王保弟,王立全,王冬兵,李?yuàn)^其,唐 淵,王啟宇,閆國(guó)川,吳 喆

(1.中國(guó)自然資源航空物探遙感中心,北京 100083;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,四川 成都 610081;3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青藏高原地質(zhì)研究中心,四川 成都 610081;4.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院研究生院,北京 100037)

西南三江造山帶及鄰區(qū)地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜,具有獨(dú)特的巨厚地殼和巖石圈結(jié)構(gòu),是一個(gè)特提斯大洋、歐亞大陸邊緣與岡瓦納大陸邊緣相互作用下,經(jīng)大洋擴(kuò)張、閉合,以及大陸邊緣不斷弧后擴(kuò)張、裂離,又經(jīng)小洋盆萎縮消減、弧-弧、弧-陸碰撞等地質(zhì)作用形成的復(fù)雜構(gòu)造域(潘桂棠等,2016,2020)。通常認(rèn)為“三江地區(qū)”特提斯演化階段存在多個(gè)陸殼地塊與洋盆相間排列的多島弧盆系統(tǒng)(莫宣學(xué)等,1993;劉本培等,2002;Jian et al.,2008,2009a,2009b;Wang et al.,2014;任飛等,2017;尹福光等,2017),經(jīng)歷了從特提斯大洋巖石圈向大陸巖石圈轉(zhuǎn)換及其大陸邊緣多島弧盆系構(gòu)造演化(王立全等,2008,2013;李文昌等,2010;Pan et al.,2012;潘桂棠等,2013;Deng et al.,2014;鄧軍等,2016;Wang et al.,2017),形成了現(xiàn)今定位的甘孜-理塘、金沙江-哀牢山、瀾滄江、昌寧-孟連四條最主要的弧-陸碰撞帶及其間的中咱-中甸地塊、昌都-思茅地塊、保山-鎮(zhèn)康地塊等微陸塊,呈反“S”型扭轉(zhuǎn)的大地構(gòu)造格局(圖1)。其中金沙江-哀牢山弧盆系是三江多島弧盆系的重要組成部分,經(jīng)歷了較為完整的威爾遜旋回(張旗等,1996;王立全等,1999;孫曉猛和簡(jiǎn)平,2004),通常認(rèn)為其經(jīng)歷了裂(陷)谷盆地(D)、洋盆擴(kuò)張(C1—P1)、洋殼俯沖消減(P1—P2)和弧-陸碰撞造山(T1—T2)4個(gè)主要演化階段(范蔚茗等,2009;Jian et al,2009a,2009b;Zi et al,2012;潘桂棠等,2013;王保弟等,2018),恢復(fù)其時(shí)空格架及其構(gòu)造演化過程對(duì)理解古特提斯多島弧-盆系的時(shí)空格局具有重要意義。

圖1 青藏高原構(gòu)造格架簡(jiǎn)圖(a)及西南三江地區(qū)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?b)(據(jù)Wang et al.,2014修改)Fig.1 Tectonic framework of the Tibetan Plateau(a)and tectonic division of the Sanjiang Orogen and surrounding areas(b)(modified from Wang et al.,2014)

近年來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心組織實(shí)施的地質(zhì)調(diào)查及一系列科學(xué)研究在金沙江弧盆系的物質(zhì)組成、構(gòu)造-巖漿演化序列及高壓變質(zhì)帶等方面獲得了大量新資料,取得了一系列新認(rèn)識(shí)。本文在新的1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料和相關(guān)科學(xué)研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步厘定了金沙江弧盆系的物質(zhì)組成及時(shí)空格架,分析和討論了金沙江弧盆系的構(gòu)造演化歷史,同時(shí)簡(jiǎn)要探討了不同構(gòu)造演化階段對(duì)VMS型礦床的控制作用。

1 金沙江(-哀牢山)弧盆系及兩側(cè)陸塊物質(zhì)組成及其空間展布

金沙江(-哀牢山)弧盆系位于西側(cè)昌都-思茅地塊與東側(cè)甘孜-理塘弧盆系與揚(yáng)子陸塊之間,自東向西由金沙江(-哀牢山)縫合帶和江達(dá)-德欽-維西(-綠春)陸緣火山-巖漿弧組成,后者為金沙江(-哀牢山)洋殼向西俯沖作用形成,弧盆系東側(cè)為中咱-中甸地塊,西側(cè)為昌都-思茅地塊。

1.1 金沙江縫合帶

金沙江縫合帶位于鄧柯以南、劍川以北,即金沙江主斷裂(蓋玉-德榮斷裂)以西、金沙江河谷與羊拉-魯?shù)閿嗔岩詵|的狹長(zhǎng)區(qū)域展布,東鄰中咱-中甸地塊,西鄰江達(dá)-德欽-維西陸緣火山弧,向北在鄧柯一帶與甘孜-理塘帶相接,向南延伸與哀牢山縫合帶相接(圖1,2)。

西部邊界斷裂總體東傾,東部邊界斷裂沿走向彎曲變化,具有寬100～300 m不等的擠壓破碎帶或者片理化帶,在構(gòu)造層次較深的部位,常見糜棱巖化。

研究表明(王立全等,1999,2013;李興振等,1999;李定謀等,2002;潘桂棠等,2013),在該帶中段原1∶20萬區(qū)調(diào)稱作的二疊紀(jì)嘎金雪山群和額瓦欽群、三疊紀(jì)中心絨群變質(zhì)巖等,實(shí)則為含有二疊紀(jì)—三疊紀(jì)“塊體”的構(gòu)造混雜巖,原巖應(yīng)為半深海-深海相泥灰?guī)r、硅質(zhì)條帶灰?guī)r、砂泥巖、放射蟲硅質(zhì)巖、洋脊型基性火山巖、凝灰?guī)r等組合形成的火山-復(fù)理石沉積建造。該蛇綠混雜巖從東向西可分為3個(gè)亞帶(王立全等,1999,2013;李興振等,1999;潘桂棠等,2013):①嘎金雪山-貢卡-霞若-新主洋殼消減蛇綠混雜巖亞帶,也即是縫合帶的主帶,該帶主要由洋脊玄武巖、準(zhǔn)洋脊玄武巖與蛇紋巖(原巖為方輝橄欖巖)、堆晶輝長(zhǎng)巖、輝綠巖墻、放射蟲硅質(zhì)巖等組成,構(gòu)成被肢解了的蛇綠巖或蛇綠混雜巖,主體由嘎金雪山巖群構(gòu)成。②朱巴龍-羊拉-東竹林洋內(nèi)弧增生雜巖帶,位于芒康朱巴龍、西渠河橋-德欽貢卡、東竹林大寺一線,主弧期火山巖為早二疊世晚期—晚二疊世的鈣堿性系列的安山巖、玄武巖、玄武安山巖、鈉化英安巖等,以高A12O3、低TiO2為特征。在貢卡、東竹林大寺一帶與蛇紋巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖墻、放射蟲硅質(zhì)巖等一起構(gòu)成混雜巖。該亞帶主體由申洛拱組、響姑組、喀大崩組、奔子欄巖組等地質(zhì)單元構(gòu)成。③西渠河-雪壓央口-吉義獨(dú)-工農(nóng)弧后盆地增生雜巖帶,以發(fā)育早二疊世晚期—晚二疊世輝長(zhǎng)輝綠巖墻群、準(zhǔn)洋脊型基性火山巖、少量超基性巖為特征,嘎金雪山巖群西渠河巖組構(gòu)成了其混雜基質(zhì)的主體(圖2)。金沙江縫合帶總體表現(xiàn)為以砂板巖為基質(zhì),夾雜大量超基性巖塊、基性巖巖塊、洋島-海山組合巖塊,以及一系列不同時(shí)代灰?guī)r巖塊的構(gòu)造混雜巖帶,結(jié)合區(qū)域構(gòu)造分析,認(rèn)為主要經(jīng)歷了金沙江古特提斯洋盆二疊紀(jì)—三疊紀(jì)時(shí)期的俯沖消減、晚三疊世陸陸碰撞以及新生代陸內(nèi)匯聚階段的構(gòu)造變形的改造。

圖2 金沙江縫合帶及江達(dá)-維西陸緣弧帶地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖及前侏羅紀(jì)巖漿作用時(shí)空分布Fig.2 Simplified geological map of the Jinsha River arc-basin system,showing the temporal-spatial distribution of pre-Jurassic magmatic rocks

嘎金雪山巖群出露于鄧柯以南、劍川以北,即沿金沙江主斷裂以西、金沙江河谷與羊拉-魯?shù)閿嗔岩詵|的狹長(zhǎng)區(qū)域展布,主要由蛇紋石化超鎂鐵巖、超鎂鐵堆晶巖(輝石巖-純橄欖巖)、輝長(zhǎng)巖-輝綠巖墻群、洋脊型玄武巖及放射蟲硅質(zhì)巖組成,與其它被肢解的泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)等灰?guī)r塊體及其綠片巖基質(zhì)構(gòu)成蛇綠混雜巖,并進(jìn)一步細(xì)化為二疊紀(jì)—中三疊世西渠河巖組、崗?fù)袔r組。西渠河巖組(C—T2)從南至北帶內(nèi)均有大量分布,主要由透閃片巖、陽起片巖、石英片巖、二云片巖、變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖、結(jié)晶灰?guī)r、蝕變基性巖夾大理巖等組成,混雜有超基性巖、輝長(zhǎng)巖、志留紀(jì)—石炭紀(jì)碳酸鹽巖和二疊紀(jì)玄武巖巖塊等,產(chǎn)牙形刺、腕足類、雙殼類、海百合等化石,其中已經(jīng)確定時(shí)代的化石主要為牙形刺Pandeorodussp.,Tricnonodllasp.,Neopriodussp.,Lingonodussp.,Neogondolellasp.,Neoprioniodussp.,腕足類Cyrtospirifersp.,C.aff.novnelensis,C.aff.spicatus,Atrypasp.等,其中Neogondolella是早三疊世及中三疊世重要屬種分子,疊厚>943～3428 m,被認(rèn)為主體是洋盆中的火山-沉積巖建造(莫宣學(xué)等,1993;王立全等,1999;潘桂棠等,2003)。崗?fù)袔r組(P—T2)主要沿西渠河—雪壓央口—吉義獨(dú)—工農(nóng)一帶展布,主要以灰綠色變質(zhì)玄武巖為主夾硅質(zhì)巖及板巖,上部夾少量變質(zhì)砂巖,厚>3461 m,被認(rèn)為是洋內(nèi)弧西側(cè)弧后盆地中的火山-沉積巖建造(莫宣學(xué)等,1993;王立全等,1999;潘桂棠等,2003);玄武巖中發(fā)育枕狀構(gòu)造,常見墻狀輝綠巖或輝綠玢巖呈群產(chǎn)出;硅質(zhì)巖中獲得中二疊世Albaillella levisIshiga Kito and Imoto放射蟲(吳浩若鑒定),灰?guī)r夾層中含早二疊世化石,還混雜有超基性巖、輝長(zhǎng)巖、志留紀(jì)碳酸鹽巖、石炭—二疊紀(jì)碳酸鹽巖等;在芒康不冬龍-德欽獨(dú)拉頂灰?guī)r中產(chǎn)、珊瑚、腕足類等化石,其類Triticitessp.為早二疊世早期阿瑟爾期,Ozawainella angulata為晚石炭世—早二疊世早期,Fusulinellasp.是晚石炭世中晚期類帶化石,珊瑚Caniniasp.、Hunanoclisiasp.和腕足類Spirigerellasp.為石炭紀(jì);另在雪壓央口—葉日—之用—關(guān)用一帶,海山灰?guī)r塊體中發(fā)現(xiàn)早—中三疊世有孔蟲化石Ammodicus semicontrictus regulerisWaters等(王立全等,1999)。此外,新元古界雄松巖群斷續(xù)出露于巴塘一帶,夾于金沙江蛇綠混雜巖中;巖性為一套千枚巖、板巖、片巖、變質(zhì)砂巖,夾結(jié)晶灰?guī)r、變基性火山巖組合,獲得基性火山巖鋯石U-Pb年齡為999 Ma和876 Ma。

