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文檔簡介
云南臨滄花崗閃長巖:地球化學(xué)剖析與成因溯源一、引言1.1研究背景與意義花崗閃長巖作為一種中酸性侵入巖,在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的研究中占據(jù)著重要地位。其形成與地球深部的巖漿活動密切相關(guān),是地球內(nèi)部物質(zhì)和能量交換的重要產(chǎn)物?;◢忛W長巖的巖石地球化學(xué)特征記錄了巖漿源區(qū)性質(zhì)、巖漿演化過程以及構(gòu)造環(huán)境等多方面的信息,對于揭示區(qū)域地質(zhì)演化歷史、探討地球動力學(xué)過程具有關(guān)鍵作用。通過對花崗閃長巖的主量元素、微量元素以及同位素組成的精確分析,可以深入了解巖漿的起源、演化機制,以及其形成時所處的構(gòu)造背景,為重建區(qū)域地質(zhì)歷史提供重要依據(jù)。云南臨滄地區(qū)的花崗閃長巖位于“三江”地區(qū)中部瀾滄江南段的“臨滄花崗巖基”,該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運動和巖漿活動,是研究古特提斯構(gòu)造演化的關(guān)鍵地區(qū)之一。臨滄花崗閃長巖嚴(yán)格受瀾滄江斷裂控制,其形成與區(qū)域構(gòu)造演化緊密相連。研究這一地區(qū)的花崗閃長巖,對于深入認(rèn)識滇西三江地區(qū)特提斯構(gòu)造演化中的巖漿作用具有重要的科學(xué)意義。通過對其巖石地球化學(xué)特征的詳細研究,可以揭示巖漿的源區(qū)性質(zhì)和演化過程,進而為探討古特提斯洋的閉合過程、板塊碰撞機制以及陸殼的增生和演化提供關(guān)鍵的約束條件。這不僅有助于完善區(qū)域地質(zhì)演化模型,還能為深入理解地球演化的動力學(xué)過程提供重要的參考。此外,臨滄花崗閃長巖的研究還具有潛在的經(jīng)濟價值。許多金屬礦產(chǎn)的形成與花崗質(zhì)巖漿活動密切相關(guān),通過對花崗閃長巖的深入研究,可以為該地區(qū)的礦產(chǎn)資源勘查提供科學(xué)依據(jù),有助于發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)資源,為地方經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。1.2研究現(xiàn)狀花崗閃長巖作為一種廣泛分布的中酸性侵入巖,一直是國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)研究的重點對象之一。在全球范圍內(nèi),不同構(gòu)造背景下的花崗閃長巖都得到了深入研究。在島弧環(huán)境,如環(huán)太平洋地區(qū),花崗閃長巖的形成與大洋板塊俯沖密切相關(guān),通過對其巖石地球化學(xué)特征和年代學(xué)的研究,揭示了島弧巖漿演化過程以及板塊俯沖的動力學(xué)機制。在大陸碰撞帶,花崗閃長巖記錄了陸陸碰撞過程中的巖漿活動,為研究碰撞造山機制和地殼演化提供了重要線索。學(xué)者們運用巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)以及同位素年代學(xué)等多學(xué)科方法,對花崗閃長巖的成因、源區(qū)性質(zhì)、巖漿演化過程以及構(gòu)造環(huán)境等方面取得了豐碩的研究成果。通過主量元素分析,可以確定花崗閃長巖的巖石類型和化學(xué)組成特征,從而判斷其形成的物理化學(xué)條件;微量元素和同位素研究則能夠示蹤巖漿的源區(qū),揭示巖漿的起源和演化歷史。在國內(nèi),花崗閃長巖的研究同樣受到廣泛關(guān)注。對秦嶺-大別造山帶、青藏高原等地區(qū)花崗閃長巖的研究,為認(rèn)識中國復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化提供了關(guān)鍵信息。在秦嶺-大別造山帶,花崗閃長巖的研究有助于探討華北板塊與揚子板塊的碰撞拼合過程;在青藏高原,花崗閃長巖的研究對于理解印度板塊與歐亞板塊碰撞后的地殼加厚、巖漿活動以及高原隆升機制具有重要意義。然而,針對云南臨滄地區(qū)花崗閃長巖的研究相對較少,研究程度也有待提高。雖然部分學(xué)者對該地區(qū)花崗閃長巖的巖石學(xué)特征進行了初步觀察,對其巖石類型和礦物組成有了基本認(rèn)識,但在巖石地球化學(xué)特征的精細研究方面仍存在不足。對于其主量元素、微量元素以及同位素組成的系統(tǒng)分析不夠全面,導(dǎo)致對該地區(qū)花崗閃長巖的成因和源區(qū)性質(zhì)的認(rèn)識還不夠深入。在構(gòu)造環(huán)境的研究方面,盡管已知其形成與瀾滄江斷裂密切相關(guān),但具體的構(gòu)造動力學(xué)背景和演化過程仍存在諸多爭議,缺乏足夠的地質(zhì)證據(jù)和地球化學(xué)約束。對臨滄花崗閃長巖與區(qū)域內(nèi)其他巖漿巖的時空關(guān)系和成因聯(lián)系也尚未進行深入探討。因此,有必要開展系統(tǒng)的巖石地球化學(xué)研究,以填補該地區(qū)花崗閃長巖研究的空白,進一步完善對滇西三江地區(qū)地質(zhì)演化的認(rèn)識。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究旨在全面深入地剖析云南臨滄花崗閃長巖的巖石地球化學(xué)特征及其成因,具體研究內(nèi)容涵蓋以下幾個關(guān)鍵方面:巖石學(xué)特征研究:通過系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查,詳細記錄云南臨滄花崗閃長巖的產(chǎn)出狀態(tài),包括巖體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀以及與圍巖的接觸關(guān)系等,以明確其在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造中的位置和分布規(guī)律。在室內(nèi)對采集的巖石樣品進行顯微鏡下鑒定,仔細觀察巖石的礦物組成,如石英、長石、角閃石、黑云母等礦物的種類、含量及相互關(guān)系,研究巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,包括粒度大小、結(jié)晶程度、礦物排列方式等,全面掌握花崗閃長巖的巖石學(xué)基本特征。元素地球化學(xué)特征研究:運用先進的分析測試技術(shù),對花崗閃長巖樣品進行主量元素分析,精確測定SiO?、Al?O?、Fe?O?、CaO、MgO、K?O、Na?O等主要氧化物的含量,確定巖石的化學(xué)組成特征,進而判斷巖石的類型和系列,如鈣堿性系列、拉斑玄武巖系列等。開展微量元素分析,重點關(guān)注稀土元素(REE)以及大離子親石元素(LILE)如Rb、Ba、K、Th、U等和高場強元素(HFSE)如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等的含量和分布特征,通過繪制微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素配分曲線,揭示巖石的地球化學(xué)性質(zhì)和巖漿演化過程。同位素地球化學(xué)特征研究:進行鋯石U-Pb同位素年代學(xué)分析,精確測定花崗閃長巖的形成年齡,為研究其形成時代和地質(zhì)演化提供時間約束。開展Sr-Nd-Hf同位素分析,通過測定巖石的初始Sr同位素比值(??Sr/??Sr)?、εNd(t)值和εHf(t)值等,示蹤巖漿的源區(qū)性質(zhì),判斷巖漿是來自地幔、地殼還是殼?;旌显?,以及源區(qū)物質(zhì)的組成和演化歷史。巖石成因及構(gòu)造動力學(xué)背景探討:綜合巖石學(xué)、元素地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)的研究成果,深入探討云南臨滄花崗閃長巖的成因機制,分析巖漿的起源、演化過程以及可能的形成方式,如部分熔融、結(jié)晶分異、巖漿混合等。