揚子板塊西緣中生代—新生代碰撞造山事件的記錄：來自峨眉山玄武巖的鋯石U-Pb同位素證據(jù)

張宏輝,袁永盛,余楊忠,李 鴻,張瀝元,李致偉,郭太堂,潘江濤,詹華思,石海濤

(1.中國地質調查局昆明自然資源綜合調查中心，云南 昆明 650100；2.中國地質調查局地球物理調查中心，河北 廊坊 065000；3.中國地質調查局?？诤Ｑ蟮刭|調查中心，海南 ?？?571127；4.中國地質調查局烏魯木齊自然資源綜合調查中心，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

揚子板塊西緣有三個重要的構造事件引起人們的廣泛關注，一是發(fā)生于二疊紀陽新—樂平世之交的大規(guī)?；鹕綆r噴發(fā)事件，形成了廣泛分布于云貴川三省的峨眉山大火成巖省，其是中國最早被國際認可的大火成巖省[1-5]；二是發(fā)生于中晚三疊世的板塊匯聚事件，它導致了大規(guī)模的碰撞造山運動，揚子地塊的沉積-構造面貌也隨之發(fā)生了飛躍式的變革，從古生代以來的臺地相沉積演化為晚三疊世至白堊紀的陸相盆地沉積[6]；三是喜馬拉雅陸內造山運動，它是～60 Ma以來印度板塊與亞洲板塊碰撞的結果，在揚子板塊西緣伴隨著亞洲—印度大陸碰撞，形成了喜馬拉雅造山帶、龍門山—金坪山陸內造山帶，并沿哀牢山—紅河走滑斷裂帶發(fā)生了大規(guī)模喜馬拉雅鉀質巖漿作用[7-8]。除此之外，揚子板塊西緣自中生代以來一系列的構造熱事件也逐漸受到人們的關注，其可能從早三疊世一直持續(xù)到新近紀古新世[9-11]。

形成于揚子板塊西緣的峨眉山大火成巖省，其主要巖性為大規(guī)模的各類溢流相玄武巖及伴生的輝綠輝長巖、苦橄巖、正長巖及凝灰?guī)r等，因其較為典型的地幔柱成因標志、含有世界級的釩鈦磁鐵礦以及與二疊紀生物大滅絕的時間耦合等原因而吸引了一大批學者的關注[12]，峨眉山玄武巖不僅分布廣泛而且厚度極大，在其內帶的賓川地區(qū)厚度可達5 000 m以上[13]，在外帶邊緣地帶的威信地區(qū)厚度也能達到100 m[14]，加之其易受到后期構造巖漿熱事件影響的性質使之能夠成為研究碰撞造山事件記錄的天然實驗對象[15]。我們利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年技術對滇東倘甸一帶的峨眉山玄武巖進行了精確的地質年代測定，結果表明，研究區(qū)的峨眉山玄武巖鋯石U-Pb年齡中可見11個峰值，其中的7個峰值年齡晚于峨眉山玄武巖的主噴發(fā)期，表明其在形成后遭受了構造熱事件的影響，這些熱事件與研究區(qū)的峨眉山玄武巖鋯石U-Pb年齡有著良好的相關性。本文從峨眉山玄武巖的鋯石U-Pb年齡出發(fā)，對這些發(fā)生于揚子板塊西緣的構造熱事件進行時限上的約束。

1 區(qū)域地質背景

揚子板塊西緣位于特提斯—喜馬拉雅造山帶東緣，向北延伸至秦嶺和松潘—甘孜造山帶，西與義敦島弧和思茅地塊相連，從震旦紀至中三疊世，揚子板塊一直處于穩(wěn)定的被動大陸邊緣，自晚三疊世進入陸內發(fā)展階段，新生代進入陸內造山階段[16]。研究區(qū)位于揚子板塊西緣的康滇基底斷隆帶之嵩明上疊裂谷盆地[17]，小江斷裂帶從研究區(qū)東側穿越。

峨眉山玄武巖是趙亞曾先生1929年命名的，原指的是出露于峨眉山一帶的晚二疊世早期的玄武巖。后人的“峨眉山玄武巖”則指大面積分布在云貴川三省的二疊紀至三疊紀的玄武巖，也就是如今的峨眉山大火成巖省，其分布面積約為2.5×105km2，體積為0.3×106～0.6×106m3[18]，傳統(tǒng)上，一般以甘洛—小江斷裂和菁河—程海斷裂為界將峨眉山玄武巖劃分為東、中、西3個巖區(qū)[19]。研究區(qū)峨眉山玄武巖主要出露于小江斷裂以西，屬中巖區(qū)。在另一種反映地幔柱噴發(fā)理論，以差異剝蝕帶等分線為劃分標志的峨眉山玄武巖分帶中，研究區(qū)位于峨眉山大火成巖省的中帶(圖1)。

圖1 峨眉山玄武巖分布簡圖(據(jù)文獻[1]修改)Fig.1 Map of the Emeishan large igneous province (ELIP)(modified after ref.[1])