申洛拱巖組(C1)、響姑巖組(C2)、喀大崩巖組(P1-2)和奔子欄巖組(P3)主要出露于維西—德欽一帶,前者下部以富鈉長(zhǎng)綠泥微晶片巖、含綠泥石英微晶片巖、綠泥黝簾陽起片巖、鈉長(zhǎng)陽起綠泥片巖為主,夾中粗晶含金云大理巖、透閃石大理巖;上部以含鈣質(zhì)絹云石英微晶片巖、黑云鈉長(zhǎng)絹云片巖、鈣質(zhì)白云片巖為主,夾薄-中厚層狀細(xì)晶含金云母大理巖,含透閃石大理巖,產(chǎn)珊瑚Thysanophyllum shaoyangensis,Kueichouphyllum heishihkuanenseYu,Eostaffella mosquensisYissarinova,以及牙形石Gnathodus bilineatus(Roundy),G.commutatus(Branson&Mhele),G.girtgiHass,Spathognathodus compbelliRerroak等。響姑巖組以白云質(zhì)大理巖、細(xì)晶大理巖為主,夾灰褐色變質(zhì)微粒鈣質(zhì)石英砂巖、絹云千枚巖、變硅質(zhì)巖,殘留淺灰白色塊狀含燧石團(tuán)塊粉晶灰?guī)r→淺灰色薄-中層狀燧石條帶灰?guī)r→灰色中厚層狀含燧石團(tuán)塊粉晶灰?guī)r組成的基本層序,產(chǎn) 牙 形 刺Streptognathodus elongatus、S.gracilis、Gondolellasp.、Neoprionioduscf.montanaensis(Scott) , ?Scaliogmathussp.,Spathognathodussp.等?？Υ蟊缼r組(P1k)以基性火山巖為主,一巖段為淺灰白色中-厚層塊狀條帶狀結(jié)晶灰?guī)r、大理巖為主,夾灰綠色片理化玄武巖、含鈉長(zhǎng)鈣質(zhì)綠簾綠泥千枚巖、綠泥絹云千枚巖;二巖段以灰綠、黃綠色(輝石)玄武巖為主,夾復(fù)巖屑砂巖、粉砂巖、灰?guī)r,玄武巖具枕狀構(gòu)造,板巖中可見水云母粘土礦物紋層與鈣泥質(zhì)紋層呈水平韻律狀產(chǎn)出,反映形成于較深水(盆地)環(huán)境;產(chǎn):Misellinasp.,?Schwagerinasp.,Neomiselinasp.,Neoschwagerinasp.,Verbeekinacf.verbddkiGeinitz,牙形刺:Ozakodinacf.oertliiKozur,Neostreptog nathodussp.,Idiognathoduscf.ellisoniClak et Behuken,Palmatolepissp.,Lonchodina festivaBender et Stapper,Neogondolellacf.bellaStauffer et Plummer,硅質(zhì)巖放射蟲:Entactinia vulgarisWon,E.tortispinaOrmiston et Lane,Astroentactinia multispinosaWon及Entactinosphaera palimbolaForeman。奔子欄巖組為一套含火山巖夾碳酸鹽巖的陸源碎屑沉積,以鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)微細(xì)粒長(zhǎng)石石英雜砂巖為主,夾變硅質(zhì)巖、變玄武巖、微晶灰?guī)r及變質(zhì)灰質(zhì)礫巖,成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度較低;硅 質(zhì) 巖 產(chǎn) 放 射 蟲:Latentifistulasp.,Entactinosphacrasp.等。

金沙江縫合帶及鄰區(qū)中生界零星出露,以上三疊統(tǒng)為主,北部包括甲丕拉組、波里拉組和巴貢組,角度不整合于蛇綠混雜巖之上;理塘一帶甲丕拉組覆于蛇綠巖之上,該組下部為紫紅色塊狀礫巖、含礫砂巖,中部為紫紅色鈣質(zhì)石英粉砂巖,夾灰?guī)r、泥灰?guī)r和粉砂巖;南部地區(qū)上三疊統(tǒng)以歪古村組、挖魯八組為主,由于后期擠壓作用,多與古生界為斷層接觸,局部地帶仍可見歪古村組(T3w)不整合覆蓋于奔子欄巖組等巖組之上。由上可見,金沙江-哀牢山古特提斯洋在甲丕拉組、歪古村組沉積期以前就已閉合。

1.2 江達(dá)-維西陸緣火山弧

該陸緣火山弧帶東以金沙江縫合帶的西界斷裂為界,西以車所-熱涌-字嘎寺-德欽-維西-喬后逆沖斷裂為界,向南延與哀牢山縫合帶西側(cè)的墨江-綠春陸緣火山弧相接?？臻g上,主體分布于昌都芒康縣宗拉山口東側(cè)、德欽縣南仁—捕村—南佐至維西縣巴迪—葉枝一帶(圖1)?；鹕交?nèi)巖漿巖極為發(fā)育,類型多樣,并具有復(fù)雜的空間配置?；?盆的空間配置和火成巖成分的穿弧極性,表明該火山弧是由于金沙江(-哀牢山)洋盆向昌都-思茅地塊之下俯沖形成。晚三疊世以前的巖層構(gòu)造變形較強(qiáng),表現(xiàn)為一系列向西倒轉(zhuǎn)的褶皺和沖斷,并發(fā)育一系列走滑剪切帶。

江達(dá)-維西陸緣火山弧是金沙江洋盆向西俯沖作用的產(chǎn)物,是以昌都地塊為基底發(fā)育起來,是在陸殼的基底上而發(fā)展演化。最老的基底為中—下元古界寧多巖群(Pt1-2),僅出露于北段戈波的北東側(cè),為一套角閃巖相深變質(zhì)巖系,系列同位素年齡2200～1111 Ma(姚宗富,1992;西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993;王成善等,2003)。晚元古代草曲群(Pt3)為一套綠片巖相變質(zhì)巖系,原巖為碎屑巖夾碳酸鹽巖、變基性火山巖,獲得基性火山巖的鋯石U-Pb年齡為999 Ma和876 Ma。下古生界未見,上古生界為次穩(wěn)定型被動(dòng)邊緣盆地-裂陷盆地中的陸棚相碎屑巖-碳酸鹽巖夾中基性火山巖建造。早二疊世晚期,由于金沙江洋盆向西俯沖消減于昌都-思茅地塊之下,在早期被動(dòng)邊緣的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化為活動(dòng)邊緣,進(jìn)入陸緣弧發(fā)育階段,其陸緣弧西側(cè)發(fā)育以陸殼為基底的昌都弧后盆地。

陸緣火山弧上的火山-沉積巖系在空間上巖相多變、沉積類型多樣,島弧地勢(shì)起伏很大,有出露水面發(fā)育陸生植物和柱狀節(jié)理的陸地,亦有潛伏于水下的碳酸鹽巖臺(tái)地及深水谷地,可以出現(xiàn)從陸相—海陸過渡相—淺海相—臺(tái)地斜坡—深水盆地等各種不同沉積相和沉積類型的沉積物,為一島鏈體分布的構(gòu)造-古地理格局。弧火山巖從早到晚發(fā)育拉斑玄武巖系列→鈣堿性系列→鉀玄巖系列火山巖,火山巖性質(zhì)標(biāo)志著島弧產(chǎn)生—發(fā)展—成熟的完整過程(莫宣學(xué)等,1993)。二疊紀(jì)吉東龍組(P1)為一套陸相-淺海相-深水盆地中的碎屑巖、碳酸鹽巖、放射蟲硅質(zhì)巖和中基性-中酸性系列火山巖,維西縣巴迪—葉技一帶具不完全鮑馬序列的砂板巖(李興振等,1999,2002)。弧火山活動(dòng)一直持續(xù)到晚二疊世,包括禺功組(P2)和沙木組(P3)為一套海陸交互相-淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖和中基性-中酸性系列火山巖,這些沉積記錄及巖漿活動(dòng)反映了金沙江弧盆系的演化過程。

晚二疊紀(jì)末期—早三疊世早期進(jìn)入弧-陸碰撞階段,在昌都地塊東緣江達(dá)—戈波—徐中一帶,形成二疊紀(jì)末期—早三疊世碰撞型火山巖漿作用,疊加于二疊紀(jì)俯沖型陸緣火山弧之上,發(fā)育具弧火山巖性質(zhì)的玄武安山巖-安山巖系列火山巖及火山源濁積巖。下三疊統(tǒng)普水橋組安山巖-流紋巖系列的火山巖組合,始于晚二疊紀(jì)末期山麓相紫紅色礫巖之后,自下而上、自西向東具有沖洪積相→濱淺海相→邊緣斜坡相→盆地相的相序組合,并不整合在下伏地層和海西期中酸性侵入巖之上,標(biāo)志著弧-陸碰撞作用的開始。碰撞作用一直持續(xù)至晚三疊世,馬拉松多組(T1-2)、上蘭組和色容寺組(T2)為一套海陸交互相-淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖及中酸性火山巖建造。另外張萬平等(2011)獲得白芒雪山地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖及其MME微粒包體LAICPMS鋯石U-Pb年齡為255～253 Ma,很可能是早碰撞階段侵入巖漿活動(dòng)的具體表現(xiàn)。

