海南楓木地區(qū)基性巖的年代學(xué)、地球化學(xué)及其構(gòu)造意義*

何慧瑩, 王岳軍，劉匯川，張玉芝

(中山大學(xué)地球科學(xué)與地質(zhì)工程學(xué)院∥廣東省地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源探查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275)

海南楓木地區(qū)基性巖的年代學(xué)、地球化學(xué)及其構(gòu)造意義*

何慧瑩, 王岳軍，劉匯川，張玉芝

(中山大學(xué)地球科學(xué)與地質(zhì)工程學(xué)院∥廣東省地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源探查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275)

海南島地處印支陸塊和華南陸塊的交界地帶，具有復(fù)雜的構(gòu)造演化史，其構(gòu)造屬性及其拼合歷史一直備受爭議。通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在海南島瓊中楓木地區(qū)斑狀花崗巖內(nèi)夾持有基性巖。該基性巖的主要組成礦物為斜長石、角閃石和輝石。LA-ICP-MS鋯石定年結(jié)果顯示該基性巖鋯石U-Pb年齡為(240.3±2.6)Ma，代表了其形成年齡。主、微量元素和同位素地球化學(xué)結(jié)果顯示，樣品SiO2變化于48.99%～56.00%之間,大部分樣品高K2O(1.90%～3.94%)、Al2O3(14.56%～17.77%)含量和K2O/Na2O(0.58～1.32)比值。樣品有較高的稀土元素總量(∑REE=214.7～522.7μg/g)，顯示出右傾島弧型稀土元素配分模，其(La/Yb)N=11.2～31.1，(Gd/Yb)N=2.0～4.0,δEu=0.7～1.1。樣品富集大離子親石元素、虧損Nb、Ta和Ti等高場強(qiáng)元素，具有較低的Nd同位素組成(εNd(t)=-1.05～-2.53)。綜合分析表明，楓木地區(qū)基性巖源于受到俯沖沉積物和板片流體交代改造的富集地幔，形成于古特提斯洋俯沖格局下華南與印支陸塊間碰撞后伸展構(gòu)造背景，暗示240Ma左右華南和印支陸塊之間的拼合已趨結(jié)束。

三疊紀(jì)基性巖;鋯石定年; 島弧地球化學(xué); 碰撞后背景; 楓木；海南島

海南島地處歐亞、印度-澳大利亞和菲律賓板塊的交匯部位(圖1a)，受古太平洋構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的雙重影響。由于其特殊的地理位置，一直被認(rèn)為是研究多塊體間俯沖造山和特提斯構(gòu)造演變的理想地帶[1-3]?，F(xiàn)階段對海南構(gòu)造區(qū)域的劃分及其地質(zhì)演化背景仍存諸多爭議。例如，楊樹鋒等[4]以東西向的九所-陵水?dāng)嗔褳榻鐚⒑Ｄ蠉u劃分為崖縣和瓊中兩個古生代地體，并認(rèn)為海南島陸殼是華南陸殼的組成部分[3,5]。Hsü et al.[6]以昌江-瓊海斷裂帶將海南島分為南、北兩個塊體，并分屬華夏地塊和印支地塊；Metcalfe[7]則以白沙斷裂為界劃分出東南和西北兩個塊體。存在這些爭論的一個重要原因是對海南島古生代的構(gòu)造演化及其在古特提斯演變中的位置等問題的研究不足。也由于其所處大地構(gòu)造位置的特殊性，目前對海南島海西-印支期巖漿巖的巖石成因和構(gòu)造背景有著不同認(rèn)識，如Li et al.[8]認(rèn)為海南島在古生代末期與東南沿海處于同一構(gòu)造背景，主要受古太平洋板塊平俯沖作用所控制[8-9]。但越來越多的研究者則傾向于認(rèn)為，在晚古生代-早中生代，海南島與特提斯洋閉合及印支、華南陸塊的拼合關(guān)系更為密切[10-17]。