區(qū)內最老地層為中元古界鵝頭廠組，下南華統(tǒng)澄江組角度不整合于鵝頭廠組之上，上震旦—中三疊統(tǒng)除峨眉山玄武巖及飛仙關組外均為較穩(wěn)定的海相沉積地層，各組間為整合或平行不整合接觸關系，缺失志留系，小江斷裂帶以西還缺失泥盆系，下三疊統(tǒng)平行不整合于峨眉山玄武巖之上，為陸相沉積，還可見少量的新近系(圖2)。

1.峨眉山玄武巖一段；2.峨眉山玄武巖二段；3.晚二疊世輝長輝綠巖；4.古近紀始新世斜斑輝綠玢巖；5.中元古界；6.震旦—寒武系；7.寒武系；8.奧陶系；9.泥盆—石炭系；10.泥盆—二疊系；11.二疊系；12.三疊系；13.侏羅系；14.新近系；15.第四系；16.采樣位置；17.鎮(zhèn)；18.村；19.斷層圖2 研究區(qū)地質簡圖Fig.2 Simplified geological map of the research area

2 峨眉山玄武巖及樣品特征

峨眉山玄武巖主要形成于二疊紀樂平世較短的時間范圍內，巖性和巖石地球化學特征上并無大的變化，形成于相同的構造環(huán)境，應歸屬于同一個噴發(fā)旋回。本次研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)峨眉山玄武巖在各峨眉山玄武巖剖面中常常能見到一套玄武質巖屑礫巖、巖屑長石砂巖、粉砂巖、鈣質粉砂巖或凝灰質砂巖的沉積夾層，厚度一般為0.5～6 m，其下有古風化殼，或在有些地方可見到古風化殼而沒有沉積夾層。依據(jù)這套沉積夾層和古風化殼反映的較長的巖漿噴發(fā)間斷可以將調查區(qū)峨眉山玄武巖劃分為2個亞旋回，其產(chǎn)物分別歸為峨眉山玄武巖一段和峨眉山玄武巖二段。區(qū)內峨眉山玄武巖以無斑玄武巖、含斜斑玄武巖、少斜斑玄武巖三類熔巖噴發(fā)層為主，夾極少量的沉積巖夾層。其中沉積巖夾層基本只出現(xiàn)于第一和第二段之間。峨眉山玄武巖一段厚629～985 m，二段厚425～1 445 m,總厚度為1 054～2 430 m，平均厚度約為1 700 m。根據(jù)玄武巖的鏡下薄片鑒定可以看出，研究區(qū)的峨眉山玄武巖整體蝕變較強，主要蝕變類型有綠泥石化、碳酸鹽化、絹云母化、硅化及褐鐵礦化等，部分礦物發(fā)生重結晶(圖3)。

圖3 研究區(qū)峨眉山玄武巖的手標本(a)及鏡下正交偏光照片(b)Fig.3 Macroscopic and microscopic characteristics of the Emeishan Basalt in the research areaPl.斜長石；Cpx.單斜輝石；Mt.磁鐵礦

3 樣品信息及分析方法

本次工作在研究區(qū)的峨眉山玄武巖中采集了 10 個玄武巖鋯石測年樣品，筆者親自參與樣品的采集、鋯石的挑選以及鋯石 U-Pb 年齡的測試工作，樣品編號為 D129、D239、D248、D337、D124、D311、D336、D348、P330-7、P330-58。采集樣品為新鮮無污染的玄武巖，由于玄武巖中鋯石含量較少，所以每個樣品均大于40 kg，確保每個樣品能夠挑選出足夠的鋯石。測年樣品的粉碎及鋯石挑選、制靶、陰極發(fā)光(CL)圖像制備在南京宏創(chuàng)勘查技術服務有限公司進行，其方法是采用人工重砂法從巖石樣品中分選出鋯石，挑選晶形完好、有代表性的顆粒用環(huán)氧樹脂固定并拋光使顆粒露出核部，每個樣品處理前會清理完上一個樣品殘留，確保每個樣品無其他樣品的污染。然后進行透射光和反射光照相，并進行陰極發(fā)光照相，鋯石陰極發(fā)光圖片照相所使用儀器為JXA-8100電子探針儀。

LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年是在南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室利用儀器Agilent 7500a ICP-MS連接起來的New Wave 213 nm 激光取樣系統(tǒng)完成的。分析過程中激光束斑直徑采用32 μm(鋯石較大的)或24 μm(鋯石較小的)，頻率為5 Hz。樣品經(jīng)剝蝕后，由He氣作為載氣，再和Ar氣混合后進入ICP-MS進行分析。U-Pb分餾根據(jù)澳大利亞鋯石標樣GEMOC GJ-1(608.5±1.5 Ma)來校正[23]，鋯石標樣Mud Tank(732±5 Ma)作為內標控制分析精度[24]。每個測試流程的開頭和結尾分別測2個GJ標樣，另外測試1個MT標樣和10個待測樣品點。每測定10個樣品點測定一組鋯石標樣，即測試時采用“一組標準+10個樣品+一組標準”的測試流程，背景采集10 s，樣品剝蝕40 s，管路吹掃10 s，信號采集時間共為60 s。在整個測試過程中列表前后2組標準對儀器的質量歧視和漂移進行校正，樣品的同位素比值和元素含量采用GLITTER軟件(ver.4.4)程序處理分析，年齡值小于1 Ga的采用206Pb/238U值和1σ對應的年齡，大于1 Ga的采用207Pb/206Pb值和1σ對應的年齡，加權平均值的計算及鋯石U-Pb諧和圖的繪制采用Isoplot 4.15完成[25]，詳細的分析方法和流程見Griffin等[26]。相關樣品分析結果見表1。

表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

(續(xù))表1 倘甸地區(qū)峨眉山玄武巖鋯石U-Pb同位素定年數(shù)據(jù)(Continued)Table 1 Zircon U-Pb isotopic data from the Emeishan Basalt in Tangdian area

4 分析結果

在透射光下樣品中的鋯石顆粒均有以下特征：大部分鋯石顆粒無色透明，部分呈黃褐色或淺玫瑰色；顆粒大小不均一，多呈長柱狀、次圓狀、次棱角狀，長度從30～150 μm不等，內部發(fā)育包裹體、裂隙；顆粒磨圓度差異很大，從棱柱狀到球狀均有出現(xiàn)。從典型鋯石CL圖像中(圖4)可以看出，大部分鋯石環(huán)帶分布明顯，其中的部分鋯石具有增生邊，反映其形成后經(jīng)歷了變質增生作用，當然也可能是捕獲的鋯石，來自圍巖；部分鋯石未見環(huán)帶，CL圖像也較暗，可能為變質成因鋯石。需要指出的是，研究區(qū)除可見少量的與峨眉山玄武巖同期的輝綠輝長巖侵入于震旦—寒武系以及少量的始新世斜斑輝綠玢巖侵入于峨眉山玄武巖與茅口組的接觸部位外未見其余侵入巖，采集的樣品也為茅口組之上、宣威組之下的溢流相玄武巖，排除了有其余層位的鋯石混入其中的可能性。

圖4 峨眉山玄武巖典型鋯石CL圖像Fig.4 Typical zircon CL images of the Emeishan Basalt

樣品D129中38個有效測點的年齡變化范圍為(66±3)～(3 023±50)Ma。

樣品D239中51個有效測點的年齡變化范圍為(59±3)～(1 529±15)Ma。

樣品D248中58個有效測點的年齡變化范圍為(14.9±0.6)～(2 337±25)Ma。

樣品D337中34個有效測點的年齡變化范圍為(35±1)～(2 476±39)Ma。

樣品D124中29個有效測點的年齡變化范圍為(241±4)～(2 300±23)Ma。

樣品D311中38個有效測點的年齡變化范圍為(66±3)～(2 147±17)Ma。

樣品D336中22個有效測點的年齡變化范圍為(49±12)～(2 570±69)Ma。

樣品D348中12個有效測點的年齡變化范圍為(52±4)～(1 846±39)Ma。

樣品P330-7中42個有效測點的年齡變化范圍為(115±2)～(2 259±50)Ma。

樣品P330-58中39個有效測點的年齡變化范圍為(32.3±0.6)～(2 705.0±2.0)Ma。

本文討論中生代至新生代的構造熱事件是基于對峨眉山玄武巖的系統(tǒng)采樣，系統(tǒng)采樣更具有普適性，所以將所有玄武巖鋯石測年樣品合并討論。其結果如圖5所示。

本次共測試樣品點379個點，剔除諧和度小于90的樣品點16個，獲得有效測試點363個，其鋯石U-Pb年齡的分布范圍為(14.9±0.6)～(3 023±50)Ma，跨越地質時代很長(圖5(a))。從鋯石頻譜圖中可以看出鋯石年齡有～35 Ma、～52 Ma、～100 Ma、～120 Ma、～160 Ma、～215 Ma、～247 Ma、～260 Ma、～275 Ma、～450 Ma及750～850 Ma共11個較大的峰值(圖5(b))。

5 討 論

5.1 峨眉山玄武巖的鋯石年齡

測試點中有1個測試點的年齡為(14.9±0.6)Ma，為最小值，只有1個，其時代為新近紀中新世，可能代表新構造運動，Th/U值為2.6，鋯石為棱角狀，可見明顯環(huán)帶，但因只有一個數(shù)據(jù)，不具有討論意義。

