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藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)金沙江構(gòu)造混雜巖帶物質(zhì)組成的厘定

2022-07-26 02:59秦雅東鞏小棟王冬兵王保弟
沉積與特提斯地質(zhì) 2022年2期
關(guān)鍵詞:大理巖金沙江變質(zhì)

唐 淵, 秦雅東, 鞏小棟, 劉 函, 王冬兵, 王保弟

(1.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;2.中國(guó)自然資源航空物探遙感中心,北京 100083)

0 引言

西金烏蘭-金沙江-哀牢山構(gòu)造混雜巖帶作為東特提斯構(gòu)造域重要的組成部分之一(圖1a),保存了大量與古特提斯洋的形成與擴(kuò)張、洋-陸俯沖、洋盆閉合和陸-陸碰撞等地質(zhì)過(guò)程相關(guān)的變形、變質(zhì)和巖漿作用的重要信息,是研究碰撞造山作用和板塊構(gòu)造的重要視窗(張旗等, 1996; 王立全等, 1999; 孫曉猛和簡(jiǎn)平, 2004)。西金烏蘭-金沙江-哀牢山構(gòu)造混雜巖帶貫穿了西藏、青海、四川、云南境內(nèi),自藏北羊湖、郭扎錯(cuò)經(jīng)西金烏蘭湖一直延到鄧柯—玉樹,向南則經(jīng)巴塘、得榮—奔子欄—點(diǎn)蒼山西側(cè),轉(zhuǎn)向南東經(jīng)哀牢山延出國(guó)境,與越南西北部的馬江帶相接。根據(jù)其空間展布形態(tài)明顯分為西面的西金烏蘭構(gòu)造混雜巖帶、北面的金沙江構(gòu)造混雜巖帶和南面的哀牢山構(gòu)造混雜巖帶三段。其中金沙江構(gòu)造混雜巖帶由于其位于藏東“三江并流”區(qū)域,同瀾滄江、怒江構(gòu)造混雜巖帶一并引起了眾多地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注。前人對(duì)金沙江古特提斯構(gòu)造演化有關(guān)的蛇綠巖、洋盆相放射蟲硅質(zhì)巖、島弧巖漿巖、造山磨拉石建造的形成時(shí)代以及古生物化石等方面進(jìn)行了大量的研究工作(Chung et al., 1997; 馮慶來(lái)等, 1997; 王立全等, 1999, 2021; Wang X F et al., 2000; 莫宣學(xué)等, 2001;潘桂棠等, 2003; Metcalfe, 2006; Jian et al., 2008; Yumul et al., 2008; 王冬兵等, 2012; Liu et al., 2012; Wang B D et al., 2017; 王保弟等, 2018, 2021)。這些研究成果對(duì)我們認(rèn)識(shí)和理解金沙江古特提斯的構(gòu)造演化過(guò)程提供了重要信息。近年來(lái),隨著洋板塊地層學(xué)(Ocean Plate Stratigraphy)興起與發(fā)展,越來(lái)越多的地質(zhì)學(xué)者意識(shí)到洋板塊地層學(xué)是理解現(xiàn)今縫合帶和造山帶地區(qū)古環(huán)境和古海洋歷史的重要手段,也是重建造山帶洋盆演化過(guò)程中的物質(zhì)組成的有效方法(Isozaki et al., 1990; 張克信等, 2016, 2020, 2021)。本文工作中以洋板塊地層學(xué)為重要理論基礎(chǔ)之一,在藏東貢覺(jué)—白玉一線的金沙江構(gòu)造混雜巖帶開展了1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖工作,對(duì)其物質(zhì)組成及其變質(zhì)變形特征進(jìn)行了精細(xì)厘定,并結(jié)合主微量元素分析、同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)和前人研究成果,探討了金沙江古特提斯的構(gòu)造演化過(guò)程。

1 地質(zhì)背景

金沙江構(gòu)造混雜巖帶沿金沙江主干河流呈南北向展布(陳炳蔚等, 1987),全長(zhǎng)約710km,寬2~30km。東側(cè)北段為義敦島弧、南段為中咱-中甸地塊;西側(cè)為江達(dá)-德欽-維西陸緣火山弧(圖1a,b; 劉增乾等, 1993; 潘桂棠等, 1997, 2009; 王立全等, 1999);向北在鄧柯一帶與甘孜-理塘構(gòu)造混雜巖帶交切(Xu et al., 2015; 尹福光等, 2016),向南在點(diǎn)蒼山西側(cè)與哀牢山構(gòu)造混雜巖帶相接(劉增乾等, 1993; 鐘大賚, 1998; 潘桂棠等, 2009)。

圖1 a. 金沙江構(gòu)造混雜巖帶大地構(gòu)造位置示意圖(據(jù)李興振等,1999);b. 藏東德格—白玉—巴塘一線金沙江構(gòu)造混雜巖帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖(位置如c所示,據(jù)1∶25萬(wàn)江達(dá)幅、貢覺(jué)幅區(qū)域地質(zhì)圖修改)Fig.1 a-Geotectonic position of the Jinshajiang tectonic mélange zone(after Li et al., 1999); b-Geological sketch of Jinshajiang tectonic mélange zone in Dege-Baiyu-Batang area, eastern Tibet(location of the area are shown in Fig. 1b)

對(duì)于金沙江構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)的物質(zhì)組成,最早中國(guó)科學(xué)西藏工作隊(duì)地質(zhì)組(1956)在進(jìn)行西藏東部地質(zhì)調(diào)查中創(chuàng)建了金沙江變質(zhì)巖系;1∶100萬(wàn)昌都幅(四川省地質(zhì)局,1974)劃為上三疊統(tǒng)甲丕拉組(T3j)和夾火山巖的巴貢組(T3bg)①;1∶20萬(wàn)得榮幅(四川省地質(zhì)局,1977)將金沙江變質(zhì)巖系下部產(chǎn)Wentzelellasp.的片巖、大理巖、變基性火山巖、硅質(zhì)巖創(chuàng)名為二疊系嘎金雪山群(Pgj)②;1∶20萬(wàn)芒康幅(云南地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991)劃為上石炭統(tǒng)(C2)及下二疊統(tǒng)西渠河橋組(P1x)③;《四川省區(qū)域地質(zhì)志》(四川省地礦局,1991)稱金沙江蛇綠巖套,包括扎仁雪堆蛇綠巖(P1)、絨角西山蛇綠巖(P1-2);《四川省巖石地層》(四川省地礦局,1997)認(rèn)為嘎金雪山群命名剖面層位不準(zhǔn)確,相當(dāng)于下二疊統(tǒng)額阿欽組下部(Pe),另對(duì)金沙江變質(zhì)巖系重新厘定為特殊巖石地層單位,稱之為二疊紀(jì)—早三疊世早期金沙江蛇綠巖群(PTJ);潘桂棠等(2004)將其劃為金沙江結(jié)合帶泥盆紀(jì)—三疊紀(jì)蛇綠混雜巖;西藏自治區(qū)地調(diào)院(2007)在開展1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作時(shí),依據(jù)基質(zhì)巖石組合、古生物化石等特征新建二疊系—下三疊統(tǒng)崗?fù)袔r組(PT1g.)和西渠河巖組(PT1x.),并將2個(gè)巖組歸并為嘎金雪山巖群(PT1G.),各巖組之間均為斷層接觸④。