基性巖作為探索巖石成因和深部動力學(xué)機(jī)制的重要巖石探針，能有效用于限定其形成時期研究區(qū)的構(gòu)造背景[17]。因此，海南島海西-印支期基性巖的研究對探討海南島古生代構(gòu)造演化有著重要意義，能很好地約束華南和印支陸塊拼合時的大地構(gòu)造格局。近年，眾多學(xué)者對海南島全島范圍內(nèi)廣泛出露的海西-印支期花崗巖開展了研究[8,10-13,16,18-19]，但對海南島出露的基性巖，除邦溪-晨星地區(qū)N-MORB基性巖、瓊中鉀玄質(zhì)侵入巖[20]、萬寧輝長輝綠巖[14]和中沙農(nóng)場基性巖脈[17]以外，是否有更多的基性巖出露則鮮有報道。同時由于對這些巖石精細(xì)年代學(xué)和系統(tǒng)元素-同位素地球化學(xué)工作的不足，也導(dǎo)致晚古生代末-早中生代初海南島究竟與古特提斯構(gòu)造域關(guān)系密切、還是受控古太平洋構(gòu)造域仍存在激烈爭論。本文擬通過對海南島楓木地區(qū)與斑狀花崗巖緊密共存的基性巖開展了細(xì)致的野外調(diào)研和精細(xì)年代學(xué)和系統(tǒng)的地球化學(xué)研究。我們的工作表明，楓木地區(qū)基性巖形成于240 Ma，產(chǎn)出于與古特提斯演變更為密切的碰撞后構(gòu)造背景，這些資料為進(jìn)一步認(rèn)知華南、印支陸塊的拼貼時序及其機(jī)制提供了重要證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)和樣品巖石學(xué)

海南島與華南大陸以瓊州海峽相隔，島內(nèi)主要出露古生代地層，其次為元古代和中新生代地層[21-22]。海南島最古老的地層被認(rèn)為是出露于抱板、沖卒嶺、大蟹嶺、上安、石碌、黃竹嶺等地的抱板群和石碌群[23-24]，其形成時代～1.43 Ga，被認(rèn)為是海南島的結(jié)晶基底[25]。下古生界寒武系和奧陶系主要出露于昌江-瓊海斷裂以南，巖性為淺變質(zhì)頁巖、砂巖、板巖[10,18,26]; 志留系僅發(fā)育下志留統(tǒng)淺海相砂巖[27-28]；石炭系板巖和變火山巖、下二疊統(tǒng)灰?guī)r和中二疊統(tǒng)砂巖分布在九所-陵水?dāng)嗔岩员盵10,18,26-28]。海南島中生代地層在島內(nèi)僅出露上三疊統(tǒng)碎屑巖沉積和白堊系砂巖[10,18,26]，新生代地層主要出露于島北地區(qū)及其周圍。島上斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要以東西向構(gòu)造與北東向構(gòu)造為主，從北至南發(fā)育有王五-文教、昌江-瓊海、尖峰-吊羅、九所-陵水等多條近東西向斷裂[28]，由西向東則發(fā)育有北東向的戈枕斷裂和白沙斷裂等[10,18,26,29]。

海南島內(nèi)火成巖以侵入巖為主，其中又以海西-印支期花崗巖類分布最廣，主要出露于樂東-五指山-萬寧地區(qū)，其次為燕山晚期的花崗巖及中元古代花崗巖[30]。此外，在抱板群中發(fā)育有斜長角閃巖，沿海南島中部的昌江-瓊海斷裂一帶的邦溪-軍營和晨星地區(qū)發(fā)育晚古生代變基性巖和安山巖[1,2,29,31-32]，并有中生代基性巖零星出露[14,17,20]，如在海南島的西部中沙農(nóng)場和東部萬寧地區(qū)發(fā)現(xiàn)240 Ma左右的基性巖[14,17]。

本次研究的基性巖采自屯昌楓木鎮(zhèn)南木色水庫加總嶺(圖1b)。屯昌地區(qū)侵入巖主要為二疊紀(jì)和白堊紀(jì)花崗巖，主要分布于海南島中部屯昌縣至瓊中縣一帶。其大地構(gòu)造位置為五指山隆起區(qū)，向北與雷瓊斷陷，向南與南海地臺三亞臺緣坳陷帶為鄰[33]。野外露頭顯示該基性巖呈侵入狀產(chǎn)出于斑狀花崗巖中，但同時見該基性巖捕獲有斑狀花崗巖(圖1c)、樣品手標(biāo)本呈灰黑色或灰綠色，塊狀構(gòu)造，部分樣品鏡下觀察可見輝長結(jié)構(gòu)。其礦物組成主要有斜長石、角閃石、輝石和少量堿性長石。斜長石自形程度較高，呈長柱狀，含量約為65%，角閃石含量約為30%，并含有少量輝石、見呈他粒狀分布在自形程度較好的斜長石粒間的堿性長石。副礦物有鋯石、榍石、磷灰石和磁鐵礦等(圖2)。