鋯石年齡的第1個峰值為～35 Ma，有15個鋯石，占比為4.28%，這15個鋯石呈棱角狀，CL圖像呈暗色，環(huán)帶結構不明顯，Th/U值基本上小于0.1，為變質重結晶鋯石，其中D337-30較為自形，明顯看到邊部變質重結晶鋯石結構均勻且切割原巖鋯石的巖漿環(huán)帶，由兩部分組成，為明顯的重結晶形成的變質鋯石，鋯石形態(tài)反映所遭受的變質作用較強，其15個年齡范圍為(32.3±0.6)～(41.6±0.9)Ma，加權平均年齡為(35.29±0.95)Ma(圖5(c))。

該年齡對應時間為古近紀始新世晚期，與三江構造帶長達千余公里巖、漿活動峰期年齡集中在35 Ma左右鉀質長英質巖帶、大面積的煌斑巖區(qū)和巖漿碳酸巖-堿性雜巖帶構成的不連續(xù)火成巖省形成時間一致[27]，與喜馬拉雅碰撞造山的晚碰撞構造轉換時間對應[28]。

鋯石年齡的第2個峰值為～52 Ma，有6個鋯石，占比為1.71%，這6個鋯石形成的峰值較小，這些鋯石主要呈棱角狀，部分具有鋯石環(huán)帶，但不是很明顯，部分不具環(huán)帶結構，CL圖像很亮，具有變質鋯石特征，Th/U值基本上大于0.1，6個鋯石年齡的加權平均年齡為(52.1±6.1)Ma(圖5(d))。

該年齡對應時間為古近紀始新世早期，大約為65 Ma，印度板塊與歐亞板塊碰撞，65～41 Ma時處于陸陸聚合主碰撞階段，41～25 Ma處于晚碰撞階段[29]。該鋯石年齡的峰值與主碰撞階段相一致，研究區(qū)也有該年齡段的淺成基性侵入巖，巖性為斜斑輝綠玢巖，其年齡值為(54.7±3.2)Ma[20]。

鋯石年齡的第3個峰值為～100 Ma，有13個鋯石，占比為3.71%，這13個鋯石呈棱角狀，部分鋯石破碎，CL圖像顯示鋯石環(huán)帶相互切割，為變質鋯石，Th/U值基本上大于0.1，13個鋯石年齡的加權平均年齡為(99.7±3.1)Ma(圖5(e))。

該年齡與華南燕山晚期造山后碰撞伸展的巖漿活動峰值較為一致。該年齡段的巖漿巖在華南板塊東部有較多的S-I過渡型花崗巖[30]，揚子板塊西緣目前還未發(fā)現(xiàn)該年齡段的巖漿巖，這可能與揚子板塊西緣中生代的陸內擠壓變形大多表現(xiàn)為薄皮構造樣式有關[6]。

鋯石年齡的第4個峰值為～120 Ma，有15個鋯石，占比為4.28%，這15個以棱角狀為主，部分鋯石破碎，CL圖像顯示鋯石基本上都是增生鋯石，環(huán)帶相互切割，為變質鋯石，2個鋯石Th/U值小于0.1，15個鋯石年齡的加權平均年齡為(118.6±2.0)Ma，該期次鋯石形態(tài)反映其遭受的變質作用較強(圖5(f))。

與～100 Ma峰值的年齡一樣，揚子板塊西緣目前未發(fā)現(xiàn)該年齡段的巖漿巖，但揚子板塊西側的保山地塊和思茅地塊有較多的巖漿活動記錄[31-33]，可能為這些構造-巖漿事件的響應。

鋯石年齡的第5個峰值為～160 Ma，有16個鋯石，占比為4.57%，這16個為次棱角狀-圓狀，部分鋯石未見環(huán)帶，部分CL圖像顯示其為增生鋯石，環(huán)帶相互切割，為變質鋯石，1個鋯石Th/U值小于0.1，這14個鋯石年齡的加權平均年齡為(161.5±3.5)Ma(圖5(g))。

圖5 峨眉山玄武巖鋯石U-Pb年齡圖Fig.5 U-Pb age diagrams of the Emeishan Basalt(a)所有年齡值的諧和圖；(b)所有年齡值的頻譜圖；(c)～35 Ma年齡值的諧和圖；(d)～52 Ma年齡值的諧和圖；(e)～100 Ma年齡值的諧和圖；(f)～120 Ma年齡值的諧和圖；(g)～160 Ma年齡值的諧和圖；(h)～215 Ma年齡值的諧和圖；(i)～247 Ma年齡值的諧和圖；(j)峨眉山玄武巖第二段年齡值的諧和圖；(k)峨眉山玄武巖第一段年齡值的諧和圖；(l)～275 Ma年齡值的諧和圖；(m)～450 Ma年齡值的諧和圖；(n)750～850 Ma年齡值的諧和圖；(o)揚子板塊碎屑鋯石年齡直方圖