本文以洋板塊地層學(xué)為理論指導(dǎo),基于詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查表明金沙江構(gòu)造混雜巖帶主要由一系列規(guī)模不等、巖性不一和變形程度不同的構(gòu)造巖塊及強(qiáng)變形的基質(zhì)組成;各巖塊之間由諸多近平行于構(gòu)造帶走向的韌性-脆韌性斷層呈網(wǎng)結(jié)狀連接,表現(xiàn)出局部有序、整體無(wú)序的構(gòu)造混雜巖特征(圖2)。按照中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2019年新頒布的《區(qū)域地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求(1∶50000)》(DD 2019—01),并參考了張克信等(2020)提出造山帶單元?jiǎng)澐旨氨磉_(dá)方式,以可識(shí)別、填繪的各類巖塊、基質(zhì)作為基本填圖單位,巖塊(片)類型根據(jù)三大巖類進(jìn)一步劃分,按照“主要巖性+時(shí)代+環(huán)境”的命名原則;基質(zhì)類型按照構(gòu)造巖、變質(zhì)巖的巖石或巖石組合細(xì)分,按“主要巖性+時(shí)代”命名;巖性代號(hào)正體與斜體區(qū)分巖塊與基質(zhì)?;谠敿?xì)的地質(zhì)調(diào)繪,結(jié)合薄片鑒定和測(cè)試分析結(jié)果,精細(xì)厘定出藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)的金沙江構(gòu)造混雜巖的各類構(gòu)造巖塊及基質(zhì)(列于表1)。

表1 藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)金沙江構(gòu)造混雜巖帶的主要填圖單元及代號(hào)Table 1 Main rock units and codes of Jinshajiang tectonic mélange belt in Gonjo-Baiyu area, eastern Tibet

2 巖塊及基質(zhì)的巖石學(xué)特征

藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)金沙江構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)出露的構(gòu)造巖塊包括:超基性巖-基性巖(ΣPT1op、mνPT1op)、大理巖(mbCPsli)、大理巖+變質(zhì)基性巖(ges+mbPT1sc)、榴閃巖或榴輝巖(ehPT1hpm、ecPT1hpm)、變質(zhì)硅-灰-泥質(zhì)巖(qsPT1sa)等(圖2)。其中大理巖、大理巖+變質(zhì)基性巖的出露規(guī)模相對(duì)較大,寬度約幾—幾十千米;超基性巖-基性巖、變質(zhì)硅-灰-泥質(zhì)巖巖塊次之,寬度約百余米—千余米;而(退變)榴輝巖出露規(guī)模較小,大小約幾米至幾十米不等,主要呈透鏡體產(chǎn)出(圖3a)?;|(zhì)包括含石榴石子片巖(sch+GrPT1)和不含石榴子石的片巖或千枚巖(schPT1)兩類,表現(xiàn)為含石榴斜長(zhǎng)二云片巖、含石榴二云石英片巖、斜長(zhǎng)黑云片巖、二云片巖、含紅柱黑云斜長(zhǎng)片巖及少量千枚巖等。

基質(zhì)片理發(fā)育且變形強(qiáng)烈,從片理產(chǎn)狀的赤平投影圖可以看出,傾角變化較大,走向以近南北向或北北西—南南東向?yàn)橹?,少量表現(xiàn)為近東西向或北東—南西向(圖2,圖3b),表明基質(zhì)在經(jīng)歷了早期的片理化之后疊加了后期的褶皺變形。構(gòu)造巖塊內(nèi)部的面理也較發(fā)育,但產(chǎn)狀紊亂(圖3b);規(guī)模較小的構(gòu)造巖塊呈透鏡體狀,其AB面產(chǎn)狀與圍巖基質(zhì)的產(chǎn)狀一致(圖3c, d)。總體而言,金沙江構(gòu)造混雜巖帶可以識(shí)別出的構(gòu)造變形大致可以分為三期:(1) D1期變形,以中深層次的韌性變形為特征,表現(xiàn)為透入性的構(gòu)造片理或糜棱面理、柔流褶皺、頂厚褶皺、片內(nèi)緊閉褶皺、顯微尺度下的礦物“殘斑”拖尾(下文詳述)等,可能形成于金沙江古特提斯洋俯沖作用過(guò)程;(2) D2期變形,以中淺層次的脆韌性變形為主,表現(xiàn)為疊加在基質(zhì)片理上的褶皺構(gòu)造、石香腸構(gòu)造、不同規(guī)模的構(gòu)造巖塊的透鏡體化或拖尾構(gòu)造、顯微尺度下的S-C組構(gòu)等,推測(cè)形成于碰撞造山過(guò)程中;在此過(guò)程中,各類構(gòu)造巖塊的位態(tài)進(jìn)一步改造或旋轉(zhuǎn)。(3) D3期變形,以碳化帶、斷層破碎帶等淺部層次的脆性變形現(xiàn)象為主,空間露頭上其發(fā)育在未變形花崗巖內(nèi)部、強(qiáng)片理化基質(zhì)內(nèi)部、巖塊與基質(zhì)接觸帶等部位,應(yīng)為碰撞造山作用之后的疊加變形構(gòu)造。

圖2 貢覺(jué)-白玉地區(qū)金沙江構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)構(gòu)造巖塊的展布特征(位置如圖1c所示)Fig.2 Distribution characteristics of tectonic blocks in Jinshajiang tectonic mélange zone in Gonjo-Baiyu area(location of the area are shown in Fig. 1c)

圖3 a-金沙江構(gòu)造混雜巖帶地質(zhì)剖面圖; b-基質(zhì)與巖塊內(nèi)面理產(chǎn)狀的赤平投影圖; c, d-構(gòu)造巖塊的野外露頭特征圖Fig.3 a-Geological profile of Jinshajiang tectonic mélange zone;b-Stereographic projection of foliation occurrence of matrix and tectonic rock block;c, d-Field outcrop characteristics of tectonic blocks

2.1 超基性巖(ΣPT1op)巖塊

主要分布于貢覺(jué)縣羅麥鄉(xiāng)從昌村、古巴村一帶,此外在金沙江以東的蓋玉鄉(xiāng)沙拖村也有出露(圖2)。巖石遭受強(qiáng)烈的片理化及蛇紋石化作用,呈大小不一的透鏡狀或長(zhǎng)條狀斷夾塊產(chǎn)出(圖4)。主要巖性表現(xiàn)為不同變質(zhì)程度的純橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石橄欖巖、輝石巖、滑石蛇紋巖、陽(yáng)起透閃片巖、陽(yáng)起石片巖、滑石菱鎂片巖等。根據(jù)礦物組合及變質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,超基性巖巖塊可能代表了金沙江古特提斯洋的洋殼殘片。