2 年代學(xué)分析結(jié)果

用于定年的鋯石樣品取自上述基性巖中的代表性樣品(11SY-13)。在避免污染的條件下，通過人工重砂法從新鮮的樣品中分選出鋯石，雙目鏡下仔細(xì)挑選足夠數(shù)量的表面平整光潔無裂隙、無包體、形態(tài)較好的鋯石顆粒。將鋯石顆粒用環(huán)氧樹脂膠結(jié)，細(xì)磨至鋯石顆粒中心部位后，拋光制成樣品靶。通過陰極發(fā)光(CL)和背散射電子照相(BSE)檢查拋光后的鋯石樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)及確定鋯石成因類型，并以此作為U-Pb同位素測試時選擇測試點(diǎn)的參照。鋯石U-Pb 同位素分析使用廣州地球化學(xué)研究所同位素室國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀完成，相關(guān)分析方法見文獻(xiàn)[34]。所有用于定年的鋯石均為透明-半透明柱狀礦物，內(nèi)部具振蕩環(huán)帶，與巖漿成因鋯石相似[35]，代表性鋯石的CL陰極發(fā)光圖像如圖3a所示。樣品11SY-13的24個點(diǎn)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)測定結(jié)果如表1和圖3b所示。24個鋯石分析點(diǎn)的Th/U比值, 除11SY-13-04給出0.16以外，變化于為0.36～2.01，均大于或約等于0.4，符合巖漿成因鋯石的Th/U性質(zhì)比值特征。對206Pb/238U年齡進(jìn)行加權(quán)平均計算及諧和圖分析，所有的鋯石分析點(diǎn)結(jié)果均投影在諧和曲線附近，表明這些鋯石顆粒形成后U-Pb同位素體系是封閉的，基本沒有出現(xiàn)Pb同位素丟失或加入。所測24個點(diǎn)的206Pb/238U表觀年齡變化于(228±4) Ma到(252±7) Ma之間，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(240.3±2.6) Ma (n=24, MSWD=1.08)，解釋為該基性巖的結(jié)晶年齡(圖3a)。

圖1 (a) 華南大陸南緣大地構(gòu)造概略圖；(b) 海南楓木地質(zhì)概況及采樣點(diǎn)位置；(c)海南楓木基性巖野外照片F(xiàn)ig.1 (a) Simplified geological map in South China, (b) Geological map at the Fengmu area showing the sampling locations, (c) Field photograph of the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

圖2 楓木地區(qū)基性巖巖石顯微相片(a-b)Fig.2 Photomicrograph (a-b) of the Fengmu mafic rocks in Central Hainan

3 地球化學(xué)特征

全巖的主微量元素和Sr-Nd同位素組成分析在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，主量元素分析采用Rigaku RIX 2000型熒光光譜儀(XRF)進(jìn)行分析，分析精度優(yōu)于95%，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方法見文獻(xiàn)[36]；微量元素分析采用PE Elan 6000型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，分析精度優(yōu)于95%，具體實(shí)驗(yàn)流程參照劉穎等[37]；Sr、Nd同位素組成分析采用NEPTUNE多接收等離子質(zhì)譜儀(MC-ICPMS)進(jìn)行87Sr/86Sr和143Nd/144Nd測試，測定過程中的質(zhì)量分餾效應(yīng)分別采用86Sr/88Sr=0.119 4和146Nd/144Nd=0.721 9進(jìn)行校正。分析測試流程見文獻(xiàn)[38-39]。

