（地质工程专业论文）云南省双江县石炭纪牛井山蛇绿混杂岩的岩石学研究.pdf

摘要 _ i 炭纪牛井山蛇绿混杂岩出露丁i 云南省西南部双江县牛井山一耿马县勐永一带，勐永以匕与铜厂街 地区的蛇绿混杂岩相接。连续的出露长度超过1 0 0 k m ，宽度2 0 2 k m 不等。在牛升山以南可能是由1 。 后划构造的改造而被深埋地r 。主要岩石类型为斜k = 角闪岩、纹层状斜k 角闪岩、斜长角闪片岩、钠k = 绿泥绿帘片岩等，另见少量层状一似层状、囊状、细脉状的英云闪长岩一斜长花岗岩、超镁铁岩、变质幺 武岩等。牛井山、布京一带的斜长角闪岩中可见大量的变余火成堆积层理，部分斜长角闪岩中可见较多 的残余单斜辉石，其原岩应属堆晶辉长岩类并经历了角闪岩相的变质作用。超镁铁岩多为构造透镜体 分布于断裂带中，多蚀变为蛇纹石岩，在牛井山及布京一带已发现并圈定了9 个岩体( 块) 。 按超镁铁岩类的地球化学特征可将其划分为两类：一类具有较高而稳定的m g o 、较低的a 1 2 0 3 、极 低的c a o ，m f 值为8 0 8 4 按标准矿物组合进行分类可定为方辉橄榄岩，且均为f a l o o 、e n l o o 的镁 质端元组分：可与世界上一些典型的蛇绿岩套中变质橄榄岩进行对比代表了原始地幔中等部分熔融作 用后残余物。另一类被认为属超镁铁质堆晶岩，其m g o 、a 1 2 0 3 、c a o 、r e e 变化较大，并呈现出连 续变化的趋势岩石的r r d f 值为9 8 3 6 。按标准矿物进行分类，属含长二辉橄榄岩一含长橄榄二辉 岩一暗色橄榄苏长岩组合。 变质镁铁质岩石的主元素中k 2 0 = 0 0 9 一o 7 6 ，t i 0 2 = o 2 1 - - 2 1 0 ，具有较为典型的洋中脊玄武 岩( m o p , b ) 或洋底低钾拉斑玄武岩( l k t ) 的地球化学特点。其【m g 产3 7 7 2 ，平均约5 9 远小于与地幔 橄榄岩平衡的原始玄武岩浆的【m 羽指数( 6 5 - - 7 2 ) ，表明其母岩浆具有残余岩浆性质。岩石稀土元素配分 模式可分为l r e e 平坦型和l r e e 亏损型两类，指示了其原始岩浆起源于近原始或典型的火离子元素亏损 型的地幔，为典型的火洋中脊拉斑玄武岩的特征。大多数样品的c r 、n i 、c o 、s c 等强相容元素含量较 低，也暗示了形成镁铁质岩石的母岩浆应属残余熔融体。其微量元素的分配形式类似于过渡类型的洋中 脊玄武岩，同时表现出( k ) 、r b 、b a 、t h 、( 1 a ) 的明显富集也可解释为在洋中脊环境上叠加了地幔柱 的特征。来自邻区的铅同位素特征显示了弱d u p a l 异常的特点，带有冈瓦纳大陆地幔岩石圈的烙印。斜 长角闪片岩中锆石的表面年龄为2 0 7 ，“= 3 3 0 6 9 士2 7 1 - - 3 4 9 0 5 士4 0 0 m a 据野外产状及岩石学特征可将牛井山蛇绿混杂岩中的浅色岩类划分下述4 类，( 1 ) 呈囊状、团块 状散布t | 斜长角闪岩中的中粒黑云英云闪长岩：( 2 ) 呈韵律状夹层分布在片状斜长角闪岩、层状斜长角 闪岩中的英云闪i 之岩、斜长花岗岩：( 3 ) 呈细脉状侵入到斜长角闪岩中的斜长花岗岩；( 4 ) 片麻状英云闪 跃岩、斜长花岗岩。尽管这些岩石的地球化学特征都类似于大洋斜长花岗岩，但各类岩石的具体成因可 能不尽相同。 总而言之双江县石炭纪牛井山蛇绿混杂岩的岩石类型及其地球化学特征可与世界上一些典型地区 的蛇绿岩进行对比。这一发现提供了一个令人信服的岩石学证据它表明了昌宁一孟连构造带的确是古 特提斯洋的残迹。 芙键词：蛇绿混杂岩，i i 炭纪，牛井山，吕 一孟连构造带，占特提斯洋残迹 a b s t r a c t c a r b o n i f e r o u sn u j i n s h a no p h i o l i t em e l a n g ei ss i t u a t e df r o mn u j i n s h a nt o m e n g y o n ga r e a ，w h e r e i s d o m i n a t e db ys h u a n g j i a n gc o u n t ya n dg e n g m ac o u n t yr e s p e c t i v e l y ，s o u t h w e s t e r ny u n n a np r o v i n c e t h e o p h i o l i t em e l a n g ec a nb ec o n n e c t e dw i t ht o n g c h a n g j i eo p h i o l i t em e l a n g ef u r t h e rn o r t hi nm e n g y o n ga r e a c o n t i n u o u so u t c r o po ft h eo p h i o l i t em e l a n g ei sm o r et h a n1 0 0 k mi n l e n g t h ，a n dr a n g ef r o m0 2 t o2 k mi n