圖4 超基性巖塊的野外露頭和手標(biāo)本特征照片F(xiàn)ig.4 Characteristic photos of field outcrops and hand specimens of ultrabasic tectonic blocks

純橄欖巖:強(qiáng)蝕變,新鮮面呈暗綠色,交代假象結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,略具滑膩感。顯微鏡下具有交代假象結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、殘余半自形粒狀結(jié)構(gòu)。巖石由橄欖石假象(100%-)、尖晶石(少量)組成。橄欖石呈半自形柱粒狀,已全部被蛇紋石、滑石交代呈假象。橄欖石個(gè)體大小已不能分辨。尖晶石呈它形粒狀,粒度一般為0.02~0.1mm,零散分布。

橄欖輝石巖:強(qiáng)片理化、蛇紋石化。巖石新鮮面顯淺灰白色,具定向構(gòu)造。顯微鏡下呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)。巖石主要由輝石(65%~70%)、橄欖石(30%~35%)組成(圖5a)。輝石粒徑一般為0.2~1.2mm,橄欖石粒徑一般為0.3~1mm,集合體均呈條帶狀定向分布,多被蛇紋石交代,呈殘留像產(chǎn)出。

輝石橄欖巖:強(qiáng)蝕變,巖石新鮮面顯灰黑色,片理化發(fā)育,具定向構(gòu)造。顯微鏡下具有殘余半自形粒狀結(jié)構(gòu)。巖石主由橄欖石(90%+)、輝石(10%-)構(gòu)成(圖5b)。橄欖石粒徑一般為0.2~1.2mm,強(qiáng)蛇紋石化、透閃石化呈假象產(chǎn)出,僅可見(jiàn)少量橄欖石殘留。輝石粒徑一般為0.2~1mm,強(qiáng)蛇紋石化、次閃石化呈假象產(chǎn)出,僅可見(jiàn)少量輝石殘留。

所有照片均為正交偏光下,Srp—蛇紋石,Tlc—滑石,Act—陽(yáng)起石,Ol—橄欖石,Tr—透閃石,Px—輝石圖5 超基性巖塊的光學(xué)顯微鏡下照片F(xiàn)ig.5 Photos of ultrabasic tectonic blocks under optical microscope

滑石蛇紋巖:巖石新鮮面顯灰黑色,具塊狀構(gòu)造。顯微鏡下表現(xiàn)為交代結(jié)構(gòu)。巖石主要由蛇紋石(85%-)、透閃石(5%-)、滑石(10%+)及少量殘留橄欖石構(gòu)成(圖5c)。蛇紋石呈葉片狀、微鱗片狀,片徑一般為<0.3mm,集合體呈堆狀不均勻分布。透閃石呈長(zhǎng)柱狀、纖柱狀,粒徑一般為>0.3mm,集合體呈堆狀與滑石混雜,星散狀分布?;始?xì)小鱗片狀,片徑一般為<0.1mm,集合體呈堆狀不均勻分布。蛇紋石、透閃石和滑石均為交代原巖的產(chǎn)物。殘留橄欖石呈它形柱粒狀,粒徑一般為0.1~0.3mm,星散狀分布。

陽(yáng)起石片巖:巖石新鮮面顯淺綠色,柱狀變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造。巖石主要由陽(yáng)起石(85%±)、方解石(5%+)、綠泥石(5%-)、水鎂石(5%-)組成(圖5d)。陽(yáng)起石呈纖柱狀、長(zhǎng)柱狀,多沿長(zhǎng)軸定向,直徑一般為>5mm,少部分為<5mm,集合體主呈條紋狀聚集定向分布。方解石呈它形粒狀,粒徑一般為0.1~1.2mm,顆粒間多呈三結(jié)點(diǎn)緊密鑲嵌狀,集合體呈堆狀不均勻分布,少部分星散狀分布。

2.2 基性巖(mνPT1op)巖塊

主要分布于羅麥鄉(xiāng)從昌村和沙東鄉(xiāng)蘭因村附近,呈大小不等的巖塊產(chǎn)出,大者達(dá)數(shù)十平方公里(圖2),小者僅數(shù)米寬。主要包括強(qiáng)片理化輝長(zhǎng)巖、變質(zhì)(輝長(zhǎng))輝綠巖、輝長(zhǎng)質(zhì)變余糜棱巖、黝簾透閃長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖、鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖、鈉長(zhǎng)黑云陽(yáng)起巖等(圖6,圖7)。

圖6 基性巖塊的野外露頭和手標(biāo)本特征照片F(xiàn)ig.6 Characteristic photos of field outcrops and hand specimens of basic tectonic blocks

強(qiáng)片理化輝長(zhǎng)巖:巖石新鮮面呈暗灰色,變余輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu),定向構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石(55%~60%)、暗色礦物假象(40%~45%)及少量石英組成(圖7a)。斜長(zhǎng)石均被絹云母、黝簾石等交代呈假象,定向分布,由于蝕變及變質(zhì)作用影響,有的保留近半自形板狀外形,有的邊界已模糊不清。暗色礦物假象均被次閃石、綠泥石交代呈假象,其中受變質(zhì)作用影響次閃石、綠泥石定向分布明顯,有的見(jiàn)次閃石相對(duì)聚集呈細(xì)紋狀定向分布,粒徑0.3~3mm不等,推測(cè)主要為柱粒狀輝石假象,少數(shù)為角閃石、黑云母假象。

變質(zhì)(輝長(zhǎng))輝綠巖:巖石新鮮面呈墨綠色,變余(輝長(zhǎng))輝綠結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石(55%~60%)、暗色礦物(40%~45%)組成(圖7b),雜亂分布,不具定向特征。斜長(zhǎng)石部分呈它形粒狀,部分保留近半自形板狀外形,粒度一般0.2~0.7mm,被黝簾石、絹云母交代較明顯,多呈假象產(chǎn)出。暗色礦物主要呈半自形柱粒狀,粒度一般0.2~1mm,多數(shù)為褐色的角閃石,少部分次閃石化可能為交代輝石的產(chǎn)物。

