滇西弥渡—巍山地区富碱岩浆岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及构造环境

张 娟,张福神,张世涛,冯明刚

(1. 江西省地质调查研究院,南昌 330030; 2. 昆明理工大学国土资源工程学院, 昆明 650000; 3. 云南省地质调查局,昆明 650000)

滇西弥渡—巍山地区富碱岩浆岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及构造环境

张 娟1,张福神1,张世涛2,冯明刚3

(1. 江西省地质调查研究院,南昌 330030; 2. 昆明理工大学国土资源工程学院, 昆明 650000; 3. 云南省地质调查局,昆明 650000)

弥渡吉祥庄火山岩和巍山大莲花山岩体是金沙江富碱岩带的重要组成部分,两者总体呈近NW向展布,受哀牢山—金沙江断裂带控制。岩石学和LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究表明,弥渡吉祥庄火山岩为粗面岩,巍山大莲花山岩体为石英闪长斑岩;吉祥庄火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为36.27 ±0.50 Ma,巍山大莲花山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为37.02 ±0.46 Ma。弥渡吉祥庄火山岩和巍山大莲花山岩体形成时代为喜马拉雅早期,两者形成于后碰撞构造背景。

LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄;富碱岩浆岩;构造环境;滇西;弥渡—巍山

滇西富碱岩浆岩带分布于哀牢山—金沙江断裂带两侧,属金沙江富碱岩带的组成部分。前人对该地区岩浆岩做了大量研究工作,对该富碱岩浆岩带的成因提出以下几种观点:与大陆裂谷作用有关[1-2];与第三纪以来扬子板块陆内俯冲作用导致的软流圈上隆和壳幔混合层部分熔融有关[3];与金沙江—哀牢山断裂带的剪切走滑拉伸有关[4-5];滇西大理—剑川新生代钾玄岩属后碰撞走滑拉伸环境下岛弧型岩浆作用的产物[6]。前人对该富碱岩带的同位素年代学研究主要集中于祥云马厂箐、洱海北部北衙等地区。对弥渡—巍山地区富碱岩带的同位素年代学研究较薄弱,仅董方浏等[7]对巍山大莲花山岩体中的碱性石英二长斑岩进行Ar-Ar同位素定年,获得年龄为38.81 Ma。本文以云南弥渡吉祥庄火山岩和巍山大莲花山岩体为研究对象,在对岩石学特征研究的基础上,通过LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得岩石的结晶成岩年龄,探讨该期岩浆活动的形成背景,为探讨该区构造岩浆演化提供参考。

1 地质背景及样品特征

1.1 地质背景

弥渡—巍山地区位于扬子准地台西缘与三江褶皱系(兰坪—思茅板块)接合部位(图1),NW向哀牢山—金沙江断裂带与NNE向程海断裂夹持的三角地带,属滇西北区域富碱岩带中的南岩带—大理—祥云(含宾川)岩体(脉)集中区[8],经历长期的构造—岩浆演化,地质构造复杂。

弥渡吉祥庄火山岩大致呈NW向延伸,与哀牢山—金沙江断裂带分布方向一致,内部另有1条NE向断裂穿过,侵位于志留纪康廊组(Sk)白云质灰岩中。大莲花山岩体产于NW向隐伏断裂与2条NE向断裂相交部位,面积仅数平方千米,分布形态不规则,与围岩呈侵入接触。围岩主要为晚三叠世麦初箐组(T3m)、早侏罗世漾江组(J1y)、花开左组(J2h)、坝注路组(J3b)砂岩、泥岩等。

图1 弥渡—巍山地区地质简图[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-石英正长岩;6-大莲花山石英闪长斑岩;7-粗面岩;8-实测地质界线;9-实测平行不整合地质界线;10-实测断层;11-遥感解译断层;12-采样点