w i d t h t h eo p h i o l i t em e l a n g em a yb eb u r i e du n d e r g r o u n df u r t h e rs o u t hi nn u j i n s h a na r e ab e c a u s et e c t o n i s m i n f l u e n c e di nl a t e r m a j o rp e t r o g r a p h i cc a t e g o r ya r ea m p h i b o l i t e ，s c h i s t o u sa m p h i b o l i t e ，l a y e r e da m p h i b o l i t e ， g r e e n s c h i s ls u b o r d i n a t ea r ep l a g i o c l a s eg r a n i t ed i k e ，l a y e r e dt o n a l i t e ，t o n a l i t i cc o n g l o m e r a t i o nd i s p e r s e di n a m p h i b o l i t e ，u l t r a m a f i cr o c ka n dm e t a b a s a l te t c p l e n t yo fi g n e o u sa c c u m u l a t e db a n d i n gw e r ed i s c o v e r e di n a m p h i b o l i t ef r o mn u j i n s h a n a n db u j i n ga r e a s o m er e s i d u a lc l i n o p y r o x e n ea l s ow e r ef o u n di naf e wo f s a m p l e p r o t o l i t h o u g h tt o b ea c c u m u l a t i v e g a b b r o i t e a n dh a s u n d e r g o n eaa m p h i b o l i t ef a c i e sm e t a m o r p h i s m u l t r a m a f i cr o c kf r a g m e n t s ，w h i c ha l m o s ti sa l t e r e dt oo p h i t e , d i s t r i b u t e di ns t r u c t u r a lz o n ea n dd i s p l a y e d s t r u c t u r a ll e n s s of a r , 9f r a g m e n t sw e r ed i s c o v e r e da n dm a p p e di nn u j i n s h a na n db u j i n ga r e a u l t r a m a f i er o c kc a l lb ed i v i d e dt w ok i n d sa c c o r d i n gt oi t s g e o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c s o n ec a nb e c o r r e l a t e dw i t hm e t a p e r i d o t i t e ，w h i c hr e p r e s e n t e dr e s i d u a lp a r tt h a t p r i m a r yp y r o l i t eu n d e r w e n tm o d e r a t e p a r t i a lm e l t i n g ，f r o ms o m er e p r e s e n t a t i v eo p h i o l i t em 6 1 a n g ei nt h ew o r l d i t i sc h a r a c t e r i z e db y h i g ha n d s t e a d ym g o ，l o w e ra 1 2 0 3a n dt r a c ec a o ，r r d f = 8 0 - 8 4 a c c o r d i n gt oc i p w s y s t e m o fr o c k ，i tc a nb e n a m e dh a r z b u r g i t e ，c o m p o s e do fm a g n e s i ce n d m e m b e rf a l 0 0a n de n l 0 0 o t h e rk i n dc a nb ec o n s i d e r e da s u l t r a m a f i cc u m u l a t e ，w h i c hw i d er a n g e da n dc o n t i n u o u s l yv a r i e di nm g o ，a 1 2 0 3 ，c a oa n d r e e ，m f = 9 8 - 3 6 i tc a nb en a m e dp l a g i o - i h e t - z o l i t e - - p l a g i o c l a s e - b e a d n go l i v i n ew e b s t e d t e - - d a r ko l i v i n en o r i t ea s a b o v ec r i t e r i a m a j o re l e m e n t so fm e t a m o r p h i cm a l i t e 。