云南中部燕山期基性岩脉的发现及其成因探讨

云南中部燕山期基性岩脉的发现及其成因探讨

中生代是世界岩浆活动的重要时期。has等人（1987年）和其他人（1990年）结合冈瓦纳超大陆的解体和大西洋的扩张。一些科学家还认为，这与白牙太阳极地幔柱的上升事件有关（larrison，1991a，1991b；vaughan，1995；taslimetal.，1998；golloka等人，2000）。在我国境内,已有大量中生代岩浆活动的报道,以长江中下游至华南地区(赵子福等,2004;王强等,2005;Wangetal.,2006;谢成龙等,2007;董传万等,2007;徐夕生等,2007;周涛发等,2007,2008,2010;张超等,2008;曾键年等,2010;范裕等,2010;闫峻等,2009,2012;薛怀民等,2012;周清等,2012;ZhouQetal.,2012;李锦伟等,2012)、华北地区(胡勤夫等,1990;Shaoetal.,1998,2000;佘宏全,2000;邵济安等,2001,2002;李伍平等,2005;王永彬等,2012)和山东半岛(邱检生等,2001;Qiuetal.,2002;周建波等,2002;牛树银等,2009)最为集中,此外在青藏高原(朱弟成等,2006;张传林等,2007)、西秦岭(王天刚等,2010;雷时斌等,2010;谢桂青等,2012)以及黔西南(Liuetal.,2010)等地也陆续有学者对中生代岩浆活动开展研究。对于我国西南川滇两省,基底地层广泛出露的康滇地区,前人对区内元古宙岩浆活动、基底地层、铁铜矿床以及海西晚期峨眉山玄武岩喷发事件及其成矿作用关注较多,而中生代岩浆活动,虽有地质报告、专著提及,但高精度的测年结果,除了Yuan等(2010)对康滇以北的松潘-甘孜褶皱带内三叠纪酸性岩类进行过同位素地质年代学研究外,在整个康滇地区腹地,公开发表的文献中,还几乎未有过报道。近年来,本项目组在康滇中部一带开展1∶5万矿产远景调查,通过1∶5万地质填图,结合室内高精度SHRIMP锆石U-Pb测年,在康滇地区中部,云南东川金沙江沿岸识别出了一系列的中生代白垩纪基性岩脉,其结构、构造与本区广泛分布的古元古代晚期、晚二叠纪的基性侵入岩差别非常明显(Zhaoetal.,2010;关俊雷等,2011;朱华平等,2011)。众所周知,基性岩浆岩源自地幔,是研究和反演岩石圈演化最重要的物质基础,本文报道了区内中生代基性岩脉锆石的SHRIMPU-Pb年龄、岩石地球化学及同位素地球化学特征,据此对其岩石类型、源区性质、构造背景以及康滇地区燕山期岩石圈演化等重大地质问题进行探讨。1古代晚期至中元古代早期东川地区位于康滇地区中部,为川滇两省交界处,大地构造位置为中元古代晚期南北两个微陆块结合部(王生伟等,2013a),以近北东—南西走向的菜子园-踩马水-麻塘断裂体系为界,断裂以北为会理群,据最新研究结果显示,其顶部天宝山组中酸性火山岩时代约为1.0Ga(耿元生等,2007,2008;尹福光等,2012),表明会理群沉积时代为中元古代晚期;上述断裂系统南西侧为河口群,其中火山岩、侵入岩锆石的U-Pb年龄集中在1.6~1.8Ga(周家云等,2011;关俊雷等,2011),反映了河口群沉积时代为古元古代晚期,南东侧有汤丹群,由成都地质矿产研究所王生伟等(2011)?和周邦国等(2012)等人于近年通过1∶5万地质填图和综合研究后建立,根据其中的凝灰岩及侵入岩锆石的SHRIMPU-Pb年龄(周邦国等,2012;朱华平等2011;Zhaoetal.,2010),其沉积时代限制在古元古代中晚期,汤丹群上覆地层为不整合接触的东川群,由李复汉等(1988)建立,最新的研究结果显示,其沉积时代为古元古代晚期至中元古代早期(孙志明等,2009;Zhaoetal.,2010)。