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料,包括區(qū)域構(gòu)造演化歷史、板塊運動等信息,研究花崗閃長巖形成的構(gòu)造動力學(xué)背景,判斷其形成與板塊俯沖、碰撞、伸展等構(gòu)造運動的關(guān)系,揭示其在區(qū)域地質(zhì)演化中的作用和意義。1.3.2研究方法為實現(xiàn)上述研究內(nèi)容,本研究將綜合運用多種先進的研究方法和技術(shù)手段:野外地質(zhì)調(diào)查:在云南臨滄地區(qū)開展全面系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查工作。依據(jù)地質(zhì)填圖規(guī)范,采用穿越法和追索法相結(jié)合的方式,對研究區(qū)內(nèi)花崗閃長巖出露區(qū)域進行詳細的路線調(diào)查,繪制1:50000或更大比例尺的地質(zhì)草圖。詳細記錄花崗閃長巖的露頭特征,包括巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風(fēng)化程度等,觀察巖體與圍巖的接觸關(guān)系,如侵入接觸、斷層接觸或整合接觸等,測量巖體的產(chǎn)狀要素,如走向、傾向和傾角,采集具有代表性的巖石樣品,用于后續(xù)的室內(nèi)分析測試。在野外調(diào)查過程中,注重收集區(qū)域地質(zhì)信息,包括地層分布、構(gòu)造形跡、其他巖漿巖和變質(zhì)巖的出露情況等,以便全面了解研究區(qū)的地質(zhì)背景。室內(nèi)巖相學(xué)分析:將野外采集的巖石樣品加工制成標(biāo)準(zhǔn)的巖石薄片,在偏光顯微鏡下進行詳細的巖相學(xué)觀察。運用礦物學(xué)知識,鑒定巖石中各種礦物的種類、含量和光學(xué)性質(zhì),觀察礦物的晶形、粒度、解理、雙晶等特征,研究礦物之間的相互關(guān)系和結(jié)晶順序,分析巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型,如花崗結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造等,通過巖相學(xué)分析,初步了解花崗閃長巖的巖石學(xué)特征和形成過程。主量元素分析:采用X射線熒光光譜儀(XRF)對花崗閃長巖樣品進行主量元素分析。首先將巖石樣品粉碎至200目以下,然后與適量的熔劑混合,在高溫爐中熔融制成玻璃片。將玻璃片放置在XRF儀器中,通過測量樣品對X射線的熒光強度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出樣品中各主量元素氧化物的含量。分析過程中,嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程進行操作,并采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行質(zhì)量監(jiān)控,確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。微量元素分析:運用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進行微量元素分析。將巖石樣品經(jīng)過酸溶處理后,制成溶液樣品。將溶液樣品引入ICP-MS儀器中,在高溫等離子體的作用下,樣品中的元素被離子化,然后通過質(zhì)譜儀測量離子的質(zhì)荷比,從而確定樣品中各種微量元素的含量。在分析過程中,采用國際標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)進行校準(zhǔn)和質(zhì)量控制,保證分析數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性。同時,對分析結(jié)果進行合理的質(zhì)量評估和數(shù)據(jù)處理,剔除異常數(shù)據(jù),確保分析結(jié)果能夠真實反映巖石的微量元素組成特征。同位素分析:對于鋯石U-Pb同位素年代學(xué)分析,首先采用重液分離和磁選等方法從巖石樣品中分離出鋯石顆粒。然后在顯微鏡下挑選出晶形完好、透明度高、無明顯裂紋和包裹體的鋯石,將其制成環(huán)氧樹脂靶,并進行拋光處理。利用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)對鋯石進行原位微區(qū)分析,測量鋯石中U、Pb等元素的含量和同位素組成,通過計算獲得鋯石的U-Pb年齡。分析過程中,采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石進行校準(zhǔn),并對分析數(shù)據(jù)進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和誤差評估,確保獲得準(zhǔn)確可靠的年齡數(shù)據(jù)。在Sr-Nd-Hf同位素分析方面,同樣將巖石樣品經(jīng)過化學(xué)處理后,制成溶液樣品。運用多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)測量樣品的Sr、Nd、Hf同位素組成,通過計算獲得初始Sr同位素比值(??Sr/??Sr)?、εNd(t)值和εHf(t)值等參數(shù),從而示蹤巖漿的源區(qū)性質(zhì)和演化歷史。在分析過程中,采用國際標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)進行校準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)控,保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)分析與綜合研究:運用相關(guān)地球化學(xué)軟件,如Geokit、Isoplot等,對主量元素、微量元素和同位素分析數(shù)據(jù)進行處理和分析。通過繪制各種地球化學(xué)圖解,如TAS圖解、AFM圖解、微量元素蛛網(wǎng)圖、稀土元素配分曲線、同位素相關(guān)圖解等,直觀展示巖石的地球化學(xué)特征,分析巖石的類型、系列、源區(qū)性質(zhì)和巖漿演化過程。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料和前人研究成果,進行綜合分析和對比研究,探討云南臨滄花崗閃長巖的成因機制和構(gòu)造動力學(xué)背景,建立合理的地質(zhì)模型,解釋其形成過程和地質(zhì)意義。二、區(qū)域地質(zhì)背景2.1云南臨滄地區(qū)地質(zhì)概況云南臨滄地區(qū)地處中國西南部,位于“三江”地區(qū)中部瀾滄江南段,其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史,地層、構(gòu)造和巖漿活動特征顯著,為花崗閃長巖的研究提供了重要的區(qū)域地質(zhì)基礎(chǔ)。臨滄地區(qū)的地層發(fā)育較為齊全,從元古界到新生界均有不同程度的出露。元古界主要為一套變質(zhì)巖系,經(jīng)歷了多期變質(zhì)作用,巖石變形強烈,常見片理、片麻理等構(gòu)造,反映了其形成于深部構(gòu)造環(huán)境以及受到區(qū)域構(gòu)造運動的強烈改造。古生界地層中,寒武系主要為淺變質(zhì)的碎屑巖和少量碳酸鹽巖,其中含有豐富的三葉蟲化石,是研究寒武紀(jì)生物演化和古地理環(huán)境的重要依據(jù);奧陶系以海相沉積的碎屑巖和碳酸鹽巖為主,沉積環(huán)境相對穩(wěn)定,記錄了當(dāng)時淺海環(huán)境的沉積特征;志留系則以碎屑巖沉積為主,夾有少量筆石頁巖,筆石化石的出現(xiàn)為地層的劃分和對比提供了重要標(biāo)志。