c h a r a c t e r i z e db yk 2 0 = 0 0 9 - - 0 7 6 ，t i 2 0 = 0 2 1 - 2 1 ，s h o w s o m eg e o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft y p i c a lm i d - o c e a nr i d g eb a s a l t ( m o r b ) o rl o wk a l i u mt h o l e i i t e ( l k t ) f r o mo c e a nb o t t o m r e s i d u a lm a g m aw e r ei n f e r r e da sm o t h e rm a g m af o r m e dm a f i t e ，d u et oi t s m g 】i n d e x ( 3 7 7 2 ，a v e r a g e5 9 ) i sf u r t h e rl e s s 【m g i n d e x ( 6 5 n 7 2 ) o fp f i m a r ym a g m a b a l a n c e dw i t hp y r o l i t e t w or e e d i s t r i b u t e dp a t t e r n ，l r e e - d e p l e t e da n df i a t ，w h i c hd i s p l a yas p e c i f i cc h a r a c t e ro ft y p i c a lm i d - o c e a nr i d g e t h o l e i i t e ，i n d i c a t et h a tp r i m a r ym a g m am a yb ed e r i v e df r o mn e a rp r i m a r yo rat y p i c a ll a r g e i o nl i t h o p h i l e e l e m e n t ( l i l e ) d e p l e t e dm a n t l e s t r o n gc o m p a t i b l ee l e m e n t s ，a sc r 、n i 、c o 、s c ，f r o m m o s ts a m p l e si sv e r y l o w i ta l s oi m p l i e dt h a tm o t h e rm a g m af o r m e dm a f i t ew a sar e s i d u a lm a l lt r a c ee l e m e n t sd i s t r i b u t e dp a t t e r n i ss i m i l a rt ot r a n s i t i o n a lm i d o c e a nr i d g eb a s a l ls i m u l t a n e o u s l y , t h ep a t t e r n ，w h i c hd i s p l a y e dac l e a r ( k ) 、r b 、 b a 、t h 、( t h ) - e n r i c h e d ，a l s o c a nb ee x p l a i n e da sa no c e a nr i d g ee n v i r o n m e n to v e r l a p p e dw i t hm a n t l ep l u m e l e a di s o t o p i cd a t af r o mn e i g h b o r i n ga r e a s ，w i t hs l i g h td u p a l a b n o r m i t y , c a r r i e do v e r p r i n t s f r o mm a n t l e l i t h o s p h e r eo f g o n d w a n a l a n d s u r f a c ea g eo f z i r c o n f r o ms c h i s t o u sa m p h i b o l i t ei s3 3 0 6 9 - a ：2 7 1 3 4 9 0 5 4 0 