邹光富,林仕良,李再会,丛峰,谢韬
(成都地质矿产研究所,四川成都610082)
滇西梁河龙塘花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及其构造意义
邹光富,林仕良,李再会,丛峰,谢韬
(成都地质矿产研究所,四川成都610082)
为了查明出露于滇西梁河县的龙塘二长花岗岩体的形成时代和构造背景,对其进行了锆石LA-ICP-MS UPb定年和岩石地球化学研究。结果显示:该花岗岩的锆石具有清晰的生长振荡环带,其Th/U值为0.11~1.79,属于典型的岩浆成因锆石。锆石的15个测点206Pb/238U加权平均年龄为(232.1±5.6)Ma(n=15,MSWD=11.0)(95%置信度),代表了岩体结晶年龄。表明该花岗岩体的形成时代属于印支中期,而不是前人认为的燕山晚期。岩石地球化学研究表明,龙塘二长花岗岩SiO2=69.74%~74.44%,Al2O3=13.91%~14.52%,MgO=0.26%~0.87%,CaO=0.72%~1.36%,Na2O=2.63%~2.82%,K2O=5.24%~5.72%,K2O/Na2O=1.87~2.20,岩石属钾玄岩系列,为强过铝质花岗岩。稀土元素总量为88.21~506.96μg/g,稀土元素配分曲线呈右倾型,具有弱的负铕异常。Ba、Nb、Sr、Eu等元素具有明显的亏损,而Rb、U、Th等大离子亲石元素具有明显的富集。地球化学特征和微量元素构造判别图解表明,该花岗岩是以富含黏土的变质杂砂岩部分熔融形成的花岗质岩浆上升侵位形成的,是一种典型的壳源成因类型,具后碰撞花岗岩特征。形成于板块间从挤压体制向拉张体制转变的构造环境。腾冲地块中三叠世后碰撞花岗岩的出现,表明西南三江古特提斯洋在印支早期曾发生板块碰撞造山作用,并预示在中三叠世班公湖-怒江-龙陵-瑞丽板块缝合带主造山作用的结束,冈底斯-腾冲构造带进入造山后伸展构造环境,并一直持续至晚三叠世末。西南三江印支期的构造岩浆造山事件与古特提斯洋的闭合及板块间的俯冲、碰撞造山作用密切相关。龙塘二长花岗岩体形成时代的厘定,为进一步探讨腾冲地块构造演化提供了新证据。
锆石U-Pb年龄;地球化学;构造意义;花岗岩类;梁河县;云南省西部
滇西“三江”地区的腾冲地块位于班公湖-怒江-龙陵-瑞丽板块缝合带与雅鲁藏布江-密支那板块缝合带之间,为青藏高原冈底斯构造岩浆岩带的东(南)延部分,是研究青藏高原东缘造山带形成演化的重要窗口。该区构造岩浆活动频繁,地质构造复杂而独特,历来受到中外地质学家们的广泛关注(黄汲清和陈炳蔚,1987;毛景文等,1987;云南省地质矿产局,1990;陈吉琛,1991;陈吉琛等,1991;刘增乾等,1993;吕伯西等,1993;程裕淇,1994;陈智梁,1994;Fan and Zhang,1994;张玉泉和谢应雯,1995;张旗等,1996;潘桂棠等,1997;钟大赉和吴根耀,1998;王义昭等,2000;赵成峰,2000;杨启军等,2006,2009;季建清等,2000;姜朝松等,2000;李兴振等,2004;Anne and Manuel,2005;陈福坤等,2006;吴小奇等,2006;李峰等,2010)。在有关三江地区构造岩浆带的划分中,前人将其归入波密-腾冲碰撞型花岗岩为主的构造岩浆带(云南省地质矿产局,1990;刘增乾等,1993)。前人对该地区部分花岗岩主要做过较多有关岩石学、地球化学及Rb-Sr和K-Ar年龄测试工作,但缺乏精确的年代学资料及其形成的大地构造环境研究。随着工作的不断深入,重新划分和填绘出了一些新的花岗岩体。特别是近年来,本文作者在该区开展1∶5万区域地质调查工作时,在原划归的属于腾冲地块结晶基底的元古代高黎贡山群中,解体出一系列花岗岩体。到目前为止,有关这些花岗岩的岩石学、地球化学及其时代和成因的研究程度非常低。新填绘出的花岗岩更是缺乏精确的年代学资料,其形成时代和成因不清楚。为解决这一问题,笔者在1∶5万区域地质调查研究基础上,对滇西潞西五岔路二长花岗岩锆石进行LA-ICP-MS U-Pb测年,为确定该岩体的形成时代和探讨腾冲地块的地质演化历史提供了科学依据。
