滇西芒市地區(qū)石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖的年代學(xué)、地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

鄒光富，毛英，林仕良，叢峰，李再會(huì)，謝韜，高永娟

1)成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，成都, 610082; 2) 成都巖礦分析測(cè)試中心,成都, 610081

內(nèi)容提要: 滇西芒市地區(qū)石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖分布于芒市粱河縣南部勐養(yǎng)村—芒市石板村一帶，主要由黑云母二長(zhǎng)花崗巖組成。石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖大部分是作者通過1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖,從原高黎貢山群中解體出來的。為了限定該地區(qū)中生代巖漿事件的準(zhǔn)確時(shí)間,本文對(duì)該黑云母二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年。測(cè)定結(jié)果顯示，石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡加權(quán)平均值為125.60±1.0Ma。表明該花崗巖體的形成時(shí)代屬于早白堊世。巖石地球化學(xué)研究表明, 該區(qū)早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖具有高Si02(70.70%～76.14%), 高堿(K20+Na20=7.35%～9.00%), 中—高鉀(K20/Na20=1.12～2.37)的特征。鋁飽和指數(shù)( A/CNK) 為0.67～1.17,巖石屬鉀玄巖—高鉀鈣堿性過鋁—強(qiáng)過鋁S型花崗巖。巖石總體上富集大離子親石元素Rb、Th、U、Nd、Sm和Pb等，明顯虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ce、Sr、Eu、Zr、Hf等。稀土元素總量(ΣREE)為80.55×10-6～362.85×10-6 , 平均為171.97×10-6,稀土元素配分曲線呈右傾型, LaN/YbN介于5.11～18.80之間, δEu=0.28～1.08, 顯示弱到中等程度的負(fù)銪異常,具有較明顯的輕稀土富集,重稀土虧損的特征。根據(jù)地球化學(xué)特征和微量元素構(gòu)造判別圖解判別結(jié)果表明,該花崗巖是以含粘土的變質(zhì)雜砂巖部分熔融形成的,巖漿可能來源于本區(qū)中—新元古代高黎貢山群為代表的地殼物質(zhì)的部分熔融。是一種典型的殼源成因類型,具后碰撞花崗巖特征，形成于板塊間從擠壓體制向拉張?bào)w制轉(zhuǎn)變的后碰撞構(gòu)造環(huán)境。岡底斯—滕沖構(gòu)造帶早白堊世構(gòu)造巖漿事件與羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊之間俯沖、碰撞、成弧造山作用密切相關(guān)。早白堊世花崗巖體的發(fā)現(xiàn)及其形成時(shí)代的厘定,為進(jìn)一步探討騰沖地塊構(gòu)造演化提供了新證據(jù)。

滇西騰沖地塊位于班公湖—怒江—龍陵—瑞麗板塊縫合帶與雅魯藏布江—密支那板塊縫合帶之間，屬于西南三江構(gòu)造帶南段，是青藏高原岡底斯構(gòu)造巖漿巖帶的東(南)延部分(黃汲清和陳炳蔚，1987)。為東特提斯構(gòu)造帶的重要組成部分,是研究青藏高原東緣造山帶形成演化的重要窗口。該區(qū)構(gòu)造巖漿活動(dòng)頻繁，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜而獨(dú)特，歷來受到中外地質(zhì)學(xué)家們的關(guān)注(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1990; 劉增乾等,1993；呂伯西等,1993)。多期次強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)導(dǎo)致在騰沖地塊中形成多期花崗巖漿的侵入，并形成以不同類型花崗巖為主的波密一騰沖構(gòu)造巖漿帶(劉增乾等,1993)。前人對(duì)騰沖地塊部分地區(qū)部分花崗巖做過一些巖石學(xué)、地球化學(xué)及Rb-Sr和K-Ar年齡測(cè)定工作(毛景文等,1987；陳吉琛,1991; 張玉泉和謝應(yīng)雯，1995；張旗等,1996；陳福坤等,2006；叢峰等，2010；鄒光富等，2011), 但對(duì)本文工作區(qū)花崗巖的時(shí)代及侵入期次、花崗巖的時(shí)空分布及巖石學(xué)、地球化學(xué)特征缺乏相應(yīng)的研究。筆者等通過對(duì)滇西芒市—梁河地區(qū)詳細(xì)的1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖,在滇西粱河縣南部勐養(yǎng)村—芒市石板村一帶從原高黎貢山群中解體出了大量的早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖，通過本區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖，圈定了早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖的空間分布特征(圖1)。本文以芒市地區(qū)石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖為研究對(duì)象(圖1),通過對(duì)該花崗巖體的巖石學(xué)、地球化學(xué)及其鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡研究，揭示其形成的時(shí)代、巖石成因及其形成的大地構(gòu)造背景。對(duì)于建立騰沖地塊巖漿活動(dòng)的年代學(xué)框架和探討騰沖地塊中生代花崗巖形成的大地構(gòu)造環(huán)境及其地質(zhì)演化歷史提供科學(xué)依據(jù)。