黝簾透閃長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖:新鮮面呈淺綠色,糜棱結(jié)構(gòu),糜棱紋理構(gòu)造。巖石由長(zhǎng)英質(zhì)(45%+)、透閃石(30%-)、黝簾石(20%-)、綠泥石(5%-)組成(圖7c)。礦物定向分布特征明顯。長(zhǎng)英質(zhì)呈它形粒狀,主要為長(zhǎng)石,石英少,粒度一般為0.05~0.3mm,顆粒間呈鑲嵌狀。長(zhǎng)石主要為斜長(zhǎng)石,強(qiáng)黝簾石化、高嶺土化。少數(shù)斜長(zhǎng)石呈透鏡狀、似眼球狀“殘斑”,粒度為0.5~2.5mm,局部可見(jiàn)書斜式構(gòu)造,并見(jiàn)細(xì)小的長(zhǎng)英質(zhì)顆粒繞其分布。透閃石呈半自形柱狀,可能為交代角閃石的產(chǎn)物,粒度一般為0.05~0.3mm。少數(shù)呈透鏡狀、似眼球狀“殘斑”,粒度為0.5~7mm,“殘斑”具剪切破碎、彎曲、扭曲、似魚狀、斜列滑脫等變形特征,總體反映了巖塊經(jīng)歷了中深層次的韌性變形作用(圖7d),可能形成于金沙江古特提斯洋俯沖作用過(guò)程。由于巖塊的構(gòu)造位態(tài)在后期的碰撞造山過(guò)程中已發(fā)生了重置,早期的變形組合只能揭示其構(gòu)造特征,不具有運(yùn)動(dòng)學(xué)指示意義。

鈉長(zhǎng)黑云陽(yáng)起巖:巖石顯暗灰色,鱗片柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu),具定向構(gòu)造。巖石主由鈉長(zhǎng)石(55%±)、陽(yáng)起石(35%±)、黑云母(5%~10%)及少量不透明礦物構(gòu)成(圖7f)。鈉長(zhǎng)石呈它形粒狀,個(gè)別鈉長(zhǎng)石外形顯似眼球狀,粒徑一般0.1~2.0mm,拉長(zhǎng)定向特征明顯,具黝簾石化。鈉長(zhǎng)石粒內(nèi)較多見(jiàn)有針柱狀陽(yáng)起石嵌布,常構(gòu)成殘縷結(jié)構(gòu)。陽(yáng)起石集合體主要呈條紋狀聚集定向分布。

根據(jù)礦物組合及變質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,基性巖塊的原巖可能為輝長(zhǎng)巖,經(jīng)歷過(guò)不同程度的糜棱巖化和變質(zhì)作用的影響,可能代表了金沙江古特提斯洋的洋殼殘片。

2.3 洋島-海山(mb+ gesPT1sc)巖塊

洋島-海山巖塊在貢覺(jué)—白玉一帶分布廣泛,呈長(zhǎng)透鏡狀或不規(guī)則狀或一系列楔狀體雁列式鑲嵌于基質(zhì)中。主要表現(xiàn)為大理巖夾變質(zhì)基性巖、變質(zhì)基性巖夾大理巖或二者不等厚互層等特征(圖8)。大理巖的巖性主要有透閃金云大理巖(圖9a)、透閃透輝大理巖、蛇紋石大理巖等,變質(zhì)基性巖主要包括灰綠色斜長(zhǎng)透閃陽(yáng)起巖(圖9b)、鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(圖9c)、斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(圖9d)、鈉長(zhǎng)黝簾陽(yáng)起巖、鈉長(zhǎng)陽(yáng)起綠泥片巖、鈉長(zhǎng)角閃片巖等,其原巖物質(zhì)為玄武巖或輝長(zhǎng)巖。

所有照片均為正交偏光下,Ab—鈉長(zhǎng)石,Hb—角閃石,Act—陽(yáng)起石,F(xiàn)s—長(zhǎng)石,Tr—透閃石,Qz—石英,F(xiàn)x—輝石,Zo—黝簾石,Srt—絹云母圖7 基性巖塊的光學(xué)顯微鏡下照片F(xiàn)ig.7 Photos of basic tectonic blocks under optical microscope

圖8 大理巖+鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖的野外露頭特征圖Fig.8 Field outcrop characteristics of marble + albiteactinolite schist

斜長(zhǎng)透閃陽(yáng)起巖:巖石新鮮面顯灰色,鱗片柱粒狀變晶結(jié)構(gòu),具定向構(gòu)造。巖石主要由陽(yáng)起石-透閃石(55%+)、斜長(zhǎng)石(30%-)、黑云母(15%+)構(gòu)成,集合體主要呈條紋狀、線紋狀等聚集定向分布。陽(yáng)起石呈纖柱狀、針柱狀、細(xì)長(zhǎng)柱狀等,直徑一般>0.5mm。透閃石呈它形柱粒狀,粒徑一般0.2~2.2mm。斜長(zhǎng)石呈它形粒狀,多沿長(zhǎng)軸定向,拉長(zhǎng)變形明顯,粒徑一般為0.3~1.5mm,表面強(qiáng)絹云母化、高嶺土化呈假象產(chǎn)出。

鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖:巖石新鮮面顯灰綠色,粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造。巖石主要由陽(yáng)起石(80%~85%)、鈉長(zhǎng)石(15%~20%)組成。陽(yáng)起石呈纖柱狀、針柱狀、細(xì)長(zhǎng)柱狀、微粒狀等,直徑一般<0.5mm,集合體主要呈條紋狀、線紋狀等聚集定向分布。鈉長(zhǎng)石單晶或集合體主要呈團(tuán)粒狀,有的單晶呈它形粒狀,粒徑一般0.05~0.5mm,具拉長(zhǎng)定向特征。部分鈉長(zhǎng)石粒內(nèi)可見(jiàn)黝簾石、陽(yáng)起石嵌布構(gòu)成殘縷結(jié)構(gòu)。巖石中發(fā)育不對(duì)稱柔流褶皺(圖9e)、頂厚褶皺(圖9f)等現(xiàn)象,總體反映了中深層次的塑性變形特征,推測(cè)應(yīng)為金沙江古特提斯洋俯沖作用形成的。

圖9 大理巖和變質(zhì)基性火山巖的顯微鏡下照片(正交偏光)Fig.9 Photos under optical microscope of marble and metamorphic basic volcanic rocks

斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖:巖石新鮮面呈墨綠色,纖柱狀變晶結(jié)構(gòu),似片狀構(gòu)造。巖石由陽(yáng)起石(45%~50%)、斜長(zhǎng)石(40%~45%)及少量輝石和石英等組成。陽(yáng)起石主要呈纖柱狀、長(zhǎng)柱狀,粒度一般0.1~0.8mm,集合體相對(duì)聚集呈條痕狀、條紋狀分布,定向排列。斜長(zhǎng)石多已重結(jié)晶呈它形粒狀,少部分單晶或集合體保留近半自形板狀外形,粒度一般0.2~2mm,少量<0.2mm,夾雜分布于陽(yáng)起石粒間,定向排列,被絹云母、黝簾石交代較明顯。輝石主要呈半自形-它形柱狀、粒狀,粒度一般0.2~1mm,星散分布于陽(yáng)起石粒間,定向排列,為單斜輝石,可能為原巖輝石的殘留。

