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      蛇綠混雜巖區(qū)1∶5 萬(wàn)填圖工作方法研究
      ——以云南省多條蛇綠混雜巖帶的研究為例

      2022-04-01 03:30:08劉桂春孫載波胡紹斌劉軍平朱勛早包佳鳳曾文濤周坤段文婷
      沉積與特提斯地質(zhì) 2022年1期
      關(guān)鍵詞:橄欖巖蛇綠巖輝長(zhǎng)巖

      李 靜,劉桂春,孫載波,胡紹斌,劉 兵,劉軍平,黃 亮,朱勛早,包佳鳳,曾文濤,周坤,段文婷

      (1.云南省地質(zhì)調(diào)查局,云南 昆明 650051;2.國(guó)土資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650051;3.云南省地質(zhì)調(diào)查院,云南 昆明 650216;4. 云南省自然資源廳,云南 昆明 650224)

      0 引言

      蛇綠巖一詞最早來(lái)自希臘語(yǔ)“ophi”,意思是蛇。最早用于描述遭受剪切作用改造的蛇紋石巖,主要是一個(gè)描述性的、缺乏嚴(yán)格定義的術(shù)語(yǔ)。導(dǎo)致早期的地質(zhì)文獻(xiàn)中“蛇綠巖”一詞在使用上的混亂,但這種混亂并沒(méi)有減低它的使用頻率。1927 年,斯坦曼將蛇綠巖定義為包括橄欖巖(蛇紋巖)、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、細(xì)碧巖和與之有成因聯(lián)系的巖石組合。斯坦曼進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了其中的深水沉積物,如放射蟲(chóng)燧石巖、遠(yuǎn)海黏土等。這樣蛇綠巖就由最初的描述性術(shù)語(yǔ)演變?yōu)橐粋€(gè)巖石成因組合的概念(科爾曼,1982)。

      20世紀(jì)60 年代,隨著板塊構(gòu)造的興起,蛇綠巖的研究也得到了飛速地發(fā)展,特別是在70—80 年代后,隨著測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)的巖石學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)、海洋學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,形成了全球性的蛇綠巖研究熱潮,取得了大量的研究成果。1972 年的Penrose國(guó)際會(huì)議上達(dá)成的共識(shí)是蛇綠巖主要由以下單元組成:①變質(zhì)橄欖巖單元,主要由方輝橄欖巖、二輝橄欖巖和少量的純橄欖巖,它代表了原始的地幔物質(zhì)或原始地幔物質(zhì)熔出玄武巖漿之后的殘余物;②深成雜巖單元,主要由超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)堆晶巖、塊狀輝長(zhǎng)巖組成;③席狀巖墻群及淺色巖單元,主要由輝綠巖巖墻、斜長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖等組成,但在一些蛇綠巖套中并不發(fā)育輝綠巖巖墻;④?chē)姵鰩r單元,主要由枕狀玄武巖組成,但在一些蛇綠巖套中還發(fā)育大量的細(xì)碧巖、角斑巖。其上幾乎均被遠(yuǎn)洋沉積物所覆蓋,它們是海底噴發(fā)環(huán)境的直接證據(jù)(科爾曼,1982)。

      上世紀(jì)80 年代發(fā)現(xiàn)蛇綠巖可在俯沖帶上盤(pán)擠壓環(huán)境下形成,即所謂“SSZ”型蛇綠巖。Izu-Bonin-Mariana弧-溝系統(tǒng)的前弧環(huán)境是現(xiàn)今研究最好的現(xiàn)代“SSZ”型蛇綠巖帶(張進(jìn)等,2012),它們的發(fā)現(xiàn)對(duì)于蛇綠巖是洋中脊拉張環(huán)境形成的普遍流行觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑。同時(shí),許多研究者從蛇綠巖地球化學(xué)的精細(xì)研究入手,確定洋中脊的所在及其所代表的洋盆性質(zhì),并發(fā)現(xiàn)大陸造山帶中的蛇綠巖所代表的洋盆性質(zhì)多種多樣。

      上世紀(jì)90 年代末至今,研究者發(fā)現(xiàn)在整個(gè)威爾遜旋回的各個(gè)階段都會(huì)形成構(gòu)造環(huán)境性質(zhì)不同的蛇綠巖,許多研究者強(qiáng)調(diào)了蛇綠巖形成構(gòu)造環(huán)境的多樣性,所以對(duì)蛇綠巖的研究?jī)H僅停留在巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)層面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。2000 年,蛇綠巖權(quán)威Coleman根據(jù)區(qū)域地質(zhì)學(xué)特征的演化歷史、地層學(xué)關(guān)系、巖石學(xué)和地球化學(xué)特征、地球物理學(xué)參數(shù)和火成巖形成的年齡,在美國(guó)加州地區(qū)識(shí)別出了太平洋洋殼、弗朗西斯科俯沖雜巖、海岸山脈蛇綠巖、大谷蛇綠巖、被動(dòng)陸緣火成巖等5 類(lèi)蛇綠巖,提出了部分蛇綠巖原位成因的觀點(diǎn)(Coleman and Robert,2000)。Dilek and Furnes(2011)也提出了蛇綠巖多樣性的新分類(lèi)和定義。他們將蛇綠巖劃分為與俯沖作用無(wú)關(guān)的陸緣型(CM)、洋中脊型(MOR)、地幔柱型(P)以及與俯沖帶有關(guān)的俯沖帶上盤(pán)型(SSZ)、火山-弧型(VA),認(rèn)為大洋盆地從裂解-漂移到洋底擴(kuò)張階段,再到初始俯沖以及最終的關(guān)閉(即威爾遜旋回)的地質(zhì)記錄在大多數(shù)造山帶中均有很好的保留(Dilek and Furnes,2011)。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為蛇綠巖是非原地的上地幔和大洋地殼,是與不同熔融事件和巖漿分異過(guò)程有關(guān)的、具備時(shí)空聯(lián)系的超鎂鐵質(zhì)至長(zhǎng)英質(zhì)巖石的巖套,是造山帶演變的產(chǎn)物,在威爾遜旋回的不同階段均可形成蛇綠巖。

      在大多數(shù)造山帶中,蛇綠巖呈孤立的巖塊散布于強(qiáng)烈變形的遠(yuǎn)洋硅-泥質(zhì)沉積物、硅-灰-泥沉積物的“基質(zhì)”中,一些蛇綠巖的組分(如海底玄武巖)自身也常常強(qiáng)烈片理化。1972 年的Penrose 國(guó)際會(huì)議確定的4 類(lèi)成因單元并不是總能觀察到。各類(lèi)巖石在平面上通常呈“透鏡-網(wǎng)結(jié)”狀結(jié)構(gòu),剖面上常呈疊瓦狀的逆沖-推覆構(gòu)造樣式,原始的疊復(fù)關(guān)系早已經(jīng)被破壞,原始的相對(duì)位置也很難查清。使用“蛇綠混雜巖”一詞描述這類(lèi)特殊的復(fù)雜地質(zhì)體更為貼切。蛇綠巖實(shí)際上是洋殼俯沖消減過(guò)程中,洋殼及形成于洋殼基底之上的各類(lèi)建造被刮削下來(lái)的部分在俯沖帶上盤(pán)形成的構(gòu)造堆垛體。大部分洋殼及上覆建造均被帶入到地幔深處,參與到更大尺度的殼-幔物質(zhì)交換過(guò)程中。因此,蛇綠混雜巖實(shí)際上是地質(zhì)過(guò)程記錄不完備的典型代表。

      1990 年,日本地質(zhì)學(xué)家Isozaki首先提出大洋板塊地層(Ocean Plate Stritigraphy,OPS)的概念(Isozaki et al.,1990)。Wakita(2005)認(rèn)為,大洋板塊地層(OPS)除了包括在洋殼基底之上形成的各類(lèi)建造外,還應(yīng)包括陸緣海盆地沉積(Wakita and Metcalfe,2005)。Kusky(2013)提出大洋板塊地層(OPS)是在大洋板塊從洋中脊到海溝運(yùn)移過(guò)程中形成的一套巖石組合,包括蛇綠巖殘片、洋島海山巖石組合、洋內(nèi)弧火山巖、含鐵錳結(jié)核的遠(yuǎn)洋硅泥質(zhì)巖、海溝相的滑塌堆積、斜坡相濁積巖、超高壓—高壓變質(zhì)巖巖片等(Kusky et al.,2013)。張克信等(2016)認(rèn)為國(guó)外學(xué)者提出的OPS 中缺少了裂離的陸殼碎塊。馮益民和張?jiān)剑?018)認(rèn)為,OPS 實(shí)際上就是許多文獻(xiàn)資料中常稱(chēng)的“俯沖增生雜巖”或“俯沖增生楔”,主要由洋中脊環(huán)境(包括洋中脊之下的巖漿房)形成的巖石組合、洋島海山巖石組合、洋底高原形成的巖石組合、海溝相滑塌堆積的巖石組合、俯沖帶折返的超高壓—高壓巖石組合、裂離大陸碎塊的巖石組合、大洋巖石圈俯沖過(guò)程中卷入的構(gòu)造巖片巖石組合等7 部分組成,并建議在造山帶地質(zhì)研究中采用“俯沖增生雜巖”取代“大洋板塊地層”(馮益民和張?jiān)剑?018)。潘桂棠等(2019)認(rèn)為“俯沖增生雜巖帶”術(shù)語(yǔ)比“蛇綠巖帶”或“蛇綠混雜巖帶”表達(dá)板塊縫合帶更合理和準(zhǔn)確(潘桂棠等,2019)。

      總之,大洋板塊地層(OPS)、俯沖增生雜巖、蛇綠混雜巖帶都是對(duì)形成于洋-陸俯沖帶上盤(pán)的構(gòu)造堆垛體的描述性術(shù)語(yǔ),前二者分別強(qiáng)調(diào)了其地層學(xué)屬性、形成—就位過(guò)程,而“蛇綠混雜巖”一詞既反映了物質(zhì)組成、形成—就位過(guò)程,更明確地表達(dá)了曾經(jīng)存在過(guò)古大洋階段的構(gòu)造-古地理意義。