圖1 滇西梁河—芒市地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖及石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖采樣位置Fig. 1 Simplified geological map and sampling position for the Lianghe—Mangshi area, western Yunnan

1 地質(zhì)背景

芒市地區(qū)石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖位于騰沖地塊粱河縣南部勐養(yǎng)村—芒市石板村一帶，東以瀘水—瑞麗板塊縫合帶與保山地塊為界，西以密支拉板塊縫合帶與東緬地塊相鄰(圖1)。區(qū)內(nèi)出露的最老地層為屬于該地塊結(jié)晶基底的元古宙高黎貢山群，其巖性主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖、混合巖、云母片巖、云母石英片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云母斜長(zhǎng)變粒巖、大理巖及石英巖(鐘大賚，1998；趙成峰，2000),為變質(zhì)強(qiáng)度達(dá)綠片巖相—角閃巖相變質(zhì)巖石。向南西延至緬甸境內(nèi)稱為Mogok巖系(鐘大賚，1998；趙成峰，2000；王義昭等，2000；李興振等，2002)。古生代地層分布于研究區(qū)北西部，主要為下石炭統(tǒng)邦讀組(C1b),巖性組合為灰、灰紫色中厚層狀淺變質(zhì)長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖、淺變質(zhì)粉砂巖、灰色絹云板巖、粉砂質(zhì)板巖、灰色鈣質(zhì)板巖夾白云巖、大理巖。新近系芒棒組(N2m)分布于研究區(qū)中部和北東部，其巖性為一套陸相沉積的礫巖、砂巖和粘土巖夾褐煤層。第四系火山和沉積巖主要分布于研究區(qū)中部梁河及西部舊城鎮(zhèn)一帶。研究區(qū)廣泛發(fā)育三疊紀(jì)、早白堊世和古近紀(jì)花崗巖(圖1)。

2 巖體地質(zhì)特征

石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖體在平面上呈不規(guī)則長(zhǎng)條帶狀，呈北東—南西向帶狀展布，與區(qū)域構(gòu)造方向一致(圖1)。在研究區(qū)北西—南東寬約22km,北東—南西長(zhǎng)約47km,出露面積約1034 km2。巖體與晚三疊世花崗巖和高黎貢山群變質(zhì)巖及中生代沉積巖呈侵入接觸關(guān)系，并被新近系芒棒組、第四系火山巖和沉積巖角度不整合覆蓋(圖1)。巖石類型主要為黑云母二長(zhǎng)花崗巖。該中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，為淺灰色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，局部為中粒似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為鉀長(zhǎng)石，呈半自形板狀—不規(guī)則粒狀，含量大致在35%～40%之間，具簡(jiǎn)單雙晶和條紋結(jié)構(gòu)，為正長(zhǎng)條紋石，局部蠶蝕交代斜長(zhǎng)石。斜長(zhǎng)石含量約28%～30%，呈半自形板狀，雙晶不發(fā)育，局部可見聚片雙晶，具較輕度的絹云母化、高嶺石化現(xiàn)象。石英呈它形及不規(guī)則粒狀，個(gè)別具波狀消光，含量約23%～25%之間，充填于其它礦物粒間空隙中。暗色礦物主要為黑云母(含量約5%)，其次為角閃石(含量約2%)。黑云母呈片狀，綠泥石化明顯；角閃石呈半自形，多色性明顯，為淺—暗綠色，綠泥石化較強(qiáng)。副礦物主要為鋯石、榍石、磁鐵礦和磷灰石等，鋯石晶形較好，呈長(zhǎng)柱狀。

