滇西腾冲地块勐连花岗岩及暗色包体锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征

万 鑫，杨一增*，李双庆，陈福坤

(1.中国科学院壳幔物质与环境重点实验室，安徽 合肥 230026；2.中国科学技术大学 地球和空间科学学院，安徽 合肥 230026)

0 引 言

腾冲地块位于西南三江地区南部，在大地构造位置上处于欧亚板块和印度板块结合部，周边由多个外来地块镶嵌而成，主要有西缅甸地块、腾冲地块、保山地块、昌宁—孟连缝合带、印支板块、金沙江—哀牢山缝合带和扬子板块[1-2]，是东特提斯构造带的重要组成部分[3]。自早古生代以来，区内经历过多期次的构造岩浆活动，主要包括中特提斯洋、新特提斯洋的俯冲-碰撞-闭合过程，以及随后印度板块和欧亚板块的碰撞[4-5]。其中，腾冲地块内花岗岩出露面积最大，主要分布在高黎贡山、腾冲、梁河周边地区。

整体上，腾冲地块的构造运动复杂，岩浆活动频繁。前人对腾冲周边花岗岩已有锆石U-Pb年龄的报道显示其形成时代集中在早白垩世，主要有：腾冲北部东河花岗岩(包括棋盘石、滇滩、明光岩体)，侵位年龄为120～130 Ma[6-7]；腾冲东南部勐连花岗岩，侵位年龄为114～129 Ma[8-10]，小场钼矿化花岗岩，形成年龄为122 Ma[11]；腾冲南部梁河花岗岩，侵位年龄为115～129 Ma[12-15]。对于腾冲地块早白垩世花岗岩形成的深部动力学背景存在的争议主要有：①新特提斯洋分支(葡萄—密支那洋)向东俯冲形成的活动大陆边缘环境[12-13]；②中特提斯洋(班公湖—怒江洋)俯冲形成的活动大陆边缘环境[7,14,16]； ③中特提斯洋(班公湖—怒江洋)俯冲导致腾冲地块与保山地块发生碰撞的同碰撞环境或后碰撞环境[8-9,11,17-21]。

勐连花岗岩出露于云南省腾冲市东南部，是区域内出露面积最大的花岗岩之一，并发育大量的暗色包体。暗色包体是探讨花岗岩成因的一个重要对象，对暗色包体进行详细的地球化学研究有助于解决花岗质岩浆起源和演化的动力学背景及过程、花岗岩成矿作用等诸多问题[22]。因此，本文选择勐连花岗岩及其暗色包体作为研究对象，通过对花岗岩和暗色包体进行系统的矿物学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd-Pb同位素特征的综合对比研究，分析暗色包体与寄主花岗岩的成因关系，为腾冲地块早白垩世花岗岩的形成机制提供进一步的认识。

1 区域地质背景

滇西腾冲地块位于班公湖—怒江—泸水—潞西—瑞丽缝合带与雅鲁藏布江—密支那缝合带之间，东以泸水—潞西—瑞丽缝合带与保山地块为界，西以雅鲁藏布江—密支那缝合带与西缅甸地块相邻[23][图1(a)]。腾冲地块的基底主要由绿片岩相-角闪岩相变质岩组成，其上为晚古生代—中新生代沉积盖层覆盖[图1(b)]。绿片岩相-角闪岩相变质岩结晶基底为高黎贡山群，主要形成时代为中元古代，其岩性主要为黑云母斜长片麻岩、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，其动力变质特征明显，构造变形强烈[24]。晚古生代—中生代沉积盖层以碳酸盐岩为主，间有碎屑岩沉积，不同时代地层之间呈整合、假整合、不整合接触关系，零星出露于结晶基底之上；第三纪—第四纪地层主要以河湖相碎屑岩沉积为主，包括中新统南林组(N1n)、上新统芒棒组(N2m) 和第四纪沉积物。早白垩世、晚白垩世、新生代花岗岩在研究区广泛分布[8,15]，其中勐连花岗岩是腾冲地块内出露面积最大的侵入岩体。

2 岩石学特征

勐连花岗岩出露于云南省腾冲市东南部，出露面积约450 km2，岩体大致呈NNE—SSW向展布，与高黎贡山断裂带构造线一致[图 1(b)]。勐连花岗岩侵入于中元古代高黎贡山群和二叠纪碳酸盐岩中，后期多被第三纪—第四纪火山岩和沉积物所覆盖。本文共采集该岩体6个花岗岩和3个暗色包体样品。显微镜下[图2(a)～(c)]观察发现，勐连花岗岩主要由花岗闪长岩、石英二长岩和黑云母二长花岗岩组成。

花岗闪长岩呈灰白色，具中粗粒结构，多数粒度为2～5 mm，具块状构造。主要矿物有石英(体积分数为20%～30%)、斜长石(45%～50%)、钾长石(10%～15%)、黑云母(8%～15%)及角闪石(2%～10%)，副矿物有锆石、榍石、磷灰石等，部分样品中可见褐帘石[图2(a)]。其中，石英多呈他形，粒度不一；斜长石呈半自形—自形，发育聚片双晶；钾长石发育卡钠双晶；黑云母呈片状深褐色；角闪石呈近六边形褐色—绿色，正交偏光下具有多色性；锆石多呈自形长柱状。

石英二长岩呈灰白色，具中粗粒结构，多数粒度为2～6 mm，具块状构造。主要矿物有石英(体积分数为5%～10%)、斜长石(45%～55%)、钾长石(25%～30%)、黑云母(8%～10%)及角闪石(5%～10%)，副矿物有锆石、榍石、磷灰石等[图2(b)]。