      自2012 年以來(lái),筆者等在主持云南省蛇綠混雜巖地區(qū)的1∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖①⑤以及《云南省區(qū)域地質(zhì)志》(第二版,修編)的編撰工作中,從洋-陸轉(zhuǎn)換的視角分析蛇綠巖所代表的洋盆演變成造山帶的全過(guò)程。筆者認(rèn)為蛇綠巖代表了特定的古大洋巖石圈(大洋地幔及洋殼)殘片,是大陸裂解和存在古大洋階段的可靠標(biāo)志,單純的蛇綠巖巖石學(xué)、地球化學(xué)的研究難以反映洋盆向造山帶的轉(zhuǎn)化過(guò)程。因此,我們將大洋地幔、洋殼、大洋盆地沉積、洋內(nèi)弧沉積、大陸邊緣沉積等不同構(gòu)造-古地理單元的地質(zhì)記錄在洋殼俯沖過(guò)程中形成于俯沖帶上盤(pán)的構(gòu)造堆垛體——蛇綠混雜巖帶作為一個(gè)整體進(jìn)行研究,更能細(xì)化大洋盆地向造山帶轉(zhuǎn)化的過(guò)程。在大多數(shù)蛇綠混雜巖中,地幔巖、深成雜巖、海底火山巖等通常只占很少的一部分,而大洋盆地沉積、大陸邊緣沉積通常能更多地保留下來(lái)。數(shù)千千米寬的大洋盆地消失后僅留下數(shù)十千米、數(shù)千米、甚至數(shù)米的殘跡,在有限的空間范圍內(nèi),其物質(zhì)組成不可能記錄下洋盆發(fā)展、演化的全過(guò)程,能保留下威爾遜旋回中哪個(gè)階段的物質(zhì)記錄可能受洋盆發(fā)育程度、俯沖消減過(guò)程、后期構(gòu)造改造等多種因素的制約。代表同一個(gè)大洋盆地的蛇綠混雜巖在不同地段可能具有不盡相同的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)樣式,代表不同洋盆的蛇綠混雜巖的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)樣式存在差異更是在情理之中。所以,所謂“蛇綠巖的多樣性”更多的是反映了地質(zhì)過(guò)程記錄本身的不完備性。

      1 蛇綠混雜巖的結(jié)構(gòu)樣式及物質(zhì)組成

      蛇綠混雜巖代表了一個(gè)曾經(jīng)存在、目前已經(jīng)消失了的古大洋殘跡,其物質(zhì)組成可能包括大洋盆地中各構(gòu)造-古地理單元的變質(zhì)巖、侵入巖及火山-沉積巖,兩側(cè)大陸邊緣斜坡的沉積巖、火山-沉積巖也可能因構(gòu)造作用而被卷入其中(圖1)。橫向上可包括從大洋中脊新生的洋脊低鉀玄武巖、海底高原玄武巖、洋島玄武巖-海山碳酸鹽巖組合,遠(yuǎn)洋深海硅-泥質(zhì)沉積、半深海硅-灰-泥沉積,洋內(nèi)弧火山-沉積巖系,裂離地塊,被動(dòng)陸緣的遠(yuǎn)源濁積巖-等深流沉積巖,主動(dòng)陸緣的海溝火山-細(xì)碎屑沉積巖等。縱向上可包括變質(zhì)地幔橄欖巖、高壓—超高壓變質(zhì)巖(榴輝巖),洋脊下巖漿房中形成的堆晶橄欖巖-橄長(zhǎng)巖、堆晶輝長(zhǎng)巖-輝石巖、塊狀輝長(zhǎng)巖,巖墻群,淺色系等,洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積巖等(圖1)。在洋殼俯沖消減過(guò)程中,上述不同構(gòu)造-古地理單元中形成的、不同成因的剛性巖片在俯沖帶上盤(pán)被刮削下來(lái),與強(qiáng)烈變形的海底玄武巖、遠(yuǎn)洋深海硅-泥質(zhì)沉積、半深海硅-灰-泥沉積、海溝火山-細(xì)碎屑沉積等混雜在一起,在平面上構(gòu)成復(fù)雜的透鏡-網(wǎng)結(jié)狀結(jié)構(gòu),在剖面上形成復(fù)雜的疊瓦狀構(gòu)造。在洋盆關(guān)閉后的碰撞造山過(guò)程中,如果發(fā)育大規(guī)模的逆沖推覆作用,深部的洋殼、大洋地幔等將大面積剝露地表,覆蓋于被動(dòng)陸緣一側(cè)。哀牢山雙溝蛇綠混雜巖帶中出露有大量向東緩傾的地幔巖殘片,共460 余個(gè),最大的金廠巖片(體)長(zhǎng)15km,寬2km(林堯明,1990),這表明哀牢山洋盆關(guān)閉后,整個(gè)雙溝蛇綠混雜巖帶向西有大規(guī)模的逆沖推覆。類(lèi)似Coleman(1971)所述越過(guò)海溝的弱變形“仰沖蛇綠巖板塊”在云南尚未發(fā)現(xiàn)可靠的實(shí)例(科爾曼,1982)。

      綜上所述,蛇綠混雜巖帶的物質(zhì)組成、形成過(guò)程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)都十分復(fù)雜。在1∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中,按照基質(zhì)-巖塊填圖方法盡管細(xì)化了圖面結(jié)構(gòu)(李榮社等,2016),在一定程度上重塑了蛇綠混雜巖復(fù)雜的形成過(guò)程,但還是難以細(xì)化大洋盆地向造山帶轉(zhuǎn)化的地質(zhì)過(guò)程。本文從蛇綠混雜巖的各類(lèi)物質(zhì)組成研究為切入點(diǎn),反演其形成的構(gòu)造-古地理環(huán)境,結(jié)合其地質(zhì)年代、變形-變質(zhì)特點(diǎn)、區(qū)域地殼發(fā)展演化歷史等各方面資料進(jìn)行綜合分析,試圖盡可能地重塑這一復(fù)雜的地質(zhì)過(guò)程。

      本文首先按照各類(lèi)巖石形成的構(gòu)造-古地理環(huán)境差異,將蛇綠混雜巖的物質(zhì)組成劃分為地幔巖、洋中脊侵入巖漿雜巖、洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積建造、外來(lái)巖片4 大類(lèi)(表1),然后按照具體的物質(zhì)組成、巖石成因進(jìn)一步細(xì)分為13 類(lèi)巖石成因組合,再往下則按照具體的自然巖石或自然巖石組合進(jìn)行描述、研究。在實(shí)際的填圖工作中則是從自然巖石或自然巖石組合的描述、研究入手,逐步向上進(jìn)行歸集,有時(shí)候往往需要數(shù)次往返才能獲得較為可靠的結(jié)論。

      表1 蛇綠混雜巖巖石成因組合劃分一覽表Table 1 Petrogenetic assembleges of the Ophiolite Mélange

      依據(jù)上述的指導(dǎo)思想,云南省地質(zhì)調(diào)查院、四川省地質(zhì)調(diào)查院、云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院近年來(lái)承擔(dān)的云南境內(nèi)蛇綠混雜巖區(qū)的1∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目①-⑦和《云南省區(qū)域地質(zhì)志》(第二版,修編)的編撰工作中,對(duì)云南省境內(nèi)前人厘定的蛇綠混雜巖進(jìn)行了較為詳細(xì)研究,共厘定了10 條蛇綠混雜巖帶,其代表的洋盆發(fā)育時(shí)期為中元古代、早古生代、晚古生代(圖2)。它們記錄了自Columbia 超大陸的裂解至Pangea超大陸的匯聚的過(guò)程,通過(guò)對(duì)它們的研究細(xì)化了各蛇綠混雜巖代表的洋盆發(fā)生、發(fā)展、消亡的歷史,提出了昌寧—孟連構(gòu)造帶上原-古特提斯洋的繼承性演化是在同一大洋盆地中,通過(guò)擴(kuò)張脊的遷移實(shí)現(xiàn)的,不是原特提斯洋盆關(guān)閉后的再次打開(kāi)(即所謂手風(fēng)琴模式)。隨著中三疊世地史時(shí)期昌寧-孟連構(gòu)造帶上古特提斯主洋盆的關(guān)閉,其余的次級(jí)洋盆也先后關(guān)閉,云南地殼成為Pangea超大陸的一部分。本次研究否定了中生代“三臺(tái)山蛇綠混雜巖”、晚古生代“八布蛇綠混雜巖”的存在。

      圖2 云南省侵入巖構(gòu)造巖漿帶、蛇綠混雜巖帶分布示意圖Fig. 2 Sketch map of tectonic-intrusion zones and ophiolite mélange zones in Yunnan

      1.1 地幔巖

      本文中的地幔巖一詞指主要形成于地幔環(huán)境中的巖石,蛇綠混雜巖中的地幔巖多為大洋巖石圈地幔的碎片,普遍具有變質(zhì)結(jié)構(gòu),少數(shù)具有巖漿結(jié)晶結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格意義上,地幔巖屬變質(zhì)巖的范疇,而非巖漿巖。最為常見(jiàn)的地幔巖是變質(zhì)橄欖巖,按其實(shí)際礦物組成可細(xì)分為方輝橄欖巖、純橄巖、二輝橄欖巖;前二者代表了熔出一定量的玄武質(zhì)巖漿之后的殘余物,多數(shù)具有虧損中稀土元素的配分模式;后者通常認(rèn)為屬較為原始的地幔巖,具有平坦的球粒隕石型稀土元素配分模式。由于后期的構(gòu)造作用及熱液蝕變,許多變質(zhì)橄欖巖常以蛇紋石巖的面貌出現(xiàn),指示巖石成因的結(jié)構(gòu)印跡早已消失殆盡,僅從巖相學(xué)上很難確定自然巖石類(lèi)型。一般通過(guò)主量元素計(jì)算C.I.P.W.標(biāo)準(zhǔn)礦物后,通過(guò)Ol-Opx-Cpx圖解判別也能獲得較為可靠的結(jié)論。在云南眾多的蛇綠混雜巖帶中均可見(jiàn)到變質(zhì)橄欖巖,也是鉻鐵礦、紅土型鎳礦的主要賦存巖石。在碰撞造山過(guò)程中,一些地幔巖常以構(gòu)造冷侵位的方式穿插于蛇綠混雜巖帶兩側(cè)的大陸邊緣沉積物中,形成孤立的蛇綠巖殘片,甚至遠(yuǎn)離蛇綠混雜巖的主體部分。