用于本文研究的9件石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品采自于梁河縣勐養(yǎng)鄉(xiāng)、芒市軒崗鄉(xiāng)西及北西潞—梁公路邊及其附近花崗巖體中，采樣位置見圖1。

3 分析方法

本文用于主量元素和微量元素測(cè)定的樣品，為新鮮無(wú)污染粉碎至200目以下。石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖體主量元素分析在國(guó)土資源部成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成，分析方法為X-熒光光譜法(XRF)，分析誤差1%～3%。微量元素分析在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，分析方法為等離子質(zhì)譜(ICP-MS)，分析準(zhǔn)確度優(yōu)于5%。主量元素、微量元素分析結(jié)果見表1。本次用于LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素地質(zhì)年代學(xué)研究所用樣品的鋯石挑選是在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院完成。鋯石樣品經(jīng)常規(guī)的粉碎、磁選和重選，然后在雙目鏡下挑選晶形完好的鋯石顆粒,標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM粘貼在環(huán)氧樹脂表面，拋光后制成樣靶，用于陰極發(fā)光(CL)照相和隨后的LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析。鋯石陰極發(fā)光照相和LA-ICP-MS分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成, 使用的ICP-MS為ELan6100-DRC激光剝蝕系統(tǒng)為德國(guó)LamdaPhysik公司的GeoLas200M 深紫外(DUV)193nmArF準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)。激光束斑直徑為32μm，實(shí)驗(yàn)中采用HE作為剝蝕物質(zhì)的載氣。U—Th—Pb同位素組成分析以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500 作為外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì), 元素含量采用NIST SRM 610 作為外標(biāo),29Si 作為內(nèi)標(biāo)。詳細(xì)分析方法、儀器參數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法同Yuan等(2004)。鋯石測(cè)定點(diǎn)的同位素比值、U-Pb表面年齡和U—Th—Pb含量計(jì)算采用GLITTER(Ver4.0)程序，實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)采用Andersen(2002)方法進(jìn)行同位素比值的校正，以扣除普通Pb 的影響。采用Isoplot 程序(Ver3.0)(Ludwig,2003)進(jìn)行鋯石加權(quán)平均年齡計(jì)算及諧和圖的繪制。采用年齡為206Pb/238U年齡，其加權(quán)平均值的誤差為2σ, U/Pb (和Pb/Pb) 平均年齡誤差為95%置信度。

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

用于本文研究的9件代表性石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品的主量元素和微量元素分析結(jié)果及相關(guān)參數(shù)列于表1。在TAS巖石分類圖中(圖2a), 該黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品全部落入花崗巖范圍內(nèi)。與野外觀察和顯微鏡下鑒定結(jié)果一致。所有巖石樣品落在虛線以下,屬于亞堿性巖石(圖2a)。

圖2 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖體SiO2—(Na2O+K2O)圖解(據(jù)Middlemost, 1994)(a); 石板村巖體A/CNK—A/NK圖解(據(jù)Rickwood, 1989)(b); 石板村巖體SiO2— K2O圖解(據(jù)Maniar, 1989)(c); 石板村巖體ACF圖解(d)Fig. 2 SiO2—(Na2O+K2O) diagram(after Middlemost,1994)(a); A/CNK—A/NK diagram (after Rickwood, 1989)(b); SiO2—K2O diagram(after Maniar, 1989)(c); ACF diagram (d)