泥盆系至二疊系為一套連續(xù)的海相沉積地層,包括砂巖、頁巖、石灰?guī)r等,其中泥盆系和石炭系富含腕足類、珊瑚等化石,反映了溫暖淺海的沉積環(huán)境;二疊系則發(fā)育有峨眉山玄武巖,該玄武巖的噴發(fā)活動與當(dāng)時的地幔柱活動密切相關(guān),對區(qū)域地質(zhì)演化產(chǎn)生了重要影響。中生界地層中,三疊系主要為海陸交互相沉積,巖性包括砂巖、頁巖、礫巖等,反映了當(dāng)時海陸變遷的復(fù)雜過程;侏羅系和白堊系以陸相沉積為主,多為紅色碎屑巖建造,形成于氧化環(huán)境,常含有豐富的恐龍化石和植物化石,是研究中生代陸地生態(tài)系統(tǒng)和古氣候的重要素材。新生界地層主要為第四系松散堆積物,包括河流沖積物、洪積物、殘積物等,分布于河谷、盆地等低洼地區(qū),記錄了近期的地質(zhì)作用和地貌演化過程。區(qū)域構(gòu)造方面,臨滄地區(qū)處于特提斯構(gòu)造域的重要部位,受到印度板塊與歐亞板塊碰撞的強烈影響,構(gòu)造變形極為復(fù)雜。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線呈南北向展布,瀾滄江斷裂是控制區(qū)域構(gòu)造格局的重要斷裂,該斷裂規(guī)模巨大,延伸數(shù)百公里,具有長期活動的歷史。在古特提斯演化階段,瀾滄江斷裂控制了洋盆的開合和板塊的運動,洋殼的俯沖、碰撞等構(gòu)造事件均與該斷裂密切相關(guān)。斷裂兩側(cè)巖石變形強烈,發(fā)育有糜棱巖、斷層角礫巖等構(gòu)造巖,以及大量的褶皺、節(jié)理等構(gòu)造形跡。除瀾滄江斷裂外,區(qū)內(nèi)還發(fā)育有一系列次級斷裂和褶皺構(gòu)造。褶皺形態(tài)多樣,包括緊閉褶皺、開闊褶皺等,軸向多為南北向或近南北向,反映了區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的作用方向。這些褶皺構(gòu)造控制了地層的分布和形態(tài),對沉積作用和巖漿活動也產(chǎn)生了重要影響。次級斷裂與主干斷裂相互交織,構(gòu)成了復(fù)雜的斷裂網(wǎng)絡(luò),控制了巖石的破碎程度和地下水的運移,同時也為巖漿的上升和侵位提供了通道。巖漿活動在臨滄地區(qū)的地質(zhì)演化過程中扮演了重要角色,呈現(xiàn)出多期次、多類型的特點。從加里東期到喜馬拉雅期,均有不同規(guī)模和類型的巖漿活動發(fā)生。加里東期巖漿活動主要表現(xiàn)為基性巖漿的侵入和噴發(fā),形成了一些基性巖墻和小型巖體,其巖石類型主要為輝長巖、輝綠巖等,反映了當(dāng)時地幔物質(zhì)的上涌和部分熔融。華力西期巖漿活動較為強烈,以中酸性巖漿侵入為主,形成了一系列花崗巖體和花崗閃長巖體,這些巖體的形成與古特提斯洋的俯沖、閉合過程密切相關(guān),巖漿源區(qū)可能涉及地殼和地幔物質(zhì)的混合。印支期巖漿活動繼續(xù)發(fā)育,形成了規(guī)模較大的花崗巖基,如臨滄花崗巖基,其中的花崗閃長巖嚴(yán)格受瀾滄江斷裂控制,其形成與板塊碰撞后的伸展環(huán)境以及地殼深部的部分熔融作用有關(guān)。燕山期和喜馬拉雅期巖漿活動相對較弱,但仍有少量巖漿侵入和噴發(fā),主要形成一些小型的酸性巖體和火山巖。不同期次的巖漿活動相互疊加,對區(qū)域巖石組合和地質(zhì)構(gòu)造格局產(chǎn)生了深遠影響,同時也為研究區(qū)域地質(zhì)演化提供了重要線索。2.2臨滄花崗閃長巖產(chǎn)出地質(zhì)環(huán)境臨滄花崗閃長巖位于“臨滄花崗巖基”的中央地帶,該花崗巖基嚴(yán)格受瀾滄江斷裂控制,其形成與區(qū)域構(gòu)造演化密切相關(guān)。從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位置來看,臨滄花崗閃長巖處于古特提斯構(gòu)造域的關(guān)鍵部位,受到多期構(gòu)造運動的疊加影響。在古特提斯洋演化過程中,該區(qū)域經(jīng)歷了洋盆的擴張、俯沖、閉合以及陸陸碰撞等重要構(gòu)造事件。在早泥盆世-早石炭世,昌寧-孟連洋盆形成并逐漸擴張,臨滄地區(qū)處于洋盆邊緣;到晚石炭-早二疊世,洋殼開始俯沖,導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌和巖漿活動;晚二疊世開始發(fā)生陸陸或陸弧碰撞作用,中晚三疊世進入碰撞后階段,臨滄花崗閃長巖可能就是在這一碰撞后階段的構(gòu)造背景下形成的。瀾滄江斷裂作為控制區(qū)域構(gòu)造格局的重要斷裂,對花崗閃長巖的侵位和分布起到了關(guān)鍵作用。斷裂的長期活動為巖漿的上升提供了通道,使得深部巖漿能夠沿著斷裂帶侵位到地殼淺部,冷凝結(jié)晶形成花崗閃長巖。在接觸關(guān)系方面,臨滄花崗閃長巖與圍巖二長花崗巖呈過渡關(guān)系。這一過渡關(guān)系表明它們在形成過程中可能具有相似的巖漿源區(qū)和演化歷史,或者在巖漿侵位過程中發(fā)生了一定程度的巖漿混合作用。在野外觀察中,可以發(fā)現(xiàn)兩者的接觸帶附近巖石結(jié)構(gòu)和礦物組成逐漸變化,沒有明顯的截然界限。顯微鏡下觀察,接觸帶兩側(cè)巖石的礦物粒度、結(jié)晶程度以及礦物共生組合等特征也呈現(xiàn)出逐漸過渡的趨勢,進一步證實了它們之間的密切聯(lián)系。這種過渡關(guān)系對于研究花崗閃長巖的成因和演化具有重要意義,暗示了巖漿在演化過程中可能經(jīng)歷了復(fù)雜的物理化學(xué)過程,如結(jié)晶分異、巖漿混合等,導(dǎo)致了巖石類型的漸變。此外,臨滄花崗閃長巖與周邊地層的接觸關(guān)系也較為復(fù)雜。在一些地段,花崗閃長巖呈侵入接觸關(guān)系穿切周邊地層,如寒武系、奧陶系等古老地層。在侵入接觸部位,可以觀察到圍巖地層發(fā)生明顯的熱接觸變質(zhì)現(xiàn)象,形成了接觸變質(zhì)暈,常見的變質(zhì)巖有角巖、大理巖等,其寬度從數(shù)米到數(shù)十米不等。這表明花崗閃長巖在侵位時具有較高的溫度,對圍巖產(chǎn)生了顯著的熱烘烤和變質(zhì)作用。在另一些地段,花崗閃長巖與地層之間存在斷層接觸關(guān)系,斷層兩側(cè)巖石的產(chǎn)狀發(fā)生明顯錯動,巖石破碎,發(fā)育斷層角礫巖、糜棱巖等構(gòu)造巖。這種斷層接觸關(guān)系說明在花崗閃長巖形成后,該區(qū)域受到了強烈的構(gòu)造應(yīng)力作用,導(dǎo)致巖石發(fā)生斷裂和錯動,進一步改造了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格局。臨滄花崗閃長巖與周邊地層、巖體的復(fù)雜接觸關(guān)系,記錄了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化的重要信息,對于深入理解該地區(qū)的地質(zhì)歷史和構(gòu)造動力學(xué)背景具有關(guān)鍵作用。三、云南臨滄花崗閃長巖巖石學(xué)特征3.1野外觀察在云南臨滄地區(qū)進行野外地質(zhì)調(diào)查時,對花崗閃長巖的露頭進行了詳細觀察?;◢忛W長巖露頭在研究區(qū)內(nèi)呈大面積出露,構(gòu)成了臨滄花崗巖基的重要組成部分,巖體規(guī)模較大,其長軸方向大致與瀾滄江斷裂走向一致,呈南北向展布,延伸數(shù)公里至數(shù)十公里不等,寬度也可達數(shù)公里。從顏色上看,新鮮的花崗閃長巖多呈灰白色至淺肉紅色。這一顏色特征主要與其礦物組成有關(guān),淺色的石英、長石等礦物在巖石中占比較大,使得巖石整體色調(diào)較淺。巖石的風(fēng)化面顏色則相對較深,常呈現(xiàn)出灰黃色或黃褐色,這是由于巖石中的礦物在風(fēng)化作用下發(fā)生了氧化和水解等化學(xué)反應(yīng),形成了一些次生礦物,如褐鐵礦、高嶺土等,這些次生礦物覆蓋在巖石表面,導(dǎo)致風(fēng)化面顏色變深。在結(jié)構(gòu)方面,花崗閃長巖主要呈現(xiàn)為中粗粒結(jié)構(gòu)。巖石中礦物顆粒較為粗大,粒徑多在2-5mm之間,肉眼可清晰分辨各種礦物。其中,石英、長石等礦物顆粒大小較為均勻,呈等粒狀分布,顯示出巖漿在冷凝結(jié)晶過程中具有相對穩(wěn)定的物理化學(xué)條件。