      本文將榴輝巖也劃歸地幔巖大類(lèi),它是洋殼或陸殼物質(zhì)由于板塊俯沖被拖拽帶入地幔深處,經(jīng)歷高壓—超高壓變質(zhì)作用后,又由于某種原因折返回到地殼中的特殊巖石,特征的造巖礦物為石榴石、綠輝石-硬玉、硬柱石、多硅白云母等,常以數(shù)十厘米至數(shù)千米的巖片賦存于遠(yuǎn)洋沉積物中。榴輝巖的原巖以堆晶輝長(zhǎng)巖、塊狀輝長(zhǎng)巖為主,玄武巖少見(jiàn),主要見(jiàn)于灣河蛇綠混雜巖帶中(李靜等,2015,2017;徐桂香等,2016;陳光艷等,2017;孫載波等,2017,2018,2019,2021;王巍等,2021),在金沙江蛇綠混雜巖帶中也有零星出露(王秀平等,2020),在四川拉拉銅礦區(qū)的菜子園蛇綠混雜巖中也有發(fā)現(xiàn)。榴輝巖形成于較低的地溫梯度環(huán)境,是冷洋殼深俯沖的產(chǎn)物,形成于洋殼→陸殼俯沖的構(gòu)造背景。在洋殼→洋殼俯沖的情況下,由于較高的地溫梯度及流體作用,俯沖洋殼在角閃巖相溫-壓條件下就可發(fā)生部分熔融,熔出安山質(zhì)—長(zhǎng)英質(zhì)熔體后的殘余部分密度增大,將向軟流圈中斷離、拆沉,并導(dǎo)致弧后擴(kuò)張洋盆的發(fā)育(圖1)。

      1.2 洋中脊侵入巖漿雜巖

      本文所指洋中脊侵入巖漿雜巖是大洋中脊下巖漿房中堆晶成因和共結(jié)成因的巖漿巖,也是大洋地殼的主要構(gòu)成部分。按照主要造巖礦物組合及巖石成因差異,可進(jìn)一步劃分為早期堆晶巖:包括橄欖巖、二輝橄欖巖、單輝橄欖巖、橄長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖等。晚期堆晶巖:包括層狀輝長(zhǎng)巖、輝石巖、紋層狀輝長(zhǎng)巖-英云閃長(zhǎng)巖等。塊狀輝長(zhǎng)巖:為共結(jié)成因的輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖等。巖墻群:通常為侵入到塊狀輝長(zhǎng)巖、淺色巖系、洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積建造中的輝長(zhǎng)巖脈、輝綠巖脈等,其地球化學(xué)特征在一定程度上可反映洋盆的發(fā)展階段,但很多蛇綠混雜巖中并不發(fā)育巖墻群?jiǎn)卧?。淺色巖系:通常位于洋中脊侵入巖漿雜巖的最上部,多為堆晶成因或分異共結(jié)成因的斜長(zhǎng)花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖等;部分蛇綠混雜巖還可見(jiàn)大致同期—稍晚的鈉長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖的脈體、巖株,可能是洋殼在俯沖消減過(guò)程中形成的低度部分熔融物;偶見(jiàn)中-粗晶狀的長(zhǎng)英質(zhì)無(wú)根團(tuán)塊、條帶,與寄主巖石之間的邊界模糊或清晰,可能為堆晶巖中的間隙熔融體遷移、聚集的產(chǎn)物(李靜,2003),本文也將它們歸為洋中脊侵入巖漿雜巖的淺色巖系。淺色巖系在蛇綠混雜巖中的比例通常較低,大多數(shù)都沒(méi)有填圖規(guī)模,但瀾滄以南的灣河蛇綠混雜巖中的淺色巖系確廣泛出露(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020④;云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦),很多都具有填圖規(guī)模,以分異共結(jié)及重熔兩類(lèi)淺色巖系為主,偶見(jiàn)堆晶成因的斜長(zhǎng)巖(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020④)。

      由于后期的蝕變作用,很多堆晶成因的超鎂鐵質(zhì)巖石也是以蛇紋石巖的面貌出現(xiàn),指示巖石成因的結(jié)構(gòu)印跡早已消失殆盡,自然巖石組合難以查清。但通過(guò)主量元素計(jì)算出C. I. P. W.標(biāo)準(zhǔn)礦物,利用Ol-Opx-Cpx圖解還是可以較為準(zhǔn)確地鑒別出其自然巖石類(lèi)型。對(duì)于強(qiáng)烈蝕變的超鎂鐵質(zhì)巖的成因僅依靠巖相學(xué)研究是無(wú)法完成的,但應(yīng)用一些巖石地球化學(xué)圖解,如Al2O3-CaO-MgO 圖解、MgOV2O5圖解等還是很容易將變質(zhì)橄欖巖與堆晶橄欖巖進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分。對(duì)于同一種自然巖石,變質(zhì)橄欖巖相較于堆晶橄欖巖的MgO、Cr、Ni 等含量要更高一些,而Al2O3、CaO、TiO2等不相容組分含量要低一些。

      洋中脊侵入巖漿雜巖在由洋中脊向俯沖帶運(yùn)移的過(guò)程中,由于洋底的高熱流狀態(tài),會(huì)發(fā)生不同程度的變質(zhì)。以堆晶輝長(zhǎng)巖轉(zhuǎn)化為層狀的斜長(zhǎng)角閃巖最為常見(jiàn),通過(guò)對(duì)角閃石成分的分析,還可反演變質(zhì)作用的溫-壓環(huán)境?!对颇鲜^(qū)域地質(zhì)志》(第二版,修編)應(yīng)用Gerya et al.(1997)的角閃石單礦物溫-壓計(jì),對(duì)銅廠街蛇綠混雜巖的層狀斜長(zhǎng)角閃巖(變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖)進(jìn)行了研究,獲得的變質(zhì)條件為T(mén) =400℃~486℃,P =0.10GPa ~0.26GPa;對(duì)灣河蛇綠混雜巖的層狀斜長(zhǎng)角閃巖也進(jìn)行了類(lèi)似研究,獲得的變質(zhì)條件為T(mén) =412℃~485℃,P =0.13GPa ~0.19GPa;它們均屬低壓綠片巖相(黑云母級(jí))-低壓角閃巖相。這類(lèi)洋底變質(zhì)作用最高可達(dá)低壓麻粒巖相(科爾曼,1982)。

      1.3 洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積建造

      由于洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積建造位于整個(gè)洋殼剖面的最上部,各類(lèi)巖石成因組合、自然巖石(組合)的密度也較低,是洋盆關(guān)閉后大概率能保存下來(lái)的洋盆發(fā)展、演化記錄,尤其是一些洋島玄武巖-海山碳酸鹽巖沉積、海底高原玄武巖等正向地貌的構(gòu)造古地理單元。遠(yuǎn)洋深海硅-泥質(zhì)沉積、半深海硅-灰-泥沉積由于分布面積較廣,通常構(gòu)成蛇綠混雜巖的主體部分,但原始的地層沉積層序早已蕩然無(wú)存,局部可能保留有露頭尺度、手標(biāo)本尺度的地層學(xué)意義,但通常不存在填圖尺度的地層學(xué)意義。野外觀察到的疊覆關(guān)系是由于板塊俯沖過(guò)程中被刮削下來(lái)的不同巖石成因組合的構(gòu)造堆垛體,處于上部的巖石成因組合通常是較早時(shí)期形成的,而下部的形成時(shí)間相對(duì)較晚。

      海底玄武巖以洋脊低鉀拉斑玄武巖為主,通常被認(rèn)為是源于虧損的巖石圈地幔橄欖巖中-高程度(通常認(rèn)為不低于15%)部分熔融,由大洋中脊噴出進(jìn)入海底,并由于洋中脊的不斷擴(kuò)張鋪滿(mǎn)整個(gè)海底,其上常被深海硅-泥質(zhì)沉積所覆蓋。海底高原玄武巖較少出露,可能是由于深部熱流上升導(dǎo)致富集型的上地幔中-低程度部分熔融,隨著源區(qū)加深,富集程度增加,部分熔融程度降低,逐步過(guò)渡為洋島玄武巖。海底高原玄武巖常與遠(yuǎn)洋半深海硅-灰-泥沉積相伴產(chǎn)出。洋脊低鉀拉斑玄武巖與海底高原玄武巖在地球化學(xué)上的差異較大,不難區(qū)分。

      洋島玄武巖-海山碳酸鹽巖組合在許多蛇綠混雜巖帶中都可見(jiàn)到,普遍缺乏陸源碎屑,常有碳酸鹽巖塌積巖伴生。洋島玄武巖可細(xì)分為亞速爾型洋島玄武巖和夏威夷型洋島玄武巖兩類(lèi),前者形成于洋盆發(fā)育的早期階段,后者形成于洋盆發(fā)育的成熟階段。二者在地球化學(xué)、空間出露位置等方面均有一定差異(何松等,2016),可能與源區(qū)深度、源區(qū)富集程度、部分熔融程度等因素有關(guān)。

      遠(yuǎn)洋深海硅-泥質(zhì)沉積形成于遠(yuǎn)離大陸的環(huán)境,極少陸源碎屑物質(zhì)混入,沉積于碳酸鹽補(bǔ)償深度界面(CCD)之下,含大量的放射蟲(chóng)軟泥。由于深海富氧洋流的影響,也可見(jiàn)紅色薄層狀硅質(zhì)巖、放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖。遠(yuǎn)洋半深海硅-灰-泥沉積形成于遠(yuǎn)離大陸的環(huán)境,也極少陸源碎屑物質(zhì)混入,沉積于碳酸鹽巖補(bǔ)償深度界面(CCD)附近,可形成薄層—極薄層狀的硅泥質(zhì)泥晶灰?guī)r。灣河蛇綠混雜巖的遠(yuǎn)洋深海硅-泥質(zhì)沉積中中賦存有優(yōu)質(zhì)的沉積型錳(鐵)礦(柏萬(wàn)靈,1994),可能類(lèi)似現(xiàn)今太平洋的深海錳-鈷多金屬結(jié)核。