2.4 榴閃巖或榴輝巖(ehPT1hpm、ecPT1hpm)巖塊

本次工作在金沙江西岸的三巖六鄉(xiāng)一線新發(fā)現(xiàn)了(退變)榴輝巖,以透鏡體形式零星分布,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30m,高約10m)。(退變)榴輝巖多產(chǎn)出于蛇紋石化橄欖巖(圖10a)、含透輝透閃大理巖(圖10b)、黑云斜長(zhǎng)片麻巖或含碳質(zhì)云母片巖(圖10c, d)、含石榴子石二云石英片巖中,呈斷層或脆韌性剪切帶接觸。少量以捕虜體形式產(chǎn)出于大規(guī)模三疊紀(jì)花崗巖體的邊部(Tang et al., 2020)。這些巖石均經(jīng)歷了不同程度的退變質(zhì)作用,野外明顯可見(jiàn)石榴子石周圍的“白眼圈”構(gòu)造(圖10e, f)。其中,在羅麥鄉(xiāng)附近發(fā)現(xiàn)的榴輝巖退變質(zhì)程度相對(duì)較弱,巖石比較新鮮且保存良好,以寬約1~3 m的透鏡體形式產(chǎn)出于含石榴斜長(zhǎng)二云片巖及條帶狀大理巖中。根據(jù)顯微鏡下的礦物組合特征,本區(qū)的(退變)榴輝巖為石榴鈉長(zhǎng)綠泥陽(yáng)起片巖及退變榴輝巖(Tang et al., 2020)。

圖10 退變榴輝巖的野外產(chǎn)出特征Fig. 10 Field photographs of retrograded eclogites

石榴鈉長(zhǎng)綠泥陽(yáng)起片巖:為退變質(zhì)程度較強(qiáng)的榴輝巖,部分石榴子石完全退變?yōu)榫G泥石,部分石榴石周圍存在典型的“白眼圈”構(gòu)造。巖石主要由鈉長(zhǎng)石(35%±)、陽(yáng)起石(25%±)、殘留石榴石或石榴石假象(25%±)、綠泥石(10%±)、黑云母(3%~5%)、殘留輝石、不透明礦物及少量石英組成;殘留石榴子石與細(xì)小的綠泥石+鈉長(zhǎng)石+陽(yáng)起石組成后成合晶(圖11a)。

退變榴輝巖:為本區(qū)退變質(zhì)程度最低的榴輝巖類,呈灰綠色-深綠褐色,具中粗粒粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。顯微鏡下,可見(jiàn)榴輝巖主要由石榴石(45%~50%)、單斜輝石(25%±)、角閃石(5%~10%)、黑云母(10%±)、石英(5%±)及少量白云母和金紅石(1%~5%)組成(圖11b)。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%,在Quad-Jd-Ae圖解中屬于綠輝石(Tang et al., 2020)。

圖11 a. 石榴鈉長(zhǎng)綠泥陽(yáng)起巖的顯微特征,殘留的石榴子石與細(xì)小的綠泥石+鈉長(zhǎng)石+陽(yáng)起石組成后成合晶及退變反應(yīng)邊;b. 榴輝巖顯微特征,石榴子石晶內(nèi)見(jiàn)裂紋及細(xì)粒礦物包體發(fā)育,綠輝石半自形柱狀; 正交偏光,Grt—石榴子石,Chl—綠泥石,Ab—鈉長(zhǎng)石,Act—陽(yáng)起石,Amp—角閃石,Omp—綠輝石

2.5 變質(zhì)硅-灰-泥質(zhì)巖(qsPT1sa)巖塊

出露在金沙江西岸的克日一帶,總厚>3779.1m,單個(gè)楔狀體厚約1.98~443.26 m。巖性主體為淺灰—深灰色千枚巖、板巖、絹云母片巖,夾灰—深灰色薄—中層狀含透閃石英巖、含白云母石英大理巖、含透輝石英大理巖、中層狀石英巖和薄—中層狀炭質(zhì)石英片巖等硅-灰質(zhì)類巖石(圖12a, b)。千枚巖主要表現(xiàn)為含斑點(diǎn)狀綠泥板狀千枚巖、石英鈉長(zhǎng)絹云千枚巖、絹云千枚巖等,板巖包括粉砂質(zhì)絹云板巖、絹云鈣質(zhì)千枚狀板巖、炭質(zhì)絹云板巖、鈣質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖等。局部見(jiàn)夾深灰—灰黑色硅質(zhì)條帶片巖、千枚巖、板巖中常夾1~10mm的粉砂質(zhì)條帶。該類巖塊的原巖可能為硅質(zhì)巖、灰?guī)r和泥巖,三類成分不等厚互層產(chǎn)出,且各成分的厚度均較薄。

圖12 變質(zhì)硅-灰-泥質(zhì)巖石的野外露頭特征照片F(xiàn)ig.12 Field outcrop characteristics of metamorphic siliceous limestone-mudstone rocks

2.6 大理巖(mbCPsli)巖塊

該類巖塊在金沙江構(gòu)造混雜巖帶中分布較為廣泛,且出露的規(guī)模較大。按層厚可以分為純白色厚層狀—塊狀大理巖、灰白色紋層狀—極薄層狀大理巖、灰黑色極薄-薄-中層大理巖、灰黑色薄層狀大理巖等(圖13);主要巖性包括純大理巖、透閃金云大理巖、白云石大理巖和含碳質(zhì)大理巖等。部分大理巖未遭受明顯變形,部分大理巖則表現(xiàn)出強(qiáng)烈的褶皺變形(圖13c),核部明顯加厚,兩翼減薄,表明經(jīng)歷了強(qiáng)烈的擠壓作用。由于大理巖巖塊經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變質(zhì)重結(jié)晶作用,本次工作未能從中獲取化石,根據(jù)前人研究認(rèn)識(shí)和區(qū)域?qū)Ρ?云南地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991; 青海省區(qū)調(diào)隊(duì), 1992; 西藏自治區(qū)地調(diào)院, 2007)⑥,將其歸屬為來(lái)自于中咱地塊的外來(lái)巖塊,時(shí)代劃分為石炭紀(jì)—二疊紀(jì)。

(a) 1—橄欖輝長(zhǎng)巖;2a—堿性輝長(zhǎng)巖;2b—亞堿性輝長(zhǎng)巖;3—輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;4—閃長(zhǎng)巖;5—花崗閃長(zhǎng)巖;6—花崗巖;7—硅英巖;8—二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖;9—二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;10—二長(zhǎng)巖;11—石英二長(zhǎng)巖;12—正長(zhǎng)巖;13—副長(zhǎng)石輝長(zhǎng)巖;14—副長(zhǎng)石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;15—副長(zhǎng)石二長(zhǎng)正長(zhǎng)巖;16—副長(zhǎng)正長(zhǎng)巖;17—副長(zhǎng)深成巖;18—霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖;Irvine 分界線,上方為堿性,下方為亞堿性 (b) Pc—苦橄玄武巖;B—玄武巖;O1—玄武安山巖;O2—安山巖;O3—英安巖;R—流紋巖;S1—粗面玄武巖;S2—玄武質(zhì)粗面安山巖;S3—粗面安山巖;T—粗面巖、粗面英安巖;F—副長(zhǎng)石巖;U1—堿玄巖、碧玄巖;U2—響巖質(zhì)堿玄巖;U3—堿玄質(zhì)響巖;Ph—響巖圖14 SiO2-(Na2O+K2O)分類圖解(a-底圖據(jù)Middlemost, 1994; b-底圖據(jù)Le Maitre, 1989)Fig.14 SiO2-(Na2O+K2O)diagrams (a-adapted from Middlemost, 1994; b-adapted from Le Maitre, 1989)

