetal.,1998,2000;佘宏全,2000;邵濟安等,2001,2002;李伍平等,2005;王永彬等,2012)和山東半島(邱檢生等,2001;Qiuetal.,2002;周建波等,2002;牛樹銀等,2009)最為集中,此外在青藏高原(朱弟成等,2006;張傳林等,2007)、西秦嶺(王天剛等,2010;雷時斌等,2010;謝桂青等,2012)以及黔西南(Liuetal.,2010)等地也陸續有學者對中生代巖漿活動開展研究。對于我國西南川滇兩省,基底地層廣泛出露的康滇地區,前人對區內元古宙巖漿活動、基底地層、鐵銅礦床以及海西晚期峨眉山玄武巖噴發事件及其成礦作用關注較多,而中生代巖漿活動,雖有地質報告、專著提及,但高精度的測年結果,除了Yuan等(2010)對康滇以北的松潘-甘孜褶皺帶內三疊紀酸性巖類進行過同位素地質年代學研究外,在整個康滇地區腹地,公開發表的文獻中,還幾乎未有過報道。近年來,本項目組在康滇中部一帶開展1∶5萬礦產遠景調查,通過1∶5萬地質填圖,結合室內高精度SHRIMP鋯石U-Pb測年,在康滇地區中部,云南東川金沙江沿岸識別出了一系列的中生代白堊紀基性巖脈,其結構、構造與本區廣泛分布的古元古代晚期、晚二疊紀的基性侵入巖差別非常明顯(Zhaoetal.,2010;關俊雷等,2011;朱華平等,2011)。眾所周知,基性巖漿巖源自地幔,是研究和反演巖石圈演化最重要的物質基礎,本文報道了區內中生代基性巖脈鋯石的SHRIMPU-Pb年齡、巖石地球化學及同位素地球化學特征,據此對其巖石類型、源區性質、構造背景以及康滇地區燕山期巖石圈演化等重大地質問題進行探討。1古代晚期至中元古代早期東川地區位于康滇地區中部,為川滇兩省交界處,大地構造位置為中元古代晚期南北兩個微陸塊結合部(王生偉等,2013a),以近北東—南西走向的菜子園-踩馬水-麻塘斷裂體系為界,斷裂以北為會理群,據最新研究結果顯示,其頂部天寶山組中酸性火山巖時代約為1.0Ga(耿元生等,2007,2008;尹福光等,2012),表明會理群沉積時代為中元古代晚期;上述斷裂系統南西側為河口群,其中火山巖、侵入巖鋯石的U-Pb年齡集中在1.6~1.8Ga(周家云等,2011;關俊雷等,2011),反映了河口群沉積時代為古元古代晚期,南東側有湯丹群,由成都地質礦產研究所王生偉等(2011)?和周邦國等(2012)等人于近年通過1∶5萬地質填圖和綜合研究后建立,根據其中的凝灰巖及侵入巖鋯石的SHRIMPU-Pb年齡(周邦國等,2012;朱華平等2011;Zhaoetal.,2010),其沉積時代限制在古元古代中晚期,湯丹群上覆地層為不整合接觸的東川群,由李復漢等(1988)建立,最新的研究結果顯示,其沉積時代為古元古代晚期至中元古代早期(孫志明等,2009;Zhaoetal.,2010)。區內構造較復雜,斷層和褶皺構造發育,北東—南西向斷裂活動時間較早,而近南北向的斷裂,如小江斷裂、德干斷裂,活動時間相對較晚,且具多期性。北側會理群褶皺構造相對較簡單,主要呈油房溝向斜展布;南側東川群主要呈落因向斜構造展布,但其下伏湯丹群構造則復雜得多,樞紐二次、三次褶皺隨處可見。反映了東川群沉積之前,湯丹群已經歷過強烈的擠壓變形過程,即東川運動。