昌寧-孟連結(jié)合帶斜長角閃巖鋯石U-Pb年齡、地球化學特征及其地質(zhì)意義

王冬兵，羅 亮，唐 淵，尹福光，王保弟，王立全

(中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610081)

引言

昌寧-孟連結(jié)合帶是西南三江地區(qū)一條重要的特提斯結(jié)合帶，分隔著親岡瓦納的保山地塊與親勞亞的思茅地塊[1-5]。早期研究者根據(jù)昌寧-孟連結(jié)合帶的沉積記錄和巖漿活動，認為其代表的是泥盆紀—三疊紀古特提斯洋消亡的殘跡[6-8]。近年來，地質(zhì)調(diào)查研究新發(fā)現(xiàn)該帶及鄰區(qū)存在早古生代巖漿和沉積記錄，如牛井山468±2Ma英云閃長巖[9]、南汀河473Ma和444Ma的堆晶輝長巖[10]以及下古生界瀾滄巖群等，表明昌寧-孟連特提斯演化可上溯至早古生代。昌寧-孟連結(jié)合帶經(jīng)歷了長時間的演化歷史，保存了不同階段的演化產(chǎn)物，查明該帶不同物質(zhì)組成的時代和性質(zhì)是恢復其演化歷史的關鍵。本研究在昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山地區(qū)識別出多個斜長角閃巖巖塊，通過系統(tǒng)的巖石學、鋯石U-Pb定年、Hf同位素及全巖地球化學研究，查明其時代和地球化學性質(zhì)，探討了原巖和源區(qū)性質(zhì)及蘊含的構(gòu)造意義，為恢復昌寧-孟連結(jié)合帶特提斯演化過程提供了重要信息。

圖1 西南三江南段構(gòu)造簡圖(a)和昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山蛇綠混雜巖帶地質(zhì)圖(b)(據(jù)王冬兵等[11]，修改)

Fig.1 Simplified tectonic map of the southern segment of the Nujiang-Lancangjiang-Jinshajiang tectonic zone (a) and geological map of the Niujingshan ophiolitic mélange zone in the Changning-Menglian suture zone (b) (modified from Wang Dongbing et al., 2015)

1 地質(zhì)背景與巖石特征

斜長角閃巖以構(gòu)造巖片、透鏡體的形式出現(xiàn)，出露較大者約為80～100m寬，較小者為10～20m寬，圍巖為灰色云母石英片巖，兩者呈構(gòu)造接觸。野外可見中-粗粒和細粒變晶兩種不同的斜長角閃巖(圖2)，以細粒變晶斜長角閃巖為主。細粒變晶斜長角閃巖呈灰綠-灰黑色，具柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，似片麻狀構(gòu)造，主要由斜長石(約45%)、角閃石(約55%)構(gòu)成，二者混雜狀，近平行定向分布，部分斜長石呈條紋狀聚集，次要礦物為磷灰石和榍石(圖2b，d)。斜長石呈它形粒狀，粒徑大部分0.05～0.5mm，少部分0.5～0.9mm，較小顆粒者與角閃石混雜顯近平行定向分布，較大顆粒斜長石呈條紋狀聚集分布，具絹云母化、黝簾石化等。角閃石呈它形柱狀、粒狀，大部分0.1～1.0mm，少部分1.0～3.0mm，個別3.0～4.0mm，主呈近平行定向分布，部分相對顯斷續(xù)條紋狀聚集，顯綠色，多色性明顯。中-粗粒變晶斜長角閃巖相對較少，粒度明顯變粗，主要礦物組成和結(jié)構(gòu)特征與細粒變晶斜長角閃巖類似(圖2a，c)，可見極少量輝石殘余。鋯石定年樣品選擇粒度較粗者挑選鋯石單礦物。

圖2 牛井山地區(qū)斜長角閃巖特征

a.中-粗粒變晶斜長角閃巖手標本；b.細粒變晶斜長角閃巖手標本；c.中-粗粒變晶斜長角閃巖正交偏光顯微照片；d.細粒變晶斜長角閃巖正交偏光顯微照片. Amp.角閃石;Px.輝石;Fs.長石