龙塘二长花岗岩体位于腾冲地块梁河县南部,东以泸水-瑞丽板块缝合带与保山地块为界,西以密支那板块缝合带与东缅地块相邻(图1)。区内出露的最老地层为属于该地块结晶基底的古元古代高黎贡山群,岩性主要为黑云斜长片麻岩、花岗片麻岩、混合岩、云母片岩、云母石英片岩、斜长角闪岩、黑云母斜长变粒岩、大理岩及石英岩(云南省地质矿产局,1990;钟大赉和吴根耀,1998),为变质强度达绿片岩相-角闪岩相变质岩。向南西延至缅甸境内称为Mogok岩系(云南省地质矿产局,1990;陈吉琛等,1991;钟大赉和吴根耀,1998;陈福坤等,2006)。古生代地层分布于研究区北西部,主要下石炭统邦读组(C1b),岩性组合为灰-灰紫色中厚层状浅变质长石石英细砂岩、浅变质粉砂岩、灰色绢云板岩、粉砂质板岩、灰色钙质板岩夹白云岩、大理岩。新近系芒棒组(N2m)分布于研究区中部和北东部,为一套陆相沉积砾岩、砂岩和黏土岩夹褐煤层。第四系火山和沉积岩主要分布于研究区中部梁河及西部旧城镇一带。
图1 滇西梁河地区花岗岩地质图、采样位置(a)及大地构造位置图(b)Fig.1 Geological map showing the locality and structure of the granites in the Lianghe area of Western Yunnan
研究区侵入岩较发育,以晚中生代-新生代花岗岩为主。龙塘花岗岩体位于梁河县东南部,为呈北东-南西向展布的晚二叠世-中三叠世浅灰色中粒二云母二长花岗岩(图1)。该岩体在南东侧与高黎贡山群变质岩呈侵入接触,其外接触带热变质现象显著。北侧和北东侧被新生代河湖相地层覆盖,出露面积约100km2。在部分地质调查路线上见高黎贡山群的黑云斜长片麻岩、云母片岩、云母石英片岩、黑云母斜长变粒岩呈残留体分布于岩体上部。岩体内部脉岩发育,有细粒长英岩、细晶岩、伟晶岩和中基性岩脉等。
本文样品采自梁河县城东约5km水泥桥北侧山坡下(图1a),浅灰色中粒二云母二长花岗岩,比较新鲜、无变形、无蚀变。岩石具中粒状花岗结构,块状构造。主要矿物成份为钾长石(±40%)、斜长石(10%~15%)、石英(30%~35%)、黑云母(10%)、白云母(5%)。副矿物含量少,仅见少量榍石、帘石、磁铁矿及锆石等。钾长石主要为条纹长石,呈半自形板柱状、不规则状,矿物颗粒较大者构成似斑状结构,粒度大小为2.5~4mm,钾长石中含稀疏条纹状嵌晶,部分具卡式单双晶;斜长石主要为更长石,呈半自形-自形长柱状、柱状,发育钠长石双晶和卡钠联合双晶;石英呈他形粒状,相互镶嵌或与其他矿物呈镶嵌状,具波状消光;黑云母、白云母呈小鳞片状和叶片状,沿石英间隙和长石斑晶边缘分布,少部分黑云母蚀变为绿泥石。
本文样品的主量元素含量在国土资源部成都地质矿产研究所测试中心用XRF方法测定,分析准确度优于5%。微量元素在国家地质测试分析中心用ICP-MS方法测定,分析准确度优于10%,其中稀土元素分析准确度优于5%。
锆石分离和挑选在河北省廊坊区域地质调查研究院完成。在双目镜下挑选出不同晶形、然后根据锆石颜色、自形程度、形态、透明度等特征,挑选出晶型较好、不同颜色、无明显包裹体和透明度好的具有代表性的锆石。将锆石样品用双面胶粘在载玻片上,放上PVC环,然后用无色透明环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入PVC环中。待树脂充分固化后将样品座从载玻片上剥离,并对其进行抛光。之后进行锆石显微(反射光和透射光)照相。然后用体积百分比为3%的HNO3清洗样品并镀金做成样品靶。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。详细分析测试步骤和数据处理方法参见参考文献(袁洪林等,2003)。锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标标准物质,元素含量采用NIST SRM610作为外标;由于SiO2在锆石中的含量比较恒定,选择29Si作为内标元素。样品的同位素比值及元素含量计算采用GLITTER(ver 4.0)程序,用 LA-ICP-MS Common Lead Correction(ver 3.15)对其进行了普通铅校正,年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot(ver 2.49)(Ludwig,1991)程序完成。
