滇西彌渡—巍山地區(qū)富堿巖漿巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡及構造環(huán)境

張 娟,張福神,張世濤,馮明剛

(1. 江西省地質調(diào)查研究院,南昌 330030; 2. 昆明理工大學國土資源工程學院, 昆明 650000; 3. 云南省地質調(diào)查局,昆明 650000)

滇西彌渡—巍山地區(qū)富堿巖漿巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡及構造環(huán)境

張 娟1,張福神1,張世濤2,馮明剛3

(1. 江西省地質調(diào)查研究院,南昌 330030; 2. 昆明理工大學國土資源工程學院, 昆明 650000; 3. 云南省地質調(diào)查局,昆明 650000)

彌渡吉祥莊火山巖和巍山大蓮花山巖體是金沙江富堿巖帶的重要組成部分,兩者總體呈近NW向展布,受哀牢山—金沙江斷裂帶控制。巖石學和LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年代學研究表明,彌渡吉祥莊火山巖為粗面巖,巍山大蓮花山巖體為石英閃長斑巖;吉祥莊火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為36.27 ±0.50 Ma,巍山大蓮花山巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為37.02 ±0.46 Ma。彌渡吉祥莊火山巖和巍山大蓮花山巖體形成時代為喜馬拉雅早期,兩者形成于后碰撞構造背景。

LA-ICP-MS鋯石 U-Pb年齡;富堿巖漿巖;構造環(huán)境;滇西;彌渡—巍山

滇西富堿巖漿巖帶分布于哀牢山—金沙江斷裂帶兩側,屬金沙江富堿巖帶的組成部分。前人對該地區(qū)巖漿巖做了大量研究工作,對該富堿巖漿巖帶的成因提出以下幾種觀點:與大陸裂谷作用有關[1-2];與第三紀以來揚子板塊陸內(nèi)俯沖作用導致的軟流圈上隆和殼?；旌蠈硬糠秩廴谟嘘P[3];與金沙江—哀牢山斷裂帶的剪切走滑拉伸有關[4-5];滇西大理—劍川新生代鉀玄巖屬后碰撞走滑拉伸環(huán)境下島弧型巖漿作用的產(chǎn)物[6]。前人對該富堿巖帶的同位素年代學研究主要集中于祥云馬廠箐、洱海北部北衙等地區(qū)。對彌渡—巍山地區(qū)富堿巖帶的同位素年代學研究較薄弱,僅董方瀏等[7]對巍山大蓮花山巖體中的堿性石英二長斑巖進行Ar-Ar同位素定年,獲得年齡為38.81 Ma。本文以云南彌渡吉祥莊火山巖和巍山大蓮花山巖體為研究對象,在對巖石學特征研究的基礎上,通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測定,獲得巖石的結晶成巖年齡,探討該期巖漿活動的形成背景,為探討該區(qū)構造巖漿演化提供參考。

1 地質背景及樣品特征

1.1 地質背景

彌渡—巍山地區(qū)位于揚子準地臺西緣與三江褶皺系(蘭坪—思茅板塊)接合部位(圖1),NW向哀牢山—金沙江斷裂帶與NNE向程海斷裂夾持的三角地帶,屬滇西北區(qū)域富堿巖帶中的南巖帶—大理—祥云(含賓川)巖體(脈)集中區(qū)[8],經(jīng)歷長期的構造—巖漿演化,地質構造復雜。

彌渡吉祥莊火山巖大致呈NW向延伸,與哀牢山—金沙江斷裂帶分布方向一致,內(nèi)部另有1條NE向斷裂穿過,侵位于志留紀康廊組(Sk)白云質灰?guī)r中。大蓮花山巖體產(chǎn)于NW向隱伏斷裂與2條NE向斷裂相交部位,面積僅數(shù)平方千米,分布形態(tài)不規(guī)則,與圍巖呈侵入接觸。圍巖主要為晚三疊世麥初箐組(T3m)、早侏羅世漾江組(J1y)、花開左組(J2h)、壩注路組(J3b)砂巖、泥巖等。

圖1 彌渡—巍山地區(qū)地質簡圖[1]Fig. 1 Geological sketch map of the Midu-Weishan area1-第四系;2-古近系;3-中生界;4-古生界;5-石英正長巖;6-大蓮花山石英閃長斑巖;7-粗面巖;8-實測地質界線;9-實測平行不整合地質界線;10-實測斷層;11-遙感解譯斷層;12-采樣點

1.2 樣品特征

吉祥莊火山巖代表性樣品編號為D8015,巖性為粗面巖。鏡下斑晶以正長石為主,次為暗色礦物斑晶,暗色礦物斑晶已全部鐵泥質化。正長石斑晶粒度為1～8 mm,含量為35%,呈自形—半自形板狀,負低突起,部分可見卡式雙晶。暗色礦物斑晶粒度為0.2～1 mm,含量為15%,呈自形—半自形片狀,部分呈六邊形自形狀晶體?；|以條狀微晶正長石(粒度≤0.1,含量47%)為主,條狀微晶正長石呈定向—半定向分布,具有流動性,為巖漿噴出地面流動形成,構成粗面結構。暗色礦物(粒度≤0.15,含量3%)及微量磁鐵礦(粒度≤0.15)充填于長條狀鉀長石之間(圖2a)。