研究區(qū)東側田壩鄉(xiāng)的鹽塘箐及李子箐一帶可見該年齡段的潛火山巖[20][34]，其巖性為杏仁狀玄武巖、斜斑玄武巖等，沿小江斷裂帶侵入于薊縣系及震旦—寒武系，其9個鋯石的加權平均年齡為(161.6±4.7)Ma，可見晚侏羅世時，研究區(qū)經(jīng)歷了一次構造巖漿活動。同時，在鄰區(qū)的峨眉山玄武巖中也發(fā)現(xiàn)了2顆該年齡段的鋯石[35]。

鋯石年齡的第6個峰值為～215 Ma，有14個鋯石，占比為4%，這14個為次棱角狀-次圓狀，部分鋯石未見環(huán)帶，CL圖像顯示其余鋯石基本上都是增生鋯石，環(huán)帶相互切割，為變質鋯石，1個鋯石Th/U值小于0.1，這14個鋯石年齡的加權平均年齡為(214.5±3.5)Ma，該期次鋯石形態(tài)反映其遭受的變質作用與～160 Ma的鋯石相比較弱(圖5(h))。

印支運動在華南表現(xiàn)為特提斯洋的閉合，在揚子板塊西緣沉積盆地中表現(xiàn)為上三疊統(tǒng)陸相地層須家河組平行不整合于中二疊統(tǒng)的海相地層關嶺組(雷口坡組)之上，這一平行不整合面被稱之為揚子板塊西緣的海陸轉換面，張義平等在四川盆地的須家河組識別出一套生長地層，通過鋯石U-Pb測年對比分析，推測印支運動啟動時間為216 Ma左右[36]。該年齡值與研究區(qū)的～215 Ma的14個鋯石年齡加權平均年齡(214.5±3.5)Ma一致，推測該年齡段的鋯石形成可能與揚子西緣的印支運動有關，是印支運動在揚子板塊西緣的構造熱事件響應。在鄰區(qū)的峨眉山玄武巖中也發(fā)現(xiàn)了該年齡段的鋯石，其5個鋯石的加權平均年齡為(217.8±2.7)Ma[35]。

鋯石年齡的第7個峰值為～247 Ma，有17個鋯石，占比為4.86%，這17個鋯石為次棱角狀-次圓狀，12個鋯石未見環(huán)帶或環(huán)帶極不清晰，其中2個鋯石Th/U值為0.05及0.06，其余5個鋯石CL圖像顯示為增生鋯石，環(huán)帶相互切割，為變質鋯石，這17個鋯石年齡的加權平均年齡為(247.7±2.2)Ma(圖5(i))。

該年齡與早中三疊世的界線年齡(247.28±0.12 Ma)[37]高度一致，揚子西緣早中三疊世界線處廣泛發(fā)育一層“綠豆巖”[38]，其為酸性火山凝灰?guī)r，厚度為15～230 cm，其年齡值被拿來作為早中三疊世的界線年齡[39]，代表了一次大的火山事件。研究區(qū)玄武巖中17個鋯石(247.7±2.2)Ma的加權平均年齡可能為該次火山事件的構造熱事件響應。呂曉春等在鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)了加權平均年齡為(251.6±4.2)Ma(n=8)的玄武粗安巖，侵入于寒武系中，其中2個最年輕的鋯石為(248.5±3.8)Ma及(249.9±4.6)Ma，其余年齡值為252～256 Ma[35]。筆者曾與東華理工大學謝財富教授對該侵入體進行實地考察，證實了其并不是侵入巖，而是當?shù)卮迕裼糜诘缆蜂佋O的峨眉山玄武巖轉石。且在該區(qū)的峨眉山玄武巖中也有2顆年齡值為(248.7±4.2)Ma及(250.2±3.2)Ma的鋯石。李宏博曾對屬于峨眉山玄武巖的四川冕寧基性巖墻進行年齡研究，也發(fā)現(xiàn)了該年齡段的鋯石(～244 Ma)，認為其為地幔柱后期的熱-機械侵蝕作用以及印支運動對揚子板塊西緣的構造影響誘發(fā)巖漿作用的再次活躍，使得冕寧基性巖墻遭受了一次變質事件[40]。

鋯石年齡的第8個峰值為～260 Ma，有16個鋯石，占比為4.57%，這16個鋯石為棱角狀-次棱角狀，自形，部分鋯石未見環(huán)帶結構或鋯石環(huán)帶不清楚，部分鋯石CL圖像顯示為增生鋯石，環(huán)帶相互切割，由上文可知峨眉山玄武巖的形成時間為265～254 Ma之間，與該年齡峰值對應，推測這16個鋯石為峨眉山玄武巖噴發(fā)時形成，且其鋯石可能多為捕獲的鋯石重結晶作用形成，從這個方面來說，其多為后期改造形成的鋯石，其中一個鋯石的Th/U值為0.06。16個鋯石中11個鋯石為峨眉山玄武巖第一亞旋回中采獲，其加權平均年齡為(259.9±3.2)Ma，5個鋯石為峨眉山玄武巖第二亞旋回中采獲，其加權平均年齡為(259.2±3.6)Ma，兩個亞旋回之間的時間差約為0.7 Ma，可能代表研究區(qū)峨眉山玄武巖兩次大規(guī)模噴發(fā)之間的間歇時間。需要說明的是，大火成巖省的形成時間往往小于3 Ma，甚至小于1 Ma[2]，這兩個峨眉山玄武巖的年齡值誤差值已經(jīng)大于1 Ma，可能并不準確(圖5(j)和(k))。