圖13 不同變形特征的大理巖巖塊Fig.13 Various deformed characteristics of marble blocks

3 巖塊的地球化學(xué)特征

本次工作針對(duì)超基性巖、基性巖、洋島-海山巖塊中的變質(zhì)基性巖、榴輝巖等巖塊,系統(tǒng)采集了樣品進(jìn)行全巖主微量元素分析(原始數(shù)據(jù)省略未列出,圖解見(jiàn)圖14、圖15),以識(shí)別其原巖的巖石地球化學(xué)特征。

超基性巖巖塊的樣品中w(SiO2)為33.64%~43.81%,為超基性巖范疇,與中國(guó)超基性巖平均值相比,巖石表現(xiàn)為高M(jìn)gO(34.94%~41.14%),低SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5為特征,巖石為高鎂超基性巖。樣品均具有特低的REE等不相容元素含量,∑REE=0.51×10-6~5.74×10-6;而Cr、Ni等強(qiáng)相容元素含量特高,w(Cr)為1824×10-6~5724×10-6,w(Ni)為1738×10-6~2745×10-6。上述特征與經(jīng)典蛇綠巖套中的超基性巖特征類似。

基性巖巖塊的樣品中w(SiO2)為47.57%~52.81%,平均為51.51%;w(Al2O3)為13.71%~17.83%,平均為16.64%;w(Na2O)為1.82%~4.08%,平均為3.12%;w(K2O)為0.02%~1.43%,平均為0.22%;w(CaO)為9.39%~13.75%,平均為11.21%;w(MgO)為7.64%~11.62%,平均為9.57%;w(TiO2)為0.21%~1.64%,平均為0.67%。Mg#為59~77,主量元素反映出貧堿、富鈉、富鎂的特征。在SiO2-(Na2O+K2O)巖石分類圖中(圖14a),樣品多數(shù)落入“亞堿性輝長(zhǎng)巖-輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖”(或“玄武巖-玄武安山巖”)區(qū)域。稀土元素總量及其配分模式特征顯示(圖15a),基性巖巖塊的樣品可以分為兩類。第一類,稀土元素總量∑REE=74.2×10-6~85.8×10-6,輕、重稀土元素(La/Yb)N比值為2.58~2.72,顯示輕稀土弱富集;δEu為1.04~1.07,表明微弱的Eu正異常,稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線輕微右傾但總體較平緩,與E-MORB曲線一致(圖15a)。第二類,稀土元素總量∑REE=42.71×10-6~52.91×10-6,輕、重稀土元素(La/Yb)N比值為0.68~0.72,顯示輕稀土虧損;δEu為0.87~1.15,平均值為1,表明微弱的Eu正或負(fù)異常。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解上,顯示為輕稀土左傾、重稀土(兩分法)平直、無(wú)明顯Eu異常的一條曲線,與N-MORB曲線一致(圖15a)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解上,高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr、Hf無(wú)異常,Rb明顯富集,Sr正異常,Pb既有正異常也有負(fù)異常,總體顯示為類似于E-MORB或N-MORB的曲線(圖15b)。上述全巖主微量元素特征證實(shí)了基性巖巖塊的原巖物質(zhì)具有富集型洋中脊或正常型洋中脊基性巖(輝長(zhǎng)巖或玄武巖類)特征。

洋島-海山巖塊中的鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖、斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖等變質(zhì)基性火山巖樣品的w(SiO2)為48.04%~52.27%,w(MgO)為5.04%~8.35%,w(TFe2O3)為9.25%~15.32%,w(TiO2)為1.51%~2.91%,w(Al2O3)為14.04%~16.33%,w(Na2O+ K2O)為2.81%~5.50%,Mg#為40~60,Na2O/K2O比值為3~8。在SiO2-(Na2O+K2O)巖石分類圖中(圖14b),樣品多數(shù)落入“玄武巖”區(qū)域。變質(zhì)基性火山巖樣品的稀土總量∑REE=98.9×10-6~170.4×10-6,平均值為131.4×10-6,遠(yuǎn)高于富集型洋中脊玄武巖(E-MORB=49.09×10-6)與正常洋脊玄武巖(N-MORB=39.11×10-6)含量,略低于洋島玄武巖(OIB=198.96×10-6)的含量(Sun and McDonough, 1989)。樣品輕、重稀土元素(La/Yb)N比值為3.74~6.71,平均值為5.98,顯示輕稀土富集;δEu為0.91~1.12,平均值為0.97,表明微弱的Eu負(fù)異常。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線右傾,總體特征與洋島型玄武巖(OIB)類似(圖15c)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解上,富集Rb、Th等大離子親石元素(LILE),虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE),Ba、Sr和Pb既有正異常也有負(fù)異常,總體顯示為一條類似于OIB的曲線(圖15d)。上述全巖主微量元素特征證實(shí)了其具有洋島玄武巖特征。

榴輝巖樣品的w(SiO2)為45.71%~50.78%,具基性巖特征;w(K2O+Na2O)較低,為1.80%~4.11%,類似于大洋低鉀拉斑玄武巖;w(Al2O3)和w(CaO)相對(duì)較高,分別為13.30%~16.53%和7.42%~11.92%;w(TiO2)為0.76%~2.80%。在SiO2-(Na2O+K2O)巖石分類圖中(圖14b),樣品多數(shù)落入“玄武巖”區(qū)域。稀土元素總量及其配分模式特征顯示(圖15e),榴輝巖可以分為兩類:第一類,具有稀土元素總量相對(duì)較高(∑REE為104.33×10-6~160.77×10-6)、輕稀土元素富集的特征,稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線右傾,總體特征與洋島型玄武巖(OIB)類似;第二類,球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分配模式為輕稀土虧損到平坦,類似于N-MORB的稀土元素分布形態(tài)。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖上(圖15f),也可以分為兩類,第一類,富集Rb、Ba、Th等大離子親石元素(LILE),相對(duì)虧損Sr元素;虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)。第二類,明顯富集Rb、Ba、K等大離子親石元素(LILE),虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)。前述主量元素、稀土和微量元素特征均顯示,榴輝巖的原巖不是單一的。

a, b. 基性巖巖塊樣品;c, d. 洋島-海山巖塊樣品;e, f. 榴輝巖巖塊樣品圖15 金沙江構(gòu)造混雜巖帶構(gòu)造巖塊樣品的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE模式圖和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(球粒隕石、原始地幔數(shù)據(jù)引自Sun and McDonough, 1989)Fig.15 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element patterns of samples (values of chondrites and primitive mantle are from Sun and McDonough, 1989)