研究區內巖漿活動頻繁,從現有的鋯石U-Pb等現代測年技術的研究結果來看,能確定的有以下幾期,2.3Ga的凝灰巖,夾于湯丹群望廠組中(朱華平等,2011;周邦國等,2012);1.8~1.5Ga的基性巖群(Zhaoetal.,2010;關俊雷等,2011;朱華平等,2011;耿元生等,2012),呈東—西向沿菜子園-踩馬水-麻塘斷裂南側展布,侵入至東川群、湯丹群以及河口群內;1.0Ga的中酸性巖類,分布在麻塘斷裂的南西側(王生偉等,2013a)以及其北側的會理群天寶山組中(耿元生等,2007;尹福光等,2012);新元古代巖漿巖,時代約800~900Ma(徐士進等,1996;郭建強等,1998;沈渭洲等,2000;李獻華等,2001,2002a,2002b,2002c;Zhouetal.,2002;LiXHetal.,2002,2003;LiZXetal.,2003;陳岳龍等,2004;杜利林等,2006;林廣春等,2010),主要分布在研究區西側的康定群中,巖性主要為酸性巖類,此外據本區緊鄰的鹽邊群內還出露新元古代玄武巖及基性—超基性侵入巖(徐士進等,1998;沈渭洲等,2002a,2002b;2003;朱維光等,2004;杜利林等,2009);晚二疊紀的峨眉山玄武巖及相關的侵入巖類是本區出露最廣泛的巖漿巖(陶琰等,2007;Zhongetal.,2002,2006a,2006b;Zhouetal.,2008);本文所研究的中生代巖漿巖,為基性巖脈,主要為含斜長石細晶巖脈,單個巖體均規模較小,小者出露幾米,大者數百米寬,細晶結構(與元古宙和二疊紀侵入巖的輝綠結構、輝長結構差異顯著),致密塊狀構造,從本次填圖所圈定的巖脈,集中在沿(金沙)江公路邊,這主要得益于新開挖公路的揭露,便于識別。由于金沙江沿岸地形十分陡峭,高差超過3000m,第四系嚴重覆蓋,加上填圖過程中能夠通行的小路極其有限,因此中生代基性巖脈實際出露面積可能遠大于圖1所指示的范圍。本次圈定出的中生代基性巖脈所侵入的地層主要為湯丹群和東川群,在菜子園-踩馬水-麻塘斷裂以北,通過填圖還發現有侵入至三疊紀地層白果灣組砂巖中的基性巖脈,可能也屬中生代中晚期的侵入巖。復雜的地質構造、多期次的巖漿活動表明本區經歷了極為復雜的地質演化歷史,不同學者的觀點分歧也明顯,僅僅對本區基底地層層序問題的認識,即“正八組”與“倒八組”之爭,就已超過半個世紀,地質情況的復雜程度可見一斑。區內礦產資源豐富,是我國“東川式”銅礦的主要礦集區,僅東川地區Cu儲量超過2×10６t,伴生大量稀有戰略元素,如Co、Ag等。此外還有播卡金礦、小溜口金礦、新田金礦以及廣泛分布的鉛鋅礦床、鐵礦床等。2采樣與分析2.1基性巖脈樣品特征由于多數基性巖脈出露規模較小,且局部變質程度較高,本次測試的樣品盡量選擇出露較大且相對較新鮮的巖脈,SHRIMP鋯石U-Pb測年及下表中D115~D119號樣品采自茂麓村附近,當地著名的龍頭山沿江公路邊,即龍頭山巖脈,面積較大,揭露寬度超過300m,且變質程度相對較低;BK1~BK5采自播卡金礦礦區東側沿江公路邊,該巖脈出露寬超過200m;樣品采集過程中,盡量避免強烈風化蝕變區域,間距大于20m。所采集的基性巖脈樣品呈淡綠色,致密堅硬塊狀構造,細粒結晶結構,顯微鏡下幾乎全部為基質,主要礦物有細粒斜長石,含量>50%(圖2d),暗色礦物主要為單斜輝石、角閃石、黑云母,多為細粒結構,暗色礦物蝕變較明顯,主要表現為明顯的綠泥石化、透輝石化、透閃石化等,而且多數基性巖脈樣品中僅有的、粒徑較大的暗色礦物拉伸變形明顯,強烈片理化(圖2c)。據應漢龍等(2004)對播卡金礦含金石英脈的Ar-Ar年齡結果推測,上述構造變形過程可能是由喜馬拉雅期強烈的南—北向構造剪切作用所致,形成極其發育的節理,單“層”厚度約10~50cm(圖2a、b)。