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华南板块西南缘个旧碱性杂岩体地球化学特征及深部动力学意义

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摘要:摘要 为了探究华南板块西南缘大陆岩石圈的演化过程,该研究编译、总结华南板块西南缘晚白垩世个旧碱性杂岩体已报道的全岩主微量元素(n=76)、全岩Sr-Nd-Pb同位素(n=54)及锆石Hf同位素数据(n=113),对个旧碱性杂岩体的地球化学特征和成因模型进行重建。地球化学特征显示

  摘要 为了探究华南板块西南缘大陆岩石圈的演化过程,该研究编译、总结华南板块西南缘晚白垩世个旧碱性杂岩体已报道的全岩主微量元素(n=76)、全岩Sr-Nd-Pb同位素(n=54)及锆石Hf同位素数据(n=113),对个旧碱性杂岩体的地球化学特征和成因模型进行重建。地球化学特征显示,研究区个旧碱性杂岩体分为3组岩石组合:第一组为钾玄质霞石正长岩,具有高全碱质量分数(12.76%~17.57%)和总稀土元素含量(134×10⁻⁶~1764×10⁻⁶)、低Ba/La比值,以及富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征,指示了其源区为经历过俯冲熔体交代的富集地幔;第二组为钾玄质二长辉长岩-二长岩组合,二者具有极高的Ba(1619×10⁻⁶~4640×10⁻⁶)和Sr(970×10⁻⁶~1690×10⁻⁶)含量、低的Th/Yb比值,具有与霞石正长岩相似的Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征,表明其起源于俯冲流体交代的富集地幔;第三组为二长花岗岩-钾长花岗岩组合,其具有高的Th(30.7×10⁻⁶~68.3×10⁻⁶)和U(4.11×10⁻⁶~23.2×10⁻⁶)含量、与下地壳一致的Nb/U比值及相似的微量元素分布特征,表明其起源于不同深度的下地壳。二长花岗岩发育有暗色包体及相关幔源地球化学特征,指示源区经历过幔源岩浆注入并发生壳幔岩浆混合。华南板块岩石圈晚白垩时期,在新特提斯洋俯冲过程的影响下发生了东西向的伸展,进而诱发岩石圈伸展背景下的软流圈物质上涌,导致大陆岩石圈物质再造;同时,大量幔源物质注入下地壳促进了大陆地壳生长。

  关键词 个旧碱性杂岩体;晚白垩世;富集地幔;大陆岩石圈伸展;大陆地壳生长

  论文《华南板块西南缘个旧碱性杂岩体地球化学特征及深部动力学意义》发表在《西北大学学报(自然科学版)》,版权归《西北大学学报(自然科学版)》所有。本文来自网络平台,仅供参考。

个旧区域地质构造图

  引言

  碱性杂岩体主要由同一时空背景下的各类火成岩组成,普遍记录碱性岩浆作用,并且多数杂岩体记录有镁铁质与长英质岩浆活动信息,是研究壳幔相互作用的重要窗口[1]。碱性杂岩体在世界范围内分布较广,但出露较少,主要形成于岩石圈伸展构造背景,一般分为非地幔柱成因的后碰撞造山带环境和陆内伸展背景,以及与地幔柱相关的板内裂谷环境[2-9]。在岩石圈伸展背景下形成的碱性杂岩体代表了深部地球动力学过程在浅部地壳的直接表现和历史记录,为研究大陆岩石圈演化和壳幔相互作用等岩浆系统的演化过程提供了重要窗口。

  华南板块西南缘个旧碱性杂岩体与大型锡铜共生矿床有密切的时空分布关系,近年来得到了众多研究者的关注[11]。前人分别针对白云山霞石正长岩、贾沙二长辉长岩和龙岔河-神仙水花岗岩进行了锆石年代学、锆石Lu-Hf同位素和全岩地球化学研究,认为个旧碱性杂岩体形成于大陆岩石圈伸展构造背景[12-25]。但是,目前对于个旧碱性杂岩体成因的认识仍缺乏系统研究。为了全面系统地探究个旧碱性杂岩体的地球化学特征、岩浆深部过程和地球动力学机制,本研究充分收集已有的研究数据,重建个旧碱性杂岩体的地球化学组成特征,揭示不同岩石组合形成的深部过程和成因机制,更好地理解大陆岩石圈伸展背景下的不同特征岩浆活动规律和深部动力学过程。