区内构造较复杂,断层和褶皱构造发育,北东—南西向断裂活动时间较早,而近南北向的断裂,如小江断裂、德干断裂,活动时间相对较晚,且具多期性。北侧会理群褶皱构造相对较简单,主要呈油房沟向斜展布;南侧东川群主要呈落因向斜构造展布,但其下伏汤丹群构造则复杂得多,枢纽二次、三次褶皱随处可见。反映了东川群沉积之前,汤丹群已经历过强烈的挤压变形过程,即东川运动。研究区内岩浆活动频繁,从现有的锆石U-Pb等现代测年技术的研究结果来看,能确定的有以下几期,2.3Ga的凝灰岩,夹于汤丹群望厂组中(朱华平等,2011;周邦国等,2012);1.8~1.5Ga的基性岩群(Zhaoetal.,2010;关俊雷等,2011;朱华平等,2011;耿元生等,2012),呈东—西向沿菜子园-踩马水-麻塘断裂南侧展布,侵入至东川群、汤丹群以及河口群内;1.0Ga的中酸性岩类,分布在麻塘断裂的南西侧(王生伟等,2013a)以及其北侧的会理群天宝山组中(耿元生等,2007;尹福光等,2012);新元古代岩浆岩,时代约800~900Ma(徐士进等,1996;郭建强等,1998;沈渭洲等,2000;李献华等,2001,2002a,2002b,2002c;Zhouetal.,2002;LiXHetal.,2002,2003;LiZXetal.,2003;陈岳龙等,2004;杜利林等,2006;林广春等,2010),主要分布在研究区西侧的康定群中,岩性主要为酸性岩类,此外据本区紧邻的盐边群内还出露新元古代玄武岩及基性—超基性侵入岩(徐士进等,1998;沈渭洲等,2002a,2002b;2003;朱维光等,2004;杜利林等,2009);晚二叠纪的峨眉山玄武岩及相关的侵入岩类是本区出露最广泛的岩浆岩(陶琰等,2007;Zhongetal.,2002,2006a,2006b;Zhouetal.,2008);本文所研究的中生代岩浆岩,为基性岩脉,主要为含斜长石细晶岩脉,单个岩体均规模较小,小者出露几米,大者数百米宽,细晶结构(与元古宙和二叠纪侵入岩的辉绿结构、辉长结构差异显著),致密块状构造,从本次填图所圈定的岩脉,集中在沿(金沙)江公路边,这主要得益于新开挖公路的揭露,便于识别。由于金沙江沿岸地形十分陡峭,高差超过3000m,第四系严重覆盖,加上填图过程中能够通行的小路极其有限,因此中生代基性岩脉实际出露面积可能远大于图1所指示的范围。本次圈定出的中生代基性岩脉所侵入的地层主要为汤丹群和东川群,在菜子园-踩马水-麻塘断裂以北,通过填图还发现有侵入至三叠纪地层白果湾组砂岩中的基性岩脉,可能也属中生代中晚期的侵入岩。复杂的地质构造、多期次的岩浆活动表明本区经历了极为复杂的地质演化历史,不同学者的观点分歧也明显,仅仅对本区基底地层层序问题的认识,即“正八组”与“倒八组”之争,就已超过半个世纪,地质情况的复杂程度可见一斑。区内矿产资源丰富,是我国“东川式”铜矿的主要矿集区,仅东川地区Cu储量超过2×10６t,伴生大量稀有战略元素,如Co、Ag等。此外还有播卡金矿、小溜口金矿、新田金矿以及广泛分布的铅锌矿床、铁矿床等。2采样与分析2.1基性岩脉样品特征由于多数基性岩脉出露规模较小,且局部变质程度较高,本次测试的样品尽量选择出露较大且相对较新鲜的岩脉,SHRIMP锆石U-Pb测年及下表中D115~D119号样品采自茂麓村附近,当地著名的龙头山沿江公路边,即龙头山岩脉,面积较大,揭露宽度超过300m,且变质程度相对较低;BK1~BK5采自播卡金矿矿区东侧沿江公路边,该岩脉出露宽超过200m;样品采集过程中,尽量避免强烈风化蚀变区域,间距大于20m。