李序貴，劉陳明，李小軍，李維科，晏海寶，馬進華

(1. 云南省地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 650216；2. 云南國土資源職業(yè)學院，云南 昆明 690093 )

0 引言

富寧地區(qū)位于南盤江盆地(右江盆地)西南緣，筆者及其團隊在該區(qū)開展1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及研究工作，在野外及室內(nèi)工作分析基礎(chǔ)上，新厘定并填繪出一套穩(wěn)定火山巖，其中局部夾有火山碎屑巖及深水硅質(zhì)巖。前人研究顯示區(qū)內(nèi)尚無大規(guī)?；鹕綆r出露，但是筆者據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查以及前人的研究成果，認為該套火山巖可能形成于晚二疊世時期巖漿活動[1]。吳浩若、鄺國敦等人認為在廣西西部存在晚古生代的海相玄武巖[2]。王忠誠、吳浩若等人認為南盤江盆地中泥盆系、石炭系及二疊系中與深水共生的玄武巖具有大洋板內(nèi)構(gòu)造背景環(huán)境的特征[3]；康云驥等在云南與廣西交界處弄槐一帶發(fā)現(xiàn)有基性—中性火山巖，提出具有島弧玄武巖的特征，其時代形成于二疊紀—中三疊世[4]；范蔚茗等人在南盤江盆地南東側(cè)百色陽萮等地區(qū)火山巖中獲得了(259.1±4.9)Ma和(259.6±5.9)Ma兩組鋯石U-Pb年齡，認為時代與峨眉山火成巖省的主期噴發(fā)時間一致，將其歸屬為峨眉山大火成巖省的一部分[5]。為討論研究區(qū)新發(fā)現(xiàn)火山巖噴發(fā)時代以及地質(zhì)意義，同時也為解開南盤江盆地構(gòu)造演化及其過程提供線索，本文對該套火山巖開展鋯石U-Pb年代學、地質(zhì)學等方面的研究工作。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚子陸塊西南緣，處于越北地塊北部南盤江盆地(右江盆地)(圖1)，屬富寧構(gòu)造巖漿巖帶[6-7]。區(qū)內(nèi)主要出露地層為寒武系、奧陶系、泥盆系、二疊系和三疊系，其中寒武系、奧陶系為一套臺地相碳酸鹽巖及濱淺海相碎屑巖，泥盆系、中二疊統(tǒng)主要為一套臺地-臺地邊緣-臺溝相碳酸鹽巖和陸源碎屑巖夾硅質(zhì)巖，上二疊統(tǒng)僅局部殘余，為一套局限臺地碳酸鹽巖，三疊系為一套半深海斜坡-淺槽盆相含碳酸鹽巖陸源碎屑巖[2，8]。區(qū)內(nèi)火山巖主要賦存于二疊系樂平統(tǒng)龍康組(P3l)，該組地層主要分布于板蚌鄉(xiāng)坡桑村—平密村—平邑村—花甲鄉(xiāng)—新寨溝村—打卡村—索落村—壩恩村—龍桑村—老寨一帶(圖1)，出露面積為48.78 km2。龍康組不整合于巖頭組(P2yt)之上，整合伏于石炮組(T1s)之下(圖2a)，其火山巖主要以基性熔巖為主，夾部分火山碎屑巖。其巖性組合主要為灰色致密狀玄武巖、灰色(球顆)玄武巖、灰色氣孔狀玄武巖及少量火山碎屑巖(圖3、圖4)。

圖1 研究區(qū)晚二疊世火山巖分布地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch map of volcanic rock distribution of Late Permian in the study area1—三疊系下統(tǒng)石泡組 2—二疊系樂平統(tǒng)龍康組 3—二疊系瓜德魯普統(tǒng)巖頭組 4—中三疊統(tǒng) 5—石炭系—二疊系 6—石炭系7—泥盆系 8—奧陶系 9—寒武系 10—三疊世基性侵入巖 11—玄武巖 12—輝長輝綠巖 13—地質(zhì)界線 14—噴發(fā)不整合界線 15—斷層解析 16—逆斷層 17—走滑斷層 18—鋯石樣位置 19—鋯石年齡值 20—研究區(qū)

圖2 T1s與P3l呈整合接觸關(guān)系宏觀特征及素描圖Fig.2 The macroscopic feature (a) and sketch map (b) of the integrated contact relationship between T1s and P3l1—三疊系下統(tǒng)石炮組 2—二疊系樂平統(tǒng)龍康組 3—致密塊狀玄武巖 4—杏仁狀玄武巖 5—沉凝灰?guī)r 6—凝灰質(zhì)泥巖