該黑云母二長(zhǎng)花崗巖的SiO2=70.70%～76.14%,Na2O+K2O=7.35%～9.00%,高K20含量(3.92%～6.14%),中—高K20/Na2O=1.12～2.37，顯示出富鉀的特征。低P2O5含量(0.01%～0.13%) 為特征; MgO=0.19%～0.66%。在A/CNK—A/NK圖解中，樣品點(diǎn)落入過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域(圖2b)。在SiO2—K2O 圖解中，樣品點(diǎn)落入鉀玄巖—高鉀鈣堿性系列區(qū)域(圖2c)。Al2O3=12.87%～14.62% ，鋁飽和指數(shù)( A/CNK) 介于0.67～1.17之間,為過鋁—強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖系列(圖2b)。CIPW 計(jì)算結(jié)果顯示,標(biāo)準(zhǔn)礦物中皆出現(xiàn)鉀長(zhǎng)石(Or)、鈉長(zhǎng)石(Ab)和石英(Qz),且剛玉分子(C)含量為0.17～2.80,平均含量達(dá)1.16,說明巖石屬鋁和硅過飽和類型。在ACF圖解上(圖2d)，樣品點(diǎn)落入S型花崗巖區(qū)域，反映石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖具有S型花崗巖特點(diǎn)。因此，石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖屬鉀玄巖—高鉀鈣堿性過鋁—強(qiáng)過鋁S型花崗巖。

表1 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖的主量元素(%)和微量元素(μg/g)的地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)Table 1 Major(%)and trace elements(μg/g)compositions of the Shibancun granites

4.2 稀土元素

研究區(qū)早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖的稀土元素分析結(jié)果列于表1, 從表1可見：該黑云母二長(zhǎng)花崗巖的ΣREE為80.55×10-6～362.85×10-6之間,平均為171.97×10-6, ΣLREE/ΣHREE=2.06～6.95,LREE 相對(duì)富集, HREE 相對(duì)虧損,稀土配分曲線均向右傾斜,為富集輕稀土型分布模式(圖3a)。δEu=0.28～1.08, 顯示存在弱到中等程度的負(fù)Eu異常。LaN/YbN介于5.11～18.80之間，表明輕稀土相對(duì)富集, 輕、重稀土之間分餾相對(duì)明顯，輕稀土的分餾程度高于重稀土。反映源區(qū)地殼成熟度較高。該花崗巖九件樣品的稀土元素特征基本一致, 表明其具有相同的巖漿來源和演化過程。

圖3 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖體的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖( a)及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖( b) ( 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig. 3 Chondrite-normalized REE patterns ( a) and primitive mantle-normalized trace element patterns ( b) for the Shibancun granites in western Yunnan ( normalized data after Sun and McDonough,1989)

圖4 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖鋯石CL圖像Fig. 4 The CL images of zircons from biotite monzo-granite in the Shibancun granites

4.3 微量元素

石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖的微量元素分析結(jié)果列于表1。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中(圖3b), 顯示元素Rb、Th、U、Ta、La、Pb、Nd、Sm等相對(duì)富集,而元素Ba、Nb、Ce、Sr、Eu、Zr、Hf等相對(duì)虧損。微量元素Ba、Sr 的虧損說明有斜長(zhǎng)石的熔融殘留相或結(jié)晶分離相存在( Patino and Johnston，1991)，而Nb的虧損可能由于富集到含鈦的角閃石和黑云母中,暗示了其地殼來源性質(zhì)(Taylor and McLennan, 1985;李昌年, 1992; Altherr et al., 2000) 。

表2 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖鋯石LA-ICP MS U-Pb分析結(jié)果Table 2 LA-ICP MS zircon U-Pb data of the Shibancun granites from Tengchong block