所采集的基性岩脉样品呈淡绿色,致密坚硬块状构造,细粒结晶结构,显微镜下几乎全部为基质,主要矿物有细粒斜长石,含量>50%(图2d),暗色矿物主要为单斜辉石、角闪石、黑云母,多为细粒结构,暗色矿物蚀变较明显,主要表现为明显的绿泥石化、透辉石化、透闪石化等,而且多数基性岩脉样品中仅有的、粒径较大的暗色矿物拉伸变形明显,强烈片理化(图2c)。据应汉龙等(2004)对播卡金矿含金石英脉的Ar-Ar年龄结果推测,上述构造变形过程可能是由喜马拉雅期强烈的南—北向构造剪切作用所致,形成极其发育的节理,单“层”厚度约10~50cm(图2a、b)。由于播卡金矿矿区实施过大比例尺填图,圈定了大量的基性岩脉。2.2样品及测试方法常量元素、微量元素分析由西南岩矿测试中心完成,前者分析方法为X荧光光谱(XRF);而微量元素利用ThermoFinnigan公司生产的高分辨电感耦合等离子体质谱[ICP-MS(ELEMENT2)]。仪器条件:最高分辨率10000,灵敏度:>1×10６cps/ppb铟(玻璃浓缩雾化器);质量分辨率:300,4000,10000,计算机控制;动态范围:>10９,线形范围,动增益校准;暗流噪音:<0.2cps(每秒记数);灵敏度:优于0.1ng/L(In);短期精度:(RSD)<1%(10min以上),<2%(1h以上)。仪器工作参数:氩气(纯度>99.99%);等离子体功率(RF)1275W;样品气(Ar)流量1.01L/min,辅助气(Ar)流量0.86L/min,冷却气(Ar)流量16L/min;蠕动泵速19r/min;采样锥孔径1.1mm;截取锥孔径0.8mm。样品消解流程:将样品碎至200目以上,在烘箱中100℃烘5h后秤取0.05g,置于15mL聚四氟乙烯内杯中,加少许水润湿,加MOS级1mL硝酸和1mL氢氟酸,将装有样品的聚四氟乙烯内杯置于不锈钢套中在烘箱中(200℃)高温高压消解48h以上,冷却取出,蒸至湿盐状再加1mL硝酸,再蒸至湿盐状后加2mL硝酸和5mL水,再置于不锈钢套中150℃复溶6h,冷却取出,定容至25mL,再取1mL定容至10mL上机测定。以上所用试剂均为高纯试剂,水为18MΩ/cm的高纯水,酸为MOS级再经亚沸蒸馏器纯化后的高纯酸,样品消解实验操作均在成都地质调查中心超净化学实验室内完成,实验室洁净度为千级,化学安全柜内洁净度为百级。元素标准储备溶液:1mg/mL(国家有色金属及电子材料分析测试中心配制)。内标元素,Rh(10ng/mL)、In(10ng/mL)。标准物质为国家一级地球化学标准物质GSR、GSD、GSS系列。锆石测年样品采自龙头山基性岩脉,采样GPS位置为E102°51′02.6″,N26°19′20.4″,H=906m(图2b处),单矿物由河北省区域地质调查研究院实验室挑选,常规碎样120目后手工淘洗,锆石含量较高,挑选出大于500粒锆石,锆石颗粒大小不均一,但与花岗岩及正常辉绿辉长岩中的锆石相比,本区基性岩脉中的锆石颗粒细小,大致可以分为两种,以玫瑰色为主,占锆石总量70%,呈自形—半自形双锥柱状;另外一种为次棱角—棱角状,金刚光泽—弱金刚光泽,透明,高硬度,颗粒较第一种锆石大。制靶和阴极荧光(CL)照相在中国地质科学院的北京离子探针中心完成,在阴极发光下,锆石的环带发育,在测试过程中,尽量选择那些透射光下自形程度较高,阴极发光下环带清晰的锆石(图3b),以确保这些锆石为岩浆成因(Belousovaetal.,2002)。利用北京离子探针中心高灵敏度、高分辨率的离子探针(SHRIMPⅡ)进行锆石U-Pb测年,详细分析流程及原理参见Compston等(1992)、Williams(1998)、宋彪等(2002)的文章。