      洋內(nèi)弧火山-沉積組合以火山碎屑沉積、陸源細(xì)碎屑沉積、鈣堿性中-基性火山熔巖為主,特征的火山巖包括(高)鎂安山巖(玻鎂安山巖)、O型埃達(dá)克巖等,偶見(jiàn)少量碳酸鹽巖、中厚層不純硅質(zhì)巖。不純硅質(zhì)巖是由于火山噴發(fā)作用在局部地段形成SiO2過(guò)飽的環(huán)境中沉淀的,與碳酸鹽補(bǔ)償深度界面(CCD)之下沉積的薄層硅質(zhì)巖具有完全不同的意義。海溝沉積物以火山碎屑-陸源細(xì)碎屑沉積為主,偶見(jiàn)碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖,通常缺乏火山熔巖。陸緣弧上的火山噴發(fā)活動(dòng)為海溝沉積提供了豐富的火山碎屑-陸源碎屑,火山碎屑及陸緣碎屑的帶入也不利于碳酸鹽、硅質(zhì)的沉淀?;』鹕綆r的發(fā)育也意味著洋盆演化進(jìn)入了收縮期。洋內(nèi)弧也是大洋盆地中熱水沉積物廣泛發(fā)育的場(chǎng)所,發(fā)育富含Pb、Zn、Cu、Ag等多金屬軟泥沉積,也是后續(xù)成礦作用的主要成礦物質(zhì)來(lái)源。金沙江蛇綠混雜巖中的羊拉銅礦床、灣河蛇綠混雜巖帶中的銀廠溝鉛鋅礦床(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2016②)、南角河鉛鋅銀多金屬礦床(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦)可能就形成于洋內(nèi)弧環(huán)境。

      前弧玄武巖(FAB)或類(lèi)洋中脊玄武巖(MORBlike)是近年來(lái)在蛇綠巖研究中新鑒別出來(lái)的一類(lèi)特殊巖石,常與高鎂安山巖等共生;普遍被認(rèn)為是洋內(nèi)俯沖作用初始階段的巖漿活動(dòng)產(chǎn)物,具有特定的地球化學(xué)特征;其主元素變化范圍較小,SiO2=49% ~51%,Al2O3=14% ~17%,CaO =10% ~13%,MgO =4% ~8%,TiO2=1.76% ~2.10%,與MORB平均值1.5%相當(dāng)(肖慶輝等,2016)。最早出現(xiàn)的前弧玄武巖代表了大洋盆地由擴(kuò)張階段向俯沖消減階段的轉(zhuǎn)變。

      1.4 外來(lái)巖片

      本文將外來(lái)巖片劃分為兩類(lèi)。一類(lèi)是與大洋盆地的發(fā)展演化同時(shí)形成的沉積巖巖片,如大陸邊緣的臺(tái)地邊緣碳酸鹽巖滑塊、陸源碎屑近源濁積巖片、陸源碎屑遠(yuǎn)源濁積巖-等深流沉積巖片等,本文稱(chēng)為陸緣沉積殘片。另一類(lèi)是在超大陸裂解的過(guò)程中殘存于大洋中的裂離地塊,這些裂離地塊上的地層、巖漿巖、變質(zhì)巖等大多數(shù)情況下不能與兩側(cè)的陸塊進(jìn)行對(duì)比。裂離地塊廣泛發(fā)育的蛇綠混雜巖帶代表了未完全發(fā)育成熟、沉積盆地底板洋殼化不徹底、中途夭折的大洋盆地關(guān)閉后的殘跡。

      2 蛇綠混雜巖的時(shí)代及表達(dá)方式

      2.1 蛇綠混雜巖的時(shí)代

      根據(jù)板塊構(gòu)造理論和超大陸理論,一個(gè)超大陸旋回往往要經(jīng)歷數(shù)億年的時(shí)間(Maruyama et al.,2007;夏林圻,2013)。同樣,蛇綠混雜巖帶的形成也是十分漫長(zhǎng)的,這也是定義蛇綠混雜巖帶形成時(shí)代的困難所在。除裂離地塊外,蛇綠混雜巖帶中可能保留有洋盆從初始擴(kuò)張到關(guān)閉的整個(gè)威爾遜旋回中任意階段形成的巖石,其形成時(shí)代的跨度也可能達(dá)數(shù)億年之久,甚至是同一蛇綠混雜巖帶中的同一自然巖石類(lèi)型的形成時(shí)代也可能有較大差異。如銅廠街蛇綠混雜巖中的變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖(現(xiàn)為層狀、紋層狀斜長(zhǎng)角閃巖-英云閃長(zhǎng)巖)的鋯石U-Pb年齡為473 ~439 Ma(王保弟等,2013)、417 Ma(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2008⑧)、348 ~330 Ma(段向東等,2006);洋脊低鉀拉斑玄武巖(變玄武巖)的鋯石UPb年齡為272 Ma(王冬兵等,2017);光色組命名剖面上與洋脊低鉀拉斑玄武巖共生的放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖中產(chǎn)出早石炭世的牙形石(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦);老南掌附近的亞速爾型洋島玄武巖鋯石U-Pb年齡為449 Ma(孫載波等,2017),而具有夏威夷型洋島玄武巖特點(diǎn)的火居組屬中—上二疊統(tǒng)(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,1999⑩)。這些資料說(shuō)明銅廠街蛇綠混雜巖帶代表的洋盆存續(xù)時(shí)間至少為中奧陶世—晚二疊世。顯然,用具體的自然巖石的形成時(shí)代來(lái)代表蛇綠混雜巖的時(shí)代并不可取,甚至?xí)a(chǎn)生一些不必要的混亂。

      大洋盆地的最終關(guān)閉也意味著蛇綠混雜巖的形成和就位,緊隨其后的陸-陸碰撞作用、弧-陸碰撞作用可形成豐富的物質(zhì)記錄,如同碰撞花崗巖-火山巖、磨拉石建造等。確定了同碰撞花崗巖-火山巖、磨拉石建造的時(shí)代下限,也就確定了蛇綠混雜巖形成和就位的時(shí)代上限。由于是間接獲得的時(shí)代依據(jù),存在一定的誤差和不確定性在所難免。更重要的是,一些洋盆關(guān)閉后并不發(fā)生激烈的碰撞造山運(yùn)動(dòng),即軟碰撞(soft collision)、不造山,不發(fā)育相關(guān)的同碰撞花崗巖-火山巖及磨拉石建造,灣河蛇綠混雜巖代表的原特提斯洋盆的關(guān)閉就是如此,只能根據(jù)最年輕的遠(yuǎn)洋沉積組合大致推斷出蛇綠混雜巖就位的時(shí)代的下限。顯然,用蛇綠混雜巖形成、就位的時(shí)期代表蛇綠混雜巖的時(shí)代存在諸多的不確定性。

      有鑒于上述情況,本次研究提出以大洋盆地由擴(kuò)張成盆向俯沖消亡的轉(zhuǎn)折時(shí)期代表蛇綠混雜巖時(shí)代的新思路,這是一個(gè)大洋盆地?cái)U(kuò)張的鼎盛時(shí)期,這一關(guān)鍵時(shí)期的確定對(duì)于重塑大洋盆地的演化過(guò)程有重要意義。通過(guò)對(duì)云南省若干蛇綠混雜巖帶的長(zhǎng)期研究,筆者等認(rèn)為大洋盆地?cái)U(kuò)張的鼎盛時(shí)期主要有以下3 條標(biāo)志:①遠(yuǎn)洋沉積組合廣泛分布。這個(gè)時(shí)期是沉積速率最低的地史時(shí)期,厚度不大的地層往往可以跨越數(shù)千萬(wàn)、甚至近億年。遠(yuǎn)洋沉積組合位于整個(gè)洋殼剖面的最上部,分布于整個(gè)大洋盆地中,總體密度較低,能干性也較弱,是洋盆關(guān)閉后大概率能被保存下來(lái)的巖石成因組合。其年代下限大致代表了洋盆擴(kuò)張的鼎盛時(shí)期。②前弧玄武巖的首次出現(xiàn)。前弧玄武巖(FAB)或類(lèi)洋中脊玄武巖(MORB-like)是洋殼初始俯沖階段形成的一類(lèi)特殊巖石,代表了一個(gè)大洋盆地由擴(kuò)張向收縮的轉(zhuǎn)換(肖慶輝等,2016),確定了前弧玄武巖首次出現(xiàn)的時(shí)間也就大致確定了洋盆擴(kuò)張的鼎盛期。③亞速爾型洋島玄武巖向夏威夷型洋島玄武巖的轉(zhuǎn)化。亞速爾型洋島玄武巖分布于洋中脊附近,形成于洋盆的擴(kuò)張期,而夏威夷型洋島玄武巖分布于洋盆內(nèi)部(何松等,2016),形成于洋盆的成熟期。確定了一個(gè)大洋盆地中這兩類(lèi)洋島玄武巖的時(shí)代也就能大致確定洋盆擴(kuò)張的鼎盛時(shí)期。由于蛇綠混雜巖的地質(zhì)記錄十分不完備,很多蛇綠混雜巖中要找全這3 條標(biāo)志幾乎不可能,能找到1 -2 條標(biāo)志也很不容易,有時(shí)只能從一些間接的區(qū)域地質(zhì)資料,推斷出一個(gè)大致合理的期間范圍。

      2.2 蛇綠混雜巖的表達(dá)方式

      由于蛇綠混雜巖區(qū)地質(zhì)情況較為復(fù)雜,不同地區(qū)的蛇綠混雜巖在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)樣式等方面也不盡一致;因此蛇綠混雜巖區(qū)的1∶5 萬(wàn)、甚至1∶25 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及填圖工作一直缺乏具體的、操作性較強(qiáng)的規(guī)范,圖面表達(dá)方式也一直缺乏具體的規(guī)定。李榮社等(2016)根據(jù)西北地區(qū)蛇綠混雜巖區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的工作情況,總結(jié)了蛇綠混雜巖區(qū)的1∶5 萬(wàn)填圖工作方法及圖面表達(dá)方式(李榮社等,2016)。

      云南省蛇綠混雜巖地區(qū)1∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查填圖工作及本次研究采用了如下的蛇綠混雜巖表達(dá)規(guī)則:時(shí)代(英文-大寫(xiě)-正體)+命名地點(diǎn)(英文-大寫(xiě)-斜體)+蛇綠巖代號(hào)φ(希臘文-小寫(xiě)-斜體)+大類(lèi)(英文-小寫(xiě)-上標(biāo)-正體)+巖石成因組合(阿拉伯?dāng)?shù)字-上標(biāo)-正體),自然巖石組合用文字進(jìn)行說(shuō)明。地幔巖m(mantle),洋中脊侵入巖漿雜巖r(ridge),洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積建造o(ocena),外來(lái)巖片r(foreign),如:奧陶紀(jì)灣河蛇綠混雜巖地幔巖之變質(zhì)橄欖巖OWφm-1,榴輝巖OWφm-2;洋中脊侵入巖漿雜巖之堆晶橄欖巖OWφr-1,堆晶輝長(zhǎng)巖OWφr-2,塊狀輝長(zhǎng)巖OWφr-3,巖墻群OWφr-4,淺色巖系OWφr-5;洋盆及洋內(nèi)弧火山-沉積建造之海底玄武巖組合OWφo-1,洋島-海山碳酸鹽巖組合OWφo-2,遠(yuǎn)洋沉積組合OWφo-3,洋內(nèi)弧火山-沉積組合OWφo-4;外來(lái)巖片之裂離地塊OWφf(shuō)-1,陸緣沉積殘片OWφf(shuō)-2。