  1 地质背景与岩相学特征

  1.1 区域地质背景

  云南个旧位于华南板块西南缘右江盆地内,该盆地为泥盆至三叠纪时期形成的大陆边缘盆地,具有经历早期碰撞记录的结晶基底[见图1(a)]。其西侧与扬子板块以师宗-弥勒断裂带和哀牢山断裂带为界,南侧与越北古陆相邻。盆地在古生代至中生代早期广泛接受碳酸盐岩沉积,零星出露加里东期火山岩和火山碎屑岩[27],在断裂带边缘广泛发育燕山期岩浆活动,岩性主要为黑云母二长花岗岩,并且伴生有少量基性岩和碱性岩[28-29],其动力学机制可归因于陆内岩石圈伸展引起的岩石圈部分熔融[12-22][见图1(a)]。

  个旧地区主要受两条断裂带控制,分别为东西向的红河断裂带和南北向的个旧断裂带,其中个旧断裂将个旧地区分为东、西两个区域。个旧西区大面积出露燕山期侵入岩,且岩相复杂多样,前人将其视为碱性杂岩体并开展大量地球化学研究[11-22],发现其碱性杂岩体主要由白云山碱性侵入体、贾沙中基性侵入体、龙岔河花岗岩体及神仙水花岗岩体构成[见图1(b)]。本研究以燕山晚期个旧碱性杂岩体为研究对象,通过汇编大量地球化学数据,对其地球化学特征、成因及各侵入体间的岩浆演化关系进行探讨与刻画。

  1.2 岩相学特征

  白云山碱性岩体位于个旧西区的东北侧,呈南北向不规则分布,主要发育霞石正长岩。霞石正长岩为灰褐色,块状构造,中粗粒结构,主要由碱性长石(45%~65%)、霞石(20%~30%)、霓辉石(1%~5%)、石榴子石(1%~3%)及少量黑云母构成,副矿物发育锆石、磷灰石、榍石、萤石及钛铁矿等。

  贾沙侵入体位于龙岔河花岗岩体东南侧及神仙水花岗岩体西侧,呈不规则分布,该岩体主要由二长辉长岩和二长岩组成。二长辉长岩为灰黑色,块状构造,中粗粒结构,可见镁铁质矿物堆晶结构。二长辉长岩主要由单斜辉石(5%~10%)、角闪石(约30%)、碱性长石(15%~25%)、斜长石(10%~30%)、黑云母(5%~10%)组成。二长岩为灰色,块状构造,中细粒结构,主要矿物包含斜长石(25%~35%)、碱性长石(20%~35%)、黑云母(5%~10%)、石英(<5%)、角闪石(3%~5%)。

  龙岔河岩体是个旧碱性杂岩体中出露面积最大的岩体,主要发育二长花岗岩。二长花岗岩主要为灰白色,块状构造,似斑状结构,斑晶主要以钾长石为主,内部包含定向排列、半自形的斜长石及少量黑云母。基质主要发育黑云母(约15%)、石英(约25%)、斜长石(20%~30%)、碱性长石(20%~30%)和少量角闪石。

  神仙水岩体位于白云山岩体南侧,呈南北向不规则分布,岩体岩性与个旧东区成矿岩体岩性基本一致,主要由钾长花岗岩组成。钾长花岗岩呈浅肉红色,块状构造,等粒结构。其主要矿物为石英(30%~40%)、钠长石(15%~25%)、钾长石(20%~30%)、少量黑云母和电气石。

  2 地球化学特征

  本研究总结了关于个旧碱性杂岩体已报道的76个样品的主微量元素分析结果[11-16,19-20],40个样品的全岩Sr-Nd同位素分析结果[11-13],14个样品的全岩Pb同位素分析结果[12-13],113个样品的锆石Hf同位素分析结果[11,18]。