0 a c c o r d i n g t oo c c u r r e n c ea n dp e t r o g r a p h i cd a t af r o mf i e l d ，t h el e u c o e r a t i cr o c ki nt h eo p h i o l i t em e l a n g e c a nb ed i v i d e di n t of o u rk i n d sa sf o l l o w s ：( 1 ) m e d i u m - g r a i n e db i o t i t et o n a l i t e ，d i s p e r s e di na m p h i b o l i t ea s c o n g l o m e r a t i o n ，( 2 ) f i n e - g r a i n e dl a y e r e dt o n a l i t ea n dp l a g i o c l a s eg r a n i t e ，w h i c hi sr h y t h m i ci n t e r b e ds c a t t e r e d i ns e h i s t o u sa n dl a y e r e da m p h i b o l i t e ，( 3 ) p l a g i o c l a s eg r a n i t ed i k e ，i n t r u d i n g i n a m p h i b o l i t e ( 4 ) g n e i s s o s e t o n a l i t ea n dp l a g i o c l a s eg r a n i t e r e s p e c t i v el i t h o g e n e s i sm a yb ed i f f e r e n t ，n o t w i t h s t a n d i n gt h e i rg e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa r es i m i l a rt oo c e a np l a g i o g r a n i t ei nw h o l e a l li na l l ，i nc a r b o n i f e r o u sn u j i n s h a no p h i o l i t em e l a n g e ，p e t r o g r a p h i cc a t e g o r ya n dt h e i rg e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c sc a nb ec o r r e l a t e dw i t hr e p r e s e n t a t i v eo p h i o l i t em 6 1 a n g ei nt h ew o r l d t h i sd i s c o v e r yo f f e r e da c o n v i n c i n ge v i d e n c ef r o mp e t r o l o g y , i tt e s t i f i e dt h a tc h a n g n i n g - - m e n g l i a n g z o n ew a sav e s t i g eo fp a l e o z o i c t e t h y ss e a k e yw o r d s ：o p h i o l i t em e l a n g e ；c a r b o n i f e r o u s ；n u j i n s h a n ；c h a n g n i n g - - m e n g l i a n gz o n e ；v e s t i g e o f p a l e o z o i ct e t h y ss e a y 5 6 s 2 5 2 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明了引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：李静 名锻 2 0 0 3 年0 6 月2 0 日 第一章绪言 1 1 蛇绿岩研究的历史回顾 蛇绿岩一词最早来自希腊语“o p h i ”，意思是蛇( s n a k e o rs e r p e n t ) ；该词最早用于描述 遭受剪切作用改造的蛇纹石岩，由于其外表呈略带绿色、斑纹状的和发亮的外貌近似于某 些蛇。最早的蛇绿岩基本上就是蛇纹岩的另一个称谓，主要是一个描述性的、缺乏严格定 义的术语。导致早期的地质文献中“蛇绿岩”一词在使用上的混乱，但这种混乱并没有减 低它的使用频率。1 9 2 7 年，斯坦曼( s t e i n m a r m ) 将蛇绿岩定义为包括橄榄岩( 蛇纹岩) 、辉 长岩、辉绿岩、细碧岩和有关的、有生成关系的岩石组合：是一种同源的火成作用形成的。 以后斯坦曼进一步强调了其中的深水沉积物，如放射虫燧石岩、远海粘土等。