鋯石年齡的第9個峰值為～275 Ma，有34個鋯石，占比為9.71%，為本次鋯石年齡的最大峰值，這部分鋯石以棱角狀-次棱角狀為主，較自形，具有較明顯的鋯石環(huán)帶，部分鋯石環(huán)帶相互切割，可能為捕獲的鋯石重結晶作用后形成的，這34個鋯石年齡的加權平均值為(275.9±2.0)Ma(圖5(l))。

揚子板塊西緣還未有此年齡段的巖漿巖報道，該年齡段的部分鋯石為改造后的鋯石，應該是峨眉地幔柱活動本身的產(chǎn)物，與其他巖漿活動聯(lián)系并不大。上文中提到研究區(qū)峨眉山玄武巖噴發(fā)的時間為(259.9±3.2)～(259.2±3.6)Ma，但這不可能是整個峨眉地幔柱活動的時限，因為在峨眉地幔熱柱活動發(fā)生、發(fā)展的整個演化歷程中，峨眉山玄武巖漿噴發(fā)溢流僅是是峨眉地幔熱柱基性巖漿活動噴出地表的表現(xiàn)形式之一。地幔柱的活動是一個漫長而又復雜的過程，方開雄等認為峨眉山地幔柱起源于晚泥盆世，發(fā)育于石炭紀，壯大于二疊紀[41]；盧紀仁認為峨眉地幔柱活動的起始時間至少為283 Ma[42]。經(jīng)典的地幔柱理論認為大量玄武巖噴發(fā)前地殼將會有大幅度的穹狀抬升，地殼抬升的高度為500～2 500 m，隆升的開始發(fā)生在大規(guī)模巖漿作用之前的10～20 Ma[43]，筆者推測～275 Ma的年齡可能代表峨眉山玄武巖巖漿房的形成年齡，同時也是地?；顒訉е碌貧ぢ∩哪挲g。趙永鑫認為來自地幔的基性巖漿侵入到地殼一定深度形成基性巖漿房，并向地殼巖石傳導熱能，引起地殼巖石的部分重熔，產(chǎn)生上層酸性巖漿庫[44]，這也能解釋在峨眉山玄武巖噴發(fā)之后有一期規(guī)模大、時間長的酸性巖漿侵入及噴發(fā)。(275.9±2.0)Ma的年齡值也能與李宏博推測的峨眉山地幔柱火山作用之前的地層抬升的開始時間對應(285～275 Ma)[40]。

此外，出現(xiàn)于大火成巖省形成時限之前10～15 Ma的年齡值也在塔里木大火成巖省(TLIP)中有過報道[45]。近年來對塔里木大火成巖省的研究表明，其形成時代為291～273 Ma；Zhang D等對塔里木大火成巖省瓦吉里塔格一帶的金伯利巖筒和巖墻中的鈣鈦礦和斜鋯石進行了二次離子質譜U-Pb年齡數(shù)據(jù)的研究，其結果分別為(300.87±4.70)Ma及(300.57±4.40)Ma，并認為此年齡值為塔里木地幔柱到達巨厚巖石圈下部的時限[45]。如果該理論成立，那么～275 Ma的年齡值也可能代表峨眉地幔柱開始到達巨厚巖石圈下部的時限。

鋯石年齡的第10個峰值為～450 Ma，有19個鋯石，占比為5.43%，這部分鋯石以棱角狀-次棱角狀為主，具有較明顯的鋯石環(huán)帶，或鋯石測年點為內部環(huán)帶，這19個鋯石的加權平均值為(449.4±3.8)Ma(圖5(m))。

該年齡對應時代為奧陶紀與志留紀之交，在揚子板塊西緣，與其對應的巖漿事件為揚子地臺及周緣奧陶系-志留系界線附近特別是界線之下的五峰組廣泛發(fā)育多層的鉀質斑脫巖[46-47]，其鋯石年齡多為～450 Ma[48-49]。

因為康滇古陸的隆起，研究區(qū)及其周邊并未發(fā)育晚奧陶世—早志留世的地層，但從揚子西緣整體來看推測研究區(qū)玄武巖～450 Ma的鋯石年齡可能來自該時期地殼深部巖漿活動的隱伏地質體或并未出露的地層，其可能是峨眉山玄武巖巖漿房或巖漿上升通道的圍巖。該年齡段的鋯石也可能與～275 Ma年齡段的鋯石一樣，是峨眉地幔柱本身的產(chǎn)物。Maruyama等[50]和Yoshio等[51]從起源的角度以核-幔界面(2 900 km)、上地幔底界(670 km)、巖石圈底界(100 km)深度為界，將地幔熱柱分為一、二、三次柱。如果～450 Ma的鋯石來自峨眉地幔柱本身，其可能代表地幔柱上升至巖石圈底界(三次柱)的時間。