  2.1 全岩主微量元素特征

  白云山霞石正长岩是典型的过碱性岩石,属于钾玄岩系列,其SiO₂质量分数较低(52.05%~58.01%),全碱(K₂O+Na₂O)质量分数极高(12.76%~17.57%),K₂O质量分数为6.39%~10.72%,Na₂O质量分数为3.91%~9.58%,K₂O/Na₂O比值变化范围较大,为0.71~2.74,TiO₂和MgO质量分数极低,分别为0.08%~0.76%和0.04%~1.59%,Mg#值为3.37~44.4(平均为14.3),A/CNK比值为0.71~0.96,大多数样品落入过碱质范围内(见图2)。微量元素蛛网图显示[见图3(a)],霞石正长岩富集Th、Rb、U、K,强烈亏损Ba、Nb、Ta、P、Ti,且Nb(33.2×10⁻⁶~200×10⁻⁶)、Ta(1.02×10⁻⁶~5.69×10⁻⁶)、Zr(179×10⁻⁶~1532×10⁻⁶)等不相容元素含量变化较大。稀土元素球粒陨石标准化配分图显示[见图3(b)],霞石正长岩总稀土含量高且变化范围较大,为134×10⁻⁶~1764×10⁻⁶,富集轻稀土元素(LREE),重稀土元素(HREE)较为亏损。此外,这些样品呈现出负Eu异常(Eu/Eu* = 0.60~0.91,平均为0.73)。

  贾沙二长辉长岩与二长岩均属于钾玄岩系列。二长辉长岩具有较低的SiO₂质量分数,为42.97%~51.97%,K₂O质量分数与K₂O/Na₂O比值很高,分别为2.85%~4.36%和1.34~2.54,属于典型的钾质岩石,CaO、Fe₂O₃、MgO质量分数较高,Mg#值为45.9~68.0,A/CNK比值为0.34~0.84,均落在准铝质范围内。二长岩与二长辉长岩相比,其SiO₂质量分数较高,为51.26%~53.92%,K₂O质量分数更高,为5.16%~6.03,CaO、Fe₂O₃T、MgO质量分数略低于二长辉长岩,A/CNK比值为0.73~0.88,同样落入准铝质范围内(见图2)。微量元素蛛网图显示[见图3(c)],二长辉长岩与二长岩具有相似的微量元素分布特征,富集Rb、Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、P、Ti,二者均具有极高的Ba(高至4640×10⁻⁶)和Sr(高至1690×10⁻⁶)含量。稀土元素球粒陨石标准化配分图显示[见图3(d)],二长辉长岩与二长岩总稀土含量一致,分别为(327~625)×10⁻⁶、(396~673)×10⁻⁶,二者均富集LREE。此外,二者Eu异常存在明显差异,二长辉长岩具有正的Eu异常(Eu/Eu = 0.80~1.08),而二长岩具有负Eu异常(Eu/Eu = 0.74~0.84)。

  龙岔河二长花岗岩属于高钾钙碱性系列,具有较高的SiO₂质量分数,为61.95%~70.34%,全碱质量分数高,为8.33%~9.79%,K₂O质量分数为4.31%~5.98%,Na₂O质量分数为3.09%~5.43%,K₂O/Na₂O比值较高,为1.10~1.78,Mg#值为39.9~46.8,A/CNK比值为0.76~1.06,介于准铝质和弱过铝质之间[见图2]。微量元素蛛网图显示[见图3(e)],二长花岗岩具有与地壳相似的微量元素特征,富集Rb、Th、U、K,亏损Ba、Nb、Ta、P、Zr、Hf、Ti。稀土元素球粒陨石标准化配分图显示[见图3(f)],总稀土含量较高,为(276~546)×10⁻⁶,富集LREE,亏损HREE。此外,二长花岗岩显示负Eu异常(Eu/Eu* = 0.49~0.88)。