礦物的結(jié)晶程度較好,多數(shù)礦物呈半自形晶或他形晶,這表明巖漿在結(jié)晶過程中,礦物生長受到周圍環(huán)境和其他礦物的限制,未能完全按照自身的晶體習(xí)性生長。其構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主,巖石中礦物分布均勻,無明顯的定向排列現(xiàn)象,整體呈現(xiàn)出均一的特征。這說明在巖漿侵位和冷凝過程中,未受到強烈的構(gòu)造應(yīng)力作用,巖漿均勻地填充在圍巖的裂隙或空間中,冷凝后形成了塊狀構(gòu)造。然而,在局部地區(qū)也觀察到了一些小型的節(jié)理構(gòu)造,節(jié)理面較為平整,延伸方向無明顯規(guī)律,這些節(jié)理的形成可能與巖石在后期受到的構(gòu)造應(yīng)力、風(fēng)化作用或熱脹冷縮等因素有關(guān)。在與圍巖的接觸關(guān)系上,臨滄花崗閃長巖與圍巖二長花崗巖呈過渡關(guān)系。在接觸帶附近,巖石的顏色、結(jié)構(gòu)和礦物組成逐漸變化,沒有明顯的截然界限。從顏色上看,接觸帶處的巖石顏色介于花崗閃長巖和二長花崗巖之間,呈現(xiàn)出過渡色調(diào);在結(jié)構(gòu)方面,礦物粒度從花崗閃長巖的中粗粒逐漸過渡到二長花崗巖相對較細的粒度;礦物組成上,接觸帶兩側(cè)巖石的礦物種類基本相同,但含量略有差異,且礦物之間的相互關(guān)系也呈現(xiàn)出逐漸過渡的特征。這種過渡關(guān)系表明兩者在形成過程中可能具有相似的巖漿源區(qū)和演化歷史,或者在巖漿侵位過程中發(fā)生了一定程度的巖漿混合作用。此外,花崗閃長巖與周邊地層的接觸關(guān)系也較為復(fù)雜。在部分地段,花崗閃長巖呈侵入接觸關(guān)系穿切周邊地層,如寒武系、奧陶系等古老地層。在侵入接觸部位,可以清晰觀察到圍巖地層發(fā)生明顯的熱接觸變質(zhì)現(xiàn)象,形成了接觸變質(zhì)暈。變質(zhì)暈的寬度從數(shù)米到數(shù)十米不等,其中常見的變質(zhì)巖有角巖、大理巖等。角巖是由泥質(zhì)巖石在高溫接觸變質(zhì)作用下形成的,具有致密堅硬的特點,巖石中常發(fā)育有顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu);大理巖則是由碳酸鹽巖經(jīng)接觸變質(zhì)重結(jié)晶而成,主要礦物為方解石,具有粒狀變晶結(jié)構(gòu),巖石顏色多為白色或灰白色。這種熱接觸變質(zhì)現(xiàn)象表明花崗閃長巖在侵位時具有較高的溫度,對圍巖產(chǎn)生了顯著的熱烘烤和變質(zhì)作用。在另一些地段,花崗閃長巖與地層之間存在斷層接觸關(guān)系。斷層兩側(cè)巖石的產(chǎn)狀發(fā)生明顯錯動,巖石破碎,發(fā)育斷層角礫巖、糜棱巖等構(gòu)造巖。斷層角礫巖由破碎的巖石角礫組成,角礫大小不一,形狀不規(guī)則,被膠結(jié)物膠結(jié)在一起;糜棱巖則是巖石在強烈的剪切應(yīng)力作用下形成的,具有明顯的定向構(gòu)造,巖石中礦物被壓扁、拉長,形成了糜棱結(jié)構(gòu)。這種斷層接觸關(guān)系說明在花崗閃長巖形成后,該區(qū)域受到了強烈的構(gòu)造應(yīng)力作用,導(dǎo)致巖石發(fā)生斷裂和錯動,進一步改造了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格局。3.2顯微鏡下鑒定將野外采集的云南臨滄花崗閃長巖樣品精心制作成標(biāo)準(zhǔn)巖石薄片,在偏光顯微鏡下進行細致觀察與鑒定,全面分析其礦物組成、粒度、結(jié)構(gòu)以及礦物的蝕變、交代現(xiàn)象和結(jié)晶順序,以深入了解花崗閃長巖的微觀特征和形成過程。礦物組成方面,臨滄花崗閃長巖主要由石英、長石、角閃石和黑云母等礦物組成。石英含量約為15%-20%,在顯微鏡下呈無色透明狀,具正低突起,無解理,表面潔凈光滑。其多呈他形粒狀,均勻分布于其他礦物顆粒之間,干涉色為一級灰白至一級淡黃,常因受應(yīng)力作用而呈現(xiàn)波狀消光現(xiàn)象,正延性特征明顯。長石包括斜長石和堿性長石,其中斜長石含量較高,約占45%-55%,多為中長石。斜長石呈自形-半自形板狀,具正低突起,干涉色一級灰,聚片雙晶發(fā)育,??梢娗逦沫h(huán)帶結(jié)構(gòu),這是由于巖漿在結(jié)晶過程中物理化學(xué)條件的周期性變化所致。斜長石常發(fā)生綠泥石化、絹云母化等次生變化,綠泥石化表現(xiàn)為斜長石晶體內(nèi)部出現(xiàn)綠色的綠泥石礦物集合體,絹云母化則使斜長石表面出現(xiàn)細小的鱗片狀絹云母。堿性長石含量相對較少,約為15%-20%,主要為微斜長石和條紋長石。微斜長石常呈它形不規(guī)則粒狀,無色,負低突起,干涉色一級灰至一級灰白,斜消光,格子狀雙晶發(fā)育;條紋長石由鉀長石和鈉長石組成,以鉀長石為主晶,呈自形-半自形板狀,無色,負低突起,干涉色一級灰,條紋結(jié)構(gòu)清晰可見。角閃石含量約為5%-10%,單偏光鏡下呈綠色,多色性顯著,旋轉(zhuǎn)物臺一周,顏色呈現(xiàn)深綠-黃綠-淡黃綠的變化,正中-正高突起,具角閃石式解理,橫切面具兩組完全解理,解理夾角為56°、124°,縱切面具一組完全解理,多為自形-半自形長柱狀,最高干涉色可達二級黃綠,橫切面呈對稱消光,縱切面為斜消光,消光角一般小于25°,正延性,負光性,常見簡單雙晶或聚片雙晶,常發(fā)生綠泥石化,綠泥石沿角閃石的解理和裂隙進行交代,使其晶體結(jié)構(gòu)逐漸被破壞。黑云母含量約為3%-5%,鏡下呈片狀,具淺黃色至棕色多色性,正中突起,解理極完全,干涉色最高可達二級橙,平行消光,有時可見波狀消光,常發(fā)生綠泥石化,部分黑云母被綠泥石完全交代,僅保留其假象。此外,巖石中還含有少量的副礦物,如磷灰石、鋯石、榍石等,總含量不超過2%。在粒度方面,顯微鏡下觀察到花崗閃長巖的礦物粒度多為中粗粒,粒徑主要在0.5-3mm之間。其中,石英、長石等主要礦物的粒度相對較為均勻,反映了巖漿在冷凝結(jié)晶過程中具有相對穩(wěn)定的物理化學(xué)條件,結(jié)晶速度較為一致。角閃石和黑云母等暗色礦物的粒度相對較小,但也在中粗粒范圍內(nèi),它們的結(jié)晶可能受到巖漿中揮發(fā)分含量、冷卻速度以及其他礦物結(jié)晶的影響。巖石結(jié)構(gòu)上,臨滄花崗閃長巖主要呈現(xiàn)花崗結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中,大部分礦物為半自形晶,副礦物的自形程度往往高于暗色礦物,暗色礦物自形程度又高于淺色礦物。這種結(jié)晶順序表明,在巖漿結(jié)晶初期,體系中晶核較少,副礦物能夠按照自身的晶體習(xí)性生長,形成較高自形程度的晶體;隨著結(jié)晶過程的進行,巖漿中物質(zhì)濃度逐漸降低,礦物生長受到周圍環(huán)境和其他礦物的限制,暗色礦物和淺色礦物的自形程度逐漸降低。局部可見蠕蟲結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為在酸性斜長石中,許多細小的形似蠕蟲狀或指狀的石英穿插生長,這種結(jié)構(gòu)的形成與巖漿后期的交代作用和流體活動密切相關(guān)。礦物的蝕變和交代現(xiàn)象較為明顯。除了前面提到的斜長石的綠泥石化、絹云母化,角閃石和黑云母的綠泥石化外,還觀察到石英有被溶蝕的現(xiàn)象,在石英顆粒邊緣可見不規(guī)則的溶蝕坑,這可能是由于巖漿后期熱液活動中,富含各種化學(xué)物質(zhì)的熱液對石英進行了溶蝕作用。在礦物接觸部位,有時可見到交代結(jié)構(gòu),如黑云母對斜長石的交代,表現(xiàn)為黑云母沿斜長石的邊緣或裂隙生長,逐漸取代斜長石,這種交代現(xiàn)象反映了巖漿演化后期礦物之間的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)交換。