这样蛇绿岩 就由最初的描述性术语演变为一个岩石成因组合的概念；认为它代表了优地槽发育早期侵 位的巨厚的海底岩浆侵入体。但也有许多研究者从不同的方面提出了异议，主要是关于橄 榄岩岩浆是否存在和由其分异出一系列岩石的观点。 2 0 世纪6 0 年代，随着板块构造的兴起，蛇绿岩的研究也 导到了飞速的发展，特别是 在7 0 - - 8 0 年代后，随着测试技术的进步和相关的岩石学、地球物理学、1 地球化学、海洋 学等学科的发展，形成了全球性的蛇绿岩研究热潮，取得了大量的研究成果。目前大多数 研究者同意在1 9 7 2 年的p c n r o s e 国际会议上所达成的共识，即蛇绿岩主要由以下4 个单元 组成：变质橄榄岩单元；主要由方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和少量的纯橄榄岩，它代表了 地幔物质或其熔出玄武岩浆之后的残余物。深成杂岩单元；主要由超镁铁质一镁铁质堆 晶岩、块状辉长岩组成。席状岩墙群及浅色岩单元；主要由辉绿岩墙、斜长岩、斜长花 岗岩等组成，但在一些蛇绿岩套中并不发育辉绿岩墙。喷出岩单元：主要由枕状玄武岩 组成但在一些蛇绿岩套中还发育大量的细碧岩、角斑岩；其上几乎均被远洋沉积物所覆 盖，它是海底喷发环境的证据。目前蛇绿岩通常被认为是特定的古大洋岩石圈( 大洋地 幔及洋壳) 残片，是大陆裂解和古大洋阶段存在的标志。对其进行深入研究将有助于全球 古板块构造的重建，探讨板块构造的形成机制等。对于上述定义尽管也还存在一些争议， 一些研究者认为应将蛇绿岩限定在产于扩张脊之上的镁铁质一超镁铁质岩组合，不应包括 上覆的远洋沉积物：而大多数研究者认为，鉴于蛇绿岩产出的特殊大地构造背景，将远洋 沉积物纳入蛇绿岩的范畴更能反映其作为大洋岩石圈残片的成因解释。但对于蛇绿岩是一 种特定的镁铁质一超镁铁质岩石组合这一点上并没有原则性的分歧。 不幸的是，近年来国内的蛇绿岩研究中由于忽视了蛇绿岩是一种特定的镁铁质一超镁 铁质岩的岩石组合这一严格定义，导致了一些不必要的人为的混乱：在“蛇绿岩多样性” 观点的指导下，把造山带中出现的镁铁质一超镁铁质岩石组合几乎均划为蛇绿岩，甚至出 现了生搬硬套地将不同时代、不同成因的镁铁质一超镁铁质岩石、枕状熔岩和放射虫硅质 岩组合拼凑成“蛇绿岩”的做法。从而不仅使得蛇绿岩自身的研究难以获得进展，建立在 蛇绿岩研究基础之上的古板块构造的重建与研究也显得十分苍白、无力。 造山带中蛇绿岩的鉴别是一项十分艰巨的工作，它需要投入大量的野外实际观察、区 域地质填图和详细的室内样品的测试分析、研究。蛇绿岩的单元组分和层序特征在不同时 期、不同地区可以不同，更由于后期的变质作用、构造作用使得蛇绿岩的岩石类型发生改 变、层序不完整甚至缺失某些单元而使得这一问题进一步复杂化。因此，在某一具体的蛇 绿岩剖面上，p e n r o s e 国际会议上所确定的4 个单元并不是总能观察到的，并常常混入一些 外来的岩块；或是蛇绿岩成一些孤立的剐性岩块散布于深海一次深海相的沉积岩、变质沉 积岩的“基质”中，从而形成蛇绿混杂岩，在这种情况下要对这些孤立的、外来的火成岩 块的性质进行准确鉴别并不是一件轻松的事情。 1 2 选题的目的意义 特提斯( t e t h y s ) 一词为著名的地质学家休士( e d u a e d s u c s s ，1 8 9 3 ) 在著名的论文“大海 的深度是永恒的吗? ”一文中首次应用。他用希腊神话中海神之母的名字命名一个曾经存在 过、而现在已经消失的赤道海域或大洋。该海域从现今的印度尼西亚经中国云南西部、喜 马拉雅到小亚细亚；然后，它的沉积物发生褶皱、形成高入云霄的山脉，耸立于西藏、喜 马拉雅和阿尔卑斯。当时的地质先驱们主要是通过生物地层对比、古生物地理分区的认识 来反演洋一陆的历史演化；最后推论出大地构造学说的概念和结论。 经过1 0 0 多年的研究，特别是板块构造的兴起，给特提斯地质研究带来了新的启示。 现代特提斯地质的研究内容在空间上和时间上都已经远远超出了先辈们曾经设想的范围。 黄汲清和陈炳蔚( 1 9 8 7 ) 从中国的地质资料出发，修正了许多已有的观点，提出了古特提斯、 中特提斯和新特提斯的概念，分别对应于古生代、中生代和新生代。这些概念在国内外获 得了普遍的承认和引用。本文主要涉及其中的古特提斯的概念和意义。 从沉积学的角度看，在滇西南的昌宁一孟连地区曾存在过一南北向( 现今的地理方位) 的晚古生代深水沉积盆地或宽阔的古特提斯洋已是不争的事实，其不乏沉积学证据的有力 支持( 方念乔，1 9 9 3 ) 。但来自岩石学的证据却相对显得薄弱得多，确定的蛇绿混杂岩的规 模也较小，特征也不是很典型，在一定程度上制约了中国境内古特提斯地质研究水平的进 一步提高和深入。 本人在参加国土资源部“1 ：2 5 万滚龙幅( 国内部分) 、临沧县幅区域地质调查项目”工 作时，在双江县牛井山地区首次发现了保存良好的变质堆晶辉长岩( 现为纹层状斜长角闪 岩) ，并与超镁铁质岩石、绿片岩、变质玄武岩等共生，岩石组合及各类岩石的地球化学 特征均可与世界上典型地区的蛇绿岩进行对比，且其露头良好，有一定的延伸规模，值得 进行进一步的深入研究。 