大蓮花山巖體代表性樣品編號為PM025-7,巖性為石英閃長斑巖。巖石呈灰白色,斑狀結構,塊狀構造。斑晶主要為正長石,次為角閃石、斜長石,少量黑云母。正長石斑晶粒度為0.5～5 mm,含量為32%,呈自形—半自形板狀,負低突起,聚片雙晶,部分環(huán)帶雙晶,見斜長石包體,說明斜長石結晶于正長石之前。斜長石粒度為0.2～2 mm,含量為10%,呈自形—半自形板狀,聚片雙晶,為中更長石;角閃石粒度為0.25～2 mm,含量為12%,呈半自形柱狀,綠色,具角閃石式解理;黑云母粒度為0.2～0.6 mm,含量為3%,呈自形—半自形片狀(圖2b)。

圖2 吉祥莊火山巖(a)及大蓮花山巖體(b)鏡下照片F(xiàn)ig. 2 Photomicrographs of the Jixiangzhuang volcanic rock (a) and Dalianhuashan pluton (b)Or-正長石；Pl-斜長石；Amp-角閃石；Bt-黑云母；Qtz-石英

2 分析方法

在雙目鏡下挑選出鋯石顆粒,將鋯石顆粒用環(huán)氧樹脂固定于樣品靶上,樣品表面經(jīng)研磨拋光至鋯石晶體近中心截面,對靶上鋯石進行光學顯微鏡下透射光和反射光照相,在掃描電鏡下進行陰極發(fā)光(CL)圖像拍攝,選擇合適的鋯石顆粒及部位進行鋯石U-Pb同位素測年分析。鋯石原位微區(qū)U-Pb同位素定年在中國地質大學地質過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室采用激光剝蝕電感耦合等離子質譜法(LA-ICP-MS)完成。實驗采用Agilent 7500a型ICPMS和MicroLas公司生產(chǎn)的GeoLas2005激光剝蝕系統(tǒng)(采用193nm ArF激光器),采用氬氣作為剝蝕物質的載氣,激光斑束直徑為30 μm。同位素組成用鋯石91500 進行外標校正,每5組分析間隔2組91500鋯石標樣,25次分析給出平均年齡值為1 061.7±4.4,MSWD為0.014。原始數(shù)據(jù)采集和處理采用Glitter(Ver. 4.0)程序,用Isoplot程序完成年齡計算及年齡諧和圖的繪制,同位素比值及年齡誤差均為1σ,年齡加權平均值對應95%置信度。

3 鋯石U-Pb年代學

吉祥莊粗面巖樣品(D8015)中的鋯石粒徑為100～300 μm,一般為自形—半自形。CL圖像(圖3)顯示,大部分鋯石具有明顯的震蕩環(huán)帶,部分鋯石環(huán)帶不明顯,少數(shù)鋯石內(nèi)部存在小的不規(guī)則晶核,可能為捕獲的殘留鋯石。樣品分析數(shù)據(jù)顯示(表1),U、Th含量變化較大,U含量為(364.34～3 840.89)×10-6,Th含量為(334.35～1 624.46)×10-6,Th/U值為0.74～2.55,大于變質鋯石的Th/U值(<0.1[9-12]),具典型巖漿成因鋯石特征。對樣品中的鋯石共測得20個數(shù)據(jù),其年齡分為2組，14號測點206Pb/238U年齡為718.06 Ma,代表捕獲的早期巖漿鋯石;其它19個測點的206Pb/238U年齡為34.34～38.01 Ma,其206Pb/238U加權平均年齡為36.27 ±0.50 Ma,代表該巖體的結晶年齡(圖4)。

圖3 吉祥莊粗面巖(D8015)鋯石陰極發(fā)光圖像Fig. 3 CL images of the zircons from trachyte (D8015)in the Jixiangzhuang area

大蓮花山石英閃長斑巖樣品(PM25-7)鋯石粒徑為100～330 μm,一般為自形—半自形,CL圖像(圖5)顯示鋯石具有清晰的環(huán)帶。樣品分析數(shù)據(jù)顯示(表1),U含量為(341.05～1 934.36)×10-6,Th含量為(705.17～2 530.31)×10-6,Th/U值為0.26～1.23,為巖漿成因鋯石。對樣品中的鋯石共測得19個有效數(shù)據(jù),獲得206Pb/238U加權平均年齡為37.02 ±0.46 Ma(圖6),代表該巖體的結晶年齡。