测试全过程中采用标样锆石TEM(参考年龄为417Ma)进行同位素分馏校正。用SQUID1.0和Isoplot3.0程序进行数据处理,并采用锆石样品中实测的２０４Pb进行普通铅校正。3锆石u-pb年龄本次共计对东川地区基性岩脉中19粒自形且环带清晰的锆石进行了测试,SHRIMP锆石U-Pb测年结果见表1,从表中可见,基性岩脉锆石的U及Th含量变化较大,分别为69~730×10－６及49~1392×10－６,２３２Th/２３８U比值为0.54~1.97,均大于0.1,为典型的岩浆成因锆石(Hoskinetal.,2000;Zhouetal.,2002)。锆石的２０６Pb/２３８U年龄大致可以分为两组,第一组集中在118±0.69~136±3.2Ma,共有18粒,第二组有一粒,为30.25±0.69Ma,该粒锆石在阴极发光下明显泛白,可能受到后期蚀变的影响较大。导致其年龄较其他18粒锆石离散。在利用ISOPLOT对测试数据进行处理过程中,综合考虑U、Th含量,２３２Th/２３８U比值,放射成因２０６Pb＊含量以及２０６Pb/２３８U值,舍去第一组中相对不和谐的4号和16号锆石点,其余16粒锆石的加权平均年龄为128.2±1.5Ma(MSWD=2.0,n=16)(图3a),锆石的U-Pb测年结果表明,康滇地区存在白垩纪基性岩浆活动,其锆石的U-Pb年龄与我国华北、长江中下游、山东半岛地区广泛分布的白垩纪岩浆岩和青藏高原班公湖-怒江结合带塔仁本洋岛玄武岩的时代高度一致(罗镇宽等,2001;周建波等,2002;赵子福等,2004;徐祥等,2005;朱弟成等,2006;谢成龙等,2007;闫峻等,2009,2012;范裕等,2010;曾键年等,2010;李锦伟等,2012;薛怀民等,2012)。4地球化学特征4.1基性岩脉管岩石类型及含量特征东川地区白垩纪基性岩脉的常量元素分析结果见表2,尽管基性岩脉蚀变程度很高,但从10个样品的分析结果来看,常量组分相对较稳定,如SiO２含量为44.3%~47.28%,平均45.68%;Al２O３为15.02%~16.81%,平均值为16.05%;MgO最低为6.8%,最高可达9.64%,平均为7.99%,Mg＃值[100×Mg２＋/(Mg２＋+Fe２＋),Mol比值]为65.3~70.4,平均值为67.9,显示为高Mg的特征;TiO２含量为1.41%~1.74%,平均值为1.57%;碱含量(Na２O+K２O)为2.48%~6.76%,其中K２O为0.07%~0.87%,Na２O含量为2.90%~5.89%,变化较其他常量组分明显,可能由于本区基性岩脉蚀变较强引起,且所有样品的Na２O>K２O,Na２O/K２O为4.74~45.29,分布较离散,平均14.89;P２O５在0.14%~0.19%之间,平均0.16%。在SiO２-(Na２O+K２O)图上,多数样品落入玄武岩区域,一个投入粗面玄武岩,有3个落入碱玄岩、碧玄岩内;由于Nb、Y和Zr、TiO２受蚀变影响较小,利用Nb/Y-Zr/TiO２图解可以更准确判断其岩石类型,所有样品均集中投在拉斑玄武岩范围内(图4)。从图5可以看出,MgO与Ni、Cr、FeO和TiO２呈较弱的正相关,与Al２O３、CaO、SiO２和Th均呈较微弱的负相关关系,可能反映了基性岩脉原始岩浆演化过程中有少量的橄榄石、斜方辉石以及铬铁矿矿物的结晶分异。利用长江大学路远发老师开发的Geokit软件,对岩石化学组分进行CIPW标准矿物计算显示,本区基性岩脉的主要标准矿物为钙长石+钠长石(二者体积之和>50%),其次为透辉石、橄榄石(约20%),除外,还含少量的正长石、磁铁矿、钛铁矿、霞石、紫苏辉石和磷灰石,计算结果还表明,其液相线温度为1231~1296℃,平均为1265℃。