对样品D0030中的25颗锆石分析了25个点,分析数据见表1,阴极发光(CL)图像及分析点位见图2,锆石U-Pb谐和图见图3。从图2可见,样品D0030中的锆石主要为无色透明,部分呈淡黄色。锆石颗粒大部分为长柱状和短柱状晶形。大部分形态较完整,晶体棱角分明。锆石晶体粒度一般长轴为50~150μm,长宽比值为1∶1.5~1∶1.2。锆石形态及其阴极发光图像特征显示,锆石可分为三种类型:第1类为具有明显韵律环带结构的短柱状晶形的岩浆锆石(如分析点P02和P10);第2类为具有明显韵律环带结构的长柱状晶形的岩浆锆石(如分析点P13和P18);第3类锆石的核部CL较强,无明显韵律环带结构,颜色呈灰白色,具有残留锆石的特征,为继承性锆石(如分析点P11)。其中,第1类和第2类锆石Th/U值变化于0.10~1.8,绝大多数大于0.4,其边部都出现明显的韵律环带,显示岩浆结晶锆石的典型特征(Vavra,1990;Vavra et al.,1996,1999;Ludwig,1991;Hermann et al.,2001;袁洪林等,2003;吴元保和郑永飞,2004;Yuan et al.,2004)。第3类锆石的 Th/U 值为0.56,260Pb/238U年龄为596Ma,代表了捕虏锆石的年龄。
图3显示,所测25个点均沿着谐和线或附近分布。综合表1与图3,锆石年龄可以明显地分为4组:
第一组年龄只有1个测点(图2,P11),分析点P11打在锆石晶核上,锆石206Pb/238U年龄为(596±6)Ma。属新元古代,为捕获锆石年龄。与该区高黎贡山群花岗质片麻岩年龄相当。为岩体侵位过程中捕获围岩地质体的锆石。
图2 龙塘二长花岗岩单颗粒锆石代表性CL图像Fig.2 Cathodoluminescence(CL)images of the zircons from the Longtang granite
图3 梁河龙塘二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄图Fig.3 LA-ICP-MS zircon U-Pb condordia diagrams of the Longtang granite in the Lianghe area,Western Yunnan
第二组年龄有7个测点,这些分析点都打在了具双层结构锆石的核部(图2 之 P14、15、16、21、22、23、25),CL图像上这些锆石大部分比其它锆石颜色深,为深灰色。为岩体侵位过程中捕获的围岩或继承的早期地质体锆石。7个分析点的锆石206Pb/238U年龄为(248±3)~(266±3)Ma,加权平均年龄为(256.0 ±5.6)Ma(MSWD=4.1)(95% 置信度)(图3b),应为继承锆石或捕获锆石年龄,暗示本区存在中-晚二叠世的构造岩浆事件。在岩体的北西侧约5km的新寨一带出露二叠系及火山岩可能与此有关。
第三组年龄有15个测点,这些测点均打在了锆石的韵律环带部位(图2之 P01、02、10等)。这种环带结构是岩浆型锆石的典型特征,因而其年龄应代表该花岗岩体的岩浆结晶年龄。15个分析点给出206Pb/238U加权平均年龄为(232.1±5.6)Ma(MSWD=11.0)(95%置信度)(图3c)。按照最新国际地质年表中有关三叠纪的划分方案,其时代属于中三叠世。其年龄代表了该花岗岩体的主期岩浆结晶年龄。
第四组年龄有2个测点(图2之P03、06),锆石206Pb/238U年龄为(213±2)~(14±2)Ma。这2个分析点都打在了具双层结构锆石的边部外缘和核部结合部位,代表混合年龄,没有地质意义。