1.2 样品特征

吉祥庄火山岩代表性样品编号为D8015,岩性为粗面岩。镜下斑晶以正长石为主,次为暗色矿物斑晶,暗色矿物斑晶已全部铁泥质化。正长石斑晶粒度为1～8 mm,含量为35%,呈自形—半自形板状,负低突起,部分可见卡式双晶。暗色矿物斑晶粒度为0.2～1 mm,含量为15%,呈自形—半自形片状,部分呈六边形自形状晶体。基质以条状微晶正长石(粒度≤0.1,含量47%)为主,条状微晶正长石呈定向—半定向分布,具有流动性,为岩浆喷出地面流动形成,构成粗面结构。暗色矿物(粒度≤0.15,含量3%)及微量磁铁矿(粒度≤0.15)充填于长条状钾长石之间(图2a)。

大莲花山岩体代表性样品编号为PM025-7,岩性为石英闪长斑岩。岩石呈灰白色,斑状结构,块状构造。斑晶主要为正长石,次为角闪石、斜长石,少量黑云母。正长石斑晶粒度为0.5～5 mm,含量为32%,呈自形—半自形板状,负低突起,聚片双晶,部分环带双晶,见斜长石包体,说明斜长石结晶于正长石之前。斜长石粒度为0.2～2 mm,含量为10%,呈自形—半自形板状,聚片双晶,为中更长石;角闪石粒度为0.25～2 mm,含量为12%,呈半自形柱状,绿色,具角闪石式解理;黑云母粒度为0.2～0.6 mm,含量为3%,呈自形—半自形片状(图2b)。

图2 吉祥庄火山岩(a)及大莲花山岩体(b)镜下照片Fig. 2 Photomicrographs of the Jixiangzhuang volcanic rock (a) and Dalianhuashan pluton (b)Or-正长石；Pl-斜长石；Amp-角闪石；Bt-黑云母；Qtz-石英

2 分析方法

在双目镜下挑选出锆石颗粒,将锆石颗粒用环氧树脂固定于样品靶上,样品表面经研磨抛光至锆石晶体近中心截面,对靶上锆石进行光学显微镜下透射光和反射光照相,在扫描电镜下进行阴极发光(CL)图像拍摄,选择合适的锆石颗粒及部位进行锆石U-Pb同位素测年分析。锆石原位微区U-Pb同位素定年在中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICP-MS)完成。实验采用Agilent 7500a型ICPMS和MicroLas公司生产的GeoLas2005激光剥蚀系统(采用193nm ArF激光器),采用氩气作为剥蚀物质的载气,激光斑束直径为30 μm。同位素组成用锆石91500 进行外标校正,每5组分析间隔2组91500锆石标样,25次分析给出平均年龄值为1 061.7±4.4,MSWD为0.014。原始数据采集和处理采用Glitter(Ver. 4.0)程序,用Isoplot程序完成年龄计算及年龄谐和图的绘制,同位素比值及年龄误差均为1σ,年龄加权平均值对应95%置信度。

3 锆石U-Pb年代学

吉祥庄粗面岩样品(D8015)中的锆石粒径为100～300 μm,一般为自形—半自形。CL图像(图3)显示,大部分锆石具有明显的震荡环带,部分锆石环带不明显,少数锆石内部存在小的不规则晶核,可能为捕获的残留锆石。样品分析数据显示(表1),U、Th含量变化较大,U含量为(364.34～3 840.89)×10-6,Th含量为(334.35～1 624.46)×10-6,Th/U值为0.74～2.55,大于变质锆石的Th/U值(<0.1[9-12]),具典型岩浆成因锆石特征。对样品中的锆石共测得20个数据,其年龄分为2组，14号测点206Pb/238U年龄为718.06 Ma,代表捕获的早期岩浆锆石;其它19个测点的206Pb/238U年龄为34.34～38.01 Ma,其206Pb/238U加权平均年龄为36.27 ±0.50 Ma,代表该岩体的结晶年龄(图4)。