早三疊世晚期—中三疊世,主體在德欽—維西一帶發(fā)育同碰撞伸展環(huán)境下的伸展盆地,其形成機(jī)制可能是由于俯沖板片的斷離作用導(dǎo)致的局部伸展環(huán)境。從空間上看,既有陸相-淺水相的火山活動(dòng),又有發(fā)育深水盆地中火山-沉積復(fù)理石,從而形成“塹、壘”相間的構(gòu)造-古地理格局,從北向南大致可鑒別出徐中-魯春-紅坡火山沉積盆地和熱水塘-催依比-上蘭火山沉積盆地(王立全等,1999);時(shí)間上形成于同碰撞伸展階段,空間上主體疊置于德欽-維西陸緣火山弧之上(王立全等,2002b)。德欽-維西伸展盆地已成為VMS礦床的重要賦礦盆地(王立全等,1999,2002a)。盆地內(nèi)發(fā)育一套具“雙峰式”火山巖系特征的拉斑玄武巖和堿性流紋巖組合以及伸展背景下的大量輝長(zhǎng)-輝綠巖墻/巖脈群,并相伴產(chǎn)出硅灰泥復(fù)理石。魯春礦區(qū)玄武巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為236 Ma,流紋巖等時(shí)線年齡為238～224 Ma(王立全等,2002a),維西攀天閣一帶流紋巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為235 Ma(牟傳龍和王立全,2000)。本研究認(rèn)為,這套雙峰式的火山巖LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為249～245 Ma(王保弟等,2011;Wang et al.,2013),近來,Zi et al.(2012)也在維西一帶攀天閣組、催依比組雙峰式火山巖中獲得SHRIMP鋯石U-Pb年齡為247～237 Ma,認(rèn)為此時(shí)期也是處于伸展的構(gòu)造背景。本研究的數(shù)據(jù)與此相似,表明江達(dá)-德欽-維西陸緣弧雙峰式火山巖的發(fā)育時(shí)限很可能是早三疊世晚期—中三疊世,而不是晚三疊世,本研究故此稱作早—中三疊世伸展盆地。早—中三疊世伸展盆地在時(shí)間上變化很大,伸展盆地的早中期拉張、裂陷程度大,火山活動(dòng)噴發(fā)于較深的水體中,并發(fā)育伸展構(gòu)造背景下的輝長(zhǎng)-輝綠巖墻/巖脈群,以及次火山巖相的輝長(zhǎng)輝綠玢巖;伸展盆地的晚期拉張、裂陷程度小,以酸性火山活動(dòng)結(jié)束,火山巖形成于較淺的水體中,甚至出現(xiàn)陸相噴發(fā),發(fā)育柱狀節(jié)理。

晚三疊世由伸展轉(zhuǎn)變成擠壓環(huán)境,發(fā)生強(qiáng)烈的晚碰撞造山與盆-山轉(zhuǎn)換,以中性-中酸性火山巖的出現(xiàn)為標(biāo)志,并發(fā)育大量的濱淺海相碳酸鹽巖及碎屑巖及菱鐵礦和膏鹽沉積,構(gòu)成了VMS型礦床的重要賦礦巖系。在相對(duì)應(yīng)的晚碰撞型花崗巖類侵入體中,獲得SHRIMP鋯石U-Pb年齡為239±6 Ma、全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為212±43 Ma、214±6 Ma(簡(jiǎn)平等,2003)。

1.3 昌都-思茅地塊

昌都-思茅地塊位于西側(cè)開心嶺-竹卡-景谷火山-巖漿弧與東側(cè)江達(dá)-維西-綠春火山-巖漿弧之間的狹長(zhǎng)區(qū)域,早古生代屬于揚(yáng)子陸塊西部被動(dòng)邊緣的一部分,晚古生代隨著金沙江-哀牢山弧后洋盆的擴(kuò)張,使得昌都-思茅地塊從揚(yáng)子陸塊西緣裂離,形成游離于西側(cè)瀾滄江和東側(cè)金沙江-哀牢山弧后洋盆之間的獨(dú)立塊體。依據(jù)昌都-思茅地塊的空間展布特征,可以細(xì)化為北部囊謙-昌都地塊、南部蘭坪-普洱地塊兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元,南北兩地塊的地質(zhì)特征具有一致性。

古—中元古界變質(zhì)巖系出露于囊謙-昌都地塊東緣的小蘇莽地區(qū)和蘭坪-普洱地塊東緣的雪龍山一帶,分別稱作寧多巖群和雪龍山巖群(Pt1-2),巖性主要為一套高綠片巖相-角閃巖相變質(zhì)巖,獲得寧多巖群鈉長(zhǎng)陽起片巖U-Pb鋯石年齡為1111 Ma、斜長(zhǎng)片麻巖年齡為2200 Ma(王國(guó)芝和王成善,2001)、副變質(zhì)片麻巖年齡為1870 Ma(姚宗富,1992),以及侵入其中的花崗巖體鋯石U-Pb年齡為1680 Ma、1780 Ma(西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1993);何世平等(2011)除在寧多巖群二云石英片巖中獲得碎屑鋯石U-Pb年齡為3981±9 Ma的冥古宙古老地殼物質(zhì)信息外,還獲得斜長(zhǎng)片麻巖、片麻狀黑云花崗巖的鋯石U-Pb年齡為1044±30 Ma、990.5±3.7 Ma(何世平等,2012),10億年左右的構(gòu)造-熱事件可與揚(yáng)子陸塊變質(zhì)基底固化時(shí)限相當(dāng),應(yīng)屬揚(yáng)子陸塊的基底。晚元古界變質(zhì)巖系分布于囊謙-昌都地塊東緣的小蘇莽地區(qū),草曲群(Pt3)主要為一套綠片巖相變質(zhì)的碎屑巖夾基性火山巖組合,可與中咱-中甸地塊的隴巴巖組、塔城巖組(Pt3)和揚(yáng)子陸塊區(qū)的南華系火山巖相對(duì)比。震旦系—寒武系未見,囊謙-昌都地塊東緣的奧陶系—志留系和蘭坪-普洱地塊西緣的無量山群(Pz1),巖性主要為一套陸緣淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖→深水陸棚-斜坡相巨厚碎屑巖夾中基性火山巖組合,尤其以志留紀(jì)深水筆石頁巖最為特征,總體上顯示陸緣裂陷盆地中的沉積體系。

晚古生代泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)昌都-思茅地塊內(nèi)部與東西兩側(cè)邊緣沉積環(huán)境出現(xiàn)明顯的差異,前者發(fā)育一套以濱淺海相碳酸鹽巖及碎屑巖為主的穩(wěn)定臺(tái)型沉積序列,后者形成于陸緣裂陷盆地環(huán)境,發(fā)育臺(tái)緣斜坡相碳酸鹽巖滑塌堆積→深水陸棚相碎屑巖→陸緣斜坡相濁積巖,以及伸展型基性-中基性火山巖組合。近年來區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與研究揭示,蘭坪-普洱地塊西緣景洪南光一帶泥盆系南光組碎屑巖中見有中基性火山巖(俞賽贏,內(nèi)部交流)、龍洞河一帶石炭系龍洞河組硅質(zhì)巖中鑒定出晚泥盆世—早石炭世深水放射蟲(馮慶來等,2002),蘭坪-普洱地塊東緣泥盆系—石炭系亦分布有中基性火山巖;與此相對(duì)應(yīng),囊謙-昌都地塊東緣泥盆系森扎組(D2)、冬拉組(D3)和石炭系菁雀組(C1)、汪果組(C2)碳酸鹽巖-碎屑巖中見有中基性火山巖分布,囊謙-昌都地塊西緣石炭系雜多群(C1)碎屑巖中亦偶夾火山巖。上述昌都-思茅地塊東西兩側(cè)泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)陸緣裂陷盆地中的火山-沉積巖序列的發(fā)育,不僅分別與西側(cè)瀾滄江和東側(cè)金沙江弧后盆地裂離→洋盆擴(kuò)張時(shí)的拉張環(huán)境有關(guān),產(chǎn)生了昌都-思茅地塊東西兩側(cè)邊緣火山-巖漿弧帶中前陸緣弧期的伸展型堿性系列中基性火山巖,而且構(gòu)成了地塊東西兩側(cè)邊緣對(duì)稱發(fā)育陸緣火山弧的基座。

二疊紀(jì)—三疊紀(jì)昌都-思茅地塊承接了泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)內(nèi)部穩(wěn)定、東西兩側(cè)邊緣活動(dòng)的構(gòu)造古地理格局,但構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景與盆地性質(zhì)發(fā)生了兩次重大轉(zhuǎn)變,表現(xiàn)出地塊內(nèi)部與東西兩側(cè)邊緣地層序列、巖石組合及沉積環(huán)境的重大差異。早二疊世晚期受到西側(cè)瀾滄江弧后洋盆向東和東側(cè)金沙江弧后洋盆向西的相向俯沖作用制約,昌都-思茅地塊東西兩側(cè)陸緣裂陷盆地轉(zhuǎn)化為活動(dòng)邊緣盆地(莫宣學(xué)等,1993;李定謀等,2002;潘桂棠等,2003;李文昌等,2010),對(duì)稱發(fā)育具有陸緣火山弧性質(zhì)的中基性-中酸性系列火山巖及碎屑巖-碳酸鹽巖組合序列;地塊內(nèi)部則于弧后盆地中形成一套淺海相碳酸鹽巖-碎屑巖→海陸交互相碎屑巖夾碳酸鹽巖及煤線沉積序列。二疊紀(jì)末—三疊紀(jì),受西側(cè)瀾滄江和東側(cè)金沙江弧后洋盆俯沖消亡、弧-陸碰撞島弧造山的強(qiáng)烈作用,昌都-思茅地塊內(nèi)部普遍缺失下—中三疊統(tǒng),中三疊統(tǒng)黃竹林組、臭水組(T2)僅見于普洱西側(cè)的小黑江—大平掌—大中河一帶,巖性主要為一套淺海相碳酸鹽巖-碎屑巖組合(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1990);上三疊統(tǒng)廣泛不整合于下伏地層之上,發(fā)育濱淺海相含煤線的碎屑及碳酸鹽巖組合,明顯具有(弧后)前陸盆地的性質(zhì)。晚三疊世末期以后前陸盆地向西遷移,早—中侏羅世除昌都-思茅地塊西部發(fā)育海陸交互相含薄煤層碎屑巖系以外,中東部廣大區(qū)域侏羅系—白堊系為強(qiáng)烈陸內(nèi)拗陷盆地中堆積的巨厚陸相磨拉石建造。

昌都-思茅地塊上的古生代蓋層大多被斷裂肢解為斷片,中生界以發(fā)育寬緩、簡(jiǎn)單褶皺為主,新生代陸內(nèi)匯聚-走滑過程中具有明顯的表層脆性變形特征。表現(xiàn)為昌都-思茅地塊中部為寬緩的褶皺及軸向斷裂,向東西兩側(cè)則發(fā)育一系列緊密線狀褶皺和沖斷-走滑斷裂,飛來峰構(gòu)造也較發(fā)育,總體構(gòu)成以盆地中軸為對(duì)稱的兩側(cè)對(duì)沖構(gòu)造格局。