由于播卡金礦礦區實施過大比例尺填圖,圈定了大量的基性巖脈。2.2樣品及測試方法常量元素、微量元素分析由西南巖礦測試中心完成,前者分析方法為X熒光光譜(XRF);而微量元素利用ThermoFinnigan公司生產的高分辨電感耦合等離子體質譜[ICP-MS(ELEMENT2)]。儀器條件:最高分辨率10000,靈敏度:>1×10６cps/ppb銦(玻璃濃縮霧化器);質量分辨率:300,4000,10000,計算機控制;動態范圍:>10９,線形范圍,動增益校準;暗流噪音:<0.2cps(每秒記數);靈敏度:優于0.1ng/L(In);短期精度:(RSD)<1%(10min以上),<2%(1h以上)。儀器工作參數:氬氣(純度>99.99%);等離子體功率(RF)1275W;樣品氣(Ar)流量1.01L/min,輔助氣(Ar)流量0.86L/min,冷卻氣(Ar)流量16L/min;蠕動泵速19r/min;采樣錐孔徑1.1mm;截取錐孔徑0.8mm。樣品消解流程:將樣品碎至200目以上,在烘箱中100℃烘5h后秤取0.05g,置于15mL聚四氟乙烯內杯中,加少許水潤濕,加MOS級1mL硝酸和1mL氫氟酸,將裝有樣品的聚四氟乙烯內杯置于不銹鋼套中在烘箱中(200℃)高溫高壓消解48h以上,冷卻取出,蒸至濕鹽狀再加1mL硝酸,再蒸至濕鹽狀后加2mL硝酸和5mL水,再置于不銹鋼套中150℃復溶6h,冷卻取出,定容至25mL,再取1mL定容至10mL上機測定。以上所用試劑均為高純試劑,水為18MΩ/cm的高純水,酸為MOS級再經亞沸蒸餾器純化后的高純酸,樣品消解實驗操作均在成都地質調查中心超凈化學實驗室內完成,實驗室潔凈度為千級,化學安全柜內潔凈度為百級。元素標準儲備溶液:1mg/mL(國家有色金屬及電子材料分析測試中心配制)。內標元素,Rh(10ng/mL)、In(10ng/mL)。標準物質為國家一級地球化學標準物質GSR、GSD、GSS系列。鋯石測年樣品采自龍頭山基性巖脈,采樣GPS位置為E102°51′02.6″,N26°19′20.4″,H=906m(圖2b處),單礦物由河北省區域地質調查研究院實驗室挑選,常規碎樣120目后手工淘洗,鋯石含量較高,挑選出大于500粒鋯石,鋯石顆粒大小不均一,但與花崗巖及正常輝綠輝長巖中的鋯石相比,本區基性巖脈中的鋯石顆粒細小,大致可以分為兩種,以玫瑰色為主,占鋯石總量70%,呈自形—半自形雙錐柱狀;另外一種為次棱角—棱角狀,金剛光澤—弱金剛光澤,透明,高硬度,顆粒較第一種鋯石大。制靶和陰極熒光(CL)照相在中國地質科學院的北京離子探針中心完成,在陰極發光下,鋯石的環帶發育,在測試過程中,盡量選擇那些透射光下自形程度較高,陰極發光下環帶清晰的鋯石(圖3b),以確保這些鋯石為巖漿成因(Belousovaetal.,2002)。利用北京離子探針中心高靈敏度、高分辨率的離子探針(SHRIMPⅡ)進行鋯石U-Pb測年,詳細分析流程及原理參見Compston等(1992)、Williams(1998)、宋彪等(2002)的文章。測試全過程中采用標樣鋯石TEM(參考年齡為417Ma)進行同位素分餾校正。用SQUID1.0和Isoplot3.0程序進行數據處理,并采用鋯石樣品中實測的２０４Pb進行普通鉛校正。3鋯石u-pb年齡本次共計對東川地區基性巖脈中19粒自形且環帶清晰的鋯石進行了測試,SHRIMP鋯石U-Pb測年結果見表1,從表中可見,基性巖脈鋯石的U及Th含量變化較大,分別為69~730×10－６及49~1392×10－６,２３２Th/２３８U比值為0.54~1.97,均大于0.1,為典型的巖漿成因鋯石(Hoskinetal.,2000;Zhouetal.,2002)。