滇西剑川新生代富碱岩浆岩Li同位素地球化学特征及其对岩浆源区的制约.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月 世 界 地 质 文章编号:()滇西剑川新生代富碱岩浆岩 同位素地球化学特征及其对岩浆源区的制约刘俊鹏 王蝶 丁志丹 马飞昆明理工大学 国土资源工程学院 昆明 摘要:对滇西地区金沙江红河富碱岩浆岩带内发育的剑川、玉召块和老君山岩体进行了岩相学、全岩主量、微量元素和 同位素组成分析 结果显示 个岩体都富集轻稀土元素()和大离子亲石元素()亏损、和 等高场强元素()具有弱 元素异常 上述 个岩体的 值分别为 、结合前人的研究结果 认为玉召块岩体具有埃达克质特征 来源于增厚下地壳的部分熔融 在成岩过程中有少量的铁镁质岩浆注入并在岩浆上升过程中混染了中上地壳物质 剑川和老君山岩体
2、则是交代富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆持续分异产物关键词:富碱岩浆岩 地球化学 同位素 岩石成因 剑川 滇西中图分类号:文献标识码:/收稿日期:修订日期:基金项目:国家自然科学基金项目()第一作者:刘俊鹏()男 硕士研究生 主要从事火成岩地球化学研究:通信作者:王蝶()女 副教授 主要从事矿物地球化学研究:.()()().:引言近年来 随着测试技术的飞跃性发展 非传统同位素在地质作用过程示踪中的优越性逐渐体现如自然界中高达 质量差的 同位素(和)在不同地质储库中的同位素分馏可达 使其具有较高的辨识度 如能与传统同位素联用 可更好地示踪地质作用过程在青藏高原东南部的滇西地区 沿金沙江缝合带红河
3、哀牢山断裂带分布有大量新生代富碱岩浆岩 这些岩浆岩以浅成侵入的斑岩为主 也有少量喷出岩 岩石形成年龄大多介于 之间 富碱岩浆岩一般是指 ()的火成岩 这类岩石携带有关于深部地球结构和物质组成的重要信息 在研究不同构造背景深部地球动力学和与之相关的成矿作用方面具有重要意义 金沙江缝合带红河哀牢山断裂带上产出的富碱岩浆岩因部分伴生斑岩型铜钼金矿床而备受关注金沙江红河富碱岩浆岩带上与成矿有关的岩体研究较多 有大量的数据积累 而该区域还发育有大量与成矿无关的富碱岩体 研究相对薄弱 因受到后期热液蚀变作用较弱 反而比成矿岩体更能保存原始岩浆信息 笔者选择滇西剑川地区几个目前认为与成矿无关的富碱新生代岩浆
4、岩进行了全岩锂同位素分析 结合前人其他同位素等研究结果来探究富碱斑岩的源区和岩石的形成演化机制 得到来源于下地壳部分熔融岩石的 同位素特征 研究区区域地质背景剑川位于兰坪思茅板块与扬子板块的交汇部位 金沙江缝合带从北西方向进入延伸至南东与红河哀牢山剪切带相连(图)剑川地区出露地层包括:始新统宝相寺组灰色砂岩、砾岩 紫红色 青藏高原东缘地质构造和斑岩型矿床分布图(据文献 修改)剑川地区地质简图及采样点(据文献 修改)图 滇西红河哀牢山断裂带地质简图 第 期 刘俊鹏 等:滇西剑川新生代富碱岩浆岩 同位素地球化学特征及其对岩浆源区的制约砂岩粉砂岩互层 渐新统金丝厂组灰色砂岩、砾岩 紫红色砾岩与钙质粉
5、砂岩互层 中新统剑川组灰色凝灰质砂砾岩与火山角砾岩以及中新统双河组深灰色粉砂岩泥岩 区域岩浆活动发育 二叠纪玄武岩分布广泛 新生代火山侵入岩主要出露为剑川岩体、玉召块、老君山岩体以及 个岩体周围出现的小岩体 主要岩性包括粗面岩、正长岩、正长斑岩以及石英二长斑岩等碱性侵入岩 对于剑川地区岩体 前人的研究显示这些碱性侵入岩具有富碱、高钾的特征 具有富集的 同位素成分 锆石 测年得到岩体年龄集中在 同位素地壳模式年龄为 样品采集及岩相学特征本次研究从剑川岩体、玉召块岩体和老君山岩体共采样 件(表)根据野外及室内工作共识别出 种岩性 剑川岩体由粗面岩、角闪正长斑岩组成 玉召块岩体岩性主要为石英二长斑岩
6、 老君山岩体岩性主要为正长岩表 采样点及其岩石岩性 岩体编号岩性采样位置剑川岩体角闪正长斑岩 角闪正长斑岩 角闪正长斑岩 粗面岩 粗面岩 粗面岩 角闪正长斑岩 角闪正长斑岩 角闪正长斑岩 粗面岩 粗面岩 粗面岩 玉召块岩体石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 石英二长斑岩 老君山岩体正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 世 界 地 质 第 卷 粗面岩采自剑川岩体南部 剑川县政府东北 处 岩石呈深灰绿色(图)具有粗面结构 块状构造 斑晶以碱性