1.4 中咱-中甸地塊

中咱-中甸地塊西以金沙江結(jié)合帶為界,東鄰德格-義敦-鄉(xiāng)城火山-巖漿弧。早古生代屬于揚(yáng)子陸塊西部被動(dòng)邊緣的一部分,晚古生代隨著甘孜-理塘弧后洋盆的擴(kuò)張,使得中咱-中甸地塊從揚(yáng)子陸塊西緣裂離,形成游離于西側(cè)金沙江和東側(cè)甘孜-理塘弧后洋盆之間的獨(dú)立塊體,造成了該地塊與揚(yáng)子陸塊主體沉積特征既有區(qū)別又有聯(lián)系的特點(diǎn)。

中咱-中甸地塊呈南北向狹長(zhǎng)梭狀展布,具有典型的基底與蓋層的二元結(jié)構(gòu),變質(zhì)結(jié)晶基底主要發(fā)育一套中—新元古界高綠片巖相-角閃巖相變質(zhì)巖,Sm-Nd模式年齡為1370～1344 Ma,Rb-Sr等時(shí)線年齡為996±34 Ma(王立全等,2013),與揚(yáng)子陸塊基底類似。新元古代為一套綠片巖相碎屑巖夾變基性火山巖組合,早期具有復(fù)理石建造特征,在太平橋一帶顯示濁流沉積,屬于早古生代被動(dòng)邊緣沉積;晚期出現(xiàn)有硅質(zhì)巖和變基性火山巖及薄層灰?guī)r夾層。地塊的穩(wěn)定蓋層由古生界碎屑巖及碳酸鹽巖組合構(gòu)成,早古生代屬于揚(yáng)子陸塊西部被動(dòng)邊緣的一部分,晚古生代中晚期由于甘孜-理塘洋盆的打開,蓋層從揚(yáng)子陸塊中裂離出來,形成獨(dú)立的微陸塊(李文昌等,2010)。

晚古生代中咱-中甸地塊內(nèi)部與東西兩側(cè)邊緣沉積環(huán)境出現(xiàn)明顯的差異,前者發(fā)育一套以濱淺海相碳酸鹽巖及碎屑巖為主的穩(wěn)定臺(tái)型沉積序列,后者形成于陸緣裂陷盆地環(huán)境,發(fā)育臺(tái)緣斜坡相碳酸鹽巖滑塌堆積→深水陸棚相碎屑巖→陸緣斜坡相濁積巖,以及伸展型基性-中基性火山巖組合,尤其以晚石炭世—二疊紀(jì)火山活動(dòng)最為強(qiáng)烈,火山巖及砂巖的巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為大陸邊緣性質(zhì)(莫宣學(xué)等,1993;梁定益等,1994)。泥盆紀(jì)—晚二疊世地塊東西兩側(cè)邊緣盆地中發(fā)育的中基性火山活動(dòng),可能分別與西側(cè)金沙江弧后盆地?cái)U(kuò)張→洋殼向西俯沖和東側(cè)甘孜-理塘弧后盆地裂離→洋盆擴(kuò)張時(shí)的拉張環(huán)境有關(guān)。三疊紀(jì)中咱-中甸地塊的盆地性質(zhì)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,顯示出東西部地層序列、巖石組合及沉積環(huán)境的重大差異。地塊西部下三疊統(tǒng)布倫組(T1)不整合于下伏地層之上,不整合面之上的下—中三疊統(tǒng)為濱淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖組合,顯示出(早期)前陸盆地的性質(zhì),不整合構(gòu)造事件的發(fā)育可能與二疊紀(jì)末—早三疊世西側(cè)金沙江弧后洋盆俯沖消亡、弧-陸碰撞聚合作用密切相關(guān);地塊東部下—中三疊統(tǒng)與下伏地層連續(xù)沉積,巖性主要為陸緣濱淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖→斜坡相巨厚的復(fù)理石細(xì)碎屑巖,以及局部夾中基性火山巖、凝灰?guī)r組合,顯示陸緣裂陷盆地性質(zhì),其形成與東側(cè)甘孜-理塘弧后洋盆擴(kuò)張時(shí)的拉張環(huán)境有關(guān)。晚三疊世主體受金沙江弧后殘留海盆地消亡、弧-陸碰撞造山作用的強(qiáng)烈影響,形成上三疊統(tǒng)濱淺海相含煤線的碎屑巖夾碳酸鹽巖組合,并不整合于下伏地層之上,明顯具有(晚期)前陸盆地的性質(zhì)。

中咱-中甸地塊的構(gòu)造變形樣式從地塊中軸向西部,從無劈理、寬緩的等厚褶皺到同斜倒轉(zhuǎn)、緊密的劈理褶皺,顯示由弱到強(qiáng)的變化,呈現(xiàn)一種反極性的造山作用(潘桂棠等,2003;李文昌等,2010)。這種反極性造山作用使中咱-中甸地塊向西逆沖推覆,構(gòu)成中咱-中甸地塊西緣一條重要的區(qū)域性規(guī)模的逆沖推覆構(gòu)造帶,自晚三疊世之后未見或未接受沉積。

1.5 高壓變質(zhì)帶

造山帶中的高壓-超高壓變質(zhì)巖是古俯沖帶及古板塊結(jié)合帶的重要標(biāo)志,記錄了地殼(洋殼或陸殼)物質(zhì)俯沖、折返的構(gòu)造演化過程,發(fā)現(xiàn)和研究高壓-超高壓變質(zhì)巖成為甄別(超)高壓變質(zhì)作用和認(rèn)識(shí)巖石圈深俯沖作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)(Zhang et al.,2006;Gou et al.,2021;Fu et al.,2021)。近兩年來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心在云南維西、西藏貢覺地區(qū)開展1∶5萬地質(zhì)填圖時(shí)發(fā)現(xiàn)多處(退變)榴輝巖出露地,為深入理解金沙江古特提斯演化提供了關(guān)鍵性材料,并為進(jìn)一步研究(超)高壓變質(zhì)巖和巖石圈深俯沖作用提供了重要線索。

滇西魯?shù)榈貐^(qū)的(退變)榴輝巖主要呈透鏡體狀產(chǎn)于石榴云母石英片巖中(圖3a),石榴子石及基質(zhì)中的白云母為多硅白云母(Si=3.27～3.53),指示巖石經(jīng)歷了高壓變質(zhì)作用過程,石榴子石發(fā)育進(jìn)變質(zhì)生長(zhǎng)成分環(huán)帶(圖3b)。巖相學(xué)及礦物化學(xué)特征顯示,退變榴輝巖大致經(jīng)歷了進(jìn)變質(zhì)角閃巖相、峰期榴輝巖相、早期退變質(zhì)以及晚期強(qiáng)退變這4個(gè)世代礦物組合,各階段典型的礦物組合依次為Grt+AmpI+Qtz、Grt+Omp+Rt+Qtz+Phe、Pl+Di+AmpII+Ilm+Spn+Qtz、AmpⅢ+Pl+Czo+Ilm+Qtz(王啟宇等,2020)。退變榴輝巖的地球化學(xué)及Sr-Nd-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)顯示其原巖為N-MORB型的基性巖類,代表洋殼的物質(zhì)組成,可能指示金沙江洋殼發(fā)生了深俯沖作用。另外,獲得相對(duì)一致的退變榴輝巖變質(zhì)作用時(shí)代,分別為210.5 Ma(SIMS)、219.8 Ma(LA-ICP-MS)、226.8±2.4 Ma(Ar-Ar)(本研究未發(fā)表數(shù)據(jù)),精確限定了金沙江洋盆弧-陸碰撞造山或者是折返的時(shí)代為上三疊統(tǒng)諾利期,與區(qū)域上昌寧-孟連特提斯洋的俯沖折返時(shí)代基本一致,具可對(duì)比性。

圖3 云南魯?shù)榈貐^(qū)退變榴輝巖(a,b)、西藏貢覺地區(qū)榴輝巖(c)野外地質(zhì)特征Fig.3 Field geological feature of retrograde eclogite(a,b)in Ludian,Yunnan and eclogite(c)in Gongjue,Tibet

西藏貢覺地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的榴輝巖,以透鏡體形式零星分布于金沙江西岸的三巖六鄉(xiāng)一線,規(guī)模較小,大小約幾米至幾十米不等,僅在雄松鄉(xiāng)西附近出露的規(guī)模相對(duì)較大(長(zhǎng)約30 m,高約10 m)。榴輝巖的主要礦物為石榴石(45～50%)、單斜輝石(約25%)、角閃石(5～10%),次要礦物為黑云母、石英、金紅石及白云母(圖3c)。電子探針數(shù)據(jù)揭示單斜輝石具有較高Na2O含量(5.6～6%),相應(yīng)的硬玉分子數(shù)Jd=37～40%,屬于綠輝石(Tang et al.,2020)。初步獲得峰期變質(zhì)作用的溫度壓力條件約為P≈2.2～2.34 GPa,T≈622～688℃。兩件榴輝巖中鋯石206Pb/238U年齡值分別為240±3 Ma、244±1 Ma;鋯石具有極低的Th/U比值(<0.01)、Nb、Ta和HREE含量及不顯示Eu的負(fù)異常,應(yīng)為榴輝巖相變質(zhì)成因鋯石,表明240～244 Ma應(yīng)是榴輝巖相變質(zhì)作用的年齡,可能代表了位于中咱-中甸地塊和昌都-思茅地塊之間的金沙江古特提斯洋盆向西俯沖-閉合消亡的主峰時(shí)間(T2)(Tang et al.,2020)。金沙江洋盆的閉合時(shí)間與昌寧-孟連結(jié)合帶發(fā)現(xiàn)的榴輝巖確定的俯沖消亡時(shí)間基本一致(王保弟等,2018;Wang et al.,2020)。

2 金沙江弧盆系發(fā)育時(shí)代及性質(zhì)

金沙江弧盆系所有巖漿巖是金沙江洋殼所代表的古特提斯洋俯沖消減、洋盆閉合碰撞等不同構(gòu)造階段的產(chǎn)物和記錄,我們把本研究及前人已經(jīng)發(fā)表的金沙江弧盆系年齡數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表1,圖4),從中可以看出:金沙江洋盆主體形成于泥盆紀(jì)—晚石炭世,二疊紀(jì)(300～260 Ma),金沙江洋殼向西俯沖于昌都-思茅地塊之下,沿江達(dá)—德欽—維西一帶,形成一套以中基性為主的俯沖型弧火山巖組合;晚二疊世末期—早三疊世(255～240 Ma)進(jìn)入早碰撞聚合階段,金沙江洋盆轉(zhuǎn)化為殘留海,俯沖的古特提斯洋巖石圈發(fā)生回轉(zhuǎn),引起昌都-思茅陸下軟流圈地幔發(fā)生擾動(dòng)上涌,作用于上覆昌都-思茅地塊交代富集地幔,以發(fā)育一套具類似弧火山巖性質(zhì)的中酸性火山巖為主;早三疊世早期—中三疊世(249～237 Ma),金沙江俯沖洋殼巖石圈由于俯沖角度的變陡進(jìn)而板片開始斷離,板片斷離導(dǎo)致上覆巖石圈板塊形成短暫的伸展背景,導(dǎo)致沿江達(dá)—德欽—維西一帶形成大規(guī)模的伸展型“雙峰式”火山巖系;晚三疊世(236～212 Ma),由于中咱-中甸地塊與昌都-思茅地塊持續(xù)匯聚和東西向擠壓背景之下,金沙江殘留海消亡,帶內(nèi)及其后緣的邊緣前陸盆地中堆積形成碎屑磨拉石含煤建造,并不整合在金沙江蛇綠混雜巖之上,形成區(qū)域上廣泛的角度不整合及酸性巖漿巖。