Fig.2 Photographs of the amphibolites from the Niujingshan area in the Changning-Menglian suture zone

2 分析方法

鋯石分選在廊坊市誠信地質(zhì)服務公司完成。選擇晶型較好、無裂隙的鋯石顆粒粘貼在環(huán)氧樹脂表面制成鋯石樣品靶，打磨樣品靶，使鋯石的中心部位暴露出來，然后進行拋光。對鋯石進行反射光、透射光顯微照相和陰極發(fā)光(CL)圖像分析，最后根據(jù)反射光、透射光及鋯石CL圖像選擇代表性的鋯石顆粒和區(qū)域進行U-Pb測年。反射光、透射光顯微照相和陰極發(fā)光(CL)照相在北京鋯年領航科技有限公司完成。

鋯石微量元素和U-Pb同位素定年在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室(GPMR)利用LA-ICP-MS同時分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005，ICP-MS為Agilent 7500a。對分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件ICPMSDataCal[12-13]完成。詳細的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同Liu等[12-13]。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計算均采用Isoplot/Ex_ver3[14]完成。

鋯石原位Lu-Hf同位素分析在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室(GPMR)利用利用激光剝蝕-多接收杯等離子體質(zhì)譜(LA-MC-ICP-MS)完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005，MC-ICP-MS為Neptune Plus (Thermo Fisher Scientific，德國)。在已測定過年齡的鋯石顆粒上選擇相同(似)區(qū)域進行Hf同位素測試，激光束斑直徑為44 μm，詳細儀器操作條件和分析方法同文獻[15]。在本次試驗中，利用實時獲取鋯石樣品自身的βYb用于干擾校正。179Hf/177Hf=0.7325和173Yb/171Yb=1.132685[16]被用于計算Hf和Yb的質(zhì)量分餾系數(shù)βHf和βYb。179Hf/177Hf 和173Yb/171Yb的比值被用于計算Hf(βHf) 和Y(βYb)的質(zhì)量偏差[16]。使用176Yb/173Yb=0.79639來扣除176Yb對176Hf的同量異位干擾。使用176Lu/175Lu =0.02656來扣除干擾程度相對較小的176Lu對176Hf的同量異位干擾[17]。由于Yb和Lu具有相似的物理化學屬性，因此在本實驗中采用Yb的質(zhì)量分餾系數(shù)βYb來校正Lu的質(zhì)量分餾行為。分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、同位素質(zhì)量分餾校正)采用軟件ICPMSDataCal[12-13]完成。εHf計算采用176Lu衰變常數(shù)為1.867×10-11a-1[18]，球粒隕石現(xiàn)今值176Hf/177Hf=0.282772和176Lu/177Hf=0.0332；單階段虧損地幔Hf模式年齡(tDM1)計算采用現(xiàn)今虧損地幔值176Hf/177Hf=0.28325和176Lu/177Hf=0.0384[19]。

主量元素分析在國土資源部西南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心采用XRF玻璃熔餅法完成，分析的儀器為AXIOS-X-熒光光譜儀。巖石粉末樣品的主量元素分析前首先進行燒失量分析。然后將巖石粉末樣品熔融制餅，并標記樣品名稱以備測試。對中國標準參考物質(zhì)GSR-3的分析結(jié)果表明，主量元素分析精度和準確度均優(yōu)于4%。微量元素分析在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室利用Agilent 7500a型ICP-MS完成。樣品溶解采用1.5 mL HNO3+1.5 mL HF混合酸在Teflon高壓密閉容樣彈中進行，以確保所有難溶礦物均被溶解。實驗過程中，對美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)標準參考物質(zhì)BCR-2、BHVO-2和AGV-1的分析結(jié)果表明，微量元素分析精度和準確度一般優(yōu)于5%。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年齡