圖3 球顆玄武巖中球顆結(jié)構(gòu)特征(-)Fig.3 Structural characteristics of spherical texture in the variolitePl—斜長石 Cpx—單斜輝石

圖4 灰色致密狀玄武巖中柱狀節(jié)理宏觀特征Fig.4 Macroscopic feature of columnar joints in gray dense basalt

石炮組(T1s)與龍康組(P3l)呈整合接觸關(guān)系(圖2b)，另外位于花甲鄉(xiāng)至阿用鄉(xiāng)公路新寨溝附近灰色致密狀玄武巖中見呈四邊形狀柱狀節(jié)理(圖4)。龍康組火山巖位于平麻一帶見底部出露完整，與二疊系瓜德魯普統(tǒng)巖頭組(P2yt)呈噴發(fā)不整合接觸，另外，位于打卡村一帶見出露較完整龍康組火山巖，下部與二疊系瓜德魯普統(tǒng)巖頭組呈噴發(fā)不整合接觸；上部與三疊系下統(tǒng)石炮組呈整合接觸(圖5)。依據(jù)該火山巖野外產(chǎn)出狀態(tài)(枕狀構(gòu)造)、其圍巖中硅質(zhì)巖出現(xiàn)以及下伏巖頭組中含蜓化石，該火山巖可能為海相噴發(fā)[1]。

圖5 晚二疊世火山巖實測剖面圖Fig.5 The field survey section of the Late Permian volcanic rocks1—石炮組 2—晚二疊世龍康組 3—巖頭組 4—滑塌灰質(zhì)礫巖 5—凝灰質(zhì)泥巖 6—凝灰?guī)r 7—硅質(zhì)巖 8—玄武巖 9—杏仁狀火山巖 10—火山角礫巖

2 樣品及年代學特征

本次研究工作對該區(qū)龍康組火山巖進行了年代學研究，于富寧縣板蚌鄉(xiāng)、花甲鄉(xiāng)一帶該套火山巖中采集灰色致密塊狀玄武巖兩件，樣品編號分別為PM035-10-2和D8138-1-2，均采自基巖露頭良好、巖石新鮮且杏仁體發(fā)育較少的基巖露頭上(圖1)。巖石類型為致密狀玄武巖，新鮮面呈灰綠、灰色，呈細粒隱晶質(zhì)，可見球顆結(jié)構(gòu)及顯微斑狀結(jié)構(gòu)，采集新鮮的巖石樣品每件約3 kg，樣品由南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘察技術(shù)服務(wù)有限公司應(yīng)用常規(guī)方法和流程將鋯石從樣品中分離出來，將挑出的鋯石送湖北省地質(zhì)實驗測試中心(國土資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心)完成鋯石制靶、陰極發(fā)光及LA-ICP-MS鋯石U-Pb的定年分析。實驗室首先分別將鋯石樣品顆粒置于環(huán)氧樹脂中制成樣靶，在掃描電鏡儀器上完成鋯石透射光和反射光及陰極發(fā)光圖像的攝制，采用Agilent 7500a的ICP-MS儀器與裝配有193 nm氣體激光的geoLas 2005聯(lián)機進行，激光束斑直徑32 μm，U-Pb同位素定年采用鋯石標準91500作外標進行同位素分餾校正，每分析5個樣品點分析兩次91500，保證測試過程的精確可靠性；微量元素含量采用NIST610進行校正，每分析20個樣品點測試1次NIST610標樣，微量元素一般分析精度優(yōu)于3%。原始數(shù)據(jù)采集和處理采用Glitter軟件(Ver.4.0)，處理過程中盡量選擇信號穩(wěn)定的區(qū)間，微量元素取值區(qū)間與年齡取值區(qū)間一致，處理后的數(shù)據(jù)用Anderson的方法扣除普通Pb[9]。鋯石年齡數(shù)據(jù)處理及諧和圖繪制采用Isoplot 3.75程序處理[10]。

由致密狀玄武巖中鋯石CL圖像(圖6、圖7)可以看出，鋯石顆粒大小基本一致，鋯石結(jié)構(gòu)單一，大多數(shù)呈自形程度較好的柱狀。短柱狀鋯石長短軸比值介于1.2～1.5之間。所測鋯石無包裹體，成分單一，具有巖漿型鋯石韻律環(huán)帶，為單一巖漿成因鋯石，其年齡可代表巖漿結(jié)晶年齡。