鋯石的２０６Pb/２３８U年齡大致可以分為兩組,第一組集中在118±0.69~136±3.2Ma,共有18粒,第二組有一粒,為30.25±0.69Ma,該粒鋯石在陰極發光下明顯泛白,可能受到后期蝕變的影響較大。導致其年齡較其他18粒鋯石離散。在利用ISOPLOT對測試數據進行處理過程中,綜合考慮U、Th含量,２３２Th/２３８U比值,放射成因２０６Pb＊含量以及２０６Pb/２３８U值,舍去第一組中相對不和諧的4號和16號鋯石點,其余16粒鋯石的加權平均年齡為128.2±1.5Ma(MSWD=2.0,n=16)(圖3a),鋯石的U-Pb測年結果表明,康滇地區存在白堊紀基性巖漿活動,其鋯石的U-Pb年齡與我國華北、長江中下游、山東半島地區廣泛分布的白堊紀巖漿巖和青藏高原班公湖-怒江結合帶塔仁本洋島玄武巖的時代高度一致(羅鎮寬等,2001;周建波等,2002;趙子福等,2004;徐祥等,2005;朱弟成等,2006;謝成龍等,2007;閆峻等,2009,2012;范裕等,2010;曾鍵年等,2010;李錦偉等,2012;薛懷民等,2012)。4地球化學特征4.1基性巖脈管巖石類型及含量特征東川地區白堊紀基性巖脈的常量元素分析結果見表2,盡管基性巖脈蝕變程度很高,但從10個樣品的分析結果來看,常量組分相對較穩定,如SiO２含量為44.3%~47.28%,平均45.68%;Al２O３為15.02%~16.81%,平均值為16.05%;MgO最低為6.8%,最高可達9.64%,平均為7.99%,Mg＃值[100×Mg２＋/(Mg２＋+Fe２＋),Mol比值]為65.3~70.4,平均值為67.9,顯示為高Mg的特征;TiO２含量為1.41%~1.74%,平均值為1.57%;堿含量(Na２O+K２O)為2.48%~6.76%,其中K２O為0.07%~0.87%,Na２O含量為2.90%~5.89%,變化較其他常量組分明顯,可能由于本區基性巖脈蝕變較強引起,且所有樣品的Na２O>K２O,Na２O/K２O為4.74~45.29,分布較離散,平均14.89;P２O５在0.14%~0.19%之間,平均0.16%。在SiO２-(Na２O+K２O)圖上,多數樣品落入玄武巖區域,一個投入粗面玄武巖,有3個落入堿玄巖、碧玄巖內;由于Nb、Y和Zr、TiO２受蝕變影響較小,利用Nb/Y-Zr/TiO２圖解可以更準確判斷其巖石類型,所有樣品均集中投在拉斑玄武巖范圍內(圖4)。從圖5可以看出,MgO與Ni、Cr、FeO和TiO２呈較弱的正相關,與Al２O３、CaO、SiO２和Th均呈較微弱的負相關關系,可能反映了基性巖脈原始巖漿演化過程中有少量的橄欖石、斜方輝石以及鉻鐵礦礦物的結晶分異。利用長江大學路遠發老師開發的Geokit軟件,對巖石化學組分進行CIPW標準礦物計算顯示,本區基性巖脈的主要標準礦物為鈣長石+鈉長石(二者體積之和>50%),其次為透輝石、橄欖石(約20%),除外,還含少量的正長石、磁鐵礦、鈦鐵礦、霞石、紫蘇輝石和磷灰石,計算結果還表明,其液相線溫度為1231~1296℃,平均為1265℃。