斜長角閃巖D0087-2中的鋯石多為淺黃色、自形-半自形、不完整晶體顆粒，多呈短柱狀，長度一般為50～100μm。鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像顯示大多數(shù)鋯石為板狀無分帶結(jié)構(gòu)，少量鋯石具有較寬的弱振蕩環(huán)帶，無繼承性核，個別鋯石具有窄的明亮的邊(圖3a)。總體上，鋯石CL結(jié)構(gòu)顯示為巖漿鋯石特征，屬巖漿結(jié)晶產(chǎn)物，并且與高溫基性巖石鋯石特征類似[20]。窄的亮邊是受變質(zhì)影響形成的，由于太窄而無法分析。

分析點位于巖漿結(jié)構(gòu)區(qū)域，對21顆鋯石進行了21個點的U-Th-Pb同位素測定，獲得的同位素比值及年齡結(jié)果見表1和圖3b。21個鋯石分析點的Th/U比值為0.6～1.4，具有典型的巖漿鋯石特征。所有數(shù)據(jù)投影點均分布在U-Pb諧和圖中諧和線上，21個分析點的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為272±1.7 Ma(MSWD=1.1，n=21)。

圖3 斜長角閃巖(D0087-2)鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像(a) 和鋯石U-Pb年齡諧和圖(b)(實線圓圈代表U-Pb分析點，虛線圓圈代表Hf分析點)

Fig.3 The cathodoluminescence (CL) images (a) and concordia diagram of the zircon U-Pb age data (b) for the amphibolites sample (D0087-2) (Solid line circles represent the U-Pb spots, and the dotted line circles represent the Hf spots.)

表1斜長角閃巖(D0087-2)LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡

Table1LA-ICP-MSzirconU-Pbagedeterminationsoftheamphibolitesample(D0087-2)

表2 斜長角閃巖(D0087-2)鋯石Hf同位素組成

表3昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山地區(qū)斜長角閃巖主量(wt%)和微量元素(×10-6)組成

Table3Majorelement(wt%)andtraceelement(×10-6)compositionsoftheamphibolitesfromtheNiujingshanareaoftheChangning-Mengliansuturezone

樣品號D0087?2D0087?3D0140?114NJS01?114NJS02?114NJS03?114NJS04?1SiO25164516951095144512651665126TiO2087078203122113123222Al2O31473146613151278145313131314Fe2O39038831393942107711631173MnO0160160201701702019MgO74373594771707761668CaO106811068371165983985938Na2O333343353063337388K2O044041026027052017028P2O5006400601800770120099014LOI162168145216155101106Total9996999799959996999599969996Mg#620621458619565565530N2O+K2O374375361333352354416N2O/K2O758112911358198139Li417394620440101583668Be036038068033082031060Sc424393446467399390446V238225357266275295339Cr292252671294924121603Co338321465349359412399Ni790751429831552605461Cu342222596218112798805Zn573557937612677799804Ga141139184130183144162Rb997971697584126402465Sr159141109139160115674Y226201466297385299577Zr466440708543971535880Nb098083305144188120317Sn145132125139139111186Cs073072012043058027011Ba585548393319709267832La281237561348458194632Ce798658161103152631211Pr127105254164228132322Nd654558138891118748172Sm223205475313372262569Eu092083159121122127240Gd302266649404554422805Tb059053125079099077146Dy398360825519653504975Ho082074169109138108203Er236213487301405315600Tm036033074048060047089Yb221202462299372292565Lu035031072046058043084

(接上表)

樣品號D0087?2D0087?3D0140?114NJS01?114NJS02?114NJS03?114NJS04?1Hf143128223161275153277Ta008200660230110160088026Tl0075006900580043007300490048Pb095098074090131078058Th050037069062120012125U0150130190190370036039∑REE354308731467622390906δEu108108087104082116108(La/Yb)N086080082079084045076(Gd/Yb)N111106114109120117115

注：Mg#=100×Mg/(Mg+Fe)(原子數(shù))；δEu=2×EuN/(SmN+GdN)；LOI為燒失量

3.2 鋯石Hf同位素

在U-Th-Pb同位素分析的基礎上，利用LA-MC-ICP-MS對其中14顆鋯石進行了14個點的Lu-Hf同位素分析，結(jié)果列于表2和圖4。14個分析點的176Hf/177Hf比值為0.282920～0.282967，以鋯石結(jié)晶年齡(272Ma)計算出鋯石176Hf/177Hf初始值為0.282906～0.282956，對應的εHf(t)=10.7～12.5，平均值為11.4；計算得到鋯石單階段虧損地幔Hf模式年齡tDM1為416～499 Ma，平均值為466Ma。