注：表中測(cè)點(diǎn)號(hào)前省去了“D0001-”。

5 鋯石U-Pb年齡

本文用于鋯石U-Pb年齡測(cè)試的樣品采位置如圖1, 從樣品中挑選出鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像及分析點(diǎn)位見圖4,鋯石U-Pb諧和圖見圖5,分析數(shù)據(jù)見表2。鋯石主要呈無(wú)色透明，以柱狀為主,少量為短柱狀，長(zhǎng)度變化于100～220μm，長(zhǎng)寬比1.5：1～3：1，大部分形態(tài)較完整，晶體棱角分明，部分鋯石邊部具有熔蝕現(xiàn)象(圖4)。鋯石的Th/U 比值為0.34～1.65,屬典型的巖漿成因。選擇21顆鋯石進(jìn)行了21個(gè)點(diǎn)的定年分析。鋯石年齡可以明顯地分為4組：第一組年齡只有1個(gè)測(cè)點(diǎn)(樣品22.1) (圖4),分析點(diǎn)打在繼承性的鋯石晶核上,鋯石206Pb/238U年齡為222±2Ma,與研究區(qū)晚三疊世花崗巖的年齡一致,為早白堊世繼承鋯石或捕獲鋯石年齡。為巖體侵位過程中捕獲的圍巖或繼承的三疊紀(jì)花崗巖的鋯石。第二組年齡有1個(gè)測(cè)點(diǎn)(樣品20.1) (圖7)，這個(gè)分析點(diǎn)都打在了具雙層結(jié)構(gòu)鋯石的核部(圖4), 鋯石206Pb/238U年齡分別為166±2Ma, 與研究區(qū)中侏羅世花崗巖的年齡一致,為早白堊世繼承鋯石或捕獲鋯石年齡。為早白堊世巖體侵位過程中捕獲或繼承的中侏羅世花崗巖鋯石的年齡。第三組年齡有5個(gè)分析點(diǎn)，它們均不在協(xié)和線上(圖5)，顯然存在Pb丟失，因此在進(jìn)行鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡計(jì)算時(shí)而將它們剔除；第四組年齡有14個(gè)分析點(diǎn)，所有14個(gè)分析點(diǎn)基本都位于諧和線上(圖5)，對(duì)測(cè)得的14顆鋯石的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為125.60±1.0Ma (MSWD=93) (95%置信度)(圖5)。所測(cè)的這14個(gè)點(diǎn)為巖漿型鋯石的年齡,因而其年齡應(yīng)代表花崗巖巖體的結(jié)晶年齡。按照最新國(guó)際地質(zhì)年表中有關(guān)白堊紀(jì)的劃分方案，其時(shí)代屬于早白堊世。該年齡代表了黑云母二長(zhǎng)花崗巖的巖漿結(jié)晶年齡。因此，石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖形成于早白堊世,屬于燕山運(yùn)動(dòng)中期花崗巖。

圖5 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 5 The U-Pb ages of zircons from biotite monzo-granite in the Shibancun granites

4 討論

4.1 巖體形成時(shí)代

本文用LA-ICP-MS 方法對(duì)芒市石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，測(cè)得的鋯石206Pb/238U年齡加權(quán)平均年齡為125.60±1.0Ma (MSWD=93)；結(jié)合鋯石陰極發(fā)光圖像和Th/U 比值范圍表明它們是巖漿結(jié)晶鋯石的U-Pb年齡，代表了花崗巖體的侵位時(shí)代。該新的年代學(xué)信息表明，騰沖—梁河地塊在125Ma左右的早白堊世發(fā)生了大規(guī)模酸性巖漿活動(dòng)。