本文试图通过对石炭纪牛井山蛇绿混杂岩的深入研究，进一步加深昌宁一孟连构造带 上蛇绿混杂岩的研究水平：同时对滇西南的南澜沧江一耿马一带造山带中若干镁铁质一超 镁铁质岩石组合的特征进行对比研究，捧除其中不属于蛇绿岩组合的部分；进而对滇西南 地区古特提斯的演化和古板块构造的重建提供扎实的岩石学资料，并与已经获得的大量沉 积学资料进行相互应证，提高滇西南地区古特提斯地质的研究程度。 1 3 工作区的交通和自然地理概况 工作区位于云南省西南部，距省会昆明市直线距离约3 4 0 k i n 。行政区划上属临沧地区 t! 学m 团t 团：曰，因圈s 囤e 圆，围e 圆 图1l 工作区交通位置圈 i 一誊鲁2 - t l ，州听在地3 - 县4 - 主千备s - x t t 登撸6 - 木摹7 - 1 1 柏8 - 陶再9 - 圭蛋工摊隧 双江县、耿马县管辖( 图1 1 ) ：有双江县一耿马县、耿马县一临沧的公路穿过主要工作区， 另外还有大量的乡村简易公路穿过工作区，交通十分方便。工作区接近中一缅边境，属边 疆少数民族聚居区，主要居住有拉祜族、佤族、布朗族、傣族、汉族、彝族等民族。区内 属亚热带山地季风气候，年平均气温约1 8 8 。c ：区内森林茂密，野生动、植物资源十分丰 富，农作物主要有水稻、玉米，主要经济作物有茶叶、花生、香蕉、咖啡、橡胶、胡椒等； 但工业基础较为薄弱，仅有少量的采矿、制糖、制茶、水泥生产等企业，总体上还属经济 欠发达地区。 工作区内水力资源丰富，分属澜沧江水系和怒江( 萨尔温江) 水系；位于双江县北约 2 6 k m 的大雪山海拔3 2 3 3 m ，为工作区附近的最高峰；牛井山蛇绿混杂岩基本沿大雪山西 坡的山麓地带分布。工作区内的最低点为南部小黑江大桥下、勐勐河与小黑江的交汇处， 海拔高度约8 5 0 m ，相对高差达2 3 8 3 m ，总体上属中、低山深切割地区。 1 4 学术思想、研究内容和技术路线 本文的研究主要以本人亲自参与的“1 ：2 5 万滚龙幅( 国内部分) 、临沧县幅区域地质调 查项目”所获地质资料为基础，并结合原l ：2 0 万耿马幅资料、前人的专题研究项目所获 成果，以现代岩石学理论为指导思想，研究石炭纪牛井山蛇绿混杂岩的空间分布特征，变 形、变质特点：并以牛井山剖面、干龙塘剖面为重点，对该套岩石重点进行岩相学、岩石 地球化学、同位素年代学特征的研究，并与泥盆系曼信组中的玄武岩夹层、石炭系平掌组 玄武岩、石炭一二叠系光色组玄武岩进行对比研究，同时注意与邻区各镁铁质一超镁铁质 岩带进行类比。在此基础上探讨牛井山蛇绿混杂岩中各类岩石的成因、产出的大地构造背 景、源区特征、岩浆的起源及演化、成岩之后的变形一变质改造过程等。并与国外一些典 型蛇绿岩套进行对比研究，从岩浆作用的角度探讨中国境内古特提斯地质演化的进程。 1 5 前人研究历史和现状 在云南省地矿局完成的l ：2 0 万风庆幅、耿马幅、孟连幅等区域地质调查报告中首先 确定了铜厂街、牛井山和孟连等地的超基性岩类，但并未就其成因进行过深入的研究。杨 嘉文( 1 9 8 2 ) 最早著文报道了昌宁一孟连构造带上云县铜厂街地区的蛇绿岩，并认为“， 与世界公认为蛇绿岩套的岩石组合及矿产进行了对比，认为基本相同，但本区规模较小。 它既接近洋中脊似拉斑玄武岩，也类似于大陆裂谷的碱性玄武岩，形成于早石炭世。 蛇绿岩属陆问裂谷型。”。张旗等( 1 9 8 5 ) 随后又对铜厂街地区的蛇绿岩进行了研究，认为 铜厂街地区的“蛇绿混杂岩中的火山岩可分为两类，类遭受明显的变质作用，类似于洋 脊玄武岩，另类与洋岛玄武岩有关。这两类玄武岩来源于不同的岩浆，它们在铜厂街的 同时出现，反映了正常洋脊与地幔热点重叠的情况，。”。莫宣学等( 1 9 9 8 ) 认为牛井山 附近公路上出露的超镁铁岩为变质的堆品岩，尽管变形作用使得堆晶结构不甚清楚，但仍 可见层状构造和变余粒序层理，在地球化学特征方面也不同于地幔橄榄岩。朱勤文等( 1 9 9 9 ) 对分布于孟连曼信地区前人所定的苦橄玢岩岩脉进行了研究，认为“该苦橄岩普遍发育 堆积结构，与石炭纪洋脊型一准洋脊型玄武岩具有成因演化关系。不是岩脉，而是水 下喷出相的夭折堆积岩，。”。张翼飞等( 2 0 0 1 ) 认为牛井山地区的“超基性岩与铜厂街 区的十分相似，表明两地超基性岩在物源和成因上的相似性，进一步表明与铜厂街的 辉长岩及洋脊拉斑玄武岩之间具有一定演化关联。”。 综上所述，前人在该蛇绿混杂岩带的铜厂街、牛井山及孟连等地均作过较多的专题研 究工作，取得了一批成果，为本次研究打下了较好的基础。但由于受专题研究工作本身野 外工作投入量的制约，没有进行大规模的区域地质填图，对该蛇绿混杂岩的规模和空间分 布缺乏必要的了解。同时由于受当时认识水平的限制，在牛井山等地并未识别出大套的变 质堆晶辉长岩( 纹层状斜长角闪岩) ，也未鉴别出两类性质不同的超镁铁岩类。1 ：2 0 万耿马 幅甚至将干龙塘一牛井山一带具有典型洋中脊玄武岩地球化学特征的变质堆晶辉长岩( 纹 层状斜长角闪岩) 、变质基性岩类误划为澜沧群( p t 3 l ) 区域变质岩。客观上也制约了对该 蛇绿混杂岩进行更深入的研究。部分研究者还得出“，而铜厂街的洋脊拉斑玄武岩分布 如此的局限，不足以说明当时大洋的存在”的结论。 