      圖3 為昌寧-孟連構(gòu)造帶中石炭紀(jì)銅廠街蛇綠混雜巖南汀河—舊寨一帶的地質(zhì)簡(jiǎn)圖,共識(shí)別出堆晶橄欖巖、堆晶輝長(zhǎng)巖-輝石巖(變質(zhì)層狀斜長(zhǎng)角閃巖-角閃巖)、淺色巖系,洋脊低鉀拉斑玄武巖、洋島玄武巖-海山碳酸鹽巖組合、遠(yuǎn)洋沉積,裂離地塊、陸緣沉積殘片等3 大類(lèi)、8 種巖石成因組合,以及若干的自然巖石(組合),巖墻群?jiǎn)卧獌H在農(nóng)努附近有少量出露,圖3 中未表達(dá)。與1∶25 萬(wàn)臨滄市幅幾乎將整個(gè)銅廠街蛇綠混雜巖帶作為一個(gè)填圖單元表達(dá)相比,極大地豐富了蛇綠混雜巖區(qū)的圖面表達(dá)內(nèi)容,清晰地顯示了整個(gè)蛇綠混雜巖的結(jié)構(gòu)樣式。具有夏威夷型洋島玄武巖特點(diǎn)的平掌組(C1pz)分布于西側(cè)、亞速爾型洋島玄武巖分布于蛇綠混雜巖帶的最東側(cè)、更東側(cè)二疊系拉巴組具有海溝沉積特點(diǎn)(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2004⑨)都暗示了洋盆關(guān)閉過(guò)程中洋殼總體上向東俯沖消減的運(yùn)動(dòng)學(xué)過(guò)程。

      圖3 耿馬縣南汀河-舊寨地區(qū)銅廠街蛇綠混雜巖地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)1∶5萬(wàn)香竹林等7幅資料修改、完善①-⑦)Fig. 3 Geological sketch of Carboniferous Tongchangjie ophiolite mélange in Nantinghe to Jiuzhai area,Gengma County,Yunnan Province

      3 研究實(shí)例

      《云南省區(qū)域地質(zhì)志》(第二版,修編)的編撰過(guò)程中,以上述思想為指導(dǎo),對(duì)前人在云南厘定的所有蛇綠混雜巖進(jìn)行詳細(xì)研究,重要的甚至進(jìn)行了野外實(shí)地考察,并采集了相關(guān)的分析測(cè)試樣品。結(jié)合2012 年以來(lái)云南省地質(zhì)調(diào)查院、四川省地質(zhì)調(diào)查院、云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院等單位承擔(dān)的云南省蛇綠混雜巖區(qū)1 ∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的工作成果①-⑦,最終厘定了10 條蛇綠混雜巖(圖2),代表了中元古代、早古生代、晚古生代等不同時(shí)期的大洋盆地關(guān)閉后的殘跡。在滇西原-古特提斯繼承性構(gòu)造演化、白漢場(chǎng)洋盆(甘孜-理塘洋盆在云南境內(nèi)的部分)的性質(zhì)、潞西中生代“三臺(tái)山蛇綠混雜巖”、馬關(guān)晚古生代“八布蛇綠混雜巖”的研究等多方面獲得了一系列全新的認(rèn)識(shí)。

      3.1 對(duì)菜子園蛇綠混雜巖帶的新認(rèn)識(shí)

      菜子園蛇綠混雜巖帶出露于川滇交界的金沙江兩岸,主體部分位于四川境內(nèi),由任光明等(2017)命名,以強(qiáng)烈剪切變形的基質(zhì)和卷入其中的不同大小、不同性質(zhì)的構(gòu)造巖塊相互混雜為特征;并在其中的塊狀輝長(zhǎng)巖巖片中獲得了鋯石U-Pb 年齡值1375 Ma (任光明等,2017)。任光明等(2017)認(rèn)為塊狀輝長(zhǎng)巖的主量元素特點(diǎn)與前弧玄武巖類(lèi)似,上述年齡值代表了初始俯沖作用的開(kāi)始。但從文獻(xiàn)的原始分析數(shù)據(jù)看,其TiO2=0.31%~1.51%,MgO =8.11% ~10.50%,CaO =6.87% ~9.95%(任光明等,2017),與典型的前弧玄武巖相去甚遠(yuǎn),更多地顯示了成熟弧巖漿巖的特點(diǎn)。

      《云南省區(qū)域地質(zhì)志》(第二版,修編)的野外調(diào)查工作中,于祿勸縣者貴村附近菜子園蛇綠混雜巖中發(fā)現(xiàn)了具有富集型洋中脊玄武巖特點(diǎn)的海底玄武巖(綠片巖)、具有亞速爾型洋島玄武巖特點(diǎn)的塊狀輝長(zhǎng)巖巖片,并分別獲得鋯石U-Pb年齡1743 Ma和1669 Ma。洋盆擴(kuò)張的鼎盛時(shí)期應(yīng)該介于1669 ~1375 Ma 之間,故本次研究以二者的算術(shù)平均值1522 Ma作為洋盆擴(kuò)張的鼎盛時(shí)期。云南省地質(zhì)調(diào)查院正在開(kāi)展的1∶5 萬(wàn)撒馬基、因民等2 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目識(shí)別出了具有亞速爾型洋島玄武巖特點(diǎn)的巖墻群?jiǎn)卧?、洋脊低鉀拉斑玄武巖、洋島-海山組合、深海硅-泥質(zhì)沉積、洋內(nèi)弧的英安巖-硅質(zhì)巖組合等5 類(lèi)巖石成因組合,并在洋脊低鉀拉斑玄武巖中獲鋯石U-Pb年齡1502 Ma,在英安巖中獲鋯石U-Pb年齡1200 Ma。孫志明等(2009)在東川地區(qū)的黑山組上部的凝灰?guī)r中獲得鋯石SHRIMP UPb 年齡1503 Ma顯然并非偶然(孫志明等,2009),代表了大洋盆地?cái)U(kuò)張鼎盛時(shí)期大陸邊緣盆地中的火山噴發(fā)活動(dòng),也是Columbia 超大陸裂解的高峰期。英安巖的出現(xiàn)代表了俯沖消減晚期—碰撞階段的巖漿活動(dòng),表明菜子園蛇綠混雜巖代表的洋盆關(guān)閉時(shí)期與全球性的格林威爾造山運(yùn)動(dòng)基本上是同時(shí)的。

      3.2 對(duì)潞西“三臺(tái)山蛇綠混雜巖”的新認(rèn)識(shí)

      板塊構(gòu)造理論引入國(guó)內(nèi)后,許多研究者都將潞西三臺(tái)山超鎂巖體歸入“三臺(tái)山蛇綠混雜巖”,并與中特提斯構(gòu)造演化相關(guān)聯(lián),但認(rèn)識(shí)差異也較大。儲(chǔ)著銀等(2009)通過(guò)Os-Nd-Pb-Sr 同位素的研究,認(rèn)為這些超鎂鐵巖具有強(qiáng)烈富集的特點(diǎn),具有古老大陸巖石圈地幔巖石的特征,不能作為騰沖和保山地塊的縫合證據(jù)(儲(chǔ)著銀等,2009)。王奕萱等(2018)等認(rèn)為三臺(tái)山橄欖巖兼具虧損地幔源區(qū)和俯沖帶熔/流體交代特征,可能經(jīng)歷了快速擴(kuò)張大洋中脊(MORB)、俯沖帶仰沖板片(SSZ)兩種構(gòu)造環(huán)境(王奕萱等,2018)。戚學(xué)祥等(2021)將其稱(chēng)為“龍陵-瑞麗俯沖增生雜巖”,由蛇紋石化橄欖巖、玄武巖/輝長(zhǎng)巖、硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖、含放射蟲(chóng)層狀硅質(zhì)巖和錳結(jié)核的深海沉積巖等巖塊呈規(guī)模不等的團(tuán)塊狀、透鏡狀分布于濁積巖基質(zhì)中,具有典型的俯沖增生雜巖巖石組合特征,是中特提斯洋演化的產(chǎn)物(戚學(xué)祥等,2021)。

      1∶5 萬(wàn)遮放、曼彥等5 幅的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查確定了以下三個(gè)重要的地質(zhì)事實(shí):①三臺(tái)山地區(qū)不存在中生代的遠(yuǎn)洋沉積組合。下三疊統(tǒng)扎多組下與中—上二疊統(tǒng)沙子坡組、上與下—中三疊統(tǒng)伙馬組(喜鵲林組)淺水臺(tái)地碳酸鹽巖均呈假整合接觸(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020⑤;云南地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,1995?),盡管其厚度較大、具有半深水濁積巖的特點(diǎn),發(fā)育時(shí)限很短(<10 Ma),顯然不能代表任何大洋盆地關(guān)閉后的殘跡,應(yīng)屬古特提斯洋盆向東俯沖消減中,在后緣伸展構(gòu)造環(huán)境中,于碳酸鹽巖臺(tái)地上發(fā)育的裂陷槽沉積,與耿馬地區(qū)的下三疊統(tǒng)怕拍組類(lèi)似(張遠(yuǎn)志,1996)。侏羅系勐戛組(J2m)—白堊系弄坎組(K1l)為淺海陸棚相的含火山巖-碳酸鹽巖的紅色復(fù)陸屑建造。因此,也不可能存在中生代的蛇綠混雜巖。②由三臺(tái)山鄉(xiāng)向西至西山鄉(xiāng)之間,在騰沖地塊與保山地塊之間發(fā)育有大量強(qiáng)變形—弱變質(zhì)的火山-沉積巖及少量的超鎂鐵質(zhì)巖巖片,并普遍被古近紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖侵入、吞噬,多呈孤島狀、港灣狀出露。其中包括變質(zhì)橄欖巖、堆晶輝長(zhǎng)巖、淺色巖系、遠(yuǎn)洋硅泥質(zhì)沉積、洋內(nèi)弧火山-沉積組合、陸緣沉積殘片(包括碳酸鹽巖滑塊及近源濁積巖殘片)共6 類(lèi)巖石成因組合(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020⑤),巖石普遍發(fā)生千糜巖化,且變形、變質(zhì)普遍不均勻。其中的遠(yuǎn)洋硅泥質(zhì)沉積分布最為廣泛,堆晶輝長(zhǎng)巖僅發(fā)現(xiàn)一個(gè)很小的巖片,超鎂鐵質(zhì)巖巖片數(shù)量眾多,但單個(gè)巖片規(guī)模很小。在洋內(nèi)弧火山-沉積組合的英安質(zhì)千糜巖中獲鋯石UPb 年齡501.2 ± 2.8 Ma(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020⑤)。一些研究者將這些強(qiáng)變形—弱變質(zhì)的火山-沉積巖劃歸古元古界高黎貢山巖群或新元古界梅家山巖群(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所,2010?;四川省地質(zhì)調(diào)查院,2012?;成都地質(zhì)調(diào)查中心,2011?),一些弱變質(zhì)的泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖、變質(zhì)砂巖則劃歸白堊系弄坎組(四川省地質(zhì)調(diào)查院,2012?;成都地質(zhì)調(diào)查中心,2011?)。③在“龍陵-瑞麗俯沖增生雜巖”東側(cè)的平達(dá)—鎮(zhèn)安街一帶發(fā)育有大量的晚寒武世—奧陶紀(jì)同碰撞強(qiáng)過(guò)鋁花崗巖(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020⑤)。