4.2稀土元素地球化學特征東川地區白堊紀基性巖脈的微量元素以及稀土元素分析結果見表2,從表2看見,∑REE含量不高,變化也不大,為49.13×10－６~66.73×10－６,平均值為60.62×10－６;輕、重稀土比值LREE/HREE為1.83~2.75(平均為2.37),La/Yb和(La/Yb)Ｎ分別為1.69~3.13(平均值為2.35)和1.14~2.13(平均值為1.60),稀土分異不明顯,輕稀土略富集,類似于拉斑玄武巖的特征(王中剛等,1989)。δEu為0.97~1.15,平均值為1.06。稀土元素的原始地幔標準化配分模式為向右較平緩傾斜的曲線(圖6),除了BK4之外,其余樣品的配分曲線中,均表現出弱的Eu正異常,與其大于1的δEu值對應,Eu的弱正異常與基性巖脈中富含大量斜長石有關,因為稀土元素中僅有Eu可以形成Eu２＋,而Eu２＋離子半徑與Ca２＋相似,可以取代斜長石中Ca２＋,從而導致基性巖脈Eu的富集。本區基性巖脈的微量元素中,多數樣品不同程度富集Rb、Ba和K等大離子親石元素,可能也與其強烈的蝕變有關,微量元素的MORB標準化配分模式為向右傾斜曲線(圖7),Rb、Ba明顯正異常,Nb、Ta相對于兩側的元素沒有虧損,而Zr、Hf中僅有Zr略虧損,但基本上可以忽略不計,基性巖的微量元素配分模式表明其原始巖漿幾乎未受到地殼物質的混染,與明顯具有Nb、Ta及Zr、Hf負異常的島弧環境基性巖漿巖差異非常明顯,據此可以排除產生于島弧環境(Ewartetal.,1998)。4.3nd同位素組成本次工作還對區內白堊紀基性巖脈進行了同位素地球化學研究,Sr-Nd同位素分析在核工業北京地質研究院分析測試研究中心完成。根據微量元素中Rb-Sr和Sm-Nd含量稱取適量樣品于Teflon悶罐中,加入８７Rb-８４Sr和１４９Sm-１５０Nd混合稀釋劑并用HF、HNO３和HClO４充分溶解后用離子交換樹脂分離出Rb、Sr、Sm和Nd,最后在ISOPROBE-T熱電離質譜儀(TIMS)上測試。整個分析流程實驗本底為:Rb,Sr<100×10－１２;Sm,Nd<50×10－１２。Rb-Sr及Sm-Nd同位素分析結果如表3,利用鋯石年齡t=128.2Ma對其同位素參數進行計算。基性巖脈的初始(８７Sr/８６Sr)ｉ值較高,且變化較明顯,為0.71003~0.71499。而(１４３Nd/１４４Nd)ｉ變化相對較小,為0.512397~0.512632,根據鋯石年齡計算出來的εＮｄ(t)為-1.5~3.1,除了D115號樣品為-1.5外,其余9個樣品的εＮｄ(t)值均大于2,它們的平均值為2.8(10個樣品平均值為2.4),由于Nd的同位素抗蝕變能力明顯強于Sr同位素,故離散且較高的(８７Sr/８６Sr)ｉ值可能受后期熱液蝕變所致,而較為集中的Nd同位素初始比值和εＮｄ(t)值可能反映了基性巖脈的原始巖漿真實同位素組成,從Nd同位素可以看出,東川地區白堊紀基性巖脈受到軟流圈地幔物質影響較明顯。TＤＭ年齡為1521~1896Ma,與本區廣泛分布的古元古代晚期至中元古代早期的輝綠巖和變質玄武巖鋯石的U-Pb年齡高度一致(Zhaoetal.,2010;關俊雷等,2011;朱華平等,2011;周家云等,2011;耿元生等,2012)。5討論5.1微量元素地球化學特征東川地區白堊紀基性巖脈總體上顯示低SiO２(平均值為45.68%)、較高的MgO含量(平均為7.99%)和Mg＃值(平均為67.9),表明其初始巖漿為相對較原始的基性巖漿,可能為地幔較高部分熔融的產物,總體上表現為拉班玄武巖的巖石化學特征(圖4),但由于后期蝕變較為明顯,導致其中的大離子親石元素和Sr同位素發生明顯變化。