1 6 完成的工作量及测试结果质量评述 自2 0 0 1 年1 1 月至2 0 0 2 年1 月，为完成“1 ：2 5 万滚龙幅( 国内部分) 、临沧县幅区域 地质调查项目”的野外工作及本文的研究，本人与多名同事在牛井山一孟永一带及周边地 区进行了三个多月的野外地质填图及剖面测制工作，进行了卓有成效而愉快的合作。完成 的实物工作量如表1 1 所示： 表l ，i 实物工作量表 项目单位完成工作量项目单位完成j ：作量 实测地质剖面( 3 条) k m 1 3 3不同比例尺的区域地质填图k m 22 2 0 岩石标本件 2 6 0岩干i 薄片 什 2 1 5 岩石硅酸盐分析件 3 0岩4 i 稀十元素分析仆3 0 岩干i 微量元素分析件 3 0同位素测年样什 l 占生物样品件 1 2牙形_ i 样品什i l 本文的编写过程中还收集、利用了前人在牛井山地区测试的超镁铁岩硅酸盐分析、稀 土元素分析、微量元素分析资料各4 件：小黑江南岸石炭系平掌组玄武岩的硅酸盐分析、 稀土元素分析、微量元素分析资料各6 件；收集利用邻区同位素测年资料2 件，全岩铅同 位素资料4 件。 本次工作采集的岩石薄片样品由云南省地调院区调所张伟明高级工程师鉴定：硅酸盐 分析样品由云南省地矿局区域地质矿产调查所实验室用湿法分析。古生物化石和牙形石分 别由云南省地矿局区域地质矿产调查所林敏基、董致中高级工程师鉴定。大多数稀土元素 分析、微量元素分析样品由云南省地矿局中心实验室采用原子吸收光谱进行分析；少数样 品送中国地质大学( 武汉) 国土资源部壳幔体系组成，物质交换及动力学开放研究实验室采 用p o e m s i i i ( p l a s m ao p t i c a l e m i s s i o nm a s ss p e c t r o m e t e r ) 等离子体光质谱仪进行测定，作为 外检样品。同位素测年样送中国地质调查局同位素地球化学开放研究实验室( 宜昌) 采用颗 粒锆石熔融法进行测定。 通过对分析测试结果进行对比研究，认为绝大多数的测试分析结果是正确、可信的， 基本可以满足研究的要求。但由云南省她矿局中心实验室测试的( t h ) 、t a 、n b 明显比外检 样品高，而s c 明显比外检样品低；超镁铁岩的稀土元素含量及其分配形式也与外检样品 有较为显著的差异。 为尽量减少不同蚀变程度、不同灼失量之间的样品差异，所有硅酸盐分析成果首先分 别按侵入岩和喷出岩进行了全铁调整，然后按s i 0 2 、t i 0 2 、p 2 0 5 等1 l 项氧化物进行标 准化。c i p w 标准矿物计算使用“福建省地矿局微机地质科学应用程序开发项目组”( 1 9 8 6 ) 编写出版的微机地质科学程序集进行。同位素资料、岩石地球化学资料及图解、定量 模拟计算在通用的e x c e l 一2 0 0 0 数据处理软件上进行。 在普通铅和锆石铀一铅同位素资料处理中使用的参数如下： 衰变常数：入2 3 s = 1 ；5 5 1 2 5 1 0 - t o a - 1 ，x2 3 5 = 9 8 4 8 5 l f f l o a 。， 2 3 2 = 0 4 9 7 4 5 l o d 0 a 1 a 地幔u 值2 3 8 u 2 0 4 p b = 7 8 ，x 值2 3 2 1 舻0 4 p b - - 4 0 4 ，2 3 8 u p 3 5 u = 1 3 7 8 8 。 地球原始铅同位素组成2 0 6 p b 2 0 4 p b = - 9 ，3 0 7 ，加7 p b ，2 0 4 p b = 1 0 2 9 4 ，2 0 8 p b 严0 4 p b - - - - - 2 9 4 7 6 。 地球年龄t - - 4 5 7 0 m a 。 6 2 1 地层 第二章区域地质概况 按云南省区域地质志用“槽一台”观点对云南省进行的大地构造单元的划分，工 作区属冈底斯一念青唐古拉褶皱系之昌宁一孟连褶皱带( 图2 1 ) 中部，位于勐省一东回褶皱束 与临沧一勐海褶皱束两个三级大地构造单元的接壤地 带：石炭纪牛井山蛇绿混杂岩就基本沿这一接壤地带 出露。 经过本次1 ：2 5 万区域地质调查工作，对本区的大 地构造划分有了新的认识( 表2 1 ) ，在此基础上，本文 形成的认识是：石炭纪牛井山蛇绿混杂岩是滇缅马泰 微大陆与扬子微大陆的结合带，是古特提斯大洋的残 迹。古特提斯是原特提斯的延续和发展，古特提斯闭 合过程中洋壳向东俯冲，临沧花岗岩基是二叠纪俯冲 期的陆缘弧花岗岩与三叠纪碰撞一造山花岗岩的复 合型岩基( 如图2 2 ) 。粟义、安康地区以硬玉、蓝闪 石为代表的低温高压变质带可能相当于当时的海沟位置。 2 1 工作e 太冉连谯置蛆i - - - _ o 、 表2 1 1 ：2 5 万滚龙幅( 国内部分) 、临沧县幅大地构造剐分表 滇缅马泰微大陆双江构造混杂带扬子微大陆 安康逆冲一推覆构造带 保沧源早古耿马晚古临沧陆缘思茅地块 牛井山蛇 山生代被动生代拨动 岩舯被动大南美变嚣碰撞 绿构造混粟义高压 地边缘断褶边缘前陆一主动边质基底逆花岗岩平村碰撞思茅中新 杂带变质逆种 块带推覆带缘逆冲一冲一推覆 带 一后碰撞 生代复合 一推覆带 推覆带 带 岩浆岩带盆地 在该蛇绿混杂岩带以东，中元古界大勐龙岩群为出露的最老地层。