综上所述,龙塘二长花岗岩形成于中三叠世,属于印支期,并非原来认为的古新世(云南省地质矿产局,1990)。
龙塘二长花岗岩的主量元素地球化学成分及特征参数列于表2。为了对比,将腾冲地块其它三叠纪花岗岩的地球化学成分一同列于表2。由表2可以看出:该岩体的SiO2含量为69.74%~74.44%,Al2O3为 13.91%~14.52%,MgO 为 0.26%~0.87%,CaO 为0.72%~1.36%,Al2O3为14.03%~14.70%,Na2O 为 2.63%~2.82%,K2O 为5.24%~5.72%,K2O >Na2O,K2O/Na2O 为1.87~2.20,相对贫 Fe、Mg、Ca。在 K2O-SiO2图解(图4)中岩石属钾玄岩系列,在过铝指数图上(图5),投点均落在过铝质区域内,A/CNK值为1.11~1.20,均大于1.05,岩石类型为强过铝质,与后碰撞构造环境形成的花岗岩特征类似。DI值为91.31~93.79,表明花岗岩形成过程中分异程度很高。CIPW计算结果显示,标准矿物中皆出现钾长石、钠长石和石英,且刚玉分子含量为1.96~2.70,平均达2.28,说明岩石属铝和硅过饱和类型。因此,龙塘二长花岗岩属钾玄岩系列强过铝花岗岩。腾冲地块中的其它三叠纪花岗岩具有与此相似的特征。
图4 龙塘二长花岗岩K2O-SiO2图解Fig.4 K2O-SiO2diagram for the Longtang granite
龙塘二长花岗岩稀土元素丰度(表2)表明:稀土元 素 总量 (ΣREE)为 93.91~506.96μg/g,LREE/HREE 值较大(2.15~8.64),ΣCe/ΣY 值大于1,说明轻稀土元素相对富集。稀土元素分配模式图(图6)为向右倾斜的V形曲线,Eu具明显负异常,δEu=0.25~0.46,(La/Yb)N=6.53~34.06,反映源区地壳成熟度较高。图6还显示龙塘二长花岗岩与腾冲地块其它三叠纪花岗岩具有相似的稀土元素组成模式,说明它们的成因及其大地构造环境相似或相同。
龙塘二长花岗岩微量元素含量变化范围小(表2),在微量元素原始地幔标准化图上(图7),Ba、Nb、Sr、Eu 等元素具有明显的负异常,而U、Th、Nd、Tb、Sm、Ta、Rb等大离子亲石元素和放射性生热元素具有明显的正异常,与同碰撞花岗岩的微量元素比值蛛网图相似,表明龙塘二长花岗岩属于同碰撞花岗岩类,指示其为大陆碰撞造山构造环境。在微量元素组成上,龙塘二长花岗岩与腾冲地块中的其它三叠纪二长花岗岩类似,表明它们是同源岩浆演化的产物。同时,龙塘二长花岗岩与腾冲地块其它三叠纪花岗岩具有相似的原始地幔标准化的元素组成模式,说明它们的成因及其大地构造环境相似或相同。
图5 龙塘二长花岗岩A/NK-A/CNK图解Fig.5 A/NK-A/CNK diagram for the Longtang granite
图6 稀土元素组成模式图(球粒陨石标准化值据Boynton,1984)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns of the Longtang granite(chondrite values after Boynton,1984)
图7 原始地幔标准化的元素组成模式(原始地幔标准化值据 McDonough et al.,1992)Fig.7 Primitive mantle-normalized spider diagram of the Longtang granite(primitive mantle values after Mc-Donough et al.,1992)
表2 龙塘二长花岗岩的主量元素(%)和微量元素(μg/g)的地球化学分析数据Table 2 Major(%)and trace elements(μg/g)compositions of the Longtang granite