4.2稀土元素地球化学特征东川地区白垩纪基性岩脉的微量元素以及稀土元素分析结果见表2,从表2看见,∑REE含量不高,变化也不大,为49.13×10－６~66.73×10－６,平均值为60.62×10－６;轻、重稀土比值LREE/HREE为1.83~2.75(平均为2.37),La/Yb和(La/Yb)Ｎ分别为1.69~3.13(平均值为2.35)和1.14~2.13(平均值为1.60),稀土分异不明显,轻稀土略富集,类似于拉斑玄武岩的特征(王中刚等,1989)。δEu为0.97~1.15,平均值为1.06。稀土元素的原始地幔标准化配分模式为向右较平缓倾斜的曲线(图6),除了BK4之外,其余样品的配分曲线中,均表现出弱的Eu正异常,与其大于1的δEu值对应,Eu的弱正异常与基性岩脉中富含大量斜长石有关,因为稀土元素中仅有Eu可以形成Eu２＋,而Eu２＋离子半径与Ca２＋相似,可以取代斜长石中Ca２＋,从而导致基性岩脉Eu的富集。本区基性岩脉的微量元素中,多数样品不同程度富集Rb、Ba和K等大离子亲石元素,可能也与其强烈的蚀变有关,微量元素的MORB标准化配分模式为向右倾斜曲线(图7),Rb、Ba明显正异常,Nb、Ta相对于两侧的元素没有亏损,而Zr、Hf中仅有Zr略亏损,但基本上可以忽略不计,基性岩的微量元素配分模式表明其原始岩浆几乎未受到地壳物质的混染,与明显具有Nb、Ta及Zr、Hf负异常的岛弧环境基性岩浆岩差异非常明显,据此可以排除产生于岛弧环境(Ewartetal.,1998)。4.3nd同位素组成本次工作还对区内白垩纪基性岩脉进行了同位素地球化学研究,Sr-Nd同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。根据微量元素中Rb-Sr和Sm-Nd含量称取适量样品于Teflon闷罐中,加入８７Rb-８４Sr和１４９Sm-１５０Nd混合稀释剂并用HF、HNO３和HClO４充分溶解后用离子交换树脂分离出Rb、Sr、Sm和Nd,最后在ISOPROBE-T热电离质谱仪(TIMS)上测试。整个分析流程实验本底为:Rb,Sr<100×10－１２;Sm,Nd<50×10－１２。Rb-Sr及Sm-Nd同位素分析结果如表3,利用锆石年龄t=128.2Ma对其同位素参数进行计算。基性岩脉的初始(８７Sr/８６Sr)ｉ值较高,且变化较明显,为0.71003~0.71499。而(１４３Nd/１４４Nd)ｉ变化相对较小,为0.512397~0.512632,根据锆石年龄计算出来的εＮｄ(t)为-1.5~3.1,除了D115号样品为-1.5外,其余9个样品的εＮｄ(t)值均大于2,它们的平均值为2.8(10个样品平均值为2.4),由于Nd的同位素抗蚀变能力明显强于Sr同位素,故离散且较高的(８７Sr/８６Sr)ｉ值可能受后期热液蚀变所致,而较为集中的Nd同位素初始比值和εＮｄ(t)值可能反映了基性岩脉的原始岩浆真实同位素组成,从Nd同位素可以看出,东川地区白垩纪基性岩脉受到软流圈地幔物质影响较明显。TＤＭ年龄为1521~1896Ma,与本区广泛分布的古元古代晚期至中元古代早期的辉绿岩和变质玄武岩锆石的U-Pb年龄高度一致(Zhaoetal.,2010;关俊雷等,2011;朱华平等,2011;周家云等,2011;耿元生等,2012)。