4.2 巖石成因

實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究表明地殼中碎屑沉積巖類部分熔融形成偏酸性的過鋁質(zhì)花崗巖類,只有泥砂質(zhì)沉積巖類部分熔融才可能形成強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖。對(duì)于SiO2含量在67%～77%之間的過鋁質(zhì)花崗巖,其CaO/Na2O比值可以反映其源區(qū)成分特征(Sylvester，1998)。由泥巖生成的過鋁質(zhì)花崗巖的n(CaO)/n(Na2O) 值一般小于0.3,而砂屑巖、正片麻巖生成的過鋁質(zhì)花崗巖的n(CaO)/n(Na2O)值一般大于0.3(Sylvester，1998)。本區(qū)早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖的n(CaO)/n(Na2O)值主要為0.32～0.69，大于0.3,表明本區(qū)花崗巖漿源區(qū)巖石成分主要為砂屑巖和正片麻巖。在Rb/Ba—Rb/Sr圖解(圖6a)中, 粱河縣南部勐養(yǎng)村—芒市石板村一帶分布的早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品點(diǎn)構(gòu)成了一定的線性關(guān)系，而且主要分布在砂頁(yè)巖源區(qū)和雜砂巖源區(qū)，其中,有兩件樣品分布在粘土源巖區(qū),表明其源區(qū)成分主要為砂頁(yè)巖和雜砂巖。研究區(qū)早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖在C/MF—A/MF判別圖中(圖6b),數(shù)據(jù)點(diǎn)主要落入變質(zhì)雜砂巖部分熔融區(qū)。因此, 該區(qū)早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖屬于含粘土的變質(zhì)雜砂巖系部分熔融的產(chǎn)物?？梢酝茢嘌芯繀^(qū)早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖的源巖來自地殼物質(zhì)(Rudnick and Fountain,1995)。

本區(qū)早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖鋯石Hf同位素的研究結(jié)果表明εHf(t)<0的巖石為古老地殼部分熔融而形成(Vervoort et al.,2000; Griffin et al.,2004)。本區(qū)花崗巖的鋯石具有負(fù)并且變化范圍大的εHf(t) (-20.15～-30.65) 和較大的模式年齡(2.46～3.11Ga)(叢峰等，2010),表明花崗巖來源于古老地殼物質(zhì)的熔融，源區(qū)以變質(zhì)砂頁(yè)巖和雜砂巖為主。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)情況，該期花崗巖很可能來自高黎貢山群中的變質(zhì)巖的部分熔融產(chǎn)物。為羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊發(fā)生板塊之間的俯沖碰撞，使區(qū)域地殼不斷加厚和地殼深融作用的結(jié)果。

圖7 石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖Y+Nb—Rb(a)(據(jù)Pearce,1996)和(Rb/30)—Hf—(Ta×3)(b)(據(jù)Hairs eta1.,1986)判別圖解VAG—火山弧花崗巖;Syn-COLG—同碰撞花崗巖; WPG—板內(nèi)花崗巖;ORG—洋脊花崗巖;Post-COLG—后碰撞花崗巖Fig. 7 Diagrams of the tectonic setting of t race element s for the Shibancun granites (fig a after Pearce et al., 1996; fig b after Harris et al.,1986) VAG—Volcanic Arc Granites; Syn-COLG—Syn-Collision Granites; WPG—Within Plate Granites; ORG—Ocean Ridge Granites; Post-COLG—Post- Collision Granites