圖4 金沙江弧盆系構(gòu)造-巖漿演化序列直方圖Fig.4 Histogram of tectono-magmatic evolution sequence of Jinshajiang arc basin system

表1 金沙江弧盆系構(gòu)造-巖漿演化年齡統(tǒng)計(jì)表Table 1 Age data about tectono-magmatic evolution of Jinshajiang arc basin system

續(xù)表1

2.1 金沙江洋盆形成時(shí)代與蛇綠巖性質(zhì)

2.1.1 金沙江洋盆形成時(shí)代

金沙江蛇綠巖受強(qiáng)烈的構(gòu)造肢解作用,沒有完整的蛇綠巖層序,但蛇綠巖套的各組成單元(如超基性巖、堆晶輝長(zhǎng)巖、均質(zhì)基性巖、斜長(zhǎng)巖及枕狀玄武巖等)均以肢解的殘塊賦存于混雜巖帶內(nèi)。石炭紀(jì)—早二疊世早期是金沙江弧后洋盆擴(kuò)張的重要時(shí)期,混雜巖中發(fā)現(xiàn)晚泥盆世—早二疊世、早二疊世—晚二疊世放射蟲組合。近年來,在金沙江混雜巖帶中與洋脊型玄武巖相伴的硅質(zhì)巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)了晚泥盆世—早二疊世放射蟲。早石炭世放射蟲Albaillellaparadoxadefladree,Astroentactinia multispinisaWon;早二疊世放射蟲Albaillellasp.,Pseudoalbaillasp.等;晚泥盆世—早石炭世放射蟲Entactiniasp.,Entactinospherasp.,Entactinia parvaWon,E.tortispinaOrmiston et Lane,Entactinosphera foremanaeOrmiston et Lane,En.cometesForeman,En.deqinensisFeng,Belowea varibilis(Ormiston et Lane),Astroentactinia multispiosa(Won)等。

金沙江混雜巖帶洋脊-準(zhǔn)洋脊型玄武巖鋯石U-Pb年齡為361.6±8.5 Ma、吉義獨(dú)堆晶巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為264±18 Ma(莫宣學(xué)等,1993)、移山湖輝綠巖墻角閃石Ar-Ar坪年齡為345.7±0.9 Ma和等時(shí)線年齡為349.1±4.4 Ma;表明金沙江弧后洋盆形成時(shí)代確定為早石炭世,晚石炭世—早二疊世早期是金沙江弧后洋盆擴(kuò)展的鼎盛時(shí)期,洋盆寬度約為1800 km(莫宣學(xué)等,1993)。簡(jiǎn)平等(1999)利用單顆粒鋯石U-Pb同位素稀釋法獲得德欽縣書松斜長(zhǎng)巖年齡為340 Ma、德榮縣雪堆斜長(zhǎng)花崗巖年齡為294 Ma,認(rèn)為它們代表金沙江洋盆不同階段擴(kuò)張的時(shí)代;但在隨后的研究中,簡(jiǎn)平等(2003)發(fā)現(xiàn)雪堆斜長(zhǎng)花崗巖內(nèi)含有一組約300 Ma和800～600 Ma的繼承鋯石,從而認(rèn)為雪堆斜長(zhǎng)花崗巖代表得是洋殼消減的事件而不是洋殼擴(kuò)張事件。路遠(yuǎn)發(fā)等(2000)利用單顆粒鋯石U-Pb同位素稀釋法獲得嘎金雪山巖群中兩件玄武巖樣品的年齡,兩個(gè)下交點(diǎn)年齡分別為362±8 Ma和396±7 Ma,兩個(gè)上交點(diǎn)年齡分別為2525±12 Ma和1387±59 Ma,并認(rèn)為前者代表金沙江洋盆擴(kuò)張的年齡,后者代表下伏基底年齡。Jian et al.(2008)利用SHRIMP鋯石U-Pb定年技術(shù),獲得之用角閃輝長(zhǎng)巖(010-1)、書松斜長(zhǎng)巖(011-6)、白馬雪山輝長(zhǎng)巖(006-1)年齡分別為320±10 Ma、329±7 Ma和285 Ma,認(rèn)為它們反映的是洋盆擴(kuò)張不同階段的時(shí)代。再后來,Jian et al.(2009b)報(bào)道了書松堆晶輝長(zhǎng)巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為343.5±2.7 Ma,認(rèn)為其近似代表了金沙江古特提斯洋早期形成的時(shí)間。王冬兵等(2012)獲得東竹林層狀輝長(zhǎng)巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為354±3 Ma,代表了洋盆擴(kuò)張的時(shí)代。以上所有資料表明金沙江古特提斯洋在早石炭世已擴(kuò)張且形成洋殼,暗示其裂解階段應(yīng)為更早的泥盆紀(jì)。

2.1.2 金沙江蛇綠巖性質(zhì)

金沙江蛇綠巖一個(gè)典型的特征是蛇綠巖普遍具有弱-中等富集輕稀土的地球化學(xué)性質(zhì),莫宣學(xué)等(1993)定義為準(zhǔn)洋中脊型蛇綠巖,而Xu and Castillo(2004)和Jian et al.(2009a)直接稱其為E-MORB型蛇綠巖。這種富集特征部分可能是由地殼混染所致,如那些含有較老年齡的捕獲鋯石的巖石(Jian et al.,2009b),也有可能是繼承源區(qū)的性質(zhì)。王冬兵等(2012)在東竹林層狀輝長(zhǎng)巖獲得鋯石原位Hf同位素均一、校正的εHf(t)值(+10.3～+12.6),反映了鋯石母巖漿的幔源屬性,也指示巖漿源區(qū)受富集組分影響。因此表明金沙江蛇綠巖巖漿源區(qū)是一個(gè)受到了富集組分影響的地幔。另外,不同于蛇綠巖套內(nèi)的N-MORB型基性巖漿,東竹林層狀輝長(zhǎng)巖的高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr及Hf具有明顯的負(fù)異常,顯示出俯沖帶巖漿巖的特征。昌都-思茅地塊西緣新發(fā)現(xiàn)約420 Ma晚志留紀(jì)島弧型火山巖(毛曉長(zhǎng)等,2012)表明金沙江古特提斯弧盆系演化之前原特提斯域內(nèi)俯沖和島弧巖漿作用地存在。因而,金沙江古洋殼地幔富集組分很可能源自早期俯沖帶物質(zhì)。

2.2 江達(dá)-維西陸緣弧發(fā)育時(shí)代與巖漿巖性質(zhì)

2.2.1 俯沖型火山巖形成時(shí)代及性質(zhì)

早二疊世晚期,由于金沙江洋盆向西俯沖消減于昌都-思茅地塊之下,在早期被動(dòng)邊緣的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化為活動(dòng)邊緣,進(jìn)入陸緣弧發(fā)育階段,致使俯沖型火山巖從早到晚發(fā)育拉斑玄武巖系列→鈣堿性系列→鉀玄武巖系列火山巖,標(biāo)志著島弧產(chǎn)生—發(fā)展—成熟的完整過程(莫宣學(xué)等,1993)。二疊系吉東龍組(P1)為一套陸相-淺海相-深水盆地中的碎屑巖、碳酸鹽巖、放射蟲硅質(zhì)巖和中基性-中酸性系列火山巖,維西縣巴迪—葉枝一帶具不完全鮑馬序列的砂板巖(李興振等,1999)?；』鹕交顒?dòng)一直持續(xù)到晚二疊世,包括禺功組(P2)和沙木組(P3)為一套海陸交互相-淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖和中基性-中酸性系列火山巖。這些沉積記錄及巖漿活動(dòng)反映了古特提斯洋碰撞前的演化過程。

2.2.2 早碰撞聚合火山巖形成時(shí)代

早碰撞聚合階段表示中咱-中甸地塊和昌都-思茅地塊的已經(jīng)碰撞對(duì)接,金沙江洋盆消亡轉(zhuǎn)化為殘留海盆地,俯沖的古特提斯洋巖石圈發(fā)生回轉(zhuǎn),引起昌都-蘭坪陸下軟流圈地幔發(fā)生擾動(dòng)上涌,作用于上覆昌都-思茅地塊交代富集地幔,以發(fā)育具有島弧性質(zhì)的鈣堿性火山巖為特征(圖4)。

區(qū)域地質(zhì)資料顯示,江達(dá)-德欽-維西陸緣弧雙峰式火山巖的下部,發(fā)育下三疊統(tǒng)普水橋組、馬拉松多組不整合在下伏地層之上。普水橋組(T1)主要分布于江達(dá)-德欽-維西陸緣弧的北部,為一套陸相碎屑巖和大量中酸性弧火山巖建造,底部為紫紅色礫巖、砂礫巖,向上為粉砂巖、泥巖及安山巖、英安巖、流紋巖、火山碎屑巖等;產(chǎn)豐富早三疊世雙殼類化石Umorphotiscf.multiformis,E.reticulata,Pleuromyamusculoides,Palaeonuculacf.strigilata,Myophoria(Neoschizodus)laevigata。馬拉松多組(T1-2)分布在察雅縣—貢覺縣—芒康縣—昌都市一帶,巖性為流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、砂巖、頁巖、板巖、礫巖等;在馬拉松地區(qū)發(fā)育早三疊世雙殼類Claraia化石。這些火山巖具有弧火山巖的地球化學(xué)性質(zhì)(Pan et al.,2012;王立全等,2013),目前尚缺少精確的年代學(xué)數(shù)據(jù)約束,這些火山沉積地層很可能是早碰撞聚合的火山-沉積地質(zhì)記錄,代表了古特提斯洋閉合后弧-陸碰撞作用的開始。另外白芒雪山地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖及其MME微粒包體LAICPMS鋯石U-Pb年齡為255～253 Ma(張萬平等,2011),很可能是弧-陸碰撞作用早期侵入巖漿活動(dòng)的表現(xiàn)。這些沉積記錄及巖漿事件很可能是金沙江古特提斯洋閉合后碰撞造山過程早期階段的響應(yīng),本研究把這個(gè)階段稱為早碰撞聚合作用階段。