5讨论5.1微量元素地球化学特征东川地区白垩纪基性岩脉总体上显示低SiO２(平均值为45.68%)、较高的MgO含量(平均为7.99%)和Mg＃值(平均为67.9),表明其初始岩浆为相对较原始的基性岩浆,可能为地幔较高部分熔融的产物,总体上表现为拉班玄武岩的岩石化学特征(图4),但由于后期蚀变较为明显,导致其中的大离子亲石元素和Sr同位素发生明显变化。基性岩脉与主要地质端元的地球化学参数对比见表4,从表中可见,Zr/Nb值位于EMⅠ型OIB区间内,La/Nb比值除了D115(0.68)号样品偏小外,其余也均走EMⅠ型OIB范围,Ba/Nb比值除了D116号样品异常(35.8)外,均与EMⅠ型OIB相似,Th/Nb比值除了D117和D118号样品外(分别为0.08和0.07),其余均与EMⅠ型OIB参数一致,而Ba/La比值除了D115和D116(均为27.8)异常外,其余也均和EMⅠ型OIB相似。因此本区白垩纪基性岩脉微量元素地球化学参数总体上显示出EMⅠ型洋岛玄武岩的地球化学特征,而少数样品的上述参数比值比较离散,如Ba/La、Ba/Nb等参数变化异常可能与一些相对较活泼的元素如Ba、La的蚀变迁移有关,而活动较差的高场强元素比值,如Zr/Nb较稳定。尽管东川地区基性岩脉具有OIB的特征参数,但由于其TiO２含量低,且其配分模式不具典型OIB,如夏威夷碱性玄武岩那样向右陡倾的稀土元素配分曲线,也不具有被认为是本区晚二叠纪峨眉地幔柱标志的峨眉山高Ti玄武岩特征。在Nb/Yb-TiO２/Yb图解中,样品均位于E-MORB附近,并靠近N-MORB漂移,表明本区基性岩脉还与E-MORB具有相似的地球化学特征(图8a)。在Zr-Nb图解上,基性岩脉样品均位于靠近亏损地幔的过渡型地幔内(图8b),其原始岩浆为石榴子石二辉橄榄岩较低部分熔融(~2.2%)与尖晶石二辉橄榄岩较高部分熔融(15%~20%)混合形成(图9),并受到较亏损的过渡型地幔(或软流圈)控制较明显,与格林兰岛东北部三叠纪由冰岛地幔柱形成的底部玄武岩相似(Thirlwalletal,1994)。由于Ni含量较低,为87×10－６~105×10－６),低于原始的玄武质岩浆400×10－６~500×10－６(Wilson,1989);Cr含量为252×10－６~268×10－６,含量变化不大,但较原始岩浆含量(>1000×10－６)低,与MORB(251×10－６~411×10－６相当,也暗示基性岩脉的原始岩浆演化过程中,有少量橄榄石、斜方辉石和铬铁矿分异结晶,与岩石化学得出的结果一致。5.2基性岩脉的nb/u比值基性岩浆岩为地幔部分熔融的产物,一般形成于伸展拉张的构造环境中,现代大洋中脊玄武岩及洋岛玄武岩由于没有上覆硅铝质岩石圈,故可以排除壳源物质混染,代表原始岩浆的组成,大陆玄武岩(及相关的侵入岩)以及岛弧玄武岩的初始岩浆上升过程中,一般均会受到硅铝质地壳物质的混染,导致这些大地构造背景下基性岩浆岩的地球化学参数与大洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩具有明显的差异,如在微量元素的配分模式图中会出现明显的Nb、Ta及Zr、Hf亏损和大离子亲石元素的富集,但如果在岩浆上升速率很快的情况下,在硅铝质地壳中滞留时间越短,与地壳物质发生混染的机会就越小,也能形成具有MORB和OIB地球化学特征的基性岩浆岩。本区基性岩脉稀土元素标准化配分模式平缓,轻重稀土分异不明显,微量元素MORB配分图中没有明显的高场强元素亏损,这些特征表明基性岩脉为初始岩浆快速上升冷却形成,地壳物质混染不明显。由于Nb、U为不相容元索,其比值不受部分熔融和结晶分异的影响,因此Nb/U比值能很好的反映源区特征(Hofmann,1988)。Hofmann(2003)研究还表明,“非EM型”的OIB玄武岩具有较一致的Nb/U比值,平均52±15。