4.2 構(gòu)造環(huán)境

已有的研究表明花崗質(zhì)巖石可以形成于多種構(gòu)造環(huán)境，如島弧造山帶、活動(dòng)大陸邊緣、大陸碰撞帶、陸內(nèi)造山帶及大型逆沖斷層帶、大陸裂谷甚至大洋中脊等構(gòu)造部位。本區(qū)早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖在(Yb+Ta)—Rb圖解(圖7a)(Harris et al.,1986)上, 樣品點(diǎn)落入同碰撞花崗巖(Syn-COLG)、火山弧花崗巖(VAG)、板內(nèi)區(qū)(WPG)和后碰撞花崗巖( Post-COLG) 重疊區(qū)域及其附近(圖7a)。這一區(qū)域被Pearce (Pearce,1982,1996)圈定為后碰撞花崗巖疊加的區(qū)域，顯示構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換下花崗巖的地球化學(xué)特征。這里的同碰撞作用是一個(gè)廣義的概念,即把洋盆消失后的陸—陸碰撞及其后的繼續(xù)匯聚等與碰撞有關(guān)的作用均視為同碰撞過程。在(Rb/30)—Hf—(3Ta)圖解(圖7b)(Harris et al.,1986)上,數(shù)據(jù)點(diǎn)主要落入同碰撞花崗巖(Syn-COLG)、火山弧花崗巖(VAG)區(qū)域, 僅有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)落入后碰撞花崗巖( Post-COLG)區(qū)域(圖7b)。說明該時(shí)期的花崗巖既有島弧花崗巖的特征，又有同碰撞花崗巖和后碰撞花崗巖的特征。表明本區(qū)早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖形成的構(gòu)造環(huán)境應(yīng)為火山弧到后碰撞轉(zhuǎn)化階段，是在地殼強(qiáng)烈擠壓島弧形成后伸展減壓熔融為主導(dǎo)的機(jī)制下,由含粘土的變質(zhì)雜砂巖系部分熔融巖漿侵位冷凝形成。因此，本區(qū)黑云母二長(zhǎng)花崗巖主要是同碰撞—后碰撞環(huán)境形成的花崗巖。本區(qū)黑云母二長(zhǎng)花崗巖為后碰撞環(huán)境形成的研究結(jié)果，暗示羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊的主體碰撞在130Ma 之前( 即早白堊世初期之前) 已經(jīng)發(fā)生。

4.3 構(gòu)造意義

在大地構(gòu)造位置上，滇西騰沖地塊位于班公湖—怒江—龍陵—瑞麗板塊縫合帶與雅魯藏布江—密支那板塊縫合帶之間，是青藏高原岡底斯構(gòu)造巖漿巖帶的東(南)延部分。多期次強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)導(dǎo)致在騰沖地塊中形成多期花崗巖漿的侵入，并形成以不同類型花崗巖為主的中新生代波密一騰沖花崗巖漿帶。騰沖地塊是特提斯構(gòu)造帶的一部分，與岡底斯帶在中新生代具有相似的地球動(dòng)力學(xué)背景。該區(qū)巖漿巖活動(dòng)與特提斯構(gòu)造帶的形成演化密切相關(guān)。