      綜上所述,騰沖地塊與保山地塊之間確實(shí)存在過(guò)一個(gè)古大洋,但其在晚寒武世地史時(shí)期就已經(jīng)關(guān)閉了。三臺(tái)山以東的超鎂鐵巖是沿?cái)嗔牙淝治坏桨讏紫蹬步M雜色砂巖的地幔橄欖巖巖片,其異常富集Cr、Ni等強(qiáng)相容元素,極度貧化稀土等強(qiáng)不相容元素,可能為經(jīng)歷高度部分熔融(>35%),或是多次部分熔融的變質(zhì)橄欖巖殘片,其中的鋯石U-Pb年齡190.5 ±1.3 Ma與侏羅系柳灣組玄武巖可能代表了同一次部分熔融事件(劉慧民,2018)。在同一構(gòu)造帶北部拉懷一帶的流紋巖(可能屬淺色巖系)中獲鋯石U-Pb年齡120.2 ±1.4 Ma(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所,2010?),在龍陵地區(qū)的糜棱巖化流紋巖(亦可能屬淺色巖系)、斜長(zhǎng)角閃巖(變質(zhì)海底玄武巖)中獲鋯石U-Pb 年齡128.4 ±2.7 Ma、127.8 ±6.9 Ma、103.5 ±4.6 Ma(四川省地質(zhì)調(diào)查院,2012?),這與騰沖地塊上普遍發(fā)育的早白堊世花崗巖的時(shí)代基本一致,相當(dāng)于Pangea超大陸裂解的高峰期,但將其作為“三臺(tái)山蛇綠混雜巖”的時(shí)代顯然是不妥當(dāng)?shù)摹hb于目前的研究程度,尚難確定該洋盆擴(kuò)張的鼎盛時(shí)期,但可以肯定該洋盆在晚寒武世就基本關(guān)閉了,相當(dāng)于泛非運(yùn)動(dòng)時(shí)期,故推測(cè)洋盆擴(kuò)張的鼎盛時(shí)期可能為早寒武世,甚至更早。為避免不必要的混亂,《云南省區(qū)域地質(zhì)志》(第二版,修編)將該蛇綠混雜巖命名為“寒武紀(jì)西山蛇綠混雜巖”,代表騰沖與保山地塊之間曾經(jīng)存在過(guò)的古大洋關(guān)閉后的殘跡,洋盆關(guān)閉過(guò)程中,洋殼可能是向西俯沖的。沿緬甸境內(nèi)密支那一線(xiàn)新特提斯洋盆的關(guān)閉過(guò)程中,騰沖地塊沿高黎貢山-瑞麗斷裂帶向東逆沖,致使寒武紀(jì)西山蛇綠混雜巖在鎮(zhèn)安街以北逐漸尖滅。

      3.3 灣河蛇綠混雜巖帶的厘定及源區(qū)性質(zhì)討論

      灣河蛇綠混雜巖最早由1∶25 萬(wàn)臨滄幅、滾龍幅命名,認(rèn)為它是晚古生代銅廠街蛇綠混雜巖帶經(jīng)后期構(gòu)造改造、巖漿頂托等作用肢解的巖片,僅出露于雙江灣河鐵礦區(qū)(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2004⑨)。經(jīng)過(guò)近年來(lái)的1∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)灣河蛇綠混雜巖向北可斷續(xù)延伸到漕澗一帶(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2018③),向南經(jīng)瀾滄黑河至景洪市勐宋以南延入緬甸境內(nèi),并在變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖(層狀斜長(zhǎng)角閃巖)、淺色巖系中獲得了一大批早古生代的鋯石U-Pb年齡(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2016②;云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020④;云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦)。顯然,灣河蛇綠混雜巖代表了一個(gè)早古生代大洋盆地關(guān)閉后的殘跡,并非銅廠街蛇綠混雜巖構(gòu)造肢解的殘片。同時(shí)在其中發(fā)現(xiàn)了大量的退變質(zhì)榴輝巖巖片(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2016②;云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020④;云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦)。在控角剖面上具有亞速爾型洋島玄武巖地球化學(xué)特點(diǎn)的退變質(zhì)榴輝巖中獲鋯石U-Pb 年齡801 Ma(孫載波等,2018);在瀾滄黑河地區(qū)具有前弧玄武巖特點(diǎn)的退變質(zhì)榴輝巖中獲鋯石U-Pb 年齡480 Ma(王巍等,2021);在忙那河剖面上具有前弧玄武巖特點(diǎn)的斜長(zhǎng)角閃片巖中獲鋯石U-Pb 年齡471 Ma(劉桂春等,2017);具有弧火山巖特點(diǎn)的奧陶系惠民組變玄武巖中獲鋯石U-Pb 年齡456 Ma(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2013?)。在灣河蛇綠混雜巖西側(cè)的“瀾滄巖群”勐井山巖組綠片巖中獲鋯石U-Pb年齡789 Ma、780 Ma(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2017?),曼來(lái)巖組的凝灰?guī)r中獲U-Pb年齡487 Ma(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020④)。這些年齡數(shù)據(jù)表明隨著Rodinia 超大陸的裂解,最遲到南華紀(jì)初期,灣河蛇綠混雜巖代表的洋盆就已經(jīng)發(fā)育了典型的洋殼,在早奧陶世達(dá)到鼎盛期,開(kāi)始由擴(kuò)張向俯沖、消減轉(zhuǎn)化。

      灣河蛇綠混雜巖的各類(lèi)巖石成因組合出露較為齊全,除外來(lái)巖片的“裂離地塊”尚未發(fā)現(xiàn)外,其余12 類(lèi)巖石成因組合均有出露。榴輝巖除常見(jiàn)的由堆晶輝長(zhǎng)巖、塊狀輝長(zhǎng)巖、玄武巖等火成巖經(jīng)高壓變質(zhì)而成外,還有相當(dāng)數(shù)量由遠(yuǎn)洋沉積物經(jīng)高壓變質(zhì)而成的巖石——石榴多硅白云石英片巖(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦)。詳細(xì)的變質(zhì)地質(zhì)學(xué)研究表明榴輝巖與石榴多硅白云石英片巖經(jīng)歷了相似的變質(zhì)過(guò)程,野外還可見(jiàn)到一些塊度較小的榴輝巖直接被大塊度的石榴多硅白云石英片巖所包裹云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020⑦)。

      通過(guò)對(duì)變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖(層狀斜長(zhǎng)角閃巖)及海底玄武巖(綠片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖)地球化學(xué)特征的對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)它們均由富集型的洋中脊玄武巖(E-MORB)、地幔柱玄武巖兩類(lèi)巖石構(gòu)成,二者在稀土元素配分模式、微量元素特點(diǎn)方面差異明顯。兩類(lèi)性質(zhì)差異較大的海底玄武巖、堆晶輝長(zhǎng)巖密切共生的情況說(shuō)明在洋盆的擴(kuò)張成盆過(guò)程中,可能存在洋中脊與地幔熱柱的重疊,或許洋中脊本身就是地幔熱柱進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。按照Dilek and Furnes(2011)的分類(lèi)方案,可將灣河蛇綠混雜巖歸入洋中脊-地幔柱型(MORB-P)。

      洋島玄武巖-海山碳酸鹽巖組合主要出露于漕澗地區(qū),玄武巖在地球化學(xué)上顯示了較為典型的夏威夷型洋島玄武巖的特點(diǎn),表明它們主要形成于洋盆的成熟期。

      在瀾滄小黑河以南,灣河蛇綠混雜巖中的淺色巖系十分發(fā)育,并可進(jìn)一步細(xì)分為堆晶成因的淺色巖系、分異共結(jié)成因的淺色巖系、重熔成因的淺色巖系,并且3 者在野外的產(chǎn)出狀態(tài)、巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)上均有不同程度的差異。

      灣河蛇綠混雜巖的各類(lèi)巖石普遍具有較高的放射成因鉛,尤其是一些淺色巖系表現(xiàn)更為明顯,在Zartman(1981)的206Pb/204Pb-207Pb/204Pb 圖解(沈渭洲,1987)中所有樣品均位于上地殼增長(zhǎng)曲線(xiàn)的上方(圖略),也不具有明顯的線(xiàn)性關(guān)系,表明巖漿或其源區(qū)受到了陸殼物質(zhì)的不同程度混染。80%的樣品具古老地幔模式年齡,tDM=1649 ~2695 Ma,平均為1942 Ma,暗示了巖漿源區(qū)從地幔儲(chǔ)庫(kù)中分離出來(lái)的時(shí)間(即成源年齡)大致與Columbia 超大陸事件吻合(沈渭洲,1987)。結(jié)合勐宋壩一帶的斜長(zhǎng)角閃片巖(樣品號(hào)D5942-1-1,原巖為洋脊玄武巖)中可見(jiàn)大量2034 Ma 左右的繼承性鋯石(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020④)的地質(zhì)事實(shí)分析,灣河蛇綠混雜巖之變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖、海底玄武巖中的地幔柱玄武巖可能是Columbia 超大陸事件中的俯沖洋殼下沉到核-幔邊界后,與外地核相互作用的產(chǎn)物(Maruyama et al.,2007;夏林圻,2013),該地幔柱的活動(dòng)也導(dǎo)致了Rodinia超大陸的解體。在εSr(t)-εNd(t)圖解中(圖4),約50%的樣品分布在虧損地幔源區(qū)(DM)與富集Ⅱ型地幔源區(qū)(EM2)的連線(xiàn)上,另外約50%的樣品不同程度地向右漂移,基性巖類(lèi)尤其明顯,應(yīng)屬巖石與海水之間Sr同位素交換的結(jié)果(沈渭洲,1987)。利用杠桿原理計(jì)算表明,虧損地幔(DM)對(duì)巖漿的貢獻(xiàn)比例為32% ~71%,富集Ⅱ型地幔(EM2)對(duì)巖漿的貢獻(xiàn)比例為29%~68%。