基性巖脈與主要地質端元的地球化學參數對比見表4,從表中可見,Zr/Nb值位于EMⅠ型OIB區間內,La/Nb比值除了D115(0.68)號樣品偏小外,其余也均走EMⅠ型OIB范圍,Ba/Nb比值除了D116號樣品異常(35.8)外,均與EMⅠ型OIB相似,Th/Nb比值除了D117和D118號樣品外(分別為0.08和0.07),其余均與EMⅠ型OIB參數一致,而Ba/La比值除了D115和D116(均為27.8)異常外,其余也均和EMⅠ型OIB相似。因此本區白堊紀基性巖脈微量元素地球化學參數總體上顯示出EMⅠ型洋島玄武巖的地球化學特征,而少數樣品的上述參數比值比較離散,如Ba/La、Ba/Nb等參數變化異常可能與一些相對較活潑的元素如Ba、La的蝕變遷移有關,而活動較差的高場強元素比值,如Zr/Nb較穩定。盡管東川地區基性巖脈具有OIB的特征參數,但由于其TiO２含量低,且其配分模式不具典型OIB,如夏威夷堿性玄武巖那樣向右陡傾的稀土元素配分曲線,也不具有被認為是本區晚二疊紀峨眉地幔柱標志的峨眉山高Ti玄武巖特征。在Nb/Yb-TiO２/Yb圖解中,樣品均位于E-MORB附近,并靠近N-MORB漂移,表明本區基性巖脈還與E-MORB具有相似的地球化學特征(圖8a)。在Zr-Nb圖解上,基性巖脈樣品均位于靠近虧損地幔的過渡型地幔內(圖8b),其原始巖漿為石榴子石二輝橄欖巖較低部分熔融(~2.2%)與尖晶石二輝橄欖巖較高部分熔融(15%~20%)混合形成(圖9),并受到較虧損的過渡型地幔(或軟流圈)控制較明顯,與格林蘭島東北部三疊紀由冰島地幔柱形成的底部玄武巖相似(Thirlwalletal,1994)。由于Ni含量較低,為87×10－６~105×10－６),低于原始的玄武質巖漿400×10－６~500×10－６(Wilson,1989);Cr含量為252×10－６~268×10－６,含量變化不大,但較原始巖漿含量(>1000×10－６)低,與MORB(251×10－６~411×10－６相當,也暗示基性巖脈的原始巖漿演化過程中,有少量橄欖石、斜方輝石和鉻鐵礦分異結晶,與巖石化學得出的結果一致。5.2基性巖脈的nb/u比值基性巖漿巖為地幔部分熔融的產物,一般形成于伸展拉張的構造環境中,現代大洋中脊玄武巖及洋島玄武巖由于沒有上覆硅鋁質巖石圈,故可以排除殼源物質混染,代表原始巖漿的組成,大陸玄武巖(及相關的侵入巖)以及島弧玄武巖的初始巖漿上升過程中,一般均會受到硅鋁質地殼物質的混染,導致這些大地構造背景下基性巖漿巖的地球化學參數與大洋中脊玄武巖和洋島玄武巖具有明顯的差異,如在微量元素的配分模式圖中會出現明顯的Nb、Ta及Zr、Hf虧損和大離子親石元素的富集,但如果在巖漿上升速率很快的情況下,在硅鋁質地殼中滯留時間越短,與地殼物質發生混染的機會就越小,也能形成具有MORB和OIB地球化學特征的基性巖漿巖。本區基性巖脈稀土元素標準化配分模式平緩,輕重稀土分異不明顯,微量元素MORB配分圖中沒有明顯的高場強元素虧損,這些特征表明基性巖脈為初始巖漿快速上升冷卻形成,地殼物質混染不明顯。由于Nb、U為不相容元索,其比值不受部分熔融和結晶分異的影響,因此Nb/U比值能很好的反映源區特征(Hofmann,1988)。Hofmann(2003)研究還表明,“非EM型”的OIB玄武巖具有較一致的Nb/U比值,平均52±15。東川地區基性巖脈的Nb/U比值為52.8~86.5,平均為65.9,與上述OIB型玄武巖較為類似。OIB大多數情況下被認為是地幔熱柱的產物,也是識別地幔柱最重要的依據,但OIB型玄武巖漿的形成和演化,涉及到來自地幔柱、軟流圈、巖石圈地幔和地殼等不同端員組分的貢獻(徐義剛,2002;肖龍等,2003)。