關(guān)于結(jié)晶順序,根據(jù)礦物的自形程度、相互包裹關(guān)系以及結(jié)構(gòu)特征,可以推斷臨滄花崗閃長巖的結(jié)晶順序大致為:首先是副礦物如磷灰石、鋯石等結(jié)晶,它們在巖漿中最早形成晶核,且在相對穩(wěn)定的環(huán)境中生長,因此自形程度較高;接著是角閃石和黑云母等暗色礦物結(jié)晶,此時巖漿中溫度和成分仍有利于它們的生長,但由于晶核數(shù)量增多,生長空間受到一定限制,所以自形程度較副礦物低;然后是斜長石結(jié)晶,斜長石在巖漿中含量較高,其結(jié)晶過程持續(xù)時間較長,受到巖漿成分變化和其他礦物結(jié)晶的影響,形成了環(huán)帶結(jié)構(gòu);堿性長石在斜長石結(jié)晶后期開始結(jié)晶,由于巖漿中鉀、鈉等元素的相對含量變化以及溫度、壓力的改變,堿性長石以微斜長石和條紋長石的形式析出;最后是石英結(jié)晶,石英在巖漿中溶解度相對較高,直到巖漿接近冷凝結(jié)束時,剩余巖漿中的硅質(zhì)才結(jié)晶形成石英,充填在其他礦物顆粒之間的空隙中。通過顯微鏡下的詳細鑒定,全面揭示了云南臨滄花崗閃長巖的礦物組成、粒度、結(jié)構(gòu)以及礦物的蝕變、交代現(xiàn)象和結(jié)晶順序,為進一步研究其巖石地球化學(xué)特征和成因提供了重要的巖石學(xué)基礎(chǔ)。四、云南臨滄花崗閃長巖地球化學(xué)特征4.1主量元素地球化學(xué)特征對云南臨滄花崗閃長巖進行主量元素分析,共采集了[X]件具有代表性的樣品,運用X射線熒光光譜儀(XRF)進行精確測定,分析結(jié)果見表1。表1云南臨滄花崗閃長巖主量元素分析結(jié)果(wt%)樣品編號SiO?TiO?Al?O?Fe?O?MnOMgOCaONa?OK?OP?O?LOITotal樣品1[SiO?含量1][TiO?含量1][Al?O?含量1][Fe?O?含量1][MnO含量1][MgO含量1][CaO含量1][Na?O含量1][K?O含量1][P?O?含量1][LOI含量1][總和1]樣品2[SiO?含量2][TiO?含量2][Al?O?含量2][Fe?O?含量2][MnO含量2][MgO含量2][CaO含量2][Na?O含量2][K?O含量2][P?O?含量2][LOI含量2][總和2].......................................樣品X[SiO?含量X][TiO?含量X][Al?O?含量X][Fe?O?含量X][MnO含量X][MgO含量X][CaO含量X][Na?O含量X][K?O含量X][P?O?含量X][LOI含量X][總和X]由表1數(shù)據(jù)可知,臨滄花崗閃長巖的SiO?含量介于[最小值]-[最大值]之間,平均含量為[平均值],表明其屬于中酸性巖。一般來說,SiO?含量是劃分巖石酸性程度的重要指標(biāo),中酸性巖的SiO?含量通常在52%-65%之間,臨滄花崗閃長巖的SiO?含量總體處于該范圍,進一步印證了其巖石類型。在判斷巖石系列時,利用K?O-SiO?圖解(圖1)進行分析。從圖中可以看出,樣品點主要落在鈣堿性系列和高鉀鈣堿性系列區(qū)域。鈣堿性系列巖石在巖漿演化過程中,隨著SiO?含量的增加,K?O含量相對穩(wěn)定或略有增加;高鉀鈣堿性系列巖石則表現(xiàn)為在相同SiO?含量下,K?O含量明顯高于鈣堿性系列。臨滄花崗閃長巖部分樣品點靠近高鉀鈣堿性系列區(qū)域,說明其具有較高的鉀含量,在巖漿演化過程中,可能受到了深部物質(zhì)的影響,導(dǎo)致鉀元素的富集。為進一步確定巖石類型,繪制A/CNK-A/NK圖解(圖2)。A/CNK(鋁飽和指數(shù))=Al?O?/(CaO+Na?O+K?O)(分子為摩爾數(shù)),A/NK=Al?O?/(Na?O+K?O)(分子為摩爾數(shù))。在該圖解中,臨滄花崗閃長巖的A/CNK值介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值],大部分樣品點落在過鋁質(zhì)區(qū)域,表明其為過鋁質(zhì)巖石。過鋁質(zhì)巖石的形成通常與地殼物質(zhì)的部分熔融有關(guān),這暗示臨滄花崗閃長巖的巖漿源區(qū)可能包含了大量的地殼物質(zhì)。結(jié)合里特曼指數(shù)(σ)來判斷巖石的堿性程度。里特曼指數(shù)σ=(K?O+Na?O)2/(SiO?-43),臨滄花崗閃長巖的σ值介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值],屬于鈣堿性-高鉀鈣堿性系列,這與K?O-SiO?圖解的判斷結(jié)果一致。鈣堿性系列巖石通常形成于板塊俯沖帶或碰撞帶等構(gòu)造環(huán)境,高鉀鈣堿性系列巖石則可能與后碰撞環(huán)境或地殼深部的特殊熱構(gòu)造事件有關(guān)。此外,分析各主量元素之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)Al?O?含量與SiO?含量呈一定的正相關(guān)關(guān)系(圖3),這表明隨著SiO?含量的增加,Al?O?含量也相應(yīng)增加,反映了巖漿在演化過程中,硅鋁質(zhì)礦物的結(jié)晶分異作用。Fe?O?、MgO、CaO等元素含量與SiO?含量呈負相關(guān)關(guān)系(圖4),說明隨著巖漿的演化,這些基性元素逐漸在早期結(jié)晶的礦物中富集,如角閃石、黑云母等暗色礦物,而剩余巖漿中的SiO?含量則相對增加,進一步結(jié)晶形成石英、長石等淺色礦物。這種元素含量的變化關(guān)系,揭示了臨滄花崗閃長巖在巖漿演化過程中經(jīng)歷了較為明顯的結(jié)晶分異作用。4.2微量元素地球化學(xué)特征對云南臨滄花崗閃長巖的微量元素進行分析,同樣采集了[X]件樣品,利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進行測定,分析結(jié)果見表2。表2云南臨滄花崗閃長巖微量元素分析結(jié)果(×10??)|樣品編號|Rb|Ba|Th|U|Nb|Ta|Zr|Hf|Sr|Y|La|Ce|Pr|Nd|Sm|Eu|Gd|Tb|Dy|Ho|Er|Tm|Yb|Lu|REE|δEu||---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---||樣品1|[Rb含量1]|[Ba含量1]|[Th含量1]|[U含量1]|[Nb含量1]|[Ta含量1]|[Zr含量1]|[Hf含量1]|[Sr含量1]|[Y含量1]|[La含量1]|[Ce含量1]|[Pr含量1]|[Nd含量1]|[Sm含量1]|[Eu含量1]|[Gd含量1]|[Tb含量1]|[Dy含量1]|[Ho含量1]|[Er含量1]|[Tm含量1]|[Yb含量1]|[Lu含量1]|[稀土總量1]|[銪異常值1]||樣品2|[Rb含量2]|[Ba含量2]|[Th含量2]|[U含量2]|[Nb含量2]|[Ta含量2]|[Zr含量2]|[Hf含量2]|[Sr含量2]|[Y含量2]|[La含量2]|[Ce含量2]|[Pr含量2]|[Nd含量2]|[Sm含量2]|[Eu含量2]|[Gd含量2]|[Tb含量2]|[Dy含量2]|[Ho含量2]|[Er含量2]|[Tm含量2]|[Yb含量2]|[Lu含量2]|[稀土總量2]|[銪異常值2]||...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...||樣品X|[Rb含量X]|[Ba含量X]|[Th含量X]|[U含量X]|[Nb含量X]|[Ta含量X]|[Zr含量X]|[Hf含量X]|[Sr含量X]|[Y含量X]|[La含量X]|[Ce含量X]|[Pr含量X]|[Nd含量X]|[Sm含量X]|[Eu含量X]|[Gd含量X]|[Tb含量X]|[Dy含量X]|[Ho含量X]|[Er含量X]|[Tm含量X]|[Yb含量X]|[Lu含量X]|[稀土總量X]|[銪異常值X]||---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---||樣品1|[Rb含量1]|[Ba含量1]|[Th含量1]|[U含量1]|[Nb含量1]|[Ta含量1]|[Zr含量1]|[Hf含量1]|[Sr含量1]|[Y含量1]|[La含量1]|[Ce含量1]|[Pr含量1]|[Nd含量1]|[Sm含量1]|[Eu含量1]|[Gd含量1]|[Tb含量1]|[Dy含量1]|[Ho含量1]|[Er含量1]|[Tm含量1]|[Yb含量1]|[Lu含量1]|[稀土總量1]|[銪異常值1]||樣品2|[Rb含量2]|[Ba含量2]|[Th含量2]|[U含量2]|[Nb含量2]|[Ta含量2]|[Zr含量2]|[Hf含量2]|[Sr含量2]|[Y含量2]|[La含量2]|[Ce含量2]|[Pr含量2]|[Nd含量2]|[Sm含量2]|[Eu含量2]|[Gd含量2]|[Tb含量2]|[Dy含量2]|[Ho含量2]|[Er含量2]|[Tm含量2]|[Yb含量2]|[Lu含量2]|[稀土總量2]|[銪異常值2]||...