  神仙水钾长花岗岩也属于典型的高钾钙碱性系列,具有极高的SiO₂质量分数,为70.64%~75.50%,全碱质量分数很高,为7.61%~11.41%,K₂O质量分数为4.73%~5.98%,Na₂O质量分数为1.84%~3.68%,K₂O/Na₂O比值较高,为1.22~4.34,Mg#值为12.8~24.9,A/CNK比值为0.94~1.14,均落在过铝质范围内(见图2)。微量元素蛛网图显示[见图3(e)],钾长花岗岩与二长花岗岩具有相似的微量元素分布特征,富集Rb、Th、U、K,但极度亏损Ba、P、Ti。稀土元素球粒陨石标准化配分图显示[见图3(f)],总稀土含量与二长花岗岩相比较低,为(62.4~236)×10⁻⁶,且轻、重稀土分异不显著。此外,钾长花岗岩具有显著的负Eu异常(Eu/Eu* = 0.30~0.57)。

  在哈克图解中(见图4),个旧碱性杂岩体各类岩石显示出了不同的岩浆演化过程,根据其主微量元素特征和演化趋势可以划分为以下3组。

  第一组为霞石正长岩,其代表个旧地区碱性岩浆活动,岩石主要由霞石、霓辉石等典型的碱性矿物组成,是个旧碱性杂岩体中全碱含量最高的岩石,不相容元素、LREE和K₂O/Na₂O比值变化较大;具有极低的相容元素、Ba和MgO含量,暗示岩浆经历了高度演化过程。

  第二组为二长辉长岩和二长岩,两组岩石均为钾质高Ba-Sr岩石,具有一致的主微量元素演化趋势,结合区域分布和岩相学特征可知,二长辉长岩与二长岩为同源岩浆不同演化阶段的产物。

  第三组为二长花岗岩和钾长花岗岩,两组岩石均为钾质花岗岩,且主微量元素特征均与地壳相似,表明两者都来源于壳源。此外,一致的主微量元素演化关系指示二长花岗岩到钾长花岗岩具有连续演化的成因联系。

  2.2 全岩Sr-Nd-Pb同位素及锆石Hf同位素组成

  白云山霞石正长岩同位素特征为:其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(I_Sr)稳定在0.7097~0.7118,全岩ε_Nd(t)值为-8.6~-6.4,初始²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值分别为38.906~39.445, 15.670~15.752, 18.442~18.659(见图5),其锆石ε_Hf(t)值为-5.6~+2.8,这些同位素数据与新生代西扬子地区幔源岩浆的分布范围一致见图6。

  贾沙二长辉长岩同位素特征为:其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(I_Sr)为0.7091~0.7101,与霞石正长岩在误差范围内一致,全岩ε_Nd(t)值为-7.7~-5.2,初始²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值分别为38.849~38.874, 15.650~15.658, 18.609~18.627(见图5),其锆石ε_Hf(t)值为-4.8~+2.5,这些同位素数据与白云山霞石正长岩基本一致,指示二者起源于相似的富集地幔源区(见图6)。

  贾沙二长岩同位素特征为:其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值(I_Sr)比二长辉长岩更富集,为0.7109~0.7111,其Nd-Pb-Hf同位素与二长辉长岩分布范围一致,ε_Nd(t)值为-7.9~-5.3,初始²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值分别为38.950~39.135, 15.622~15.648, 18.201~18.467,其锆石ε_Hf(t)值为-6.3~-0.3,这些同位素特征表明二长岩与二长辉长岩为同源岩浆不同演化阶段的产物(见图5和6)。

  龙岔河二长花岗岩同位素特征为:其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.7124~0.7130,远高于二长岩,ε_Nd(t)值为-7.8~-6.9,两阶段Nd模式年龄在1.45~1.52 Ga(见图5),其锆石ε_Hf(t)值为-7.3~+0.8,一阶段Hf模式年龄在0.72~1.05 Ga,两阶段Hf模式年龄在1.21~1.62 Ga,变化的Hf同位素指示着壳幔混合作用的发生见图6。

  神仙水钾长花岗岩同位素特征为:其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值变化较大,为0.7059~0.7192,这归因于这些高分异花岗岩具有极高的Rb/Sr比值。钾长花岗岩的ε_Nd(t)值比二长花岗岩更富集,为-9.3~-7.9,两阶段Nd模式年龄在1.58~1.64 Ga(见图5);锆石ε_Hf(t)值为-8.2~-2.2,一阶段Hf模式年龄在0.79~1.11 Ga,两阶段Hf模式年龄在1.05~1.35 Ga(见图6)。