鋯石年齡的第11個峰值為750～850 Ma(圖5(n))，有34個鋯石，占比9.71%，這個峰值年齡跨度較大，這個年齡段的鋯石磨圓從次棱角-圓狀，圓狀居多，鋯石環(huán)帶較好，部分鋯石具變質增生邊，表明其來源的復雜性，該年齡段的峰值與揚子板塊典型的鋯石年齡峰值較為一致[52]，與之對應的，研究區(qū)周邊發(fā)育較多750～850 Ma巖漿巖和火山-沉積盆地[53-56]，巖性以大規(guī)模的花崗巖和酸性火山巖為主，時間上與全球Rodinia超大陸裂解事件一致。這些地質體及以這些地質體為物源的地層可以成為峨眉山玄武巖的巖漿通道。

除上述11個峰值的年齡外，還有68個鋯石年齡為(903±15)～ (3 023±50)Ma之間，占比為19.43%，這些鋯石點分布范圍廣，揚子板塊西緣地層中廣泛存在這些年齡段的鋯石(圖5(o))[57]，出現(xiàn)于峨眉山玄武巖中表明巖漿在上涌過程中受到了較多地殼物質的混染。

5.2 揚子板塊西緣構造熱事件

由于來源于地幔的基性玄武質巖漿中Zr是不飽和的，無法分離結晶形成足夠的鋯石[15]，加之在巖漿房中及巖漿上涌過程中不可避免地與圍巖發(fā)生接觸混染，圍巖中的鋯石便會被帶入巖漿中，這些鋯石中部分能在巖漿上涌-噴發(fā)過程中重結晶形成新的鋯石，部分鋯石則不能，所以峨眉山玄武巖的鋯石U-Pb年齡較難反映出峨眉山玄武巖形成的年齡，其鋯石U-Pb年齡往往為繼承圍巖中的鋯石U-Pb年齡，比峨眉山玄武巖的形成時間要早。而在峨眉山玄武巖形成后，受到后期中生代—新生代構造熱事件的影響較大，所得到的Ar-Ar年齡都偏年輕[3]，而另一方面，無論是SHRIMP法還是LA-ICP MS法對鋯石U-Pb定年都存在一定的誤差，而大火成巖省的形成時間往往小于3 Ma[58]，這個時間往往比以上兩種方法所測定的年齡誤差范圍都要短，這也是無法得到峨眉山玄武巖精確的形成時間的主要原因。

鋯石主要由兩種作用形成，一是巖漿作用，另一種是變質作用。巖漿鋯石一般具有特征的巖漿振蕩環(huán)帶，Th/U值一般大于0.4，而變質作用形成的鋯石比較復雜[59]。鋯石的變質作用，是鋯石變質重結晶作用，是指結構上不穩(wěn)定的鋯石，在一定溫壓條件下，鋯石晶格進行重新愈合和調整，這些形成于峨眉山玄武巖噴發(fā)時限后的鋯石都是變質鋯石，Geisler等指出，在流體參與、1.3 kPa的壓力、450 ℃的溫度的條件下，鋯石便可以發(fā)生變質重結晶[60]，鋯石發(fā)生變質重結晶作用時并沒有新的鋯石形成，只是對原有鋯石進行了不同程度的改造。此外，鋯石的蛻晶質化或蛻晶質化鋯石的重新愈合作用同樣會對原有鋯石產(chǎn)生不同程度的影響。變質鋯石的Th及U含量低、Th/U比值小(一般<0.1)[61-62]。變質增生鋯石的Th/U比值受變質流體或熔體的成分[63]、共生礦物的組成[64]以及變質鋯石的生長速率等因素的影響。個別情況下變質鋯石的Th/U比值也可高達0.7左右[65]，所以，僅憑鋯石的Th/U比值并不能有效地鑒別巖漿鋯石和變質鋯石，其只能大概判別鋯石的成因[66]。研究區(qū)宣威組平行不整合于峨眉山玄武巖之上，而宣威組形成時代為吳家坪—長興期，所以鋯石年齡小于254 Ma的鋯石的應為變質成因，其所反映的年齡為后期的構造熱事件的年齡，而不是峨眉山玄武巖形成時的年齡。同樣的情況也出現(xiàn)在稍晚于峨眉山玄武巖噴發(fā)的基性巖墻群中，李宏博對四川冕寧一帶屬于峨眉地幔柱成因基性巖墻群進行鋯石U-Pb測年，8顆鋯石的加權平均年齡表明其侵位時間為(256.7±4.3)Ma，是峨眉山大火成巖省大規(guī)?；鹕阶饔猛砥诘漠a(chǎn)物，另有7顆鋯石的年齡結果為(244.2±3.0)Ma，雖然這7顆鋯石環(huán)帶具有巖漿鋯石的特點，Th/U比值也都大于0.4，但是仍然將這些鋯石解釋為熱變質成因[40]。