      圖4 奧陶紀(jì)灣河蛇綠混雜巖εSr(t)-εNd(t)圖解Fig. 4 εSr(t)-εNd(t)diagram of Ordovician Wanhe ophiolitic mélange

      總而言之,灣河蛇綠混雜巖的巖漿源區(qū)是Columbia超大陸事件中從原始地幔中分離出來(lái)的兩類(lèi)源區(qū),分別為俯沖消減作用形成的富集Ⅱ型地幔(EM2)源區(qū)、虧損的巖石圈地幔(DM)源區(qū)。這與存在兩類(lèi)性質(zhì)迥異的洋中脊玄武巖、變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖的地質(zhì)事實(shí)也是十分吻合的。

      3.4 銅廠街蛇綠混雜巖帶與原、古特提斯繼承性演化

      銅廠街蛇綠混雜巖最早由楊嘉文(1982)著文報(bào)道,并認(rèn)為屬陸間裂谷型。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的研究,目前在深度上、廣度上都得到了很大的擴(kuò)展,特別是1∶25 萬(wàn)臨滄幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在雙江縣牛井山、云縣南汀河、耿馬縣干龍?zhí)兜鹊刈R(shí)別出了大套的變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖(層狀斜長(zhǎng)角閃巖),并在干龍?zhí)兑粠У男遍L(zhǎng)角閃片巖獲鋯石U-Pb年齡349 Ma(段向東等,2006);在牛井山剖面上的變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖中獲鋯石U-Pb年齡417 Ma(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2008⑧)。朱勤文和張雙全(1999)在孟連一帶識(shí)別出夭折堆晶巖、大洋中脊玄武巖等(朱勤文和張雙全,1999)。將銅廠街蛇綠混雜巖的空間展布范圍拓展到數(shù)百千米。李靜(2003)對(duì)雙江縣牛井山地區(qū)的變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖進(jìn)行了深入研究,認(rèn)為銅廠街蛇綠混雜巖代表了滇西地區(qū)古特提斯大洋關(guān)閉后的殘跡。

      銅廠街蛇綠混雜巖中各類(lèi)巖石成因組合出露也較為齊全,目前已識(shí)別出變質(zhì)橄欖巖、堆晶橄欖巖、變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖、塊狀輝長(zhǎng)巖、巖墻群、淺色巖系、海底玄武巖、洋島-海山組合、遠(yuǎn)洋沉積、裂離地塊、陸緣沉積殘片共11 類(lèi)巖石成因組合(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2016②),尚未發(fā)現(xiàn)洋內(nèi)弧火山-沉積組合、榴輝巖類(lèi)。

      變質(zhì)橄欖巖僅出露于銅廠街、牛井山兩地,以規(guī)模較小的巖片產(chǎn)出。主要巖石類(lèi)型有蛇紋巖、變質(zhì)斜方輝橄巖、方輝橄欖巖。由于蝕變強(qiáng)烈,指示巖石成因的結(jié)構(gòu)印跡均已消失殆盡;依據(jù)C. I. P.W.標(biāo)準(zhǔn)礦物組合,大多屬方輝橄欖巖、純橄巖,少數(shù)為二輝橄欖巖、橄欖二輝巖,屬原始地幔橄欖巖經(jīng)歷中-低程度部分熔融后的殘余物。

      堆晶橄欖巖也主要分布于銅廠街、牛井山兩地,孟連一帶出露的大量超鎂鐵質(zhì)巖巖墻也被認(rèn)為是夭折的堆晶巖(朱勤文和張雙全,1999)。依據(jù)C.I.P.W.標(biāo)準(zhǔn)礦物組合,大多屬二輝橄欖巖,少數(shù)屬方輝橄欖巖、橄欖二輝巖。

      變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖(層狀斜長(zhǎng)角閃巖)在銅廠街蛇綠混雜巖中廣泛出露,以雙江縣牛井山剖面、云縣南汀河剖面上保存最為完好。在地球化學(xué)上可分為兩類(lèi),一類(lèi)具有平坦、輕稀土元素虧損的配分模式,并顯示了“M”型四分組效應(yīng)的特點(diǎn),與富集型的洋中脊玄武巖類(lèi)似;另一類(lèi)為輕稀土元素富集型,洋中脊玄武巖標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素圖解上普遍發(fā)育Nb、Ta、Y、Yb的負(fù)異常,暗示了巖漿源區(qū)可能存在石榴石的殘余,并受到了陸殼物質(zhì)的混染。榴輝巖化的俯沖洋殼正好符合這樣的特點(diǎn)。

      塊狀輝長(zhǎng)巖、巖墻群?jiǎn)卧?guī)模普遍較小,很多地區(qū)均未單獨(dú)表達(dá)。淺色巖系同樣可劃分為堆晶淺色巖系、分異共結(jié)淺色巖系、重熔淺色巖系3 類(lèi);另外發(fā)育少量偉晶狀的淺色脈體,其規(guī)模很小,與寄主的變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖的邊界多數(shù)模糊不清,可能為堆晶間殘留液相遷移、集聚而成。

      海底玄武巖也廣泛分布,多以綠片巖的面貌出現(xiàn),牛井山剖面上發(fā)育有枕狀構(gòu)造、氣孔-杏仁構(gòu)造。在地球化學(xué)上屬較為典型洋脊低鉀拉斑玄武巖,輕稀土元素不同程度虧損,總體上屬標(biāo)準(zhǔn)洋中脊玄武巖(N-MORB),少數(shù)地球化學(xué)指標(biāo)向富集型洋中脊(E-MORB)過(guò)渡。

      銅廠街蛇綠混雜巖中保留有兩類(lèi)洋島玄武巖,亞速爾型的洋島玄武巖主要出露于芒怕河、老南掌—硝塘壩—三家山一帶(圖3),并獲鋯石U-Pb年齡449 Ma(孫載波等,2017)。夏威夷型洋島出露于孟連地區(qū),1∶5 萬(wàn)孟連等3 幅稱(chēng)為二疊系火居組(Ph)(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,1999⑩)。未被卷入構(gòu)造帶中的石炭紀(jì)平掌組玄武巖也具有較為典型的夏威夷型洋島玄武巖的特點(diǎn)。

      綜上所述,早奧陶世地史時(shí)期,灣河蛇綠混雜巖代表的原特提斯洋盆開(kāi)始俯沖消減時(shí),銅廠街蛇綠混雜巖代表的洋盆已經(jīng)發(fā)育有一定規(guī)模的洋中脊。至晚奧陶世地史時(shí)期已經(jīng)發(fā)育有典型的亞速爾型洋島玄武巖,最遲在早石炭世,洋盆已經(jīng)發(fā)育成熟,具有遠(yuǎn)洋沉積特征的光色組(CPg)放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖中產(chǎn)出早石炭世的牙形石(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2004⑨)也佐證了這一認(rèn)識(shí)。顯然,在原特提斯洋盆俯沖消減的同時(shí),古特提斯洋盆在快速擴(kuò)張,二者的繼承性演化是在同一個(gè)大洋盆地中完成的,不是原特提斯洋盆關(guān)閉后的再次打開(kāi)(即手風(fēng)琴模式),這一新認(rèn)識(shí)是對(duì)威爾遜模式的有益補(bǔ)充。

      對(duì)銅廠街剖面上的綠片巖、牛井山剖面上的變質(zhì)堆晶輝長(zhǎng)巖進(jìn)行的Nd-Sr-Pb 同位素研究表明,巖漿源區(qū)仍然顯示了虧損地幔(DM)源區(qū)與富集Ⅱ型地幔(EM2)源區(qū)混合的特點(diǎn),但前者對(duì)巖漿貢獻(xiàn)的比例高達(dá)80% ~84%,后者僅占20% ~16%,與二者輕稀土元素虧損的特點(diǎn)吻合。因此,可以合理推斷,原、古特提斯洋盆的擴(kuò)張是在Rodinia 超大陸裂解的全球構(gòu)造背景下,緊密相隨的兩個(gè)重要地質(zhì)事件;隨著時(shí)間的推移,虧損的巖石圈地幔(DM)逐漸成為海底玄武巖的主要源區(qū),地幔柱對(duì)海底玄武巖、堆晶巖的貢獻(xiàn)明顯降低。相應(yīng)地,MORB-P型蛇綠巖也轉(zhuǎn)化為MORB型蛇綠巖。

      3.5 對(duì)白漢場(chǎng)蛇綠混雜巖的新認(rèn)識(shí)及相關(guān)問(wèn)題討論

      白漢場(chǎng)蛇綠混雜巖由1∶25 萬(wàn)福貢縣幅、麗江市幅命名,認(rèn)為是甘孜-理塘蛇綠混雜巖帶向南延伸的部分,并在海底玄武巖組合的富集型洋中脊玄武巖中獲Rb-Sr等時(shí)線(xiàn)年齡356 Ma(云南省地質(zhì)調(diào)查院,2008⑧)。1∶5 萬(wàn)石鼓、麗江縣等5 幅對(duì)其進(jìn)行了深入研究,劃分為塊狀輝綠輝長(zhǎng)巖、洋脊低鉀拉斑玄武巖、洋島玄武巖、洋島臺(tái)地碳酸鹽巖、遠(yuǎn)洋硅-灰-泥沉積、泥盆系碳酸鹽巖外來(lái)巖塊(大理巖巖塊、白云巖巖塊)共6 類(lèi)填圖單元,在不具填圖規(guī)模的花崗質(zhì)脈體(應(yīng)屬淺色巖系)中獲鋯石U-Pb 年齡351 Ma;在輝綠輝長(zhǎng)巖中獲鋯石U-Pb 年齡272.8 Ma;在海底玄武巖中獲鋯石U-Pb 年齡256.9 ~245.4 Ma⑥;硅-灰-泥沉積物中普遍含數(shù)量不等的粉-細(xì)砂陸源碎屑物,并非典型的遠(yuǎn)洋沉積(四川省地質(zhì)調(diào)查院,2016)。從整體上看,白漢場(chǎng)蛇綠混雜巖帶普遍發(fā)育裂離地塊,如玉龍雪山-哈巴雪山裂離地塊、依吉裂離地塊,四川境內(nèi)的一些裂離地塊規(guī)模更大,并被稱(chēng)為唐央穹窿、瓦廠穹窿、恰斯穹隆等。通過(guò)與鄰近的金沙江蛇綠混雜巖中的洋島玄武巖進(jìn)行對(duì)比研究(劉長(zhǎng)垠,2005),發(fā)現(xiàn)白漢場(chǎng)蛇綠混雜巖的洋島玄武巖除TiO2含量稍低外,具有較為典型的亞速爾型洋島玄武巖的稀土元素特點(diǎn)(何松等,2016)。金沙江蛇綠混雜巖的洋島玄武巖多顯示了介于二者之間的特征(劉長(zhǎng)垠,2005)(表2)。