东川地区基性岩脉的Nb/U比值为52.8~86.5,平均为65.9,与上述OIB型玄武岩较为类似。OIB大多数情况下被认为是地幔热柱的产物,也是识别地幔柱最重要的依据,但OIB型玄武岩浆的形成和演化,涉及到来自地幔柱、软流圈、岩石圈地幔和地壳等不同端员组分的贡献(徐义刚,2002;肖龙等,2003)。Neal等(2002)认为,起源于地幔热柱的玄武岩,其(Th/Ta)ＰＭ、(La/Nb)ＰＭ比值均小于1,没有或很少受到岩石圈地幔或地壳物质混染的丽江苦橄岩和丽江玄武岩(张招崇等,2004;姜寒冰等,2009)、夏威夷碱性玄武岩和拉斑玄武岩主体投点均位于(Th/Ta)ＰＭ<1和(La/Nb)ＰＭ<1的范围内(图10a);Rajmahal地区玄武岩的研究程度较高(Kentetal.,2000),国内学者常与之进行对比研究,一部分受到地壳混染的Rajmahal玄武岩明显靠近中上地壳,表明这两个比值可以有效地识别玄武岩中地壳物质的贡献。东川地区白垩纪基性岩脉10件样品中,除了D116外,其余9个样品的上述比值均小于1,在(Th/Ta)ＰＭ-(La/Nb)ＰＭ图解中,绝大多数样品均分布在未混染区和未混染的Rajmahal玄武岩区域内,类似于峨眉山高钛玄武岩、丽江玄武岩以及夏威夷拉斑玄武岩和碱性玄武岩,上述类型玄武岩是判别地幔柱活动最关键的证据。尽管(Th/Ta)ＰＭ-(La/Nb)ＰＭ图解可以有效地识别幔源岩浆中是否存在地壳物质的混染,但对于识别陆下岩石圈地幔(SCLM)组分是否加入却无能为力。但前人(Lietal.,2002;朱弟成,2006;Zhuetal.,2007)常利用Nb/Th-Ti/Yb图解进行分析,因为这两个比值除了对幔源岩浆是否受到地壳物质混染非常敏感外,还能够有效地判别出玄武岩中陆下岩石圈地幔物质的贡献。在Nb/Th-Ti/Yb图中,本区基性岩脉样品均位于MORB附近,表明其初始岩浆受到陆下岩石圈物质的混染作用不明显或不存在陆下岩石圈,据此,其成因可用地幔柱/热点与软流圈的相互作用解释(朱弟成等,2006),可能是地幔柱/热点(较高的LILE含量和较低的εＮｄ(t)值)在上升过程中捕获了较多的软流圈地幔物质(低LILE含量和较高的εＮｄ(t)值),导致本区基性岩脉具有较高的εＮｄ(t)值(表3),由于软流圈亏损大离子亲石元素,这可以合理解释为什么本区白垩纪基性岩脉的轻/重稀土元素分异不那么明显、原始地幔标准化配分模式较平缓,而不是如典型OIB(如夏威夷碱性玄武岩)和峨眉山高Ti玄武岩那样向右陡倾的模式。5.3早中晚古世沉积期岩浆岩通过上述岩石类型、源区性质及壳幔相互作用的讨论可知,本区基性岩脉为较原始的基性岩浆快速冷却形成,没有或极少受到岩石圈物质的混染,因此可以利用比较常见的构造环境判别图解对其形成的构造背景进行讨论。在Zr-Ti图解中(图11a),所有样品均落入板内玄武岩范围内。在Hf/3-Th-Ta图解里,全部样品也落入E-MORB和板内拉斑玄武岩中(图11b),这表明,康滇中部地区的白垩纪基性岩脉形成于与岛弧无关的板内伸展环境。由于康滇地区以前少有燕山期岩浆活动的报道,难以进行对比,但从全球尺度来看,已有研究表明,与本区基性岩脉同期的白垩纪发生了太平洋超级地幔柱上涌事件(Larson,1991a,1991b;Vaughan,1995;Tatsumietal.,1998;Golonkaetal.,2000),并可能最终导致冈瓦纳超级大陆的裂解、南大西洋和印度洋的扩张(Hallsetal.,1987;Parkeretal.,1990;Golonkaetal.,2000),因此,白垩纪全球尺度的动力学背景表现为大规模的伸展运动,但赵子福等(2003,2004)认为,即使在地质历史上的同一超级地幔柱的背景下,不同地区具有不同的地质响应,地壳性质不同而表现出一定差异,在有些地方表现为洋底火山喷发,形成大洋玄武岩高原;在有些地方表现为大陆边缘火山喷发,形成大陆溢流玄武岩;在大陆裂谷带,可以形成下部基性岩墙群和上部大花岗岩省;在大陆内部造山带则引起加厚地壳部分熔融,形成同时期板内岩浆活动,如大别山中部早白垩世的酸性岩浆活动。