D3570-1-1,D3585-1-1,D1618-1-1为腾冲地块其它三叠纪花岗岩样品,资料来源于1∶25万腾冲县幅、潞西市幅区域地质调查报告(2008);D0030-1-4资料来源于本项目及李再会等(2010);其它为本文资料。
Sylvester(1998)认为与碰撞有关的强过铝质花岗岩的源区尽管具有多样性,但主要源区是地壳中的碎屑沉积岩类(如泥质岩、砂屑岩及杂砂岩)和变质沉积岩。实验岩石学研究也表明地壳中碎屑沉积岩类部分熔融形成偏酸性的过铝质花岗岩类(Patiño Douce and Harris,1998),而强过铝质花岗岩主要是由泥砂质沉积岩类部分熔融形成的(Vielzeuf and Montel,1994;Patiño Douce and Harris,1998)。Sylvester(1998)的研究表明,岩石的CaO/Na2O值可以用来判别物源区成分。当CaO/Na2O值小于0.3时,为泥质岩生成的过铝花岗岩;CaO/Na2O值大于0.3时,为砂屑岩、正片麻岩生成的过铝质花岗岩。龙塘二长花岗岩的CaO/Na2O值为0.27~0.56,其中D0030号样品的CaO/Na2O值为0.27,D0030-1~D0030-4号样品的CaO/Na2O值均大于0.3,表明龙塘二长花岗岩岩浆源区岩石成分主要为砂屑岩、正片麻岩,有部分为泥质岩,与野外地质情况吻合。在Rb/Ba-Rb/Sr图解(图8b)中,龙塘二长花岗岩样品点构成了一定的线性关系,而且分布在富黏土源岩区的泥质岩区。腾冲地块其它三叠纪花岗岩样品数据点分别落入砂页岩源区和黏土岩源区。在 C/MF-A/MF判别图中(图8a),数据点主要落入变质杂砂岩部分熔融区,少部分分布在变质玄武岩或英安闪长岩和变质泥质岩部分熔融区。腾冲地块其它三叠纪花岗岩样品数据点全部落入变质杂砂岩部分熔融区。揭示龙塘二长花岗岩的源区主要为上部地壳富含黏土的变质杂砂岩,少部分为变质玄武岩或英安闪长岩。如前所述,锆石206Pb/238U年龄为(596±6)Ma和(256.0±5.6)Ma继承锆石或捕获锆石年龄就证明,龙塘二长花岗岩中包含有新元古代高黎贡山群和中-晚二叠世火成岩的锆石,其源区应为新元古代高黎贡山群花岗质片麻岩、黑云斜长片麻岩、云母片岩、云母石英片岩、黑云母斜长变粒岩和中-晚二叠世火山岩。因此,龙塘二长花岗岩是地壳中富含黏土的变质杂砂岩系部分熔融作用的产物。
图8 梁河龙塘二长花岗岩的Ca/(MgO+TFeO)-Al2O3/(MgO+TFeO)图解和Rb/Ba-Rb/Sr图解Fig.8 C/MF-A/MF and Rb/Ba-Rb/Sr diagrams for the Longtang granite in the Lianghe area,Western Yunnan
研究表明,强过铝质花岗岩的成因为陆-陆碰撞过程中同碰撞早期挤压环境下,地壳加厚及碰撞高峰期后的岩石圈伸展构造作用引起下地壳温度升高,导致下地壳发生部分熔融形成(Pitcher,1983;Pearce et al.,1984;Pearce,1996;Harris et al.,1986;Harris and Inger,1992;Sylvester,1998;张宏飞等,2007),与陆-陆碰撞和板块深俯冲作用密切相关(Sylvester,1998;Barbarin,1999)。梁河龙塘二长花岗岩在TFeO/(TFeO+MgO)-SiO2图解(图9b)中的投影点主要落入火山弧花岗岩、大陆弧花岗岩类和大陆碰撞花岗岩类混合区域,揭示了龙塘二长花岗岩主体为大陆碰撞型花岗岩类。在Al2O3-SiO2图解(图9a)中的投影点主要落入后碰撞花岗岩类区域。岩体的微量元素和稀土元素表现为富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损高场强元素和重稀土元素,也具后碰撞花岗岩的特征。在(Y+Nb)-Rb图解(图10a)上,数据点落入同碰撞花岗岩和后碰撞花岗岩重叠区域内,肖庆辉等(2005)认为该区域代表一个广义的同碰撞作用概念,反映的构造环境是洋盆消失后的陆-陆碰撞、板块汇聚等一系列与碰撞有关的构造作用过程;在(Rb/30)-Hf-3Ta图解(图10b)上,数据点主要落入同碰撞花岗岩区域,仅有一个数据点落入后碰撞花岗岩区域。说明该时期的花岗岩既有同碰撞花岗岩的特征,又有后碰撞花岗岩的特征。表明龙塘二长花岗岩形成于同碰撞和碰撞后的构造环境转化阶段,是在地壳强烈挤压后伸展减压熔融为主导的机制下,由富含黏土的变质杂砂岩系部分熔融岩浆侵位冷凝形成。