      表2 白漢場(chǎng)蛇綠混雜巖及金沙江蛇綠混雜巖之洋島玄武巖特征對(duì)比Table 2 Characteristics of OIB from Baihanchang and Jinshajiang ophiolitic mélanges

      結(jié)合遠(yuǎn)洋沉積組合、陸殼殘片的發(fā)育程度等資料分析,金沙江蛇綠混雜巖帶代表的洋盆已經(jīng)接近發(fā)育成熟,洋盆關(guān)閉后在其西側(cè)形成了以魯?shù)榛◢弾r基為代表的同碰撞花崗巖,以上三疊統(tǒng)一碗水為代表的磨拉石建造(林堯明,1990)。作為對(duì)比,白漢場(chǎng)蛇綠混雜巖的特征則可能代表了一個(gè)尚未完全發(fā)育成熟就被迫關(guān)閉的夭折洋盆;可能與區(qū)域上昌寧-孟連古特提斯主洋盆關(guān)閉的擠壓作用的遠(yuǎn)程效應(yīng)有關(guān)。白漢場(chǎng)洋盆關(guān)閉后也不發(fā)育同碰撞花崗巖、磨拉石建造等,而是具有軟碰撞、不造山的特點(diǎn)。上三疊統(tǒng)諾利階圖姆溝組火山巖可能是與俯沖作用相關(guān)的弧火山巖。侵入其中的晚三疊世瑞替期石英二長(zhǎng)斑(玢)巖等顯示了典型的“埃達(dá)克巖”地球化學(xué)特點(diǎn)(高Sr低Yb),但部分熔融的主導(dǎo)因素是隆升-減壓作用,與流體關(guān)系不大,不是俯沖消減作用的直接產(chǎn)物。本文認(rèn)為可能與俯沖板片前端斷離拆沉、后緣快速折返的減壓熔融作用有關(guān),屬后碰撞階段的巖漿活動(dòng)。

      3.6 對(duì)馬關(guān)“八布蛇綠巖”的新認(rèn)識(shí)

      馬關(guān)“八布蛇綠混雜巖”也是一個(gè)爭(zhēng)議較大的問(wèn)題。鍾大賚等(1998)發(fā)文將馬關(guān)八布地區(qū)的鎂鐵—超鎂鐵巖稱(chēng)為“八布蛇綠巖”(鍾大賚等,1998),并認(rèn)為輝綠巖、玄武巖都是MORB 型的,可以排除島弧環(huán)境的可能(鍾大賚等,1998)。徐偉等(2008)認(rèn)為八布蛇綠巖形成于弧后盆地環(huán)境,其形成可能是古太平洋從SE 至NW向華南大陸俯沖的產(chǎn)物(徐偉等,2008)。馮慶來(lái)、劉本培在八布地區(qū)的燧石巖塊中發(fā)現(xiàn)了豐富的早二疊世放射蟲(chóng)組合,認(rèn)為早石炭世至早二疊世存在具有一定規(guī)模的深水盆地,該盆地應(yīng)為揚(yáng)子板塊和印支板塊之間的洋盆(馮慶來(lái)和劉本培,2002)?!对颇鲜^(qū)域地質(zhì)志》(云南省地礦局,1993)則將其解釋為大陸內(nèi)部地幔物質(zhì)作構(gòu)造底劈侵位所致(林堯明,1990)。

      本次研究注意到了以下幾點(diǎn)事實(shí):①?gòu)膮^(qū)域地質(zhì)資料分析“八布蛇綠混雜巖”的空間分布范圍不可能超過(guò)300km,國(guó)內(nèi)部分20km,國(guó)境線(xiàn)至越南亮山—北寧一線(xiàn)約280km,四周均為晚古生代的碳酸鹽巖臺(tái)地沉積。②從中泥盆世開(kāi)始,滇東南地區(qū)出現(xiàn)了臺(tái)地-臺(tái)溝(盆)相的沉積分異,至中—晚二疊世嶺薅組沉積時(shí)期達(dá)到極盛(林堯明,1990),局部地段可能發(fā)育有洋殼,但最遲在晚三疊世盆地肯定已經(jīng)消失,即使從早石炭世起算,洋盆存續(xù)的時(shí)間也不超過(guò)150 Ma。從時(shí)間上、空間上分析“八布蛇綠混雜巖”都不可能代表一個(gè)地史時(shí)期上曾經(jīng)存在過(guò)的古大洋盆地。③從巖石地球化學(xué)上分析,玄武巖、輝綠巖普遍發(fā)育“T-N-T”型的負(fù)異常,表明部分熔融過(guò)程中流體可能起主導(dǎo)作用,類(lèi)似弧后盆地的特點(diǎn)。但“八布蛇綠混雜巖”距最近的金平三臺(tái)坡蛇綠混雜巖的直線(xiàn)距離都超過(guò)了150km,將其看作是三臺(tái)坡蛇綠混雜巖代表的洋盆俯沖消減對(duì)應(yīng)的弧后盆地也是難以令人信服的。類(lèi)似地,一些研究者僅僅依據(jù)巖石地球化學(xué)的研究,將滇東南建水地區(qū)的峨眉山組地幔柱玄武巖劃為弧后盆地玄武巖(董云鵬和朱炳泉,1999;謝靜等,2006),顯然缺乏對(duì)區(qū)域地質(zhì)情況的全盤(pán)考慮??傊?,本文贊同《云南省區(qū)域地質(zhì)志》(云南省地礦局,1993)的觀點(diǎn),認(rèn)為“八布蛇綠混雜巖”不能代表曾經(jīng)存在過(guò)古大洋,也不是大洋盆地關(guān)閉過(guò)程中形成的弧后盆地??赡苁谴箨憙?nèi)部巖石圈地幔橄欖巖底劈上侵、減壓-脫水部分熔融形成的地幔橄欖巖-輝長(zhǎng)巖-玄武巖-臺(tái)溝(盆)相沉積的復(fù)雜組合體,后期的構(gòu)造改造使其進(jìn)一步復(fù)雜化。大致同一時(shí)期的三疊紀(jì)南盤(pán)江盆地也可能是這類(lèi)大陸板內(nèi)地殼垂直運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物,而非離散型或匯聚型板塊邊緣盆地。

      綜上所述,本文介紹的研究思路以板塊構(gòu)造理論、超大陸理論、地幔柱假說(shuō)為指導(dǎo),從蛇綠混雜巖的物質(zhì)組成、形成環(huán)境、形成時(shí)代研究入手,不糾結(jié)于復(fù)雜的、難以追溯的具體過(guò)程,盡可能真實(shí)、全面地重塑蛇綠混雜巖代表的洋盆發(fā)展、演化的歷史,尤其重視洋盆由擴(kuò)張到萎縮這一轉(zhuǎn)折時(shí)期的確定,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料的綜合研究,獲得了比以往的研究方法更為豐富的洋盆演化信息。限于篇幅,其余的5 條蛇綠混雜巖(怒江蛇綠混雜巖、德欽蛇綠混雜巖、金沙江蛇綠混雜巖、雙溝蛇綠混雜巖、三臺(tái)坡蛇綠混雜巖)的情況本文不再詳細(xì)介紹。

      致謝:工作過(guò)程中得到中國(guó)區(qū)域地質(zhì)志項(xiàng)目辦公室、區(qū)調(diào)項(xiàng)目所屬工程、云南省地質(zhì)勘查基金的支持。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院李挺棟院士、丁孝忠研究員,天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所陸松年研究員,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心肖慶輝研究員,成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所潘桂棠研究員、王立全研究員等還親自深入野外進(jìn)行考察、指導(dǎo)工作,在此一并致謝!

      注釋?zhuān)?/p>

      ①云南省地質(zhì)調(diào)查院,2014.1∶5 萬(wàn)大馬街、兔街等4 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ②云南省地質(zhì)調(diào)查院,2016.1∶5 萬(wàn)香竹林、勐庫(kù)等7 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ③云南省地質(zhì)調(diào)查院,2018.1∶5 萬(wàn)歸州、寶豐等4 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ④云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020.1∶5 萬(wàn)曼班、大勐龍等6 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ⑤云南省地質(zhì)調(diào)查院,2020.1∶5 萬(wàn)遮放、曼彥等5 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ⑥四川省地質(zhì)調(diào)查院,2016.1∶5 萬(wàn)石鼓、麗江縣等5 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ⑦云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2020.1∶5 萬(wàn)下景張、新?tīng)I(yíng)盤(pán)等4 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ⑧云南省地質(zhì)調(diào)查院,2008.1 ∶25 萬(wàn)鳳慶縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ⑨云南省地質(zhì)調(diào)查院,2004.1∶25 萬(wàn)臨滄幅、滾龍幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ⑩云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,1999.1∶5 萬(wàn)孟連、曼信等3 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ?云南地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局,1995.1∶5 萬(wàn)瑞麗、大別等4 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ?中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所,2010.1∶5 萬(wàn)潞西、平達(dá)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ?四川省地質(zhì)調(diào)查院,2012.1∶5 萬(wàn)龍陵、鎮(zhèn)安街等4 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ?成都地質(zhì)調(diào)查中心,2011.1∶5 萬(wàn)江東、帕底等3 幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ?云南省地質(zhì)調(diào)查院,2013.1∶25 萬(wàn)瀾滄縣幅勐??h幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

      ?云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2017.1∶5 萬(wàn)營(yíng)盤(pán)幅、雪華幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

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