圖4 斜長角閃巖(D0087-2)鋯石年齡(Ma) -εHf(t)圖解(a)和虧損地幔Hf模式年齡tDM1直方圖(b)

Fig.4 Diagram of crystallization ages (Ma) vs.εHF(t) values (a) and histogram of depleted mantle Hf model ages (tDMI) for the zircons from the amphibolite sample (D0087-2)

3.3 主量元素和微量元素

研究樣品的主量、微量元素原始分析數(shù)據(jù)列于表3。文中涉及的主量元素含量、比值及特征參數(shù)均使用扣燒失量(1.01%～2.16%)后100%歸一化的值。這些斜長角閃巖的SiO2含量為51.83%～52.6%，屬于基性巖范疇；樣品MgO含量為6.03%～7.88%，Mg#為45.8～62.1；TFe2O3含量為8.98%～11.86%；TiO2含量為0.79%～2.24%;Al2O3含量為13.07%～14.98%；全堿(Na2O+ K2O)含量為3.33%～4.16%，Na2O/K2O比值為5.8～19.8，顯示出富鈉的特征。在不活動元素巖石Nb/Y-Zr/TiO2分類圖解[21]中落在亞堿性玄武巖區(qū)域(圖5a)。在不活動元素Y-Zr圖解[22]中落于拉斑玄武巖系列(圖5a)；在火山巖TAS分類圖解落于亞堿性玄武巖區(qū)域(未列圖)，在SiO2-K2O圖解中落于低鉀拉斑玄武巖系列(未列圖)，兩者與不活動元素圖解結(jié)果一致。

圖5 昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山斜長角閃巖Nb/Y-Zr/TiO2圖解[21](a)和Y-Zr圖解[22](b)

Fig.5 Nb/Y vs.Zr/TiO2diagram (after Winchester et al., 1977) (a) and Y vs.Zr diagram (after Simon et al., 2009) for the amphibolites from the Niujingshan area in the Changning-Menglian suture zone

圖6 昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山斜長角閃巖球粒隕石標準化的稀土元素配分模式圖(a)和原始地幔標準化的微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(球粒隕石和原始地幔的值引自文獻[23]；N-MORB和OIB的值引自文獻[24]

Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spidergram for the amphibolites from the Niujingshan area in the Changning-Menglian suture zone (chondrite and primitive mantle values from McDonough et al., 1995; N-MORB and OIB values from Sun et al., 1989)

斜長角閃巖的稀土總量∑REE=(30.8～90.6)×10-6，平均值為54.0×10-6，遠低于洋島玄武巖(OIB=198.96×10-6)的含量[24]，與洋脊玄武巖(N-MORB=39.11×10-6，E-MORB=49.09×10-6)含量[24]相似。斜長角閃巖輕、重稀土元素(La/Yb)N比值為0.45～0.86，顯示輕稀土虧損；重稀土(Gd/Yb)N比值為1.06～1.20，指示重稀土無明顯分異；δEu為0.82～1.16，平均值為1.02，表明無明顯Eu異常。在稀土元素球粒隕石標準化圖解上(圖6a)，顯示為輕稀土輕微左傾、重稀土平直、無明顯Eu異常的一條曲線，與N-MORB曲線一致。在原始地幔標準化圖解上(圖6b)，高場強元素Nb、Ta、Zr、Hf無異常，Ti和P有輕微負異常，除元素Rb、Ba、Th和U顯示為富集外，其余元素總體顯示為一條類似于N-MORB的曲線。

4 討論

4.1 原巖時代與性質(zhì)