图9 二云母花岗岩主量元素构造环境判别图Fig.9 Major element tectonic setting discrimination diagrams for the two-mica granites
图10 梁河龙塘二长花岗岩(Y+Nb)-Rb(图a)(据Pearce,1996)和(Rb/30)-Hf-3Ta(图b)(据Harris et a1.,1986)判别图解Fig.10 Trace element tectonic environment discrimination diagrams for the Longtang granite
龙塘二长花岗岩体锆石U-Pb年龄为(232.1±5.6)Ma(代表岩浆结晶年龄),属于中三叠世,为腾冲地块印支中期构造-岩浆事件的产物,是目前在腾冲地块强过铝质花岗岩中发现的最老年龄,具有较为明确的构造意义。
Sylvester(1998)认为,强过铝质花岗岩主要形成于后碰撞构造环境,形成于造山作用所导致地壳增厚之后的构造拉张减压过程。既然可以产生在从挤压体制转变为拉张体制的过程中,这种类型的岩石实际上指示了一种构造体制变化的地球动力学环境。梁河地区中三叠世钾玄岩系列后碰撞花岗岩的发现揭示,中三叠世腾冲地块存在一次重要的从挤压体制向拉张体制的转换,这种转换可能是印支早期冈底斯-腾冲地块岩浆弧带北侧-东侧班公湖-怒江-龙陵-潞西板块缝合带碰撞造山结束的标志。
近年来有关青藏高原冈底斯构造岩浆岩带的研究成果表明,在冈底斯带存在印支期花岗岩(李才等,2003;和钟铧等,2006;张宏飞等,2007)和印支期造山事件(张宏飞等,2007;李化启等,2008)。杨经绥等(2007)和徐向珍等(2007)报道了在冈底斯带松多乡发现261.7Ma高压榴辉岩(SHRIMP锆石U-Pb年龄),认为是古特提斯洋壳的残留。Zhu et al.(2009)在工布江达县西白垩纪花岗岩体中,测得深色花岗闪长岩“包体”的SHRIMP锆石U-Pb年龄为263Ma(中二叠世晚期),认为是与冈底斯带晚古生代火山岩相关的岛弧型花岗闪长岩。王立全等(2008)研究认为,分布于冈底斯带的石炭纪-二叠纪岛弧型火山岩、二叠纪花岗岩侵入和二叠纪榴辉岩是自石炭纪以来,班公湖-怒江(包括龙木错-双湖)羌塘地块自北向南俯冲消减于拉萨地块(冈底斯带)之下,发生地块之间的俯冲碰撞构造作用形成的。腾冲地块为冈底斯构造岩浆岩带的东(南)延部分,与冈底斯带在晚古生代具有相似的地球动力学背景。因此,该区岩浆活动与其板块间的构造作用密切相关。在三江地区,已有的研究表明,腾冲地块、保山地块及拉萨地块是从冈瓦纳大陆北缘分离析出的地体(钟大赉和吴根耀,1998)。李朋武等(2005)通过对西藏和云南三江地区的古地磁研究,获得晚石炭世保山地块的古纬度为南纬25°~34.1°,腾冲地块为南纬 20.4°,缅泰地块于南纬40°。拉萨地块平均的石炭纪古纬度约为南纬21.0°。这些古地磁数据表明,腾冲地块石炭纪时位于保山地块北部,与拉萨地块古纬度位置相近。保山地块和华南地块之间的碰撞发生在中晚二叠世。在中晚二叠世期间,保山地块与腾冲地块之间发生俯冲碰撞,导致腾冲地块地壳缩短和增厚,地壳物质局部熔融。研究区梁河县北西二叠纪岛弧型火山岩浆的喷发(本项目未刊稿)就是该期构造作用形成的。随着自中晚二叠世以来羌塘地块-保山地块与拉萨地块-腾冲地块之间的俯冲碰撞构造作用的进行,导致在中三叠世古特提斯洋盆沿班公湖-怒江-龙陵-潞西-瑞丽板块结合带闭合,并发生碰撞造山作用,形成班公湖-怒江-龙陵-潞西三台山-瑞丽蛇绿混杂岩带,研究区南部潞西三台山蛇绿混杂岩带就是该期构造作用的产物。