邱尋歡利用巖石磁組構方法對研究區(qū)的峨眉山玄武巖進行研究，利用峨眉山玄武巖中的攜磁礦物的磁化率各向異性測量與統(tǒng)計分析反演了峨眉山玄武巖噴發(fā)溢流時的巖漿流動方向，據(jù)此，在研究區(qū)推測了2個古火山口及7個次級古火山口，這些古火山口都沿著小江斷裂帶或它的次級斷裂分布[67]。同時，黃誠等也在小江斷裂帶內發(fā)現(xiàn)了一個古火山口[20]，可見小江斷裂可能是一條超殼的深大斷裂，其控制著研究區(qū)峨眉山玄武巖的噴發(fā)及分布。

小江斷裂帶穿越研究區(qū)，控制著研究區(qū)的地層構造框架，其是在長期地質歷史演化過程中逐步形成的一條斷裂帶，在研究區(qū)各個時代均有活動[68-69]。在峨眉山玄武巖形成后，各時期的構造熱事件對小江斷裂都有著影響，同時也在影響著其周緣的峨眉山玄武巖，Hou Z等早在2002年便用激光探針40Ar/39Ar法測試了峨眉山玄武巖的年齡，發(fā)現(xiàn)后期存在大量的177～135 Ma年齡值[10]。這表明區(qū)域構造熱事件對峨眉山玄武巖有強烈的影響。

同樣的這些構造熱事件也影響了存在于峨眉山玄武巖中的鋯石，使其發(fā)生了變質。這一過程形成的鋯石年齡便能代表構造熱事件的時限，也代表著這些構造熱事件溫壓達到高峰的時間記錄。

筆者也發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)的峨眉山玄武巖之下的梁山組及上覆地層飛仙關組的碎屑鋯石中并未發(fā)現(xiàn)比地層形成時代更年輕的鋯石年齡[20]。可能是因為研究區(qū)峨眉山玄武巖厚度極大，作為一個巨大的地質體在區(qū)域構造事件中其內部的應力和熱量較其他地層更難以釋放，致使玄武巖發(fā)生蝕變，其中的鋯石也隨之發(fā)生變質作用，在薄片鑒定中也顯示了弱變質的玄武巖樣品中年輕的鋯石較少，而蝕變較嚴重的玄武巖樣品中的年輕鋯石則較多。

前人認為在峨眉山玄武巖形成后至晚三疊世之前，揚子板塊西緣仍處于較為穩(wěn)定的被動陸緣環(huán)境，早中三疊世地層中～247 Ma的鋯石來源于非揚子板塊的火山活動，但這次火山事件對揚子板塊西緣已經(jīng)產(chǎn)生較大的影響[70]。～215 Ma的鋯石年齡與中晚三疊世的板塊匯聚事件時限一致，反映了揚子板塊西緣由海相轉向陸相的轉換時間。～160 Ma、～120 Ma、～100 Ma的鋯石年齡是燕山運動在揚子板塊西緣碰撞造山的響應，燕山運動多幕式構造變動奠定了華南主要大地構造單元雛形[71]?！?2 Ma、～35 Ma的構造熱事件，主要反映了喜馬拉雅碰撞造山在揚子西緣的響應。

6 結 論

滇東倘甸一帶的峨眉山玄武巖鋯石U-Pb年齡的分布范圍為(14.9±0.6)～(3 023±50)Ma，跨越地質時代長，反映了峨眉山玄武巖在形成過程中經(jīng)歷地殼的混染，形成后遭受了后期構造熱事件的巨大影響。其中峨眉山玄武巖第一、二亞旋回分別形成于(259.9±3.2)Ma及(259.2±3.6)Ma；～450 Ma的玄武巖鋯石年齡可能代表奧陶紀與志留紀之交的巖漿活動，也可能是地幔柱上升至巖石圈底界(三次柱)的時間；～275 Ma的玄武巖鋯石年齡可能代表峨眉山玄武巖巖漿房的形成年齡及地幔柱事件導致地殼開始隆升的時限，也可能代表峨眉地幔柱開始到達巨厚巖石圈下部的時限；在峨眉山玄武巖形成之后，揚子板塊西緣依次經(jīng)歷了～247 Ma、～215 Ma、～160 Ma、～120 Ma、～100 Ma、～52 Ma、～35 Ma的構造熱事件，這些鋯石U-Pb年齡值是揚子板塊西緣中生代—新生代碰撞造山事件達到溫壓高峰的時間記錄。

致謝：感謝東華理工大學謝財富教授、中國地質調查局?？诤Ｑ蟮刭|調查中心黃誠副總工程師及孔凡全工程師在野外工作和論文撰寫中的悉心指導和幫助;感謝南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室武兵老師對鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測年工作給予的幫助。