表1 代表性樣品(11SY-13)鋯石LA-ICPMS U-Pb定年結(jié)果

圖3 (a)楓木基性巖 (11SY-13)的代表性鋯石CL、測試點(diǎn)位及206Pb/238U表觀年齡, (b) 鋯石U-Pb諧和圖Fig.3 (a) CL image, dating spots and 206Pb/238U apparent ages of the representative zircons and, (b) Concordia diagram of zircons U-Pb dating result from the Fengmu mafic rocks (11SY-13) in central Hainan

楓木地區(qū)基性巖的主、微量元素和同位素分析結(jié)果列于表2。由表2可見，9個楓木地區(qū)基性巖樣品SiO2(質(zhì)量分?jǐn)?shù))變化于48.99%～56.00%之間，除燒失量較大的11SY-17A樣品外，其余樣品的K2O較高(1.90%～3.94%)，具有較高的K2O/Na2O(0.58～1.32)比值，K2O+Na2O為4.76%～7.05%。此外，樣品Al2O3變化于14.56%～17.77%之間，TiO2變化于0.99%～2.79%之間，除極個別TiO2偏高外，TiO2基本介于1.08%～2.19%。在(Na2O+K2O)-SiO2圖解中(圖4)，樣品落于二長閃長巖-輝長閃長巖成分范圍。考慮到樣品的全堿含量和K2O/Na2O(0.58～1.32)，結(jié)合巖相學(xué)特征分析，楓木地區(qū)樣品為二長輝長巖-二長閃長巖的巖石組合。

圖4 楓木基性巖(Na2O+K2O)-SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的TAS劃分圖解Fig.4 Rock classification TAS diagrams for the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

楓木基性巖樣品具有較高的稀土元素豐度，∑REE變化于214.7～522.7 μg/g，平均297 μg/g。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(圖5a)上，稀土元素配分曲線顯示為LREE富集的右傾型配分模式，類似于島弧火山巖或活動大陸邊緣火山巖配分特征。樣品輕、重稀土分異明顯，(La/Yb)N=11.2～31.1，(Gd/Yb)N=2.0～4.5，Eu異常不明顯(δEu=0.7～1.1)。在微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖5b)，楓木地區(qū)基性巖富集大離子親石元素(如Rb、Ba等)及輕稀土元素，相對虧損高場強(qiáng)元素，有著明顯的Nb-Ta和Ti負(fù)異常，其配分模式類似弧火山巖，也與中沙農(nóng)場和萬寧基性巖配分特征類似[14,17]。Zr/Nb比值介于5.1～21.5之間，Nb/La比值介于0.22～0.51之間，總體相似于島弧巖漿巖[40]。

楓木地區(qū)基性巖Sr-Nd同位素數(shù)據(jù)列于表2。從表2可看出，3個代表性基性巖樣品均具偏低Nd同位素比值(143Nd/144Nd=0.512 381～0.512 463)。根據(jù)基性巖形成年齡(240 Ma)計算得到的87Sr/86Sr初始值為0.708 470～0.710 762，εNd(t)值變化于-2.53～-1.05之間(圖6)，略低于萬寧地區(qū)輝長巖和輝綠巖脈的εNd(t)值[14]，總體類似EMII地幔源區(qū)。

4 討 論

楓木加總嶺樣品11SY-13的鋯石形態(tài)完整，有明顯振蕩環(huán)帶，絕大部分鋯石Th/U比值大于0.4，屬巖漿成因鋯石。24個分析點(diǎn)給出了206Pb/238U的加權(quán)平均年齡為(240.3±2.6)Ma，代表了楓木基性巖的形成年齡。上述年齡與唐立梅等[14]在海南島東部萬寧地區(qū)識別出的角閃輝長巖(240±2)Ma及陳新躍等[17]在島西南中沙農(nóng)場報道的基性巖脈(242.2±2.6)Ma年齡相似。

表2 楓木地區(qū)基性巖主量元素氧化物(%)、微量元素(μg/g)和Sr-Nd同位素組成分析結(jié)果

圖5 楓木基性巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)Fig.5 (a) Chondrite-normalized REE pattern and (b) PM-normalized incompatible element spiderdiagram for the Fengmu mafic rocks