由表1可知，各鋯石顆粒的Th/U比值較高，變化幅度較小，表明它們基本上均屬巖漿成因的鋯石。在鋯石U-Pb年齡諧和圖中23個數(shù)據(jù)點相對集中分布且均落在諧和曲線上及其附近，而另一部分數(shù)據(jù)點偏離和諧線，表明后期的構(gòu)造-熱事件中或鋯石自身的去晶質(zhì)化過程中有少量放射成因Pb的丟失。樣品年齡基本上屬于晚古生代地史時期。兩件樣品15個分析點的206Pb/238U年齡變化于225～280 Ma 之間，最終獲得(256.2±1.0)Ma和(255.6±3.9)Ma兩個206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值(圖8、圖9)。另外研究區(qū)南側(cè)1∶5萬睦倫街區(qū)調(diào)項目在相同地層中已獲得鋯石U-Pb年齡為(252.7±3.1)Ma[11]，其時代認為晚二疊世。

3 火山巖與峨眉山大火成巖省關(guān)系討論

前人對該地區(qū)火山巖研究多與產(chǎn)于二疊紀晚期的峨眉山玄武巖聯(lián)系，范蔚茗等人在南盤江盆地南東側(cè)百色陽萮及巴馬地區(qū)發(fā)現(xiàn)晚二疊世玄武巖，獲得鋯石U-Pb年齡分別為(259.1±4.9)Ma和(259.6±5.9)Ma[5]，其時代與峨眉山大火成巖省的主要噴發(fā)時間一致[12]，認為屬峨眉山大火成巖省的一部分。吳根耀、吳浩若等人于該區(qū)域基性火山巖中獲得261 Ma40Ar/39Ar等時線年齡，屬晚二疊世，但其認為其地球化學背景顯示該地區(qū)二疊紀玄武巖具有洋島或島弧火山巖的特征，部分火山巖具板內(nèi)玄武巖(洋島玄武巖)的特征，不具有峨眉山大火成巖省地球化學特征[13]，以上這代表了大部分學者對該區(qū)二疊紀火山巖的觀點。本次研究獲得的年齡結(jié)果(256.2±1.0)Ma和(255.6±3.9)Ma與前人基本一致，若單獨從時間來看，該地區(qū)火山巖可能也屬于峨眉山大火成巖省。從峨眉山大火成巖省分布來看[14]，研究區(qū)所處的地理位置為其外圍帶。無論從地幔柱[15]或者天體撞擊“對沖聚合效應(yīng)”[16]、裂谷[17]等成因觀點來看，大范圍、巨量巖漿巖的分布不是一瞬間形成的，同時研究區(qū)多期次構(gòu)造演化的火山巖疊加也會造成多種構(gòu)造背景。因此單一從地球化學角度來談巖漿起源，難免會有疑惑，特別是對于大火成巖省或者復(fù)雜的火山巖。綜合前人成果以及此次研究，筆者認為該地區(qū)火山巖可能受到峨眉山大火成巖省的影響，有部分火山巖可能是隸屬于峨眉山玄武巖。同時前人認為該火山巖具有板內(nèi)裂谷或者洋島等構(gòu)造特征，這可能是研究區(qū)不同構(gòu)造演化時期的火山巖在該區(qū)域疊加的結(jié)果。

圖8 PM035-10-2樣品鋯石諧和圖及加權(quán)平均年齡圖Fig.8 Zircon harmonic diagram and weighted average age of PM035-10-2 sample

圖9 D8138-1-2樣品鋯石諧和圖及加權(quán)平均年齡圖Fig.9 Zircon harmonic diagram and weighted average age of D8138-1-2 sample

4 結(jié)論

綜合全文的研究分析得出以下認識：

1) 該套火山巖發(fā)育有枕狀構(gòu)造且伴生深水硅質(zhì)巖沉積，應(yīng)為海相火山巖系，呈層狀噴發(fā)不整合于中二疊世巖頭組上，整合于早三疊世石炮組之下。

2) 該火山巖206Pb/238U年齡變化于225～280 Ma之間，最終獲得(256.2±1.0)Ma、(255±3.9)Ma的加權(quán)平均年齡值。該火山巖形成時代與峨眉山大火成巖省主噴發(fā)期相近，其有可能受到峨眉山玄武巖的影響，從而在構(gòu)造背景上表現(xiàn)出復(fù)雜的特征。