由于巖石經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變質(zhì)作用,選用某些不(弱)活動(dòng)元素及比值參數(shù)來(lái)討論金沙江構(gòu)造混雜巖帶榴輝巖的原巖地球化學(xué)性質(zhì)及其形成的構(gòu)造背景。在TFeO /MgO-TiO2判別圖(圖略)上,樣品主體分為兩類,一類落在MORB區(qū)域,一類落在OIB區(qū)域;在w(Hf)/3-w(Th)-w(Ta)圖解上,樣品一類落在N-MORB區(qū)域,另一類落入“E-MORB+WPT”區(qū)域;在2w(Nb)-w(Zr)/4-w(Y)圖解上,樣品一類落入板內(nèi)拉斑玄武巖區(qū),另一類落入N-MORB區(qū)域。綜上所述,金沙江構(gòu)造混雜巖帶榴輝巖的原巖主要分為兩類,一類具有洋島型玄武巖(OIB)特征,一類具有正常型洋中脊玄武巖(N-MORB)特征。進(jìn)而表明,金沙江構(gòu)造混雜巖帶榴輝巖主要是由于金沙江古特斯洋殼物質(zhì)(洋島玄武巖和洋中脊玄武巖)發(fā)生俯沖作用形成的。

4 討論

4.1 巖塊的時(shí)代特征

本次工作中未能從基性巖巖塊中挑選出鋯石進(jìn)行年代學(xué)工作。前人在本文工作區(qū)以南的巴塘—得榮—奔子欄一帶獲取了較多與金沙江蛇綠巖有關(guān)的輝長(zhǎng)巖的年代學(xué)數(shù)據(jù)。Jian et al.(2008, 2009) 利用SHRIMP鋯石U-Pb定年技術(shù),獲得之用角閃輝長(zhǎng)巖、白馬雪山輝長(zhǎng)巖和書松偉晶堆積輝長(zhǎng)巖年齡分別為320±10Ma、285Ma和343±2.7Ma。王冬兵等(2012)報(bào)道了東竹林層狀輝長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb年齡為354±3Ma。鐘文麗(2012)在四川中咱—得榮一帶出露的變質(zhì)輝長(zhǎng)巖獲取了302.1±1.3Ma鋯石U-Pb年齡,并解釋為輝長(zhǎng)巖的巖漿結(jié)晶年齡。綜上所述,推測(cè)金沙江構(gòu)造混雜巖帶的基性巖(變質(zhì)變形輝長(zhǎng)巖)巖塊的原巖時(shí)代可能為石炭紀(jì)—二疊紀(jì)。

洋島-海山巖塊中的大理巖原巖均經(jīng)歷了強(qiáng)烈的變質(zhì)重結(jié)晶作用,本次工作未能在該套巖石內(nèi)采集到化石樣品,而是在羅麥鄉(xiāng)從昌村北發(fā)育的洋島-海山巖塊中,采取了斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖進(jìn)行鋯石U-Pb測(cè)年。鋯石呈淺黃色,多為短柱狀、長(zhǎng)柱狀,顆粒較小,長(zhǎng)軸一般小于100 μm,部分長(zhǎng)柱狀顆粒長(zhǎng)軸長(zhǎng)100~150 μm。鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像顯示板狀、無(wú)分帶,或弱的巖漿環(huán)帶,無(wú)核-邊結(jié)構(gòu)(圖16a)。

圖16 a. 斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖樣品的鋯石陰極發(fā)光圖像;b. 斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖樣品的鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.16 a-Cathodoluminescence (CL) images of representative zircons; b-the U-Pb concordant diagram of zircons from the mata-basalt sample

選擇24顆鋯石進(jìn)行分析,均分布在諧和線上。鋯石分析點(diǎn)的Th/U比值為0.3~0.7,獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為277±1.3Ma(MSWD=0.9,n=24),代表了原巖巖漿結(jié)晶年齡(圖16b),表明該套巖塊的原巖形成時(shí)代為277Ma左右。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征,將洋島-海山巖塊的原巖時(shí)代置于二疊紀(jì)—早三疊世。

4.2 金沙江古特提斯構(gòu)造帶的演化過(guò)程

自上世紀(jì)70年代以來(lái),前人對(duì)金沙江造山帶被動(dòng)大陸邊緣、蛇綠巖、洋盆相放射蟲硅質(zhì)巖、島弧巖漿巖、造山磨拉石建造的形成時(shí)代以及古生物化石等方面進(jìn)行了大量的研究工作,不僅查明了結(jié)合帶內(nèi)的物質(zhì)組成,還在古生物地層學(xué)、同位素年代學(xué)、巖石地球化學(xué)、地球物理等方面取得了大量成果,初步構(gòu)建了金沙江古特提斯的構(gòu)造演化歷史。普遍認(rèn)為金沙江古特提斯構(gòu)造帶經(jīng)歷了裂(陷)谷盆地(D)、洋盆擴(kuò)張(C1—P1)、洋殼俯沖消減(P2—P3)和弧陸碰撞造山(T1—T2)、上疊火山裂谷盆地階段(T22—T31)等5個(gè)主要演化階段(沈上越等, 1995; 王立全等, 1999; 潘桂棠等, 2003; 孫曉猛與簡(jiǎn)平, 2004; 范蔚茗等, 2009; Jian et al., 2009; Zi et al.,2012)。晚三疊世晚期,金沙江構(gòu)造帶全面進(jìn)入碰撞造山階段,隨后經(jīng)歷了前陸盆地發(fā)展(T32—K)和陸內(nèi)匯聚階段(E—Q)。

早石炭世—早二疊世(C1—P1),是金沙江弧后洋盆擴(kuò)張的重要時(shí)期,形成了一套富含鐵鎂質(zhì)的早石炭世—早二疊世洋殼型放射蟲硅質(zhì)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、黑色炭質(zhì)頁(yè)巖組成的硅泥質(zhì)深海沉積物(吳浩若和李紅生, 1989; 孫曉猛等, 1995);該時(shí)期內(nèi)還廣泛發(fā)育了的具洋脊-準(zhǔn)洋脊型特征的超基性巖-基性巖(Jian et al., 2008, 2009)。結(jié)合本次工作在洋島-海山巖塊中具有OIB性質(zhì)的變質(zhì)玄武巖(斜長(zhǎng)陽(yáng)起片巖)獲得的277±1.3Ma鋯石測(cè)年數(shù)據(jù),進(jìn)一步表明金沙江古特提洋經(jīng)歷了早石炭世—早二疊世的洋盆擴(kuò)張歷史。