  3 讨论

  3.1 霞石正长岩成因机制

  大量研究表明,霞石正长岩起源于岩石圈地幔[4,39-41]或地壳[42]。白云山霞石正长岩具有极高的全碱质量分数(12.76%~17.57%)和总稀土元素含量(134×10⁻⁶~1764×10⁻⁶),这些地球化学特征很难通过长英质地壳部分熔融产生。此外,白云山霞石正长岩的锆石ε_Hf(t)值分布范围较广,为-5.6~+2.8,表明熔体起源于古老地壳或富集地幔(见图6)。全岩Sr-Nd-Pb数据显示(见图5),霞石正长岩具有与EMII型富集地幔相似的I_Sr(0.7097~0.7118)、ε_Nd(t)值(-8.6~-6.4)和ε_Hf(t)值(-5.6~+2.8),并且这些同位素值与新生代西扬子地区起源于富集岩石圈地幔的钾质岩浆基本一致[39-41],其初始Pb同位素值同样指示EM II型富集地幔源区。哈克图解显示(见图4),白云山霞石正长岩具有极低的相容元素V、Co和MgO含量;同时,稀土元素球粒陨石标准化配分图显示[见图3(b)],其具有负的Eu异常(Eu/Eu*平均为0.73)。综上所述,霞石正长岩是部分熔融EM II型的富集岩石圈地幔产生的原始岩浆再经显著的镁铁质矿物和斜长石矿物分离结晶作用所形成。

  白云山霞石正长岩具有与弧岩浆相似的微量元素地球化学特征,富集大离子亲石元素(LILEs),亏损高场强元素(HFSEs),具有高Nb/Yb和La/Yb比值,以及Nb、Ta、Ti负异常[见图3(a)],但是,其Nb/U比值(1.42~12.0)远低于洋岛玄武岩(OIB)的平均值(47±7)[44],这说明其源区经历了与俯冲板片熔体或流体相关的交代作用[45]。霞石正长岩富集LREE、K₂O和Th,且具有极低的Ba/La和Ba/Y比值,这表明其源区经历了俯冲沉积物熔体交代作用[46-47][见图7(a)、(b)]。霞石正长岩具有极低的Rb/Sr比值且Rb/La与K/La比值成正相关关系,表明其地幔源区存在金云母矿物[49-50][见图7(c)、(d)]。综上所述,俯冲沉积物熔体交代作用形成了含金云母相的岩石圈地幔,之后含金云母相的岩石圈地幔发生部分熔融,产生了霞石正长岩的母岩浆。

  3.2 二长辉长岩-二长岩组合成因机制

  贾沙二长辉长岩属于钾玄岩系列,具有极高的Ba和Sr含量,与起源于富集岩石圈地幔的高Ba-Sr岩浆极其相似[51-53]。贾沙二长岩同样属于钾玄岩系列并且具有远高于思茅和扬子板块的Ba和Sr含量[54],并且其Mg#值高于镁铁质下地壳熔体,表明二长岩与二长辉长岩源区均为富集岩石圈地幔。二长岩与二长辉长岩具有相似的微量元素分布特征[见图3(c)],且主微量元素演化趋势一致(见图4),结合二者一致的锆石Hf同位素特征可以看出,二者为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,贾沙二长辉长岩具有明显的镁铁质矿物堆晶现象,并且具有正的Eu异常;而二长岩的CaO、Fe₂O₃T、MgO质量分数较低,且具有负的Eu异常,表明二长辉长岩为岩浆分离结晶的残余堆晶组分,而二长岩为进一步演化的熔体组分。全岩Sr-Nd-Pb数据显示(见图5),二长辉长岩和二长岩的I_Sr值、ε_Nd(t)值和ε_Hf(t)值,初始Pb同位素值在误差范围内与霞石正长岩一致,指示EMII型富集地幔源区。综上所述,贾沙二长辉长岩与二长岩起源于同一EMII型富集地幔源区,为同源钾质岩浆在不同演化阶段分异形成的产物。