斜長角閃巖中未變質(zhì)的巖漿成因鋯石年齡為272±1.2 Ma，代表了其原巖時代。識別和恢復變質(zhì)巖的原巖性質(zhì)是一項復雜的工作，常用方法有：(1)地質(zhì)產(chǎn)狀和巖石組合；(2)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征；(3)巖石地球化學特征；(4)副礦物特征。盡管如此，一般很難用單一特征判斷原巖性質(zhì)，實際工作中多采用多方法綜合限定。斜長角閃巖的原巖較復雜，可以是火成巖中的輝長巖、輝綠巖、玄武巖及其火山碎屑巖，也可以是沉積巖的鐵質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r和基性巖屑砂巖等[25]。以下將從多方面綜合判斷昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山地區(qū)斜長角閃巖的原巖性質(zhì)。

副變質(zhì)巖野外一般承襲原巖的成層特征，在一定范圍內(nèi)厚度、巖性較穩(wěn)定，與上、下圍巖呈“似整合接觸”，界面清楚；在組合上常會表現(xiàn)出較好的原沉積旋回或沉積建造組合。原巖是鐵質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r的斜長角閃巖常與大理巖、鈣鎂硅酸鹽變質(zhì)巖呈互層產(chǎn)出，巖石中的次要礦物常有透輝石、黝簾石類和方柱石等[25]。而本研究中的斜長角閃巖以構(gòu)造巖片、透鏡體的形式出現(xiàn)，圍巖是灰色云母石英片巖，兩者呈構(gòu)造接觸，不同于原巖是鐵質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r的斜長角閃巖常具有的地質(zhì)產(chǎn)狀和巖石組合。原巖是基性雜砂巖和火山碎屑巖的斜長角閃巖，有時具有變余晶屑、巖屑和砂狀結(jié)構(gòu)，巖石中石英和黑云母含量相對較多[25]。本研究中的斜長角閃巖具有柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，未見變余晶屑、巖屑和砂狀結(jié)構(gòu)，主要組成礦物為斜長石和角閃石，可見輝石礦物殘余，次要礦物為磷灰石和榍石，未見石英和黑云母礦物。再次，從副礦物的角度，本研究的斜長角閃巖鋯石外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一且具有一致的年齡(圖3a)，與碎屑巖鋯石具有寬泛的年齡范圍不同。因此，昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山地區(qū)斜長角閃巖的原巖不是鐵質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r，也不是基性雜砂巖和火山碎屑巖。

在不活動元素巖石分類圖解Nb/Y-Zr/TiO2(圖5a)中，斜長角閃巖均落在亞堿性玄武巖區(qū)域。在侵入巖TAS圖解中(未列出)落于輝長巖與輝長閃長巖交界處。斜長角閃巖具有與正常洋中脊玄武巖(N-MORB)完全一致的球粒隕石標準化REE曲線(圖6a)。在微量元素原始地幔標準化圖解上(圖6b)。除元素Rb、Ba、Th和U元素外，其余元素總體顯示為一條類似于N-MORB的曲線，沒有Nb、Ta、Zr、Hf負異常等島弧特征。Rb和Ba是活動性強的大離子親石元素，Th和U相對其它高場強元素也易受流體活動影響，其富集很可能是受變質(zhì)作用過程影響。在Nb-Zr-Y三角圖解(圖7a)中，斜長角閃巖均落于N-MORB和火山弧玄武巖重疊區(qū)，在Ti-V圖解(圖7b)落于洋中脊玄武巖中。這些特征一致表明研究的斜長角閃巖的原巖具有N-MORB的特征，因此其原巖很可能是具有N-MORB特征的輝長巖、輝綠巖或玄武巖。

副礦物特征是恢復變質(zhì)巖原巖的有效方法之一。自然界的玄武巖和輝綠巖由于硅不飽和、低的不相容元素Zr含量及冷卻速率快等因素，很難形成鋯石。絕大多數(shù)情況下，從輝綠巖和玄武巖分選出的鋯石少，且大小、形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)各異，年齡也不一致，指示不是巖漿自身結(jié)晶出的鋯石。而輝長巖由于有較長的冷卻時間，一般可以結(jié)晶出具有板狀或?qū)挼膸r漿振蕩環(huán)帶的鋯石。本文研究的斜長角閃巖鋯石CL結(jié)構(gòu)特征一致，主要為板狀無分帶結(jié)構(gòu)，少量鋯石具有較寬的弱振蕩環(huán)帶，所有鋯石分析點位年齡結(jié)果也一致。這些特征與高溫基性輝長巖鋯石特征一致。另一個重要現(xiàn)象是中-粗粒變晶斜長角閃巖中有輝石礦物殘余，表明原巖存在粒度較粗的輝石，與玄武巖一般具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)不同。因此，綜合前述所有因素，認為研究的斜長角閃巖的原巖是272±1.2 Ma的N-MORB型輝長巖，但不排除昌寧-孟連結(jié)合帶內(nèi)有其它斜長角閃巖的原巖為N-MORB型玄武巖的可能。