楓木地區(qū)基性巖絕大部分樣品燒失量較低，樣品燒失量與Nb/La、Th/La比值、Rb、Ba和Sr等元素含量變化無明顯相關(guān)性，反映其未經(jīng)歷過明顯蝕變作用。由于地殼物質(zhì)具有較低的MgO含量和εNd(t)值，如需達(dá)到樣品εNd(t)值則要加入較多地殼物質(zhì)，而地殼物質(zhì)的加入必將導(dǎo)致MgO含量降低、鎂指數(shù)降低。樣品鎂指數(shù)平均值為55，部分樣品鎂指數(shù)高達(dá)69，與假設(shè)不符。其Nb/La比值平均值為0.35，低于大陸地殼Nb/La比值(0.7)，且隨MgO變化而樣品Nb/La比值較為穩(wěn)定[42]。一般來說，地殼具有富Th、貧Nb特征，而本區(qū)基性巖Nb-Th之間并無明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系。以上結(jié)論說明巖漿上升過程中受地殼混染作用影響不大。大部分樣品MgO含量低于8.0%，MgO和Cr、Ni間呈正相關(guān)關(guān)系，反映巖漿中橄欖石和輝石的分離結(jié)晶。CaO/Al2O3比值在巖漿演化過程中較為穩(wěn)定，未見明顯Eu異常，表明巖漿演化過程中斜長石的分離結(jié)晶作用不明顯。隨著巖漿的演化，P2O5、Fe2O3和TiO2含量與SiO2含量之間呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系，指示存在鈦鐵礦和磷灰石分離結(jié)晶作用。大多數(shù)樣品的Ba含量(平均值為1 285μg/g)和Sr含量(平均值為937μg/g)較為一致，在巖漿分異過程中它們的總分配系數(shù)KD接近于1，說明巖漿結(jié)晶分異作用不占主導(dǎo)作用，樣品的元素及同位素組成變化仍反映其源區(qū)的差異性。

圖6 楓木基性巖87Sr/86Sr(i)- εNd (t) 圖解，萬寧輝長輝綠巖數(shù)據(jù)引自唐立梅等[14]Fig.6 Initial 87Sr/86Sr vs εNd (t) for the Fengmu mafic rocks

楓木地區(qū)基性巖SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為48.99%～56.00%，大部分樣品高鉀(1.90%～3.94%)、高Al2O3(14.56%～17.77%)、高K2O/Na2O(0.58～1.32)比值，相對富集大離子親石元素(Rb、Ba和Th等)和輕稀土元素，虧損高場強(qiáng)元素Nb、Ta和Ti，顯示出類似于島弧火山巖配分模式。Zr/Nb比值介于5.06～21.5之間，Nb/La比值介于0.22～0.51之間，在巖漿過程中無明顯地殼物質(zhì)混染情況下，這些特征暗示巖漿源區(qū)殼源物質(zhì)的參與，同時Sr-Nd同位素組成也支持這一觀點(diǎn)(圖6)。如前所述，本區(qū)的基性巖在上升過程中未發(fā)生明顯地殼物質(zhì)的混染，因此微量元素特征也反映源區(qū)存在俯沖板片派生流體或沉積物的交代作用。樣品Nb/U=6.29～23.6，Ce/Pb=0.74～12.5，遠(yuǎn)低于典型未被地殼混染的MORB和OIB的值(Nb/U=47±10,Ce/Pb=25±5)[42-43]，且Zr/Hf平均值為45.6，高于原始地幔的Zr/Hf值36.27±5.0，反映其可能受俯沖流體交代作用的影響。在Th/Yb-Ba/La和La/Yb-Sr/La圖解上(圖7a-b)，樣品顯示較高的Th/Yb和La/Yb比值，指示樣品受到了來自俯沖板塊再循環(huán)地殼物質(zhì)的影響。Ba/La和Sr/La的變化，樣品具有比MORB更高的Th/Zr比值和Ba/Zr比值、較高的Th/La比值和Ce/Pb比值，暗示樣品亦受到俯沖板片流體和地殼物質(zhì)交代作用影響。楓木地區(qū)基性巖微量元素顯示島弧火山巖型配分特征，排除巖漿過程中地殼混染的明顯影響后，其Nb-Ta虧損更可能是俯沖板片或沉積物所釋放的流體或熔體改造地幔的結(jié)果[44]。楓木基性巖Th/La=0.08～0.30，平均值為0.12,與EMII型地幔特征值接近(Th/La=0.12～0.16),εNd(t)值變化于-2.53～-1.05之間，87Sr/86Sr初始值變化于0.708 470～0.710 762，也顯示其源區(qū)為富集地幔特征，進(jìn)一步表明源區(qū)受到了俯沖帶入沉積物或蝕變洋殼釋放組分的影響[45]，是受俯沖組分改造的富集地幔楔源區(qū)。