图3 吉祥庄粗面岩(D8015)锆石阴极发光图像Fig. 3 CL images of the zircons from trachyte (D8015)in the Jixiangzhuang area

大莲花山石英闪长斑岩样品(PM25-7)锆石粒径为100～330 μm,一般为自形—半自形,CL图像(图5)显示锆石具有清晰的环带。样品分析数据显示(表1),U含量为(341.05～1 934.36)×10-6,Th含量为(705.17～2 530.31)×10-6,Th/U值为0.26～1.23,为岩浆成因锆石。对样品中的锆石共测得19个有效数据,获得206Pb/238U加权平均年龄为37.02 ±0.46 Ma(图6),代表该岩体的结晶年龄。

4 讨 论

4.1 形成时代

弥渡吉祥庄粗面岩和巍山大莲花山岩体石英闪长斑岩LA-ICP MS锆石 U-Pb年龄分别为36.27±0.50 Ma和37.02±0.46 Ma,表明其形成时代为喜马拉雅早期,与同区域马厂箐斑岩型铜钼矿辉钼矿Re-Os同位素年龄(35.3±0.7 Ma)[13]、马厂箐花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(35.0±0.2Ma)、似斑状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(33.78±0.21Ma)[14]、煌斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(33.77±0.11 Ma)[15]、马厂箐岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(32.4～38.5 Ma)[16]、鹤庆地区六合透辉石正长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(37.8 Ma+1.1 Ma)[17]、北衙地区炭窑石英正长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄(31.5±1.1 Ma和31.34±0.73 Ma)[18]以及永平卓潘碱性杂岩体Ar-Ar年龄(36.70 Ma)[7]基本一致。

表1 粗面岩和石英闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb分析结果

图4 吉祥庄粗面岩(D8015)LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 4 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagrams of the trachyte(D8015)in the Jixiangzhuang area

图5 大莲花山石英闪长斑岩(PM025-7)锆石阴极发光图像Fig. 5 CL images of the zircons from quartz-diorite-porphyry(PM025-7)in the Dalianhuashan pluton

图6 大莲花山石英闪长斑岩(PM025-7)LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 6 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia age diagrams of the quartz-diorite-porphyry(PM025-7)in the Dalianhuashan pluton

4.2 构造环境

喜马拉雅早期,滇西古特提斯洋和金沙江—哀牢山洋均已关闭。由于印度板块向欧亚大陆的俯冲碰撞(碰撞时间约65～40 Ma[19-20]),对扬子板块产生持续挤压,并沿金沙江—哀牢山洋逐步形成近NW向的左行走滑断裂带以及一系列新生代走滑拉张盆地。40 Ma之后,研究区已进入后碰撞伸展阶段。本次获得的弥渡吉祥庄粗面岩和巍山大莲花山岩体的年龄,位于区内后碰撞区间内,表明弥渡吉祥庄粗面岩和巍山大莲花山岩体石英闪长斑岩均形成于后碰撞构造背景。

5 结 论

(1)滇西弥渡吉祥庄粗面岩和巍山大莲花山石英闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学结果表明,弥渡吉祥庄粗面岩形成时代为36.27±0.50 Ma,巍山大莲花山石英闪长斑岩的形成时代为37.02 ±0.46 Ma,均属于喜马拉雅早期。

(2)弥渡吉祥庄粗面岩和巍山大莲花山石英闪长斑岩可能形成于后碰撞构造背景。

志谢:成文过程中得到江西省地质调查研究院张芳荣教授级高级工程师的悉心指导和帮助,在此谨致谢忱!

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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责任编辑谭桂丽

国土资源部“云南省1∶5万祥云幅、弥渡幅、巍山幅、苴力幅区域地质调查(编号：基[2006]002-07)”资助。

张娟，1985年生，女，工程师，主要从事地球化学研究。

张福神，1984年生，男，工程师，主要从事区域地质调查研究工作。

P588.1

A

2096-1871(2017)04-264-07