  尽管贾沙二长辉长岩和二长岩同样具有与弧岩浆相似的微量元素地球化学特征及富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征,这些特征与白云山霞石正长岩一致,但与霞石正长岩不同的是,贾沙二长辉长岩和二长岩富集LILEs(Ba和Sr),且具有极低的Nb/Y和Th/Y比值,这表明其源区经历了与俯冲板片流体有关的交代作用见图7。综上所述,贾沙二长辉长岩与白云山霞石正长岩地幔源区存在差异,贾沙幔源岩浆起源于受到俯冲板片流体交代的岩石圈地幔,地幔源区存在金云母和角闪石等矿物。

  3.3 二长花岗岩-钾长花岗岩组合成因机制

  前人对龙岔河二长花岗岩的岩石成因类型研究仍存在争议[11,14]。在花岗岩成因类型判别图中[见图8(a)],大部分二长花岗岩落入A型花岗岩区域。结合二长花岗岩具有较高的全岩Zr饱和温度,明显的负Eu异常,以及不对称右倾“海鸥”型的稀土元素配分曲线,表明二长花岗岩符合A型花岗岩特征[55-57][见图3(f)]。二长花岗岩属于典型高钾钙碱性,具有较高的Th和U含量,下地壳相似的Nb/U比值,以及富集的Sr-Nd同位素组成,与下地壳起源的岩石一致[58]。值得注意的是,绝大多数二长花岗岩还具有极高的Ba和Sr含量,与哀牢山新生代高Ba-Sr花岗岩分布范围一致,因此,二长花岗岩同样具有高Ba-Sr花岗岩特征[51-54][见图8(b)]。研究表明,高Ba-Sr花岗岩成因与起源于富集岩石圈地幔的岩浆作用密切相关[51-53],而二长花岗岩的锆石ε_Hf(t)值为-7.3~+0.8,一阶段Hf模式年龄在0.72~1.05 Ga,指示源区受到了幔源物质的影响。程彦博研究认为,二长花岗岩发育大量暗色包体,这些暗色包体的Ba和Sr含量比二长花岗岩更高,而且地球化学特征与贾沙二长岩基本吻合[11]。此外,二长花岗岩与贾沙高Ba-Sr幔源岩浆Sr-Nd-Hf同位素组成相似。以上研究表明,龙岔河二长花岗岩为高Ba-Sr幔源岩浆和具有A型花岗岩特征的长英质岩浆混合而成。

  神仙水钾长花岗岩同时具有A型花岗岩和高分异花岗岩的特征[见图8(a)]。首先,钾长花岗岩具有较高的全碱质量分数、较高的全岩Zr饱和温度以及与二长花岗岩相似的微量元素分布特征[见图3(e)],符合A型花岗岩特征,且源区与二长花岗岩十分相似。在哈克图解中(见图4),二长花岗岩与钾长花岗岩主微量元素演化趋势一致,表明二者起源于同一母岩浆。此外,钾长花岗岩的ε_Nd(t)值和ε_Hf(t)值分布范围与二长花岗岩相似,二长花岗岩和钾长花岗岩的ε_Nd(t)值与SiO₂质量分数具有明显的正相关性,这进一步表明钾长花岗岩与二长花岗岩为同源岩浆不同演化阶段的产物,并且在岩浆演化过程中经历了显著的地壳混染和分离结晶作用。再者,钾长花岗岩具有极高的SiO₂质量分数和Rb/Sr比值,较低Nb/Ta和Zr/Hf比值,以及其稀土元素配分曲线显示出明显的“四分组”效应,显示出高分异花岗岩地球化学特征[61-63]。在微量元素蛛网图中[见图3(e)],钾长花岗岩比二长花岗岩更加富集Rb、Nb、Ta、K,更亏损Ba、Sr、P、Ti、LREEs,且具有极其显著的负Eu异常,表明其与二长花岗岩相比,经历了更加显著的磷灰石、钾长石、斜长石、榍石、钛铁矿等矿物的分离结晶过程。综上所述,钾长花岗岩同样为壳幔混合成因,是二长花岗岩经历更加强烈的岩浆演化过程形成的高分异岩浆。