2.2.3 同碰撞伸展火山巖形成時(shí)代及構(gòu)造背景

同碰撞伸展是造山帶中的普遍現(xiàn)象,俯沖大洋巖石圈在碰撞后的回旋和斷離,熱的軟流圈隨著俯沖板片的回旋而侵入,在仰沖板塊發(fā)生伸展作用,使俯沖板塊的下界面的熱狀態(tài)發(fā)生重大的改變。在中咱-中甸地塊與江達(dá)-德欽陸緣弧碰撞過程的早期隨著古特提斯洋殼的斷離,在江達(dá)-德欽陸緣弧出現(xiàn)了短暫的平行造山帶的伸展過程,產(chǎn)生了“雙峰式”火山巖組合,并同時(shí)造成幔源巖漿的底侵(圖4)。

圖5 江達(dá)-德欽-維西陸緣弧三疊紀(jì)沉積-火山地層柱及構(gòu)造背景圖(據(jù)Wang et al.,2014修改)Fig.5 Triassic sedimentary-volcanic stratigraphic column and tectonic background map of Jiangda-Deqin-Weixi continental marginal arc(modified from Wang et al.,2014)

野外地質(zhì)關(guān)系、同位素年代學(xué)和地球化學(xué)數(shù)據(jù)表明,江達(dá)-德欽-維西巖漿弧早三疊世火山巖以變流紋為主,并有少量變玄武巖,二者比例為10∶1,變火山巖SiO2含量表現(xiàn)出不連續(xù)性,集中于基性和酸性兩個(gè)端元,具有雙峰式火山巖的特征,主要形成與板塊俯沖過程有關(guān)的板內(nèi)伸展環(huán)境(Wang et al.,2014)。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料、三疊紀(jì)火山巖的地球化學(xué)特征、火山巖的圍巖(砂板巖)以及上述的討論,三疊紀(jì)雙峰式火山巖發(fā)育于揚(yáng)子陸塊內(nèi)部與金沙江洋殼巖石圈西向俯沖有關(guān)板片斷離導(dǎo)致的大陸內(nèi)部巖石圈伸展背景,而不是大陸裂谷、弧后盆地或洋島等構(gòu)造環(huán)境。

魯春、幾家頂、葉枝鄉(xiāng)地區(qū)流紋巖鋯石U-Pb年齡為249～245 Ma(Wang et al.,2014),代表了江達(dá)-德欽-維西巖漿弧火山巖的巖漿結(jié)晶地質(zhì)年代,比前人依據(jù)地層的相互關(guān)系以及全巖Rb-Sr等時(shí)線齡(236 Ma和235～224 Ma)確認(rèn)的中—晚三疊世(Wang et al.,2000;王立全等,2002b;李定謀等,2002)認(rèn)識(shí)的要早。王保弟等(2011)在德欽縣人支雪山組流紋巖中獲得LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為249～247 Ma,而白芒雪山地區(qū)花崗巖SHRIMP年齡為239±6 Ma(簡(jiǎn)平等,2003),這些巖石被上三疊統(tǒng)石鐘山組、甲丕拉組以及歪古村組底礫巖、碎屑巖所覆蓋。這些信息均支持江達(dá)-德欽-維西陸緣弧三疊紀(jì)火山巖的活動(dòng)時(shí)代主體應(yīng)該是早三疊世晚期—中三疊世早期,并非是以往所認(rèn)為的中—晚三疊世。Zi et al.(2012,2013)同樣在維西一帶攀天閣組、催依比組雙峰式火山巖中獲得SHRIMP鋯石U-Pb年齡為247～237 Ma,認(rèn)為此時(shí)期也是處于伸展的構(gòu)造背景。由此表明江達(dá)-德欽-維西陸緣弧雙峰式火山巖的發(fā)育時(shí)限為249～237 Ma。

一直以來人們認(rèn)為,金沙江縫合帶區(qū)域上大致與哀牢山縫合帶同處于一個(gè)弧后洋盆消減帶,主要依據(jù)是同處于昌都-思茅地塊的東側(cè),但哀牢山東側(cè)直接鄰接于揚(yáng)子大陸西南大陸邊緣,金沙江帶東鄰源于揚(yáng)子大陸分裂的中咱-中甸地塊(李文昌等,2010;Pan et al.,2012)。已有資料表明,三疊紀(jì)的巖漿作用也同樣廣泛分布在哀牢山縫合帶西側(cè)的墨江-綠春巖漿弧,在綠春高山寨和柯坪一帶分別發(fā)育一套中酸性火山巖,與三江地區(qū)碰撞型火山巖(莫宣學(xué)等,1993)相似,獲得大龍凱巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡為247～244 Ma(Jian et al.,2009b)。

綜上所述,已有年代學(xué)數(shù)據(jù)資料表明江達(dá)-德欽-維西陸緣弧在早—中三疊世經(jīng)歷了大規(guī)模的雙峰式巖漿活動(dòng),即從北部的江達(dá)、中部的德欽縣至維西縣的葉枝,一直延伸到墨江、綠春一帶,均發(fā)育早三疊世—中三疊世巖漿事件,并且隨時(shí)間的演化,越來越表現(xiàn)為碰撞構(gòu)造背景下的產(chǎn)物。

2.2.4 晚碰撞造山火山巖形成時(shí)代

晚碰撞造山作用發(fā)生于中咱-中甸地塊與昌都-思茅地塊持續(xù)匯聚和東西向擠壓背景之下的強(qiáng)烈擠壓階段(236～212 Ma),以殘留海消失,廣泛發(fā)育區(qū)域性角度不整合及大面積的酸性巖漿巖為特征。區(qū)域地質(zhì)資料顯示,江達(dá)-德欽-維西陸緣弧雙峰式火山巖上部的地層系統(tǒng)更為復(fù)雜多變,廣泛角度不整合在下伏不同時(shí)代的地層之上。昌都地區(qū)上三疊統(tǒng)甲丕拉組具有前陸盆地性質(zhì)的磨拉石堆積特征,主要巖性為紫紅色砂巖、泥巖、粉砂巖等,局部產(chǎn)有晚三疊世卡尼期化石Schafhaeutliasp.。北段的江達(dá)地區(qū)上三疊統(tǒng)東獨(dú)組主體為一套濱淺海相-淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖及大量中酸性火山巖組合,產(chǎn)晚三疊世雙殼類化石Daonelliasp.,Unionitescf.lettica,Bakevelliaex gr.albertii,Pteriaex gr.bituberculum,Elegantarcacf.subareata,Myophoria(Neoschizodus)Laevigata,M. (Leviconcha) cf.orbicularis,Myophoria(Costatoria)sp.。維西一帶稱作石鐘山組,為一套陸相磨拉石建造,泥質(zhì)灰?guī)r夾層中含豐富晚三疊世卡尼期Myophoria minor,Costatoriacf.minor,C.radiata,C.cf.submultistriata等雙殼類化石。南部蘭坪一帶稱作歪古村組,主要為一套海陸交互相-濱淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖沉積,巖石組合為灰紫色細(xì)砂巖、板巖夾細(xì)砂巖,底部為黃-紫紅色含礫板巖、砂巖,產(chǎn)雙殼及蘆木化石Palaeocarditasp,Costatoriasp.,Cassianellasp.,最后以含煤線或煤層的碎屑巖結(jié)束其海盆演化歷史。上三疊統(tǒng)區(qū)域不整合可作為晚碰撞造山過程的地質(zhì)記錄與標(biāo)志。

另外,研究區(qū)北側(cè)羊拉地區(qū)花崗巖體SIMS鋯石U-Pb定年表明其侵位時(shí)代為234～231 Ma,也被認(rèn)為是晚碰撞或碰撞后環(huán)境下的產(chǎn)物(Zhu et al.,2011),也是同時(shí)期構(gòu)造事件的產(chǎn)物。同時(shí)在南部綠春一帶發(fā)育晚碰撞造山階段的酸性侵入巖巖基,主要為黑云母二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖,少數(shù)為二云母花崗巖,K-Ar同位素年齡為230～211 Ma。由此,也反映中咱-中甸地塊與昌都-思茅地塊在晚三疊世時(shí)同樣發(fā)生了強(qiáng)烈碰撞作用。

3 金沙江(-哀牢山)弧盆系構(gòu)造演化

金沙江(-哀牢山)弧盆系的生成、發(fā)展和演化,大體經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段。

3.1 弧盆系基底屬性

從區(qū)域上看,金沙江帶東側(cè)中咱-中甸地塊,石鼓地區(qū)原石鼓群羊坡組為一套高綠片巖相-角閃巖相的變質(zhì)巖,其中斜長(zhǎng)角閃巖的Nd模式年齡為1369.9～1343.9 Ma,其變質(zhì)Rb-Sr等時(shí)線年齡為996.1±33.7 Ma(翟明國(guó)等,1990),與揚(yáng)子陸塊變質(zhì)基底固化時(shí)限900～800 Ma(晉寧期)相當(dāng),應(yīng)屬揚(yáng)子陸塊的基底,其上古生代保持比較穩(wěn)定的臺(tái)型沉積。金沙江帶西側(cè)昌都-思茅地塊,青海玉樹長(zhǎng)青可地區(qū)寧多群片麻巖內(nèi)單礦物鋯石年齡值為1870 Ma(姚宗富,1992),可與川西恰斯群、滇西哀牢山群相對(duì)比,侵入其中的兩個(gè)花崗巖年齡值分別為1780 Ma和1680 Ma,其上草曲群上部有冰磧礫巖,下部夾玄武巖,二者是南方震旦紀(jì)和揚(yáng)子陸塊臺(tái)型沉積延伸入“三江”地區(qū)的兩個(gè)重要特征。因此,昌都-思茅地塊也應(yīng)屬揚(yáng)子陸塊的基底,即震旦紀(jì)時(shí),金沙江帶兩側(cè)的昌都-思茅地塊和中咱-中甸地塊是連在一起的統(tǒng)一的陸塊——“泛揚(yáng)子陸塊”。

早古生代時(shí)期,川西、滇西、藏東地區(qū)“具有震旦紀(jì)及其以后的沉積蓋層”(劉增乾,1983)。早古生代加里東期沿金沙江一線及其兩側(cè)形成裂陷槽,其代表性沉積物是以原石鼓群隴巴組云母質(zhì)千枚巖、云母石英千枚巖夾大理巖與角閃片巖,原巖為次深海相硅泥質(zhì)、砂泥質(zhì)復(fù)理石建造(李興振等,2002)和中—下奧陶統(tǒng)青尼洞群次深海相復(fù)理石碎屑巖建造。金沙江裂陷槽兩側(cè)的昌都-思茅地塊和中咱-中甸地塊保持比較穩(wěn)定的臺(tái)型沉積環(huán)境。藏東鹽井和芒康一帶早—中奧陶世為淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖沉積,缺失上奧陶統(tǒng),志留系為淺海相砂泥質(zhì)沉積。中咱-香格里拉地區(qū)除見有寒武紀(jì)三葉蟲的碎屑巖和碳酸鹽巖沉積外,尚有奧陶系—志留系的連續(xù)生物碳酸鹽巖沉積,化石以淺海相的珊瑚、苔蘚蟲和層孔蟲等造礁生物為其特征。下古生界“無論是生物面貌、還是沉積特征,均可與揚(yáng)子陸塊相比較”。