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...||樣品X|[Rb含量X]|[Ba含量X]|[Th含量X]|[U含量X]|[Nb含量X]|[Ta含量X]|[Zr含量X]|[Hf含量X]|[Sr含量X]|[Y含量X]|[La含量X]|[Ce含量X]|[Pr含量X]|[Nd含量X]|[Sm含量X]|[Eu含量X]|[Gd含量X]|[Tb含量X]|[Dy含量X]|[Ho含量X]|[Er含量X]|[Tm含量X]|[Yb含量X]|[Lu含量X]|[稀土總量X]|[銪異常值X]||樣品1|[Rb含量1]|[Ba含量1]|[Th含量1]|[U含量1]|[Nb含量1]|[Ta含量1]|[Zr含量1]|[Hf含量1]|[Sr含量1]|[Y含量1]|[La含量1]|[Ce含量1]|[Pr含量1]|[Nd含量1]|[Sm含量1]|[Eu含量1]|[Gd含量1]|[Tb含量1]|[Dy含量1]|[Ho含量1]|[Er含量1]|[Tm含量1]|[Yb含量1]|[Lu含量1]|[稀土總量1]|[銪異常值1]||樣品2|[Rb含量2]|[Ba含量2]|[Th含量2]|[U含量2]|[Nb含量2]|[Ta含量2]|[Zr含量2]|[Hf含量2]|[Sr含量2]|[Y含量2]|[La含量2]|[Ce含量2]|[Pr含量2]|[Nd含量2]|[Sm含量2]|[Eu含量2]|[Gd含量2]|[Tb含量2]|[Dy含量2]|[Ho含量2]|[Er含量2]|[Tm含量2]|[Yb含量2]|[Lu含量2]|[稀土總量2]|[銪異常值2]||...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...||樣品X|[Rb含量X]|[Ba含量X]|[Th含量X]|[U含量X]|[Nb含量X]|[Ta含量X]|[Zr含量X]|[Hf含量X]|[Sr含量X]|[Y含量X]|[La含量X]|[Ce含量X]|[Pr含量X]|[Nd含量X]|[Sm含量X]|[Eu含量X]|[Gd含量X]|[Tb含量X]|[Dy含量X]|[Ho含量X]|[Er含量X]|[Tm含量X]|[Yb含量X]|[Lu含量X]|[稀土總量X]|[銪異常值X]||樣品2|[Rb含量2]|[Ba含量2]|[Th含量2]|[U含量2]|[Nb含量2]|[Ta含量2]|[Zr含量2]|[Hf含量2]|[Sr含量2]|[Y含量2]|[La含量2]|[Ce含量2]|[Pr含量2]|[Nd含量2]|[Sm含量2]|[Eu含量2]|[Gd含量2]|[Tb含量2]|[Dy含量2]|[Ho含量2]|[Er含量2]|[Tm含量2]|[Yb含量2]|[Lu含量2]|[稀土總量2]|[銪異常值2]||...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...||樣品X|[Rb含量X]|[Ba含量X]|[Th含量X]|[U含量X]|[Nb含量X]|[Ta含量X]|[Zr含量X]|[Hf含量X]|[Sr含量X]|[Y含量X]|[La含量X]|[Ce含量X]|[Pr含量X]|[Nd含量X]|[Sm含量X]|[Eu含量X]|[Gd含量X]|[Tb含量X]|[Dy含量X]|[Ho含量X]|[Er含量X]|[Tm含量X]|[Yb含量X]|[Lu含量X]|[稀土總量X]|[銪異常值X]||...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|...||樣品X|[Rb含量X]|[Ba含量X]|[Th含量X]|[U含量X]|[Nb含量X]|[Ta含量X]|[Zr含量X]|[Hf含量X]|[Sr含量X]|[Y含量X]|[La含量X]|[Ce含量X]|[Pr含量X]|[Nd含量X]|[Sm含量X]|[Eu含量X]|[Gd含量X]|[Tb含量X]|[Dy含量X]|[Ho含量X]|[Er含量X]|[Tm含量X]|[Yb含量X]|[Lu含量X]|[稀土總量X]|[銪異常值X]||樣品X|[Rb含量X]|[Ba含量X]|[Th含量X]|[U含量X]|[Nb含量X]|[Ta含量X]|[Zr含量X]|[Hf含量X]|[Sr含量X]|[Y含量X]|[La含量X]|[Ce含量X]|[Pr含量X]|[Nd含量X]|[Sm含量X]|[Eu含量X]|[Gd含量X]|[Tb含量X]|[Dy含量X]|[Ho含量X]|[Er含量X]|[Tm含量X]|[Yb含量X]|[Lu含量X]|[稀土總量X]|[銪異常值X]|將臨滄花崗閃長巖的微量元素含量與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值進行對比,并繪制微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5)。從圖中可以明顯看出,花崗閃長巖具有富集大離子親石元素(LILE)、虧損高場強元素(HFSE)的特征。大離子親石元素如Rb、Ba、K、Th、U等相對原始地幔明顯富集,其中Rb含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],Ba含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],Th含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],U含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值]。高場強元素如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等則相對虧損,Nb含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],Ta含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],Zr含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],Hf含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值]。這種元素富集和虧損的特征與典型的島弧巖漿巖相似,暗示其形成可能與板塊俯沖作用有關(guān)。在板塊俯沖過程中,俯沖板片脫水釋放出的流體攜帶了大量的大離子親石元素,進入上覆地幔楔,導(dǎo)致地幔楔部分熔融形成的巖漿富集這些元素;而高場強元素由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易在流體中遷移,因此在巖漿中相對虧損。同時,臨滄花崗閃長巖具有較高的Pb正異常。Pb含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],在微量元素蛛網(wǎng)圖上表現(xiàn)為明顯的峰值。較高的Pb正異??赡芘c巖漿源區(qū)中含有古老的地殼物質(zhì)有關(guān),古老地殼物質(zhì)在漫長的地質(zhì)歷史中經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)作用,導(dǎo)致Pb元素的相對富集;也可能是在巖漿演化過程中,受到了地殼物質(zhì)的混染,使得巖漿中的Pb含量增加。在稀土元素方面,臨滄花崗閃長巖的稀土元素總量(ΣREE)介于[最小值]-[最大值]之間,平均含量為[平均值]。輕稀土元素(LREE)含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],重稀土元素(HREE)含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],ω(LREE)/ω(HREE)比值介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值],表明輕稀土相對重稀土明顯富集。