圖7 楓木基性巖的Th/Yb-Ba/La(a)，Sr/La-La/Yb(b)判別圖解,萬寧和瓊西南基性巖數(shù)據(jù)引自唐立梅等[14]和陳新躍等[17]Fig.7 (a) Th/Yb vs Ba/La and, (b) Sr/La vs La/Yb for the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

樣品具較高的Zr值(平均值為199.7μg/g)和Zr/Y值(平均值為7.5)，表現(xiàn)為大陸玄武巖地球化學(xué)特征，從而推測其可能形成于板內(nèi)或大陸邊緣弧環(huán)境，而非大洋島弧環(huán)境[46]。在Zr-Ti(圖8a)與Zr-Zr/Y(圖8b)圖解中，楓木地區(qū)基性巖落入板內(nèi)玄武巖范圍[47]。同樣，在Nb*2-Zr/4-Y圖(圖8c)中，樣品顯示出板內(nèi)堿性玄武巖地球化學(xué)特征。樣品Th/Nb(平均值為0.40)比值高于原始地幔的Th/Nb比值(0.11)，且Nb/Zr>0.04，推測其產(chǎn)出于具有大陸基底的構(gòu)造背景[48]。在Nb/Zr-Th/Zr圖(圖8d)上，基性巖樣品落入拉伸環(huán)境。結(jié)合區(qū)內(nèi)相關(guān)地質(zhì)背景推測，考慮到晚古生代印支、華南陸塊之間的邦溪-晨星弧后盆地存在俯沖消減作用，俯沖板塊析出的流體和攜帶的沉積物熔體交代上覆地幔楔，推測該基性巖形成于造山帶伸展垮塌時期的拉張構(gòu)造環(huán)境，屬碰撞后環(huán)境的產(chǎn)物，而非島弧成因的巖石。因此楓木地區(qū)基性巖形成于碰撞后期，由于造山帶垮塌導(dǎo)致減壓熔融，從而使熱界面抬升誘發(fā)被改造的地幔熔融。

李獻(xiàn)華等[1-2]在邦溪-晨星地區(qū)識別出N-MORB型基性巖,其Sm-Nd等時線年齡為(333±12)Ma。何慧瑩等[49]同樣在晨星地區(qū)識別出Ar-Ar坪年齡為327 Ma、εNd(t)高達(dá)+9的N-MORB型基性巖。出露的N-MORB型基性巖的邦溪-晨星構(gòu)造帶呈東西向展布，并向西延伸可與越南馬江、云南雙溝和金沙江等地基性-超基性巖帶相連[50-51]。如哀牢山雙溝蛇綠巖中輝長巖和斜長花崗巖鋯石U-Pb年齡為(362±41)Ma和(328±16)Ma[50]、云南金沙江斜長巖和斜長花崗巖年齡分別為(340±3) Ma和(294±4) Ma[51]。Li et al.和陳新躍等[8, 15]在五指山地區(qū)獲得花崗片麻巖鋯石U-Pb年齡為269～262 Ma，認(rèn)為其屬于華南東南沿海大陸巖漿弧的一部分，其形成原因?yàn)檠厝A南東南海岸的古太平洋板塊俯沖作用或與古特提斯演變關(guān)系密切[8-9,15]。但現(xiàn)有資料表明海南島海西-印支期的花崗巖在巖石類型與地球化學(xué)方面均與華南東部同期巖漿作用差異明顯[52-53]，且更多學(xué)者認(rèn)為太平洋的西向俯沖始于中侏羅世[54]。因此，以上證據(jù)表明，由邦溪-晨星地區(qū)經(jīng)越南馬江、云南哀牢山至金沙江地區(qū)發(fā)育一個近東西向延伸的晚古生代有限洋盆或弧后盆地，哀牢山-馬江-海南一帶代表了華南與印支陸塊的拼貼邊界[1-2,59]。