与此同时,保山地块与腾冲地块之间的俯冲碰撞,导致地壳增厚之后的构造拉张减压过程,是一种从挤压体制转变为拉张体制的构造体制变化的地球动力学过程。地壳物质的局部熔融,形成了梁河地区中三叠世后碰撞后碰撞花岗岩(256Ma)。至晚三叠世(约216Ma),思茅地块、保山地块、缅泰地块和华南地块快速运移停止(李朋武等,2005),本区转入隆起造山阶段,形成潞西三台山蛇绿岩带。另外对潞西三台山龙陵-潞西板块缝合带中的辉橄岩进行了锆石U-Pb测年,获得了早中二叠世的参考年龄(本项目未刊稿),表明辉橄岩可能形成于早二叠世洋盆扩张期,而不是前人认为的形成于晚三叠世-侏罗纪(钟大赉和吴根耀,1998)。
(1)龙塘二长花岗岩在化学成分上表现为富硅(SiO2=69.74%~74.44%)、高钾(K2O/Na2O=1.87~2.20)、强过铝质(A/CNK=1.11~1.20),微量元素明显富 U、Th、Nd、Tb、Sm、Ta、Rb 等大离子亲石元素和放射性生热元素,明显亏损Ba、Nb、Sr、Eu等元素,属轻稀土元素富集型的钾玄岩系列过铝质花岗岩。
(2)锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果为(232.1±5.6)Ma,代表该花岗岩体的主期岩浆结晶年龄,属中三叠世岩浆活动的产物。岩体中具有新元古代年龄(596±6)Ma和中-晚二叠世年龄(256.0 ±5.6)Ma的捕获锆石。
(3)岩石地球化学和大地构造研究揭示,保山地块与腾冲地块之间于中晚二叠世发生俯冲碰撞,导致地壳增厚之后的构造拉张减压过程,是一种从挤压体制转变为拉张体制的构造体制变化的地球动力学过程。造成富含黏土的变质杂砂岩系部分熔融,形成梁河地区中三叠世后碰撞花岗岩。
(4)本次所获得的锆石U-Pb年龄及中三叠世后碰撞花岗岩的发现,不仅丰富了研究区花岗岩类的同位素年龄资料,为建立腾冲地区晚古生代构造-岩浆事件演化的时空序列提供了依据,而且为研究西南三江造山带南段不同板块的俯冲碰撞提供了重要的信息,对重新认识三江造山带的构造格局及构造演化,进而分析这一时期三江造山带的动力学机制具有重要的意义。
致谢:锆石年龄测试得到西北大学大陆动力学国家重点实验室袁洪林教授、弓虎军教授、杨雪老师及宗春雷老师的大力帮助,两位审稿专家提出了宝贵的修改意见,责任编辑对文稿做了大量的文字修核工作,在此一并表示衷心的感谢。
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Geochronology and Geochemistry of the Longtang Granite in the Lianghe Area,Western Yunnan and its Tectonic Implications
ZOU Guangfu,LIN Shiliang,LI Zaihui,CONG Feng and XIE Tao
(Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources,Chengdu610082,Sichuan,China)
LA-ICP-MS zircon U-Pb dating and geochemical analysis of the Longtang granite in the Lianghe area of Western Yunnan were carried out in order to determine the age and to discuss the tectonic environment under which the granite was formed.The results show that the zircons from the granite have clear oscillatory zones,with Th/U ratio between 0.11~1.79,and