金沙江弧后洋盆于中二疊世開始發(fā)生了向西的大幅度俯沖消減(P2—P3)。在金沙江洋盆的西側(cè),洋殼向西俯沖消減于昌都-蘭坪地塊之下,于中二疊世至晚二疊世分別形成德欽-維西二疊紀(jì)陸緣火山弧及其火山弧西側(cè)的昌都-蘭坪弧后盆地(陸殼基底)。早、中三疊世(T1-T2)為弧陸碰撞造山階段,金沙江洋盆消減閉合轉(zhuǎn)入殘留海盆的發(fā)展階段,形成內(nèi)源與火山源組成的細(xì)屑遠(yuǎn)源濁積巖夾細(xì)碧角斑巖與含放射蟲硅質(zhì)巖。早三疊世—中三疊世早期馬拉松多組(248~244Ma)陸相碎屑巖和大量中酸性火山巖不整合在下伏地層之上,標(biāo)志著弧-陸碰撞作用的開始,并發(fā)育玄武安山巖-安山巖-英安巖-流紋巖系列的火山巖組合(王立全等, 2013;于遠(yuǎn)山等, 2019; 吳喆等, 2021)。本次工作在藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的榴輝巖,為限定金沙江弧-陸碰撞過(guò)程主碰撞時(shí)代提供了更為直接的證據(jù)(Tang et al., 2020)。

榴輝巖普遍被認(rèn)為是洋殼物質(zhì)俯沖到巖石圈深部經(jīng)高壓/超高壓變質(zhì)作用形成、隨后又經(jīng)歷了快速折返到地殼淺部;根據(jù)Grt-Omp-Phe壓力計(jì)和Grt-Omp溫度計(jì)初步計(jì)算出榴輝巖形成的溫度壓力條件約為P≈2.2~2.34GPa,T≈622~688℃,表明其俯沖深度至少可達(dá)到70km。獲得兩件榴輝巖中,鋯石206Pb/238U年齡值為244±1Ma;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,表明榴輝巖相峰期變質(zhì)作用的時(shí)代為244Ma左右,標(biāo)志著金沙江古特提斯洋-陸俯沖作用于中三疊世(T2)已經(jīng)結(jié)束。對(duì)榴輝巖樣品的寄主圍巖-含石榴石斜長(zhǎng)二云母片巖開展了碎屑鋯石U-Pb定年,統(tǒng)計(jì)表明核部年齡主要集中分布在2個(gè)組,分別為1028~723Ma和1899~1385Ma,所對(duì)應(yīng)的平均值分別為860Ma和ca.1.7Ga,它們代表原巖沉積時(shí)碎屑鋯石年齡特征,表明原巖物質(zhì)可能來(lái)自大陸地殼(上述數(shù)據(jù)詳見(jiàn)本文研究團(tuán)隊(duì)前期已發(fā)表的文章Tang et al., 2020)。結(jié)合全巖主微量元素特征,進(jìn)而表明,金沙江榴輝巖是由于金沙江古特斯洋殼物質(zhì)(洋島玄武巖和洋中脊玄武巖)發(fā)生俯沖作用形成的,隨后由于弧-陸碰撞導(dǎo)致榴輝巖從俯沖板片拆離并快速折返。本次工作還從榴輝巖的寄主圍巖中,挑選了白云母和黑云母進(jìn)行了Ar-Ar同位素測(cè)年分析,獲得的Ar-Ar坪年齡分別為238±2 Ma和225±2 Ma,反映榴輝巖及其圍巖的折返時(shí)代為238~225Ma期間(數(shù)據(jù)另文發(fā)表)。在此過(guò)程中,加厚下地殼中基性變質(zhì)火成巖部分熔融上侵形成了大規(guī)?;◢徺|(zhì)侵入巖(232~225Ma;鞏小棟等,2020)。此后該地區(qū)進(jìn)入后碰撞伸展時(shí)期,直至區(qū)域上晚三疊世磨拉石建造(甲丕拉組)不整合覆蓋于結(jié)合帶內(nèi)不同層位的巖石聚合體之上,標(biāo)志著藏東金沙江古特提斯構(gòu)造演化的結(jié)束(Wang et al.,2014;王保弟等, 2018, 2021)。

5 結(jié)論

(1)基于1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作,精細(xì)厘定出藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)金沙江構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)出露的構(gòu)造巖塊包括:超基性巖-基性巖(ΣPT1op、mνPT1op)、大理巖(mbCPsli)、大理巖+變質(zhì)基性巖(ges+mbPT1sc)、榴閃巖或榴輝巖(ehPT1hpm、ecPT1hpm)、變質(zhì)硅-灰-泥質(zhì)巖(qsPT1sa)等?;|(zhì)包括含石榴子石片巖和不含石榴子石片巖兩類。金沙江構(gòu)造混雜巖帶各巖塊之間由諸多近平行于構(gòu)造帶走向的韌性-脆韌性斷層呈網(wǎng)結(jié)狀連接,表現(xiàn)出局部有序、整體無(wú)序的構(gòu)造混雜巖特征。

(2)結(jié)合構(gòu)造巖塊中各類基性巖的全巖主微量元素分析數(shù)據(jù),揭示出:基性巖巖塊原巖主要為輝長(zhǎng)巖,具有富集型洋中脊或正常型洋中脊基性巖(E-MORB、N-MORB)的特征;洋島-海山巖塊中的變質(zhì)基性火山巖具有洋島玄武巖特征(OIB);榴輝巖的原巖主要分為兩類,一類具有洋島型玄武巖(OIB)特征,一類具有正常型洋中脊玄武巖(N-MORB)特征。

(3)金沙江古特提斯構(gòu)造帶經(jīng)歷了裂(陷)谷盆地(D)、洋盆擴(kuò)張(C1—P1)、洋殼俯沖消減(P2—P3)和弧陸碰撞造山(T1—T2)、上疊火山裂谷盆地階段(T22—T31)5個(gè)主要演化階段。對(duì)藏東貢覺(jué)—白玉地區(qū)金沙江構(gòu)造混雜巖帶物質(zhì)組成的精細(xì)厘定,為限定金沙江古特提斯構(gòu)造演化過(guò)程提供了更為直接的地質(zhì)依據(jù)。

致謝:本次工作中,薄片制作及鑒定、鋯石分選等在河北區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成,鋯石制靶、CL圖像拍攝、U-Pb同位素定年分析均在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室完成,全巖主微量元素含量分析在自然資源部西南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心,在此對(duì)上述實(shí)驗(yàn)室表示衷心的感謝!

注釋:

①四川省地質(zhì)局, 1974. 1∶100萬(wàn)昌都幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.內(nèi)部資料

②四川省地質(zhì)局, 1977. 1∶200000得榮幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(地質(zhì)部分).內(nèi)部資料

③云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)隊(duì), 1991. 1∶200000芒康幅、鹽井幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(地質(zhì)部分).內(nèi)部資料

④西藏自治區(qū)地調(diào)院, 2007. 1∶250000貢覺(jué)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.內(nèi)部資料

⑤青海省區(qū)調(diào)隊(duì), 1992. 1∶200000白玉縣幅、雄松區(qū)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(地質(zhì)部分).內(nèi)部資料

⑥四川省地質(zhì)調(diào)查院,2004. 1∶250000石渠幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.內(nèi)部資料

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