Neal等(2002)認為,起源于地幔熱柱的玄武巖,其(Th/Ta)ＰＭ、(La/Nb)ＰＭ比值均小于1,沒有或很少受到巖石圈地幔或地殼物質混染的麗江苦橄巖和麗江玄武巖(張招崇等,2004;姜寒冰等,2009)、夏威夷堿性玄武巖和拉斑玄武巖主體投點均位于(Th/Ta)ＰＭ<1和(La/Nb)ＰＭ<1的范圍內(圖10a);Rajmahal地區玄武巖的研究程度較高(Kentetal.,2000),國內學者常與之進行對比研究,一部分受到地殼混染的Rajmahal玄武巖明顯靠近中上地殼,表明這兩個比值可以有效地識別玄武巖中地殼物質的貢獻。東川地區白堊紀基性巖脈10件樣品中,除了D116外,其余9個樣品的上述比值均小于1,在(Th/Ta)ＰＭ-(La/Nb)ＰＭ圖解中,絕大多數樣品均分布在未混染區和未混染的Rajmahal玄武巖區域內,類似于峨眉山高鈦玄武巖、麗江玄武巖以及夏威夷拉斑玄武巖和堿性玄武巖,上述類型玄武巖是判別地幔柱活動最關鍵的證據。盡管(Th/Ta)ＰＭ-(La/Nb)ＰＭ圖解可以有效地識別幔源巖漿中是否存在地殼物質的混染,但對于識別陸下巖石圈地幔(SCLM)組分是否加入卻無能為力。但前人(Lietal.,2002;朱弟成,2006;Zhuetal.,2007)常利用Nb/Th-Ti/Yb圖解進行分析,因為這兩個比值除了對幔源巖漿是否受到地殼物質混染非常敏感外,還能夠有效地判別出玄武巖中陸下巖石圈地幔物質的貢獻。在Nb/Th-Ti/Yb圖中,本區基性巖脈樣品均位于MORB附近,表明其初始巖漿受到陸下巖石圈物質的混染作用不明顯或不存在陸下巖石圈,據此,其成因可用地幔柱/熱點與軟流圈的相互作用解釋(朱弟成等,2006),可能是地幔柱/熱點(較高的LILE含量和較低的εＮｄ(t)值)在上升過程中捕獲了較多的軟流圈地幔物質(低LILE含量和較高的εＮｄ(t)值),導致本區基性巖脈具有較高的εＮｄ(t)值(表3),由于軟流圈虧損大離子親石元素,這可以合理解釋為什么本區白堊紀基性巖脈的輕/重稀土元素分異不那么明顯、原始地幔標準化配分模式較平緩,而不是如典型OIB(如夏威夷堿性玄武巖)和峨眉山高Ti玄武巖那樣向右陡傾的模式。5.3早中晚古世沉積期巖漿巖通過上述巖石類型、源區性質及殼幔相互作用的討論可知,本區基性巖脈為較原始的基性巖漿快速冷卻形成,沒有或極少受到巖石圈物質的混染,因此可以利用比較常見的構造環境判別圖解對其形成的構造背景進行討論。在Zr-Ti圖解中(圖11a),所有樣品均落入板內玄武巖范圍內。在Hf/3-Th-Ta圖解里,全部樣品也落入E-MORB和板內拉斑玄武巖中(圖11b),這表明,康滇中部地區的白堊紀基性巖脈形成于與島弧無關的板內伸展環境。由于康滇地區以前少有燕山期巖漿活動的報道,難以進行對比,但從全球尺度來看,已有研究表明,與本區基性巖脈同期的白堊紀發生了太平洋超級地幔柱上涌事件(Larson,1991a,1991b;Vaughan,1995;Tatsumietal.,1998;Golonkaetal.,2000),并可能最終導致岡瓦納超級大陸的裂解、南大西洋和印度洋的擴張(Hallsetal.,1987;Parkeretal.,1990;Golonkaetal.,2000),因此,白堊紀全球尺度的動力學背景表現為大規模的伸展運動,但趙子福等(2003,2004)認為,即使在地質歷史上的同一超級地幔柱的背景下,不同地區具有不同的地質響應,地殼性質不同而表現出一定差異,在有些地方表現為洋底火山噴發,形成大洋玄武巖高原;在有些地方表現為大陸邊緣火山噴發,形成大陸溢流玄武巖;在大陸裂谷帶,可以形成下部基性巖墻群和上部大花崗巖省;在大陸內部造山帶則引起加厚地殼部分熔融,形成同時期板內巖漿活動,如大別山中部早白堊世的酸性巖漿活動。