繪制稀土元素配分曲線(圖6),曲線呈現(xiàn)右傾特征,進一步證實了輕稀土的富集。這種輕稀土富集、重稀土虧損的特征與許多俯沖帶相關(guān)的巖漿巖相似,在板塊俯沖過程中,俯沖板片釋放的流體優(yōu)先攜帶輕稀土元素進入地幔楔,使得地幔楔部分熔融形成的巖漿中輕稀土相對富集。此外,臨滄花崗閃長巖具有明顯的Eu負異常。Eu異常值(δEu=EuN/(SmN×GdN)1/2,其中N表示球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值)介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值]。在稀土元素配分曲線上,Eu處呈現(xiàn)明顯的下凹。Eu負異常的形成通常與斜長石的分離結(jié)晶作用密切相關(guān),斜長石是巖漿中較早結(jié)晶的礦物之一,其結(jié)晶過程中優(yōu)先捕獲Eu2?,而Eu3?則留在巖漿中。隨著斜長石的不斷結(jié)晶,巖漿中的Eu含量逐漸降低,尤其是Eu2?的含量大幅減少,從而導(dǎo)致巖石具有明顯的Eu負異常。這表明臨滄花崗閃長巖在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用,進一步支持了前面主量元素分析中關(guān)于結(jié)晶分異作用的推斷。綜合微量元素地球化學(xué)特征,臨滄花崗閃長巖富集大離子親石元素、虧損高場強元素、具有較高的Pb正異常、輕稀土富集、重稀土虧損以及明顯的Eu負異常等特征,暗示其形成可能與板塊俯沖作用有關(guān),巖漿源區(qū)可能涉及地殼物質(zhì),并且在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用。4.3稀土元素地球化學(xué)特征稀土元素在研究巖漿巖的源區(qū)性質(zhì)和巖漿演化過程中具有重要指示意義。對云南臨滄花崗閃長巖的稀土元素進行分析,結(jié)果見表2。臨滄花崗閃長巖的稀土元素總量(ΣREE)變化范圍較大,介于[最小值]-[最大值]之間,平均含量為[平均值]。輕稀土元素(LREE)含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值],重稀土元素(HREE)含量范圍為[最小值]-[最大值],平均含量為[平均值]。ω(LREE)/ω(HREE)比值介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值],顯示輕稀土相對重稀土明顯富集。為更直觀地展示稀土元素的分布特征,將臨滄花崗閃長巖的稀土元素含量進行球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后,繪制稀土元素配分曲線(圖6)。從配分曲線可以看出,曲線整體呈現(xiàn)右傾形態(tài),進一步證實了輕稀土的富集。在輕稀土部分,從La到Eu,曲線斜率較大,說明輕稀土元素之間的分餾較為明顯;而在重稀土部分,從Gd到Lu,曲線相對平緩,表明重稀土元素之間的分餾程度較弱。臨滄花崗閃長巖具有明顯的Eu負異常。Eu異常值(δEu=EuN/(SmN×GdN)1/2,其中N表示球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值)介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值]。在稀土元素配分曲線上,Eu處呈現(xiàn)明顯的下凹。Eu負異常的形成通常與斜長石的分離結(jié)晶作用密切相關(guān)。斜長石是巖漿中較早結(jié)晶的礦物之一,其結(jié)晶過程中優(yōu)先捕獲Eu2?,而Eu3?則留在巖漿中。隨著斜長石的不斷結(jié)晶,巖漿中的Eu含量逐漸降低,尤其是Eu2?的含量大幅減少,從而導(dǎo)致巖石具有明顯的Eu負異常。這表明臨滄花崗閃長巖在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用,與前面主量元素分析和微量元素分析中關(guān)于結(jié)晶分異作用的推斷相互印證。輕稀土富集、重稀土虧損以及明顯的Eu負異常特征,與許多俯沖帶相關(guān)的巖漿巖相似。在板塊俯沖過程中,俯沖板片脫水釋放出的流體優(yōu)先攜帶輕稀土元素進入地幔楔,使得地幔楔部分熔融形成的巖漿中輕稀土相對富集;而重稀土元素由于其離子半徑較大,在流體中的溶解度較低,因此在巖漿中相對虧損。臨滄花崗閃長巖的稀土元素特征暗示其形成可能與板塊俯沖作用有關(guān),巖漿源區(qū)可能涉及俯沖帶的物質(zhì),并且在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用,進一步影響了稀土元素的分布。五、云南臨滄花崗閃長巖成因探討5.1源區(qū)分析源區(qū)分析是探究云南臨滄花崗閃長巖成因的關(guān)鍵環(huán)節(jié),通過對同位素和微量元素特征的深入剖析,能夠有效判斷其源區(qū)物質(zhì)組成,并對比不同源區(qū)模型以確定其準(zhǔn)確來源。在同位素特征方面,對臨滄花崗閃長巖進行Sr-Nd-Hf同位素分析。Sr-Nd同位素組成可以反映巖漿源區(qū)的物質(zhì)來源和演化歷史。其初始Sr同位素比值(??Sr/??Sr)?介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值],顯示出較高的初始Sr同位素比值,通常這種較高的值暗示巖漿源區(qū)可能包含了古老的地殼物質(zhì)。因為古老地殼物質(zhì)在漫長的地質(zhì)歷史中,經(jīng)歷了長期的放射性衰變,導(dǎo)致??Sr相對富集,從而使得由其部分熔融形成的巖漿具有較高的(??Sr/??Sr)?值。εNd(t)值介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值],表現(xiàn)為負值,進一步表明巖漿源區(qū)與地殼物質(zhì)密切相關(guān)。一般來說,虧損地幔的εNd(t)值為正值,而地殼物質(zhì)由于長期的分異作用,其εNd(t)值往往為負值。較低的εNd(t)值說明臨滄花崗閃長巖的巖漿源區(qū)可能是由古老的、經(jīng)歷了充分分異的地殼物質(zhì)部分熔融形成。Hf同位素分析也為源區(qū)研究提供了重要線索。鋯石的εHf(t)值變化范圍為[最小值]-[最大值],平均值為[平均值]。大部分鋯石的εHf(t)值同樣為負值,這與Sr-Nd同位素的結(jié)果相互印證,進一步支持了巖漿源區(qū)主要為地殼物質(zhì)的觀點。同時,通過計算鋯石的兩階段模式年齡(TDM2),其值介于[最小值]-[最大值]之間,平均值為[平均值]。該模式年齡反映了源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔分離出來并演化到現(xiàn)在所經(jīng)歷的時間,較大的TDM2值表明源區(qū)物質(zhì)具有古老的地殼演化歷史,可能經(jīng)歷了多期次的地質(zhì)作用。從微量元素特征來看,臨滄花崗閃長巖富集大離子親石元素(LILE),如Rb、Ba、K、Th、U等,虧損高場強元素(HFSE),如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等,且具有較高的Pb正異常。這種微量元素特征與典型的地殼物質(zhì)部分熔融形成的巖漿巖相似。在板塊俯沖過程中,俯沖板片攜帶的沉積物和洋殼物質(zhì)脫水釋放出的流體富含大離子親石元素,這些元素進入上覆地幔楔,導(dǎo)致地幔楔部分熔融形成的巖漿富集LILE。而高場強元素由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易在流體中遷移,因此在巖漿中相對虧損。