  3.4 个旧杂岩成因模型及地质意义

  在晚白垩世时期,整个华南板块出露大面积晚白垩世岩浆岩,在红河-哀牢山断裂北侧,晚白垩世岩浆活动广泛发育。这些华南板块晚白垩世岩浆岩年龄范围集中在75~100 Ma,与华南板块西南缘个旧地区晚白垩世岩浆活动时间一致(74~91 Ma)[11-22],均为后碰撞板内伸展背景[64-70]。在岩石圈伸展背景下,区域性软流圈地幔上涌事件频发,进而导致华南板块岩石圈经历了再造过程[26]。在个旧地区,上涌的软流圈地幔提供大量的热,导致经历过先前俯冲交代作用的次大陆下岩石圈地幔发生减压熔融,形成碱性幔源岩浆和高Ba-Sr幔源岩浆。这些新生幔源岩浆的底侵作用使得下地壳发生部分熔融,产生长英质岩浆房,其中上涌的高Ba-Sr幔源岩浆注入到下地壳长英质岩浆房内,形成具有壳幔混合特征的岩浆,这些大量新生的地幔物质加入下地壳中,指示了大陆地壳的生长过程。最终,碱性幔源岩浆演化形成霞石正长岩,而高Ba-Sr幔源岩浆经历不同的演化阶段形成二长辉长岩和二长岩。与此同时,由幔源上涌导致地壳物质发生部分熔融产生的岩浆分别演化为二长花岗岩和高分异钾长花岗岩(见图9)。

  个旧地区位于三江构造带东部与华南板块西南缘结合部位,晚白垩世,个旧岩浆活动主要受新特提斯构造体系的影响还是太平洋构造体系的影响仍不明确[11-20]。程彦博认为,个旧晚白垩世岩浆活动主要受到太平洋板块西向俯冲控制[14],然而,近年来,越来越多的学者认为,华南板块晚白垩世岩浆活动受到新特提斯俯冲的远洋效应影响[69-70,72-74]。东南亚古地理重建工作表明,晚白垩世岩浆活动是由新特提斯板块向北俯冲所导致,且新特提斯板块折返诱发了华南板块南北向伸展,形成了广泛的岩浆活动和成矿事件[72-75]。已有研究报道,华南板块南部已发现东西走向的火成岩带和钨锡成矿带,且与新特提斯板块俯冲机制相关[74-76]。此外,红河-哀牢山构造带附近发现了起源于岩石圈地幔的新生代富钾、高Ba-Sr长英质岩石,这些高Ba-Sr长英质岩石与个旧高Ba-Sr岩石的地球化学特征十分相似,其构造背景受到新特提斯板块俯冲的控制,这也指示临近哀牢山带的华南板块西南缘在晚白垩世期间极有可能同样受到新特提斯构造体系的控制[58]。综上所述,本研究认为,新特提斯板块折返作用导致了晚白垩世华南板块内部发生东西向伸展,进而引发了广泛的岩浆活动以及与岩浆活动密切相关的成矿事件。

  4 结论

  1) 个旧碱性杂岩体记录了华南板块西南缘典型的多期次、多阶段、多源区、深部岩浆作用过程。

  2) 白云山霞石正长岩是典型的过碱性岩石,其起源于经历俯冲沉积物熔体交代的含金云母相岩石圈地幔,且原始岩浆经历了广泛的分离结晶作用。贾沙二长辉长岩和二长岩均为钾质高Ba-Sr岩石,二者起源于经历俯冲流体交代的含金云母角闪石相岩石圈地幔,是原始岩浆不同演化阶段的产物。龙岔河二长花岗岩具有A型和高Ba-Sr花岗岩特征,其为壳幔混合的岩浆演化而成,源区发生高Ba-Sr幔源岩浆和下地壳源的长英质岩浆混合作用。神仙水钾长花岗岩为高分异的A型花岗岩,为二长花岗岩经历强烈的磷灰石、钾长石、斜长石、榍石、钛铁矿等矿物分异所形成。

  3) 晚白垩世期间,新特提斯板块折返导致华南板块东西向伸展,在岩石圈伸展背景下,大量软流圈地幔物质上涌,进而引发华南板块大陆岩石圈再造和大陆地壳生长。

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