在我國,白堊紀巖漿活動最劇烈當屬長江中下游和華北地區,中生代早期太平洋板塊向西俯沖,中國東部總體上表現為造山運動,形成了一系列酸性巖體的侵入,并伴隨大規模的斑巖型銅礦的成礦作用;但到了白堊紀中后期,整個構造環境發生了重大變化,以大規模碰撞后的板內伸展拉張運動為主,形成了宏大的130~110Ma中—酸性巖漿巖及相關的玢巖型鐵礦(趙子福等,2004;王強等,2005;Wangetal.,2006;謝成龍等,2007;董傳萬等,2007;徐夕生等,2007;周濤發等,2007,2008,2010;張超等,2008;曾鍵年等,2010;范裕等,2010;閆峻等,2009,2012;薛懷民等,2012;周清等,2012;李錦偉等,2012)。我國華北地區,也廣泛出露白堊紀基性巖墻群,被認為是大尺度的巖石圈減薄和大規模的巖漿底侵作用所致(邵濟安等,2002)。青藏高原地區白堊紀塔仁本和多瑪OIB型玄武巖形成于以洋殼為基底的洋島環境,為尚未消亡的班公湖-怒江洋殼(朱弟成等,2006)。貴州東南部晚白堊紀(85~88Ma)煌斑巖被認為是石榴子石二輝橄欖巖低部分熔融、沿深切地幔的深大斷裂侵位的產物(Liuetal.,2010),因此盡管表現形式不一樣,我國境內白堊紀巖漿巖大多形成于板內伸展拉張的構造環境。本項目組近年研究顯示,康滇中部地區經歷了極為復雜的地質構造演化歷史,古元古代中期湯丹群經歷了褶皺變形,時代和性質類似于華北地區的中條運動或呂梁運動,與全球性的Columiba超級大陸匯聚有關(王生偉等,2011);古元古代晚期至中元古代早期,沿菜子園-麻塘斷裂南側,發育大規模基性巖漿活動,基性巖群鋯石的SHRIMPU-Pb年齡集中在1.8~1.6Ga,其地球化學顯示為陸內裂谷玄武巖及OIB的特征,與全球性Columbia超級大陸裂解高度一致,可能是早期地幔柱活動的產物(王生偉等,2013b);中元古代晚期,南北兩個微陸塊匯聚拼貼,以菜子園-麻塘斷裂系統西側菜子園蛇綠巖、東側菜園子花崗巖侵位和北部會理群中天寶山組中酸性噴出巖為標志,其時代基本限制在約1.0Ga(耿元生等,2007;尹福光等,2012;王生偉等,2013),同全球性Rodinia超級大陸匯聚同期,康滇古陸此時基本成型。因此上述菜子園-踩馬水-麻塘斷裂的規模比前人推測的要大得多,是一條長期活動、切穿地幔的深大斷裂。新元古代至早古生代,康滇地區沉積了南華系、震旦系和寒武系較厚的碎屑巖和碳酸鹽巖建造;區內缺失奧陶系、志留系、石炭系,二疊系陽新組生物碎屑灰巖和峨眉山玄武巖不整合于寒武紀地層之上。本區中生代地層較完整,三疊系白果灣組厚層石英砂巖超覆于晚二疊紀峨眉山玄武巖之上,上覆侏羅系為一套較厚的紫紅色、鮮紅色泥質巖系,而與本區基性巖脈同時代沉積的白堊紀地層為小壩組厚層狀長石石英砂巖夾泥質巖,也就是說本區白堊紀基性巖漿巖侵位的時候,也在同時接受正常的河流、湖泊相沉積,沒有出現大規模的地殼抬升和伸展拉張運動。總之,地質演化歷史過程中,幾乎全球尺度的構造運動在康滇地區均有響應,是否與康滇地區巖石圈結構有關,也是值得探討的科學問題。東川地區基性巖脈鋯石的SHRIMPU-Pb年齡和地球化學特征表明,康滇地區中部在白