give a weighted average206Pb/238U age of(232.1 ±5.6)Ma(n=15,MSWD=11.0).The Longtang granite has following geochemical characteristics:SiO2=69.74%~74.44%,Al2O3=13.91%~14.52%,MgO=0.26%~0.87%,CaO=0.72%~1.36%,Na2O=2.63%~2.82%,K2O=5.24%~5.72%,K2O/Na2O=1.87~2.20,and A/CNK=1.11~1.20.All these characteristics suggest that the Longtang granite belongs to high K peraluminous granite.The ΣREE ranges from 88.21~506.96μg/g,REE diagrams show right dipping lines with obvious negative Eu anomalies.The granitic rocks are depleted in Ba,Nb,Sr and Eu while enriched in Rb,U and Th.The magma was probably derived from partial melting of greywacke.Geochemistry of the Middle Triassic granitoids indicates that the granite are of post-collision type,which formed in a transitional tectonic setting from the compressional system to the tensional system.The occurrence of the Middle Triassic Longtang granite marked an orogenic event during early Indosinian in the Sanjiang Paleo-Tethys Sea,and the end of the main orogenic event in Bangonghu-Nujiang-Longling-Ruili suture.From Middle Triassic,Gangdese-Tengchong tectonic belt entered the tensional stage until the end of Late Triassic.The Sanjiang Indosinian tectono-magmatic orogenesis was closely related to the closure,subduction,and collision of the Paleo-Tethys Sea.The crystallization age of the Longtang granite provides new evidence for the Paleozoic-Mesozoic tectonic evolution of the Tengchong massif.
U-Pb zircon dating;geochemistry;tectonic significance;granitoid;Lianghe;Western Yunnan
P597;P595
A
1001-1552(2011)03-0439-013
2010-05-11;改回日期:2011-04-06
项目资助:云南1∶5万梁河县、江东、帕底幅区域地质调查项目(项目编号:1212010784007)的成果。
邹光富(1963-),男,研究员,博士,长期从事青藏高原区域地质调查和矿产资源研究工作。Email:zguangfu@163.com