主要里捕掳体形式 分布于临沧花岗岩基中，岩性主要有黑云斜长片麻岩、变粒岩、角闪变粒岩及大理岩：混 合岩化普遍，可达高绿片岩相一低角闪岩相的变质强度。其原岩为酸性和基性火山岩、砂 质泥岩夹碳酸盐岩，应为一套优地槽型沉积建造组合。 上元古界澜沧岩群分布较为广泛，主要出露于临沧花岗岩基西侧，被花岗岩所侵入： 7 型 3 日 1 0 0 o o ， bi, i 螺 荔 1 箝浠 督新 搽 姆。， 。雳 擞： 矿。 & 岛 嘭“莎 答 篓 x 僚 - i l l豁 声f “k 30l00。 ：21 ：! 芒! ：h 圈 口，曰：口，固口。回，曰 曰。田。曰，：口曰。圈，曰t 固。，田t s 圆，。曰。团：，田z ：囫玎囫囫：，团：s 囡z ， 圈2 2 云南省双江县石炭纪牛井山蛇绿混杂岩区域地质筒圈( 嚣l ：2 5 万簟格蠢瓣琦化謦馥) i 第四采2 上第三慕三号组3 中傣，托开左蛆4 上三i 麓三岔再姐5 下三叠麓帕拍蛆6 上二麓石嚣_ 魍伸= 麓大啊山粗， 裂譬篇盟器蠹黼微勰端i 艘豫嚣勰翳麓黝嚣j 凇0 2 臀一 2 l 三叠纪花圈岩2 2 二叠妃花蝌闪长岩2 3 地鼻境2 不t 音再蛾2 6 室矗、推啊晨t 剪埘糟- 2 6 大墙特地分区再蝇2 7 1 m # 、居民点 坦田 为一套夹火山岩的、变质程度仅达低绿片岩相的复理石建造。但其岩石组合及构造变形都 比较复杂，已不可能恢复其原始的正确层序。主要岩性有白云石英片岩、石英岩、白云钠 长绿泥片岩、角闪斜长变粒岩、绿泥绢云片岩夹大理岩、条带状磁铁石英岩。其与大勐龙 岩群共同构成了该区地壳的结晶基底，其上一般缺少盖层。 具有被动大陆边缘性质沉积的泥盆系一石炭系南段组与下伏澜沧岩群呈脆一韧性断 层接触，其主要岩性为不等粒石英砂岩、含长石英砂岩、长石石英砂岩、页岩、粘板岩、 泥质砾岩等：发育有不完整的鲍马层序，其组成型式有：a d 、a b d 、c d 等。岩石普遍具 不同程度的变质现象，含化石稀少。南段组构造改造较强，大部地段层序、厚度已不能代 表其原始的层序、厚度。二叠系拉巴组为灰黄色厚层一块状岩屑( 长石) 杂砂岩、深灰色泥 质板岩、钙( 碳1 质泥板岩夹硅质灰岩、深灰色硅质岩、深灰色泥晶灰岩，部分地段尚见有 凝灰质钙质砂岩与深灰色硅质泥岩组成的韵律层，于灰岩中获牙形石：d i p l o g n a t h u s o e r t l i i 、 m e s o g o n d o l e l l ag u f i o e n s i s ms i c i l f e n s i s 、ms p 、j l | = g u f l o e n s i s 、腻a f t b i s s e l l i 、ms p a 、 n e o s p a t h o d u sc a r c u c r i s t a t u s 、p r i o n i o d e l l as p 等。在牛井山、贺科等地，拉巴组变形、变 质较强，为绢云石英干枚岩、绢云千枚岩、绢云板岩、绢云砂质板岩、条纹状绿泥钠长绢 云千枚岩、变质凝灰岩、大理岩等。与南段组呈整合过渡关系，但分布范围较为局限，可 能相当于海沟或大陆斜坡附近受陆源影响的较深水盆地沉积。 牛井山蛇绿混杂岩带以西为一晚古生代的坳陷区；泥盆系温泉组为具有被动大陆边缘 性质的陆源碎屑浊积岩系，测区内与曼信组为相变关系。主要岩性为岩屑石英( 杂) 砂岩、 粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩和含角砾的倦 砂质) 泥岩，少量硅质岩、硅质泥岩、含砂质灰 岩、生物屑灰岩。采获植物：z o s t e r o p h y l l u mm y r e t o n i a n u m ，腕足：d i c o e l o s t r o p h i a p u n c t a t a 、 k w a n g s i r h y n c h i af i u j i n g e n s i s 、a u l a c e l l a s t r i a t a 、u n c i n u l u sf a s c i g e r 、g y m o s t r o p h i a c f q u a d r a t a ；双壳：p h t h o n i as p ：介形虫：a m p u l o i d e se 1 q u a d r a t a 等 泥盆系曼信组主要岩性为灰一浅灰、灰黑、青灰色薄层状放射虫硅质岩、浅灰、浅灰 绿色薄层状硅质泥岩、凝灰岩、少量岩屑石英杂砂岩、粉砂岩、泥岩、深灰、灰黑色薄层 状含砂质灰岩、玄武岩、凝灰岩等。下石炭统平掌组呈整合过渡关系。获牙形石：e o b 伊a t h u s c f i n v e r s u s 、n e o p r i o n i o d u sb i c u r v a t u s 、h i n d e o d e l l ae f e q u i d e n t a t a ，放射虫：n a z a r o v e l l a g r a c i l i s ，i s h i g a u mt r i f u s t i s 。从曼信组的岩性组合看，明显为次深海一深海盆地相沉积同 时其沉积受陆缘物质影响显著。硅质岩地球化学特征研究表明，曼信组硅质岩