圖8 (a) 楓木基性巖Ti- Zr、(b) Zr/Y-Y、(c) Nb*2-Zr/4-Y和(d) Th/Zr-Nb/Zr判別圖解萬寧和瓊西南基性巖數(shù)據(jù)引自唐立梅等[14]和陳新躍等[17]Fig.8 (a) Ti- Zr, (b) Zr/Y-Y, (c) Nb*2-Zr/4-Y and (d) Th/Zr-Nb/Zr for the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

目前對華南與印支陸塊拼合的具體時間尚未確定，Li et al.[8]在五指山花崗片麻巖具有巖漿弧地球化學(xué)特征，其鋯石U-Pb年齡為267～262 Ma。陳新躍等[15]認(rèn)為五指山地區(qū)花崗片麻巖(269～263 Ma)和溫淑女等[16]認(rèn)為樂東志仲巖體(272 Ma)與越南中部地區(qū)Truong Son麻粒巖相變質(zhì)作用[55](～260 Ma)時代相近，而判斷其屬于同碰撞型花崗巖，其形成與華南、印支陸塊的碰撞拼合關(guān)系密切。由此提出華南和印支陸塊的碰撞時間始于260 Ma，并于260～250 Ma達(dá)到碰撞峰期[15]。同時，王大英和云平[19]在樂東縣木棉頭鄉(xiāng)識別出233 Ma的堿性花崗巖，謝才富等[12]在三亞發(fā)現(xiàn)石榴霓輝石正長巖，其年齡(244±7)Ma，在分洲界識別出鋯石U-Pb年齡為231 Ma的正長巖[14]。以上巖石具有A型花崗巖相似的元素-同位素地球化學(xué)特征，被認(rèn)為在三疊紀(jì)時該區(qū)已屬于碰撞后拉張構(gòu)造背景。此外，海南地區(qū)上三疊統(tǒng)為陸相磨拉石沉積建造，其不整合于二疊系或下三疊統(tǒng)地層之上[18,27]。以上資料指示，華南和印支陸塊在海南島地區(qū)的晨星-邦溪一帶的發(fā)生沖拼貼作用，其于240 Ma已進(jìn)入碰撞后伸展階段。我們的資料表明，楓木地區(qū)三疊紀(jì)(240 Ma)基性巖以高鉀、高鋁為特征、地球化學(xué)方面以富集大離子親石元素，虧損Nb、Ta和Ti等高場強(qiáng)元素為特征，εNd(t)=-1.05～-2.53，其與瓊西南中沙農(nóng)場基性巖和萬寧地區(qū)角閃輝長巖有著相似的形成時代(240～242 Ma)[14，17], 同樣是源于受俯沖沉積物和板片流體交代改造的地幔改造源區(qū)，產(chǎn)出于伸展構(gòu)造背景，在時空上可對比于馬江、哀牢山構(gòu)造帶碰撞后巖漿作用[56-57]。因此，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)背景，晚古生代末，印支和華南陸塊間在海南島地區(qū)發(fā)生了古特提斯支洋盆或弧后盆地的關(guān)閉，并于245～240 Ma進(jìn)入碰撞后伸展階段。一般認(rèn)為，碰撞后作為造山旋回的一個重要階段，其發(fā)生時間在峰期碰撞作用之后的15～20 Ma[58-59]，這與前述海南島二疊-三疊紀(jì)巖漿作用時序相似。這一認(rèn)識也可從海南島所經(jīng)歷的變形改造熱事件年齡得到驗(yàn)證。陳新躍等和Zhang et al.[60-61]在海南島公愛和五指山、長征等地發(fā)現(xiàn)有NW-NWW向右旋走滑韌性剪切帶，其變形年齡在245～ 248 Ma (剪切帶糜棱巖內(nèi)云母40Ar/39Ar坪年齡)，并可與印支北部Song-Ma，DaNang-Khe Sanh等地發(fā)育的同期右旋NW /NWW向韌性剪切帶[62]相聯(lián)系，這些剪切帶被認(rèn)為是印支與華南陸塊自東向西順時針旋轉(zhuǎn)拼合的產(chǎn)物。同時，在瓊中長征、瓊西南沖卒嶺等地發(fā)育的NE向左旋壓扭性剪切帶的韌性變形年齡被限定在229～190 Ma(糜棱巖云母40Ar/39Ar年齡)，而北東向晚三疊世熱事件可對比于華南內(nèi)部雪峰、云開一帶的NE /NNE向左旋壓扭性剪切帶[57,63]，自晚三疊世以來海南北部與華南內(nèi)陸具有相似的構(gòu)造演化特征。因此推測，華南與印支陸塊之間的俯沖作用于早石炭世即已開始，在260～240 Ma左右為同碰撞階段，240 Ma以來進(jìn)入碰撞后伸展階段，此時受板片斷離或者拆沉作用軟流圈上涌、造山帶伸展垮塌的影響，導(dǎo)致早期受俯沖組分改造的地幔源區(qū)熔融形成如楓木所見的碰撞后巖漿作用。