4 討 論

4.1 形成時代

彌渡吉祥莊粗面巖和巍山大蓮花山巖體石英閃長斑巖LA-ICP MS鋯石 U-Pb年齡分別為36.27±0.50 Ma和37.02±0.46 Ma,表明其形成時代為喜馬拉雅早期,與同區(qū)域馬廠箐斑巖型銅鉬礦輝鉬礦Re-Os同位素年齡(35.3±0.7 Ma)[13]、馬廠箐花崗斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(35.0±0.2Ma)、似斑狀花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(33.78±0.21Ma)[14]、煌斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(33.77±0.11 Ma)[15]、馬廠箐巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(32.4～38.5 Ma)[16]、鶴慶地區(qū)六合透輝石正長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡(37.8 Ma+1.1 Ma)[17]、北衙地區(qū)炭窯石英正長斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡(31.5±1.1 Ma和31.34±0.73 Ma)[18]以及永平卓潘堿性雜巖體Ar-Ar年齡(36.70 Ma)[7]基本一致。

表1 粗面巖和石英閃長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Th-Pb分析結果

圖4 吉祥莊粗面巖(D8015)LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 4 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagrams of the trachyte(D8015)in the Jixiangzhuang area

圖5 大蓮花山石英閃長斑巖(PM025-7)鋯石陰極發(fā)光圖像Fig. 5 CL images of the zircons from quartz-diorite-porphyry(PM025-7)in the Dalianhuashan pluton

圖6 大蓮花山石英閃長斑巖(PM025-7)LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 6 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia age diagrams of the quartz-diorite-porphyry(PM025-7)in the Dalianhuashan pluton

4.2 構造環(huán)境

喜馬拉雅早期,滇西古特提斯洋和金沙江—哀牢山洋均已關閉。由于印度板塊向歐亞大陸的俯沖碰撞(碰撞時間約65～40 Ma[19-20]),對揚子板塊產(chǎn)生持續(xù)擠壓,并沿金沙江—哀牢山洋逐步形成近NW向的左行走滑斷裂帶以及一系列新生代走滑拉張盆地。40 Ma之后,研究區(qū)已進入后碰撞伸展階段。本次獲得的彌渡吉祥莊粗面巖和巍山大蓮花山巖體的年齡,位于區(qū)內(nèi)后碰撞區(qū)間內(nèi),表明彌渡吉祥莊粗面巖和巍山大蓮花山巖體石英閃長斑巖均形成于后碰撞構造背景。

5 結 論

(1)滇西彌渡吉祥莊粗面巖和巍山大蓮花山石英閃長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年代學結果表明,彌渡吉祥莊粗面巖形成時代為36.27±0.50 Ma,巍山大蓮花山石英閃長斑巖的形成時代為37.02 ±0.46 Ma,均屬于喜馬拉雅早期。

(2)彌渡吉祥莊粗面巖和巍山大蓮花山石英閃長斑巖可能形成于后碰撞構造背景。

志謝:成文過程中得到江西省地質調(diào)查研究院張芳榮教授級高級工程師的悉心指導和幫助,在此謹致謝忱!

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LA-ICP-MSzironU-Pbisotopicageofalkali-richmagmaticrocksintheMidu-Weishanarea,westernYunnan,anditstectonicsetting

ZHANG Juan1,ZHANG Fu-shen1，ZHANG Shi-tao2,FENG Ming-gang3

(1.JiangxiInstituteofGeologicalSurvey,Nanchang330030,China;2.FacultyofLandandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kuming650000,China;3.YunnanBureauofGeologicalSurvey,Kunming650000,China)

The Jixiangzhuang volcanic rock at Midu and the Dalianhuashan pluton at Weishan are the major parts of the Jinshajiang alkali-rich magmatic rock belt, with both distributed along near north-west direction and controlled by the Ailaoshan—Jinshajiang fault zone. In this article, authors investigated petrology and LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology of the rock samples collected from the Jixiangzhuang volcanic rock and Dalianhuashan pluton. The petrographic characteristic shows that the Jixiangzhuang volcanic rock is trachyte and the Dalianhushan pluton is quartz-diorite-porphyry. The LA-ICP-MS zircon U-Pb dating yields a206Pb/238U weighted average age of 36.27 ±0.50 Ma for the Jixiangzhuang volcanic rock and an age of 37.02 ±0.46 Ma for the Dalianhushan pluton. It can be concluded that the Jixiangzhuang volcanic rock and Dalianhuashan pluton formed in a post-collision tectonic background in Early Himalayan period.

LA-ICP-MS zircon U-Pb age; alkali-rich magmatic rocks; tectonic setting; western Yunnan; Midu-Weishan

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2017.04.004

2016-08-12

2016-11-14責任編輯譚桂麗

國土資源部“云南省1∶5萬祥云幅、彌渡幅、巍山幅、苴力幅區(qū)域地質調(diào)查(編號：基[2006]002-07)”資助。

張娟，1985年生，女，工程師，主要從事地球化學研究。

張福神，1984年生，男，工程師，主要從事區(qū)域地質調(diào)查研究工作。

P588.1

A

2096-1871(2017)04-264-07