圖7 Nb-Zr-Y三角圖解[26](a)和Ti-V圖解[27](b)

Fig.7 Nb-Zr-Y diagram[26](a) (after Meschede, 1986) and Ti-V diagram[27](b) (after Sherrais, 1982)

4.2 源區(qū)特征

前已述及，研究的斜長角閃巖原巖具有N-MORB的地球化學性質(zhì)，其必然來自虧損地幔。斜長角閃巖的板狀環(huán)帶和高Th/U比值顯示了其源自基性巖漿，而Lu-Hf同位素體系相對于U-Pb體系具有更耐變質(zhì)的特性，同位素年代學未發(fā)生明顯改變的鋯石Hf同位素可以直接揭示源區(qū)特征。斜長角閃巖鋯石εHf(t)=10.7～12.5，平均值為11.4，鋯石單階段虧損地幔Hf模式年齡tDM1為416～499 Ma，平均值為466Ma。斜長角閃巖無繼承或捕獲鋯石及均一的Hf同位素組成表明鋯石結(jié)晶于均一、無混染的巖漿源區(qū)，較正的εHf(t)值反映了鋯石母巖漿的虧損幔源屬性。一般情況下，直接來自虧損地幔的基性巖漿Hf同位素應近似等于其形成時虧損地幔的Hf同位素，且鋯石Hf虧損地幔模式年齡應與形成年齡近似相等。然而，如圖4a所示，沒有鋯石的εHf(t)值達到或者近似等于其形成時(272 Ma)虧損地幔εHf(t)值。鋯石虧損地幔Hf模式年齡(tDM1=416～499 Ma，平均值=466 Ma)也明顯大于其結(jié)晶年齡(272 Ma)(圖4b)。傳統(tǒng)上，研究者一般用鋯石母巖漿來自受富集組分影響的地幔源區(qū)來解釋這種現(xiàn)象。對于本研究中的斜長角閃巖而言，地球化學特征表明其是來自虧損地幔，因而不能簡單的用這一解釋。隨著近年的研究發(fā)現(xiàn)，地幔具有很大的不均一性，并不是所有虧損地幔都具有一致的同位素特征。因此，我們認為斜長角閃巖鋯石Hf同位素特征反應了當時地幔源區(qū)的特征，是一個虧損地幔，地幔年齡為早古生代(416～499 Ma，平均值為466Ma)。

4.3 構(gòu)造意義

前人從沉積記錄和巖漿活動表明昌寧-孟連是一條古特提斯結(jié)合帶，關于其時代多是來源于沉積地層的化石證據(jù)[7, 28-30]，巖漿巖(特別是洋殼)年齡記錄少見。1∶25萬臨滄幅區(qū)調(diào)工作中，采用單顆粒鋯石熔融法(TIMS)對干龍?zhí)疗拭嫔系男遍L角閃片巖進行了鋯石年齡測定，單顆粒鋯石年齡較諧和，4顆鋯石年齡分布在213～236Ma；用LA-ICP-MS方法對牛井山剖面上的層狀英云閃長巖鋯石進行了定年，10個分析點年齡結(jié)果不諧和且分布在203～418Ma的寬泛范圍①。由于未對鋯石的形態(tài)和結(jié)構(gòu)做詳細分析，不能確定鋯石是自身結(jié)晶鋯石，還是捕獲鋯石，或是變質(zhì)成因鋯石，導致年齡結(jié)果的地質(zhì)意義不明確。本研究中的斜長角閃巖鋯石結(jié)構(gòu)清晰，與輝長巖鋯石特征類似，未受變質(zhì)作用改造，272±1.2 Ma的結(jié)晶年齡是當前區(qū)內(nèi)高質(zhì)量同位素年齡數(shù)據(jù)，結(jié)合其具有N-MORB型的地球化學特征，不僅證明其是早二疊世的洋殼殘余，而且指示早二疊世昌寧-孟連特提斯洋盆仍存在洋中脊擴張，產(chǎn)生具有N-MORB性質(zhì)的基性洋殼物質(zhì)。