在我国,白垩纪岩浆活动最剧烈当属长江中下游和华北地区,中生代早期太平洋板块向西俯冲,中国东部总体上表现为造山运动,形成了一系列酸性岩体的侵入,并伴随大规模的斑岩型铜矿的成矿作用;但到了白垩纪中后期,整个构造环境发生了重大变化,以大规模碰撞后的板内伸展拉张运动为主,形成了宏大的130~110Ma中—酸性岩浆岩及相关的玢岩型铁矿(赵子福等,2004;王强等,2005;Wangetal.,2006;谢成龙等,2007;董传万等,2007;徐夕生等,2007;周涛发等,2007,2008,2010;张超等,2008;曾键年等,2010;范裕等,2010;闫峻等,2009,2012;薛怀民等,2012;周清等,2012;李锦伟等,2012)。我国华北地区,也广泛出露白垩纪基性岩墙群,被认为是大尺度的岩石圈减薄和大规模的岩浆底侵作用所致(邵济安等,2002)。青藏高原地区白垩纪塔仁本和多玛OIB型玄武岩形成于以洋壳为基底的洋岛环境,为尚未消亡的班公湖-怒江洋壳(朱弟成等,2006)。贵州东南部晚白垩纪(85~88Ma)煌斑岩被认为是石榴子石二辉橄榄岩低部分熔融、沿深切地幔的深大断裂侵位的产物(Liuetal.,2010),因此尽管表现形式不一样,我国境内白垩纪岩浆岩大多形成于板内伸展拉张的构造环境。本项目组近年研究显示,康滇中部地区经历了极为复杂的地质构造演化历史,古元古代中期汤丹群经历了褶皱变形,时代和性质类似于华北地区的中条运动或吕梁运动,与全球性的Columiba超级大陆汇聚有关(王生伟等,2011);古元古代晚期至中元古代早期,沿菜子园-麻塘断裂南侧,发育大规模基性岩浆活动,基性岩群锆石的SHRIMPU-Pb年龄集中在1.8~1.6Ga,其地球化学显示为陆内裂谷玄武岩及OIB的特征,与全球性Columbia超级大陆裂解高度一致,可能是早期地幔柱活动的产物(王生伟等,2013b);中元古代晚期,南北两个微陆块汇聚拼贴,以菜子园-麻塘断裂系统西侧菜子园蛇绿岩、东侧菜园子花岗岩侵位和北部会理群中天宝山组中酸性喷出岩为标志,其时代基本限制在约1.0Ga(耿元生等,2007;尹福光等,2012;王生伟等,2013),同全球性Rodinia超级大陆汇聚同期,康滇古陆此时基本成型。因此上述菜子园-踩马水-麻塘断裂的规模比前人推测的要大得多,是一条长期活动、切穿地幔的深大断裂。新元古代至早古生代,康滇地区沉积了南华系、震旦系和寒武系较厚的碎屑岩和碳酸盐岩建造;区内缺失奥陶系、志留系、石炭系,二叠系阳新组生物碎屑灰岩和峨眉山玄武岩不整合于寒武纪地层之上。本区中生代地层较完整,三叠系白果湾组厚层石英砂岩超覆于晚二叠纪峨眉山玄武岩之上,上覆侏罗系为一套较厚的紫红色、鲜红色泥质岩系,而与本区基性岩脉同时代沉积的白垩纪地层为小坝组厚层状长石石英砂岩夹泥质岩,也就是说本区白垩纪基性岩浆岩侵位的时候,也在同时接受正常的河流、湖泊相沉积,没有出现大规模的地壳抬升和伸展拉张运动。总之,地质演化历史过程中,几乎全球尺度的构造运动在康滇地区均有响应,是否与康滇地区岩石圈结构有关,也是值得探讨的科学问题。东川地区基性岩脉锆石的SHRIMPU-Pb年龄和地球化学特征表明,康滇地区中部在白