7、长石为主 含大量辉石及角闪石 长石具有卡式双晶 结晶粗大 可达到 辉石具有典型的辉石式解理 粒径为 角闪石粒径为 部分颗粒较大者可达 基质由长条状长石微晶(约占)定向分布 其间有磁铁矿填隙(图)剑川粗面岩 剑川角闪正长斑岩 玉召块石英二长斑岩 老君山正长岩 石英 斜长石 钾长石 磷灰石 角闪石 黑云母 透辉石图 研究区典型样品手标本和正交偏光下显微镜照片 角闪正长斑岩采自剑川岩体北部的甸心村采石场和剑川县城南部的 公路旁 岩石呈浅灰绿色(图)斑状结构 块状构造 斑晶主要为碱性长石、角闪石和辉石 正长石呈斑状 双晶明显 粒径 角闪石和辉石呈自形产出 颗粒较大()解理清晰 基质为中细粒 成分与斑晶
8、相似 基质中含有磷灰石、磁铁矿 可见少量石英(图)石英二长斑岩采自四家村西北部及大麦地至老君山路边露头 岩石呈浅灰白色(图)斑状结构 块状构造 斑晶为正长石、斜长石、黑云母、石英和少量角闪石 基质主要为长石 正长石卡式双晶明显 粒径为 斜长石具有卡纳复合双晶 粒径为 黑云母细小长条状 石英具有溶蚀形成的港湾结构(图)正长岩采自老君山风景区和路边露头 岩石呈深灰色(图)不等粒结构 矿物组成为正长石、斜长石、角闪石、石英和黑云母 副矿物有磷灰石、锆石、磁铁矿和榍石等 正长石呈短柱状卡式双晶明显 粒径为 斜长石具环带结构颗粒较大(粒径为 )角闪石粒径为 石英呈他形填充矿物间隙(图)分析方法全岩主量元
9、素、微量元素和 同位素测试均在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室测试分析完成 全岩主量元素测试采用的设备为 公司制造的 型 射线荧光光谱仪 标样为 、微量元素测试采用德国耶拿分析仪器股份公司 型等离子体质谱仪 标样为、和 主量和微量数据质量均优于 详细处理过程、分析精密度和准确度详见文献 同位素测试采用 公司 型多接收电感耦合等离子体质谱 标样为、详细实验流程分析精度见文献 测试结果 全岩主量和微量元素剑川地区岩体岩石主量元素和微量元素测试结果见表 在岩石分类图解中分别落入不同的岩石类型范围(图)剑川粗面岩的 质量分数为 与角闪正长斑岩质量分数()相当 质量分数也大体接近 两第
10、 期 刘俊鹏 等:滇西剑川新生代富碱岩浆岩 同位素地球化学特征及其对岩浆源区的制约表 剑川富碱斑岩全岩主量元素、微量元素分析结果 剑川岩体玉召块岩体老君山岩体角闪正长斑岩粗面岩石英二长斑岩正长岩 总计 /(/)/注:主量元素质量分数单位为 微量元素质量分数单位为 测试单位为中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室 测试时间为 年 世 界 地 质 第 卷 岩石系列命名图 ()()岩石系列判别图 岩石铝饱和指数判别图图 剑川地区岩浆岩主量元素成分图 者在碱性元素含量上相近 ()()全碱质量分数为 /为 粗面岩和角闪正长斑岩在/图中介于准铝质和过铝质之间 硅钾图和钠钾图中属于钾玄质系列(图
11、)玉召块的石英二长斑岩 质量分数为 质量分数为 质量分数为 质量分数为 质量分数为 全碱质量分数为 /为 岩石整体属于过铝、钾玄质高钾钙碱性石英二长斑岩(花 岗 岩)老 君 山 岩 体 的 质 量 分 数 为 质量分数为 质量分数为 质量分数为 全碱质量分数为 /为 /位于准铝质和过铝质之间 对 个岩体做 图解(图)得到、与 负相关、与 正相关利用原始地幔和球粒陨石对 个岩体进行标准化作图(图)在图中可以看出 个岩体都具有相似的稀土元素配分曲线 都表现出轻稀土富集、重稀土亏损 轻重稀土中度分馏的特征 (/)分 别 为 、个岩体均表现出轻微的 元素亏损 在微量元素蛛网图中剑川和老君山岩体都表现出
12、富集大离子亲石元素、亏损高场强元素、表现出“”的负异常 全岩 元素和 同位素 个岩体都表现出高的 元素含量 其中剑川岩体为 玉召块岩体为 老君山岩体为 值 分 别 为 、(表)讨论 风化/蚀变和岩浆分异中的 同位素分馏岩石形成后比较容易发生蚀变和风化 在蚀变和表面风化期间 较轻的 更优先保留在固相中第 期 刘俊鹏 等:滇西剑川新生代富碱岩浆岩 同位素地球化学特征及其对岩浆源区的制约图 剑川地区岩体主量元素的 变化图 图 剑川地区岩石的球粒陨石标准化稀土元素配分图()和原始地幔标准化微量元素蛛网图()(标准化值据文献)()()()世 界 地 质 第 卷表 剑川地区岩浆岩 元素和同位素含量 样品号
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