3.2 晚志留世—早二疊世金沙江(-哀牢山)弧后洋盆擴(kuò)張

晚志留世—早泥盆世,受特提斯大洋向東俯沖作用的制約,發(fā)育吉塘-崇山-瀾滄火山弧(亦稱為前鋒弧),前鋒弧東側(cè)即是包括金沙江-哀牢山縫合帶在內(nèi)的藏東-三江多個(gè)弧后盆地?cái)U(kuò)張(圖6a),從而拉開了藏東-三江多島弧盆系演化的序幕(毛曉長(zhǎng)等,2012)。

中泥盆世海侵區(qū)域擴(kuò)大,在早泥盆世弧后盆地背景上出現(xiàn)拉張、裂陷,在羊拉—奔子欄—霞若—塔城一帶,于裂陷盆地中形成淺海相-次深海相碳酸鹽巖、硅泥質(zhì)-砂泥質(zhì)復(fù)理石建造,并有中基性火山巖噴發(fā)。到晚泥盆世時(shí),盆地的拉張、裂陷程度加大,于羊拉—東竹林—石鼓一帶為中軸的伸展盆地中,發(fā)育以放射蟲硅質(zhì)巖-厚層灰?guī)r-砂巖-泥巖組合為代表的半深海沉積,并伴隨拉張型的大陸拉斑玄武巖、中基性火山巖噴發(fā),顯示伸展、裂陷作用使裂陷盆地海水變深,火山活動(dòng)發(fā)育,標(biāo)志著陸殼減薄開裂形成的伸展盆地階段(圖6b)。金沙江(-哀牢山)盆地兩側(cè)穩(wěn)定地塊區(qū)(西側(cè)昌都-思茅地塊,東側(cè)中咱-中甸地塊)為陸表淺海盆地中的臺(tái)型碳酸鹽巖-碎屑巖建造。

石炭紀(jì)—早二疊世早期,是金沙江弧后洋盆擴(kuò)張的重要時(shí)期(圖6b),在晚泥盆世初始洋盆的基礎(chǔ)上,石炭紀(jì)—早二疊世早期進(jìn)一步擴(kuò)張形成弧后洋盆,昌都-思茅地塊亦隨著石炭紀(jì)—早二疊世早期金沙江大洋盆地的形成,而從“泛揚(yáng)子陸塊”裂離出來形成獨(dú)立的地塊或微陸塊,形成了以角閃輝長(zhǎng)巖、書松堆晶輝長(zhǎng)巖、東竹林層狀輝長(zhǎng)巖、強(qiáng)蛇紋石化橄欖巖等為代表的基性-超基性巖。盆地中沉積以放射蟲硅質(zhì)巖-厚層狀灰?guī)r-黑色泥巖-凝灰?guī)r組合為代表的火山源、內(nèi)源與陸源低密度濁積巖系,以及洋脊型-洋島型玄武巖噴發(fā),為次深海-深海相碳酸鹽巖、火山巖、砂泥質(zhì)-硅泥質(zhì)復(fù)理石建造。哀牢山縫合帶中的龍脖河Cu礦床就形成于二疊紀(jì)洋島構(gòu)造環(huán)境。

3.3 早二疊世晚期—晚二疊世洋殼俯沖消減

早二疊世晚期—晚二疊世時(shí)期,金沙江(-哀牢山)帶的構(gòu)造背景發(fā)生了重大變化。金沙江盆地在早期擴(kuò)張為大洋盆地的基礎(chǔ)上,于早二疊世晚期發(fā)生了向西的大規(guī)模俯沖消減,其標(biāo)志是島弧火山巖和弧后盆地的形成、金沙江(-哀牢山)弧盆系格局發(fā)育(圖6c)。

在金沙江洋盆中軸地帶,由于洋內(nèi)俯沖消減,分別形成早二疊世晚期—晚二疊世朱巴龍-羊拉-東竹林洋內(nèi)火山弧及其洋內(nèi)弧西側(cè)的西渠河-雪壓央口-東竹林-吉義獨(dú)-工農(nóng)弧后盆地(洋殼基底)。朱巴龍-羊拉-東竹林洋內(nèi)弧環(huán)境中沉積形成淺海相碳酸鹽巖-碎屑巖,以及次深海相的砂泥質(zhì)-硅泥質(zhì)復(fù)理石建造,火山弧從早到晚發(fā)育石英拉斑玄武巖-玄武安山巖-安山巖-英安巖等火山巖系。洋內(nèi)火山弧西側(cè)為西渠河-雪壓央口-東竹林-吉義獨(dú)-工農(nóng)弧后盆地(洋殼基底),在弧后擴(kuò)張盆地中形成次深海-深海相的硅泥質(zhì)-砂泥質(zhì)復(fù)理石建造,相伴發(fā)育弧后擴(kuò)張環(huán)境下的輝綠巖席狀巖墻群及其之上的拉斑玄武巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r組合。

在金沙江(-哀牢山)洋盆的西側(cè),洋殼向西俯沖消減于昌都-思茅地塊之下,于早二疊世晚期至晚二疊世,分別形成江達(dá)-維西-綠春二疊紀(jì)陸緣火山弧及其陸緣弧西側(cè)的昌都-蘭坪-普洱弧后盆地(陸殼基底)。陸緣火山弧上的火山-沉積巖系在空間上巖相多變、沉積類型多樣,島弧地勢(shì)起伏很大,有出露水面發(fā)育陸生植物和柱狀節(jié)理的陸地,亦有潛伏于水下的碳酸鹽巖臺(tái)地及深水谷地,可以出現(xiàn)從陸相—海陸過渡相—淺海相—臺(tái)地斜坡—深水盆地各種不同沉積相和沉積類型的沉積物,為一島鏈體分布的構(gòu)造古地理格局?；』鹕綆r從早到晚發(fā)育拉斑玄武巖系列→鈣堿性系列→鉀玄武巖系列火山巖,火山巖性質(zhì)標(biāo)志著島弧產(chǎn)生—發(fā)展—成熟的完整過程(莫宣學(xué)等,1993)。江達(dá)-維西-綠春陸緣火山弧的西側(cè)為昌都-蘭坪-普洱盆地(陸殼基底),盆地中沉積形成次穩(wěn)定型海陸交互相復(fù)陸屑含煤碎屑巖、火山巖建造,濱海相復(fù)陸屑碎屑巖、火山巖建造以及淺海相碳酸鹽巖、碎屑巖、火山巖建造。在金沙江洋盆東側(cè)的中咱-中甸地塊區(qū)主體保持淺海臺(tái)地相的碳酸鹽巖沉積,中咱-中甸地塊西部邊緣相對(duì)于昌都地塊東部活動(dòng)邊緣弧盆系而言,二疊紀(jì)則為被動(dòng)大陸邊緣裂陷盆地的演化發(fā)展時(shí)期,于之用—伏龍橋—尼西—拖頂一帶的被動(dòng)大陸邊緣裂陷盆地中,發(fā)育陸棚邊緣斜坡相的碳酸鹽巖滑塌堆積、海底濁積扇沉積和次深海盆地相的砂泥質(zhì)-硅泥質(zhì)復(fù)理石,以及張裂型基性、中基性火山巖,火山巖及砂巖的巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境(莫宣學(xué)等,1993;李興振等,2002)。中咱-中甸地塊西部邊緣裂陷盆地的形成與昌都陸塊東緣江達(dá)-德欽-維西二疊紀(jì)活動(dòng)邊緣弧盆系的發(fā)育是相互對(duì)應(yīng)的。

早二疊世晚期—晚二疊世時(shí)期,由于金沙江洋殼的向西俯沖消減作用,形成洋內(nèi)火山弧-弧后盆地和陸緣火山弧-弧后盆地的金沙江多島弧盆系的空間配置結(jié)構(gòu)。該過程不僅是弧后洋殼擴(kuò)張向俯沖消減的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換,同時(shí)也是VMS型成礦作用過程。洋內(nèi)俯沖作用形成的洋內(nèi)弧環(huán)境,形成了以羊拉Cu礦床為代表的VMS型成礦;洋陸俯沖作用發(fā)育的陸緣火山弧環(huán)境,形成了以南佐Pb-Zn礦床為代表的初始富集或礦化體,其成礦特征類似于拜馬(Baimak)型VMS礦床(圖6c)。

圖6 金沙江弧盆系構(gòu)造演化模式圖(據(jù)Wang et al.,2014修改)Fig.6 Model showing the tectonic evolution of Jinshajiang arc-basin system(modified from Wang et al.,2014)

3.4 早三疊世—晚三疊世弧-陸碰撞造山與盆-山轉(zhuǎn)換

晚二疊世末期—早三疊世早期,金沙江(-哀牢山)弧盆系及東西兩側(cè)地塊的構(gòu)造沉積環(huán)境發(fā)生了劇變,晚二疊世末期金沙江洋盆消減閉合、洋殼消亡,轉(zhuǎn)入弧-陸碰撞演化過程,其標(biāo)志是江達(dá)-維西-綠春碰撞型陸緣弧的發(fā)育和昌都-思茅弧后前陸盆地以及金沙江(-哀牢山)殘留海盆地的形成。總體說來晚二疊世末期—晚三疊世,金沙江(-哀牢山)弧盆系經(jīng)歷了早碰撞聚合、同碰撞伸展以及晚碰撞造山三階段的碰撞演化歷史,本研究新獲得的數(shù)據(jù)并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料,厘定出如下弧-陸碰撞造山過程的演化模型(圖6d-f)。

早碰撞聚合階段(約255～250 Ma)(圖6d):該階段表示中咱-中甸地塊和江達(dá)-德欽-維西陸緣弧之間的初始(或早期)碰撞,金沙江洋盆閉合、消亡轉(zhuǎn)化為殘留海,金沙江俯沖洋殼發(fā)生回轉(zhuǎn),引起昌都-思茅地塊深部軟流圈地幔發(fā)生擾動(dòng)上涌,作用于上覆昌都-思茅地塊交代富集地幔,以發(fā)育具有弧性質(zhì)的鈣堿性系列火山巖為特征。早三疊世江達(dá)-德欽-維西碰撞型陸緣弧和昌都弧后前陸盆地的發(fā)育,以及金沙江殘留海盆地的形成,可作為早碰撞聚合階段的地質(zhì)記錄及標(biāo)志。金沙江殘留海盆地東側(cè)的中咱-中甸地塊主體為隆升剝蝕區(qū),缺失下三疊統(tǒng)沉積;金沙江殘留海盆地西側(cè),于昌都地塊東部邊緣江達(dá)—戈波一帶,由于早期弧-陸碰撞作用形成早三疊世碰撞型陸緣火山弧(如普水橋組、馬拉松多組),疊加于二疊紀(jì)俯沖型陸緣火山弧之上,發(fā)育島弧性質(zhì)的玄武安山巖-安山巖-英安巖-流紋巖系列的火山巖組合(李文昌等,2010),弧火山巖始于早三疊世山麓相紫紅色礫巖之后。在德欽一帶伴隨有255～253 Ma的白芒雪山花崗閃長(zhǎng)巖的侵位(張萬平等,2011)。陸緣火山弧西側(cè)的昌都-思茅地塊則由二疊紀(jì)的弧后盆地轉(zhuǎn)變?yōu)榛『笄瓣懪璧?大部分地區(qū)因弧-陸碰撞作用而主體隆升,缺失早—中三疊世地層,早三疊世早期只在陸塊東部近島弧一側(cè)的芒康一帶,于弧后前陸盆地邊緣帶中形成河流相、濱海相的碎屑巖與中酸性火山巖建造,不整合于下伏地層之上。