5 結(jié) 論

1) 海南島楓木地區(qū)基性巖脈LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(240.3±2.6)Ma，為基性巖脈的形成年齡；

2) 楓木地區(qū)基性巖脈富K2O和Al2O3、高K2O/Na2O比值、富集大離子親石元素、虧損Nb、Ta和Ti等高場強(qiáng)元素，表現(xiàn)出大陸邊緣弧的稀土和不相容元素配分模式，源區(qū)為受俯沖板片脫水流體和再循環(huán)沉積物交代的改造源區(qū)。

3) 楓木地區(qū)基性巖脈的形成受邦溪-晨星弧后盆地俯沖消減作用的影響，印支塊體-華南陸塊的碰撞240 Ma左右已經(jīng)屬于碰撞后的伸展構(gòu)造背景，華南塊體和印支塊體之間的拼合已趨結(jié)束。

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Geochemical and geochronological characteristics of the Fengmu mafic rocks in Hainan and its tectonic implications

HEHuiying,WANGYuejun,LIUHuichuan，ZHANGYuzhi

(School of Earth Sciences and Geological Engineering ∥Guangdong Provincial Key Lab of Geological Processes and Mineral Resource, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China )

Hainan Island, tectonically located between the Indochina and the South China Blocks, has undergone multiphased structural overprinting and complex tectonic evolution. Mafic rocks, newly discovered in the Fengmu area, Central Hainan, are coeval with Triassic porphyritic granite and mainly composed of plagioclase, clinopyroxene and hornblende. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the representative sample yield the weighted mean206Pb/238U age of (240.3±2.6) Ma, interpreted as the crystallization age of the mafic rocks. They have SiO2ranging from 48.99% to 56.00%, K2O between 0.63%～3.94% and Al2O3between 14.56%～17.77%, and have a K2O/Na2O ratio of 0.58～1.32. These rocks show high REE concentrations with ∑REE=214.7～522.7 μg/g, and (La/Yb)N=11.17～31.10, (Gd/Yb)N=2.00～4.50, δEu=0.74～1.14. They are characterized by subparallel right-sloping REE pattern, similar to those of island arc volcanic rocks, and by enrichment in LREEs and LILEs and depletion in HFSEs with significant Nb-Ta and Ti negative anomalies. TheεNd(t) values ranges from -1.05 to -2.53. Our data indicate that these rocks originated from the enriched mantle source modified by subduction- related fluid/melt. In combination with other available data, it is proposed that the Fengmu mafic rocks at 240 Ma generated at the post-collision extensional setting of the convergence of the South China with Indochina Block in response to the subduction of the Paleotethyan Ocean.

Triassic mafic rocks; LA-ICP-MS zircon U-Pb dating; arc affinity; post-collisional setting; Fengmu; Hainan Island

10.13471/j.cnki.acta.snus.2016.04.023

2015-12-11

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)基金資助項目(2014CB440901)；國家自然科學(xué)基金資助項目(41190073，41372198)；中山大學(xué)高?；緲I(yè)務(wù)費(fèi)資助項目

何慧瑩(1993年生), 女；研究方向：巖石大地構(gòu)造;E-mail:hehuiy2@mail2.sysu.edu.cn

P

A

0529-6579(2016)04-0146-12