早期研究者根據(jù)昌寧-孟連結(jié)合帶沉積記錄和巖漿活動表明其代表的是晚古生代的古特提斯洋[6-8]。近年來，在昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山蛇綠混雜巖發(fā)現(xiàn)有早古生代(468±2Ma)洋殼俯沖成因的高鎂埃達克質(zhì)英云閃長巖[9]，在南汀河地區(qū)發(fā)現(xiàn)有473Ma和444Ma的堆晶輝長巖[10]，這些表明昌寧-孟連結(jié)合帶存在早古生代的巖漿記錄。本研究的斜長角閃巖鋯石Hf同位素模式年齡為416～499 Ma(平均值為466Ma)，這指示昌寧-孟連特提斯洋存在一個長期的虧損地幔，時代至少可以追溯至早古生代(416～499 Ma)。這一地幔年齡與昌寧-孟連結(jié)合帶地表存在早古生代幔源堆晶輝長巖和洋殼俯沖成因埃達克巖是耦合的。從區(qū)域上看，位于昌寧-孟連結(jié)合帶以西的保山-鎮(zhèn)康東部邊緣出露有奧陶—志留系勐定街巖群，該套巖石為一套淺變質(zhì)的砂泥質(zhì)巖石夾硅質(zhì)巖，原巖特征和沉積建造表明其形成于被動大陸邊緣沉積環(huán)境。此外還出露有泥盆系溫泉組，該套以碎屑巖與深色泥質(zhì)巖互層為主的巖層中夾有較多硅質(zhì)巖，生物以營浮游的筆石、竹節(jié)石等為主，底棲化石稀少，顯示以深水沉積為主的環(huán)境特點，形成于被動大陸邊緣的洋-陸過渡環(huán)境。與之相應，昌寧-孟連結(jié)合帶以東在泥盆紀時期亦存在被動邊緣，沉積了厚度巨大的南段組；早—中二疊世，沉積了拉巴組，其巖性以微變質(zhì)的泥質(zhì)巖石為主，夾有砂巖、薄層硅質(zhì)巖及透鏡狀灰?guī)r，顯示出水體更深的沉積環(huán)境特征。而昌寧-孟連結(jié)合帶內(nèi)部發(fā)育泥盆系曼信組和石炭—二疊系光色組，兩者均以玄武巖-硅質(zhì)巖-泥質(zhì)巖組合為特征，代表洋盆相沉積。綜上所述，我們認為昌寧-孟連結(jié)合帶代表的是一個連續(xù)演化的原-古特提斯洋的殘余。

5 結(jié)論

(1)昌寧-孟連結(jié)合帶牛井山蛇綠混雜巖地區(qū)的斜長角閃巖屬于低鉀拉斑玄武巖系列，具有N-MORB的地球化學特征，原巖為272±1.2 Ma的N-MORB型輝長巖。

(2)昌寧-孟連特提斯洋二疊紀早期(272±1.2 Ma)具有一個虧損地幔，地幔年齡為早古生代416～499 Ma。

(3)昌寧-孟連帶是一個連續(xù)演化的原-古特提斯洋，晚古生代272 Ma時還存在洋中脊擴張，產(chǎn)生具有N-MORB性質(zhì)的洋殼。

致謝 野外工作及論文寫作得到了成都地質(zhì)調(diào)查中心潘桂棠研究員的悉心指導與幫助，在此致以衷心感謝。

注釋：

①云南省地質(zhì)調(diào)查院. 《昌寧-孟連構(gòu)造帶北段地質(zhì)特征與滇西古特提斯演化》專題報告.2009.

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