根據(jù)筆者等對(duì)研究區(qū)早白堊世侵入巖的成因及其構(gòu)造環(huán)境的綜合分析，筆者等認(rèn)為騰沖地塊早白堊世侵入巖巖漿活動(dòng)與羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊發(fā)生板塊之間的俯沖碰撞密切相關(guān)。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，在班公湖一怒江一瀘水一瑞麗一線斷續(xù)分布早、中侏羅世蛇綠巖套及其構(gòu)造巖片，如丁青早—中侏羅世蛇綠巖套(鄒光富等，2013)、芒市三臺(tái)山超基性巖塊(蛇綠巖套殘片)(鄒光富等，2011，2013)等，可以推斷，研究區(qū)在早—中侏羅世，岡瓦納大陸北緣沿班公湖一怒江一瀘水一瑞麗一線發(fā)生海底擴(kuò)張，開始形成班公湖一怒江一瀘水一瑞麗洋盆。在中、晚侏羅世，左貢—保山微板塊沿班公湖一怒江一瀘水一瑞麗板塊縫合帶向南西與波密—騰沖板塊發(fā)生洋殼俯沖，班公湖一怒江一瀘水一瑞麗洋逐漸關(guān)閉。在晚侏羅世末—早白堊世初，隨著班公湖一怒江一瀘水一瑞麗洋盆的閉合，左貢—保山板塊俯沖插入到波密—騰沖板塊之下;隨著板塊俯沖、碰撞造山作用的進(jìn)行，形成波密—騰沖島弧。在碰撞造弧階段，波密—騰沖造山帶及其鄰區(qū)處于強(qiáng)烈擠壓應(yīng)力狀態(tài),持續(xù)的陸內(nèi)俯沖碰撞使區(qū)域地殼不斷加厚并導(dǎo)致區(qū)域重力均衡隆升, 深部地殼物質(zhì)在加熱后抬升減壓過程中發(fā)生部分熔融,形成大量的花崗巖漿。同時(shí)由于俯沖洋殼板塊在俯沖、碰撞、成弧過程中誘導(dǎo)的幔源巖漿及其高溫?zé)嵩匆痱v沖地塊古老地殼物質(zhì)的重熔并與重熔物質(zhì)發(fā)生巖漿混合作用，也形成大量的花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖和暗色閃長(zhǎng)質(zhì)包體。其中，早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖來源于古老地殼的部分熔融，閃長(zhǎng)質(zhì)包體來源于地幔楔橄欖巖部分熔融，花崗閃長(zhǎng)巖為幔源巖漿與古老地殼部分熔融的巖漿完全混合的產(chǎn)物，這已為本區(qū)鋯石的Hf同位素特征所證實(shí)，即：閃長(zhǎng)質(zhì)包體鋯石的εHf(t)為3.6～6.2，黑云二長(zhǎng)花崗巖鋯石的εHf(t)為-9.1～-5.4, 花崗閃長(zhǎng)巖鋯石的εHf(t)為-4.5～0(鄒光富等，2013)。具有島弧型碰撞后特征的早白堊世石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖就是羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊之間俯沖、碰撞、成弧造山構(gòu)造巖漿活動(dòng)的響應(yīng)。

5 結(jié)論

(1)本文用LA-ICP-MS 方法對(duì)芒市地區(qū)石板村黑云母二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，測(cè)得的鋯石206Pb/238U年齡加權(quán)平均年齡為125.60±1.0Ma (MSWD=13.7),表明騰沖—梁河地塊在125Ma左右的早白堊世發(fā)生了大規(guī)模酸性巖漿活動(dòng)。

(2)研究區(qū)早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖具有島弧型碰撞后花崗巖的地球化學(xué)特征。巖石地球化學(xué)和鋯石的Hf同位素特征表明,其巖漿可能來源于本區(qū)中晚元古代高黎貢山群為代表的地殼物質(zhì)的部分熔融。

(3)騰沖地塊早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖是在晚侏羅世末，羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊之間沖、碰撞、造弧造山作用過程中，在波密—騰沖地塊及其鄰區(qū)處于強(qiáng)烈擠壓應(yīng)力狀態(tài),持續(xù)的陸內(nèi)俯沖碰撞使區(qū)域地殼不斷加厚并導(dǎo)致區(qū)域重力均衡隆升, 深部地殼物質(zhì)在加熱后抬升減壓過程中發(fā)生部分熔融,形成大量的花崗巖漿。同時(shí)由于俯沖洋殼板塊在俯沖、碰撞、成弧過程中誘導(dǎo)的幔源巖漿及其高溫?zé)嵩匆惨痱v沖地塊古老地殼物質(zhì)的重熔并與重熔物質(zhì)發(fā)生巖漿混合作用，也形成大量的花崗巖。具有島弧型碰撞后特征的早白堊世黑云母二長(zhǎng)花崗巖就是羌塘—保山板塊與岡底斯—騰沖板塊之間俯沖、碰撞、成弧造山構(gòu)造巖漿活動(dòng)的響應(yīng)。

致謝：審稿專家及本刊編輯部章雨旭研究員對(duì)本文進(jìn)行了細(xì)致的評(píng)審，提出了寶貴的修改意見。鋯石LA-ICP-MS分析和陰極發(fā)光照片得到了西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室袁洪林、宗春蕾老師、弓虎軍老師、陳開運(yùn)老師和賀國(guó)芬老師等的幫助。在此一并致以誠(chéng)摯謝意。