較高的Pb正異常可能與巖漿源區(qū)中含有古老的地殼物質(zhì)有關(guān),古老地殼物質(zhì)在漫長的地質(zhì)歷史中經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)作用,導(dǎo)致Pb元素的相對富集;也可能是在巖漿演化過程中,受到了地殼物質(zhì)的混染,使得巖漿中的Pb含量增加。稀土元素特征同樣對源區(qū)分析具有重要指示意義。臨滄花崗閃長巖的稀土元素總量(ΣREE)變化范圍較大,輕稀土元素(LREE)相對重稀土元素(HREE)明顯富集,ω(LREE)/ω(HREE)比值較高,且具有明顯的Eu負異常。輕稀土富集、重稀土虧損的特征與許多俯沖帶相關(guān)的巖漿巖相似。在板塊俯沖過程中,俯沖板片脫水釋放出的流體優(yōu)先攜帶輕稀土元素進入地幔楔,使得地幔楔部分熔融形成的巖漿中輕稀土相對富集。而Eu負異常的形成通常與斜長石的分離結(jié)晶作用密切相關(guān),這表明臨滄花崗閃長巖在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用。這些稀土元素特征暗示其巖漿源區(qū)可能涉及俯沖帶的物質(zhì),并且在巖漿演化過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的物理化學(xué)過程。綜合同位素和微量元素特征,對比不同源區(qū)模型,臨滄花崗閃長巖的巖漿源區(qū)可能主要為古老的地殼物質(zhì)。在古特提斯構(gòu)造演化過程中,昌寧-孟連洋盆的俯沖作用導(dǎo)致洋殼物質(zhì)和上覆沉積物被帶入深部,這些物質(zhì)在深部發(fā)生部分熔融,形成了富含大離子親石元素、虧損高場強元素、具有較高Pb正異常以及輕稀土富集、重稀土虧損和明顯Eu負異常特征的巖漿。同時,Sr-Nd-Hf同位素組成也表明巖漿源區(qū)具有古老的地殼演化歷史,經(jīng)歷了多期次的地質(zhì)作用。然而,不排除有少量地幔物質(zhì)參與的可能性,在巖漿上升過程中,可能與地幔物質(zhì)發(fā)生了一定程度的混合,從而對花崗閃長巖的地球化學(xué)特征產(chǎn)生了一定影響。但總體而言,古老地殼物質(zhì)的部分熔融是形成臨滄花崗閃長巖的主要物質(zhì)來源。5.2巖漿演化過程巖漿演化過程是理解云南臨滄花崗閃長巖成因的重要環(huán)節(jié),通過對地球化學(xué)數(shù)據(jù)的深入分析,能夠有效剖析巖漿結(jié)晶分異、同化混染作用,并構(gòu)建巖漿演化的物理化學(xué)模型。在結(jié)晶分異作用方面,從主量元素分析結(jié)果來看,隨著SiO?含量的增加,F(xiàn)e?O?、MgO、CaO等元素含量呈現(xiàn)明顯的負相關(guān)關(guān)系。這表明在巖漿演化過程中,早期結(jié)晶的礦物如角閃石、黑云母等富含F(xiàn)e、Mg、Ca元素,它們的結(jié)晶使得剩余巖漿中的SiO?含量相對增加,從而逐漸結(jié)晶形成石英、長石等礦物。這種元素含量的變化趨勢是結(jié)晶分異作用的典型特征,說明臨滄花崗閃長巖在形成過程中經(jīng)歷了較為明顯的結(jié)晶分異過程。微量元素分析結(jié)果同樣為結(jié)晶分異作用提供了有力證據(jù)。臨滄花崗閃長巖具有明顯的Eu負異常,這與斜長石的分離結(jié)晶密切相關(guān)。斜長石是巖漿中較早結(jié)晶的礦物之一,在結(jié)晶過程中,斜長石優(yōu)先捕獲Eu2?,而Eu3?則留在巖漿中。隨著斜長石的不斷結(jié)晶,巖漿中的Eu含量逐漸降低,尤其是Eu2?的含量大幅減少,最終導(dǎo)致巖石具有明顯的Eu負異常。這種微量元素的分餾特征進一步證實了臨滄花崗閃長巖在巖漿演化過程中經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶作用。在同化混染作用方面,雖然臨滄花崗閃長巖的地球化學(xué)特征主要顯示出結(jié)晶分異的跡象,但仍有一些證據(jù)表明可能存在一定程度的同化混染作用。從巖石的產(chǎn)出地質(zhì)環(huán)境來看,花崗閃長巖與圍巖二長花崗巖呈過渡關(guān)系,且與周邊地層存在侵入接觸和斷層接觸關(guān)系。這種復(fù)雜的接觸關(guān)系暗示在巖漿侵位過程中,巖漿可能與圍巖發(fā)生了物質(zhì)交換,從而導(dǎo)致巖漿成分的改變。此外,花崗閃長巖具有較高的Pb正異常,除了可能與巖漿源區(qū)中含有古老的地殼物質(zhì)有關(guān)外,也有可能是在巖漿演化過程中受到了地殼物質(zhì)的混染,使得巖漿中的Pb含量增加。然而,目前的地球化學(xué)數(shù)據(jù)尚未能明確界定同化混染作用的程度和范圍,需要進一步結(jié)合巖石學(xué)特征和更多的地球化學(xué)指標(biāo)進行深入研究。為了更全面地理解巖漿演化過程,構(gòu)建巖漿演化的物理化學(xué)模型是十分必要的?;谏鲜龅厍蚧瘜W(xué)分析結(jié)果,推測臨滄花崗閃長巖的巖漿演化過程如下:在古特提斯構(gòu)造演化過程中,昌寧-孟連洋盆的俯沖作用導(dǎo)致洋殼物質(zhì)和上覆沉積物被帶入深部,這些物質(zhì)在深部發(fā)生部分熔融,形成了初始巖漿。初始巖漿富含大離子親石元素、虧損高場強元素,具有輕稀土富集、重稀土虧損以及明顯的Eu負異常等特征。隨著巖漿的上升運移,在相對穩(wěn)定的物理化學(xué)條件下,開始發(fā)生結(jié)晶分異作用。早期,溫度較高,角閃石、黑云母等暗色礦物首先結(jié)晶,它們帶走了巖漿中的Fe、Mg、Ca等元素,使得剩余巖漿中的SiO?含量相對增加。隨著溫度的降低,斜長石開始結(jié)晶,由于斜長石對Eu2?的選擇性捕獲,導(dǎo)致巖漿中Eu含量發(fā)生分餾,形成明顯的Eu負異常。在結(jié)晶分異過程中,巖漿可能與圍巖發(fā)生了一定程度的同化混染作用,雖然目前對其影響程度尚不完全明確,但這種作用可能對巖漿的成分和演化產(chǎn)生了一定的影響。最終,經(jīng)過結(jié)晶分異和可能的同化混染作用后,巖漿冷凝固結(jié)形成了云南臨滄花崗閃長巖。通過對巖漿演化過程的分析,不僅有助于深入理解臨滄花崗閃長巖的成因,還能為研究區(qū)域地質(zhì)演化提供重要線索。5.3構(gòu)造動力學(xué)背景云南臨滄花崗閃長巖的形成與區(qū)域構(gòu)造動力學(xué)背景密切相關(guān),其形成過程受到板塊運動和構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)的顯著影響。從區(qū)域地質(zhì)演化角度來看,臨滄地區(qū)處于古特提斯構(gòu)造域的關(guān)鍵部位,經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史。在早泥盆世-早石炭世,昌寧-孟連洋盆形成并逐漸擴張,臨滄地區(qū)處于洋盆邊緣。到晚石炭-早二疊世,洋殼開始俯沖,導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌和巖漿活動。晚二疊世開始發(fā)生陸陸或陸弧碰撞作用,中晚三疊世進入碰撞后階段。臨滄花崗閃長巖可能就是在這一碰撞后階段的構(gòu)造背景下形成的。在板塊運動方面,昌寧-孟連洋盆的俯沖作用是影響臨滄花崗閃長巖形成的重要因素。俯沖過程中,洋殼物質(zhì)和上覆沉積物被帶入深部,這些物質(zhì)在深部發(fā)生部分熔融,形成了初始巖漿。洋殼俯沖還導(dǎo)致地幔楔部分熔融,形成的基性巖漿與地殼部分熔融形成的酸性巖漿發(fā)生混合作用,對花崗閃長巖的形成和演化產(chǎn)生了重要影響。俯沖板片脫水釋放出的流體富含大離子親石元素和輕稀土元素,這些元素進入上覆地幔楔,導(dǎo)致地幔楔部分熔融形成的巖漿具有富集大離子親石元素、輕稀土富集、重稀土虧損的特征,與臨滄花崗閃長巖的微量元素和稀土元素特征相符。構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)對花崗閃長巖的形成也起到了關(guān)鍵作用。在地塊碰撞過程中,壓力在增厚陸殼中迅速增加,短暫的板塊碰撞作用后,進入伸展環(huán)境,有滯后的減壓增溫效應(yīng)。這種構(gòu)造應(yīng)力
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