同碰撞伸展階段(約249～237 Ma)(圖6e):同碰撞伸展是造山帶中的普遍現(xiàn)象,俯沖洋殼在碰撞過程中的回旋和斷離,熱的軟流圈隨著俯沖板片的回旋而侵入,在仰沖板塊發(fā)生伸展作用,使俯沖板塊的下界面的熱狀態(tài)發(fā)生重大的改變。在中咱-中甸地塊與江達(dá)-德欽陸緣弧碰撞過程中隨著金沙江已俯沖的洋殼斷離,在江達(dá)-德欽陸緣弧帶出現(xiàn)了短暫的平行造山帶的伸展過程,產(chǎn)生了“雙峰式”火山巖組合,并同時(shí)造成幔源巖漿的底侵。早三疊世晚期—中三疊世早期,金沙江俯沖洋殼由于俯沖角度的變陡進(jìn)而板片開始斷離(Bird,1978)(圖6e),板片斷離將導(dǎo)致上覆巖石圈板塊形成短暫的伸展背景(Davies et al.,1995;Duretz et al.,2011),致使江達(dá)-德欽-維西陸緣弧帶由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘?在原火山弧及其邊緣帶拉張、裂離形成伸展盆地。由于俯沖板片的斷離,巖石圈失重而抬升,軟流圈上涌致上覆受俯沖沉積物改造的巖石圈地幔發(fā)生減壓熔融,形成江達(dá)-德欽-維西陸緣弧早三疊世晚期中鉀鈣堿性玄武質(zhì)熔體母巖漿基性巖石;同時(shí)部分幔源巖漿底侵至下地殼底部,底侵巖漿貢獻(xiàn)的熱能致使古老地殼物質(zhì)的重熔而形成該區(qū)廣泛分布的早三疊世晚期—中三疊世早期酸性火山巖,并伴隨有巨大花崗質(zhì)巖漿侵入,同時(shí)發(fā)育伸展背景下的輝長(zhǎng)輝綠巖脈。金沙江弧盆系貢覺及維西地區(qū)的榴輝巖是三疊紀(jì)金沙江古特提斯洋閉合后弧-陸碰撞而迅速折返的產(chǎn)物。

該階段是江達(dá)-德欽-維西陸緣弧帶中一次重要的VMS型成礦事件,在同碰撞伸展作用導(dǎo)致的島弧上疊裂谷盆地“雙峰式”火山巖系中,形成了以魯春Cu-Pb-Zn多金屬礦床為代表的烏拉爾(Urals)型VMS礦床,具有重要的區(qū)域成礦地質(zhì)背景指向意義。

晚碰撞造山階段(236～212 Ma)(圖6f):中三疊世晚期—晚三疊世(主體為晚三疊世),以洋殼并拖曳地塊或陸塊持續(xù)的后續(xù)低角度俯沖為動(dòng)力,在中咱-中甸地塊與江達(dá)-德欽-維西陸緣弧的持續(xù)匯聚和東西向擠壓背景之下,弧-陸(晚期)強(qiáng)烈碰撞并導(dǎo)致下地殼縮短加厚與地殼深熔作用,形成似島弧(arc-like)型高鉀鈣堿性-堿性系列中基性-中酸性系列火山巖,構(gòu)筑了(弧內(nèi))火山盆地中拜馬(Baimak)型礦床形成的重要VMS成礦環(huán)境,并伴隨有236～212 Ma的晚碰撞型花崗巖侵入(如羊拉花崗巖體、魯?shù)榛◢弾r體等)。全面而又強(qiáng)烈的晚碰撞造山作用使得殘留海盆地主體消亡轉(zhuǎn)化為磨拉石盆地,區(qū)域上三疊統(tǒng)廣泛的不整合(如石鐘山組、歪古村組、甲丕拉組等)可作為晚碰撞造山過程及其盆-山轉(zhuǎn)換的地質(zhì)記錄及標(biāo)志。

該階段是江達(dá)-德欽-維西陸緣弧帶中又一次重要的VMS型成礦和VMS型疊加成礦事件,一方面,在晚碰撞造山作用形成的中基性-中酸性系列火山巖系,形成了以趙卡隆鐵鉛鋅銀多金屬礦床為代表的拜馬(Baimak)型礦床;另一方面,在強(qiáng)烈碰撞造山過程中伴隨發(fā)生的中酸性巖漿巖及其斑巖的侵位,在先成VMS型礦體之上,疊加發(fā)育巖漿-熱液流體作用的矽卡巖-斑巖型礦化,使得礦化元素進(jìn)一步富集、礦床規(guī)模增大以及成礦元素的多元化(如羊拉Cu礦床),形成了以魯春Cu-Pb-Zn多金屬礦床為代表的烏拉爾(Urals)型VMS礦床,具有重要的區(qū)域成礦地質(zhì)背景指向意義。晚碰撞造山環(huán)境中拜馬(Baimak)型VMS礦床的識(shí)別,以及巖漿-熱液疊加成礦作用的確定,開闊了三江特提斯造山帶區(qū)域成礦地質(zhì)背景研究與礦產(chǎn)資源調(diào)查的新思路。

3.5 晚三疊世末期后碰撞陸內(nèi)造山至陸內(nèi)匯聚-走滑轉(zhuǎn)換

晚三疊世晚期開始,金沙江帶進(jìn)入全面的后碰撞陸內(nèi)碰撞造山階段。在金沙江造山帶內(nèi)及其后緣的邊緣前陸盆地中堆積形成碎屑磨拉石和含煤建造,并不整合超覆在金沙江蛇綠構(gòu)造混雜巖之上。金沙江縫合帶西側(cè)的昌都-思茅地塊區(qū),晚三疊世晚期早階段于弧后前陸盆地中形成河湖相-濱海相碎屑磨拉石建造,并不整合蓋在下伏不同時(shí)代地層之上;晚三疊世晚期晚階段繼續(xù)其弧后前陸盆地的發(fā)展、演化,形成淺海相碳酸鹽巖至海陸交互相含煤碎屑巖建造;至晚白堊世,前陸盆地逐漸萎縮消亡。

新生代是三江造山帶乃至整個(gè)青藏高原的形成與隆升時(shí)期,最后的造山作用形成大規(guī)模的沖斷推覆、大規(guī)模的走滑剪切和由沖斷推覆及拉伸作用形成的地表及巖石圈規(guī)模的分層拆離和滑脫。一方面形成一些斷陷、走滑和拉伸、拉分盆地;另一方面又對(duì)早期形成的山系疊加、改造和地殼的強(qiáng)烈增厚,并伴隨著強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、構(gòu)造作用和有色金屬、貴金屬礦產(chǎn)的成礦作用。金沙江(-哀牢山)弧盆系演化各個(gè)階段形成的VMS礦床皆定形于陸內(nèi)匯聚-走滑轉(zhuǎn)換過程中,并不同程度地受到構(gòu)造作用、巖漿活動(dòng)的疊加、改造,顯現(xiàn)出一礦多礦種、礦床類型復(fù)雜多樣的特點(diǎn)。

4 結(jié)論

(1)金沙江弧盆系是西南三江多島弧盆系之一,主要構(gòu)造單元由金沙江-哀牢山縫合帶和江達(dá)-德欽-維西陸緣弧構(gòu)成,整體受控于昌寧-孟連原特提斯洋東向俯沖消減的制約。

(2)金沙江縫合帶主要由嘎金雪山-貢卡-霞若-新主洋殼消減蛇綠混雜巖亞帶、朱巴龍-羊拉-東竹林洋內(nèi)弧增生雜巖帶、西渠河-雪壓央口-吉義獨(dú)-工農(nóng)弧后盆地增生雜巖帶構(gòu)成,洋盆發(fā)育時(shí)限主要為晚志留世—二疊紀(jì),古洋殼地幔受到了早期俯沖帶物質(zhì)富集組分的影響,形成于弧后盆地的構(gòu)造環(huán)境。

(3)江達(dá)-德欽-維西陸緣弧組成復(fù)雜,先后經(jīng)歷了俯沖消減、早碰撞聚合、同碰撞伸展和晚碰撞造山等構(gòu)造事件疊加改造。俯沖消減期(300～260 Ma)主要形成了一套島弧型巖漿作用,早碰撞聚合期(255～250 Ma)以發(fā)育具有島弧性質(zhì)的鈣堿性火山巖為特征,碰撞伸展期(249～237 Ma)以“雙峰式”火山巖組合為特征,晚碰撞造山期(236～212 Ma)以廣泛發(fā)育區(qū)域性角度不整合及大面積的酸性巖漿巖為特征。

(4)金沙江弧盆系經(jīng)歷了晚志留世—早二疊世金沙江(-哀牢山)弧后洋盆擴(kuò)張、早二疊世晚期—晚二疊世洋殼俯沖消減、早三疊世—晚三疊世弧-陸碰撞造山與盆-山轉(zhuǎn)換、晚三疊世末期后碰撞陸內(nèi)造山至陸內(nèi)匯聚-走滑轉(zhuǎn)換等階段的演化過程,每個(gè)階段控制著不同類型的VMS型礦床。

致謝:2位審稿專家及編輯部提出了許多建設(shè)性的意見和建議,在此致謝。

潘桂棠研究員是國(guó)內(nèi)外著名的區(qū)域地質(zhì)與構(gòu)造學(xué)家,對(duì)我國(guó)地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。他在青藏高原形成演化、多島弧盆系、區(qū)域成礦、青藏高原新生代構(gòu)造與全國(guó)成礦地質(zhì)背景等領(lǐng)域取得了一系列有重要影響的原創(chuàng)性認(rèn)識(shí)和理論成果。2003年以來,我有幸開始認(rèn)識(shí)潘老師,在他的學(xué)術(shù)思想指引和對(duì)青藏高原執(zhí)著、川藏鐵路癡迷等精神的感召下,使我也在不停地前進(jìn),不斷地去攀登科學(xué)高峰。潘桂棠研究員是我非常敬重和愛戴的老師,他的高尚品德和深厚學(xué)術(shù)造詣是我學(xué)習(xí)的榜樣,在潘桂棠研究員八十華誕之際,謹(jǐn)以此文表達(dá)我對(duì)潘老師的敬意和深情感謝。祝潘老師健康長(zhǎng)壽。