黑云母二长花岗岩呈灰白色，具中细粒结构，多数粒度为1～2 mm。岩石中可见斑晶，主要为钾长石、斜长石，具块状构造。主要矿物组合为石英(体积分数为25%～35%)、斜长石(35%～45%)、钾长石(20%～25%)、黑云母(5%～10%)及角闪石(3%～5%)，副矿物有锆石、榍石、褐帘石等[图2(c)]。石英呈细小粒状充填于长石中；斜长石呈半自形—自形板状，聚片双晶发育；钾长石呈半自形板状，发育卡式双晶；黑云母呈片状，多发生蚀变；角闪石呈绿色不规则状，可见两组斜交解理，多色性明显。

暗色包体的主要造岩矿物由斜长石(体积分数为45%～55%)、钾长石(15%～20%)、角闪石(15%～20%)、黑云母(10%～20%)、石英(<5%)组成[图2(d)]。暗色包体矿物颗粒较小，为微粒—细粒结构，多数粒度为0.02～0.04 mm，含有较多的角闪石，部分可见长石斑晶。暗色包体的副矿物主要由锆石、榍石、磷灰石组成，其中磷灰石多呈长柱状或针状。野外观察发现，暗色包体常呈椭球状分布，大小不一，部分包体中含有长石斑晶，斑晶粒度较大的为1～2 cm[图2(e)、(f)]。

3 分析方法

用于主、微量元素和同位素分析的全岩粉末是挑选样品新鲜部分在无污染条件下粉碎研磨而成。勐连花岗岩主量元素分析在中国地质大学(武汉)完成，分析方法为X荧光光谱法，分析准确度优于3%。微量元素分析在中国科学院壳幔物质与环境重点实验室完成，分析方法为等离子质谱(ICP-MS)法，分析准确度优于5%。

图(a)引自文献[2],有所修改；图(b)引自文献[8],有所修改图1 东特提斯构造带、腾冲地块及勐连花岗岩地质简图Fig.1 Simplified Geological Maps of Eastern Tethys Orogen, Tengchong Block and Menglian Granites

锆石U-Pb定年所用样品的锆石挑选在河北省廊坊市宏信地质勘察技术服务有限公司完成。锆石经过常规的粉碎、磁选和重选，然后在双目镜下人工挑选出晶形完好的锆石粘在双面胶上，经灌胶、抛光后制成样靶，用于之后的阴极发光(CL)图像采集和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。阴极发光图像采集和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年在中国科学院壳幔物质与环境重点实验室的LA-ICP-MS实验室完成。分析采用的激光束能量为10 J·cm-2，频率为10 Hz，束斑大小为44 μm。具体分析过程参考文献[25]。元素分馏和质量相关分馏用标准锆石91500校正，每4个锆石点分析一次标准锆石，玻璃标样NIST610作为微量元素分析的校正参考，29Si作为元素校正内标。原始数据用LaDating以及LaTecalc两个宏文件处理，普通Pb通过Com-Pb-corr#3-18[26]校正。采用Isoplot 3.00程序[27]进行锆石加权平均年龄计算及谐和曲线绘制，采用年龄为206Pb/238U年龄，其加权平均值的误差类型为2σ，置信度为95%。

全岩Sr-Nd-Pb同位素组成测定在中国科学院壳幔物质与环境重点实验室完成，所用仪器为德国Finnigan公司生产的MAT262质谱仪。全岩Sr-Nd-Pb同位素化学分离流程为：根据样品的Sr-Nd-Pb含量称取适量全岩粉末样品置于Teflon高温溶样弹中，再加入适量87Rb-84Sr、149Sm-150Nd混合稀释剂和高纯化HF-HClO4试剂后盖上盖子混合摇匀，放置在温度为140 ℃的电热板上加热溶样，在此条件下放置7 d，为保证样品充分溶解，溶样期间需多次摇晃溶样弹，待样品完全溶解之后，通过阳离子交换树脂(AG50W-X12)将Pb、Rb、Sr和稀土元素分离出来，再通过含有HDEHP萃取剂和2-乙基己基-正磷酸的聚四氟乙烯粉末的交换柱进一步分离稀土元素，从而得到纯化的Sm、Nd。将获得的Rb、Sr、Sm、Nd、Pb样品用HCl溶液溶解后分别点到蒸发带上进行电离(其中Rb-Sr和Sm-Nd同位素比值测定采用双带，Pb同位素比值测定采用单带)。在测试过程中， Sr、Nd同位素比值测定结果分别采用N(86Sr)/N(88Sr)=0.119 4和N(146Nd)/N(144Nd)=0.721 9进行质量分馏效应校正。本次测试所用标准溶液NBS987的重复测量结果为0.710 248±0.000 012(误差类型为2σ，样本数为38个)，标准溶液La Jolla的重复测量结果为0.512 108±0.000 006(误差类型为2σ，样本数为25个)。最终测得的Sr、Nd同位素比值测量精度优于0.003%，Pb同位素比值测量精度优于0.01%。详细的同位素分析测试流程参考文献[28]～[30]。

4 结果分析

4.1 锆石U-Pb定年

4.1.1 锆石形态和结构

勐连花岗岩两个岩石样品(WX1613、WX1618)中的锆石呈无色透明柱状—长柱状，长度变化于200～300 μm之间，长宽比为2∶1～3∶1。在锆石阴极发光图像[图3(a)、(b)]上，岩石样品中的锆石都具有清晰的韵律环带。样品WX1613锆石中的U含量在(807～3 378)×10-6之间，Th含量在(770～2 272)×10-6之间，仅一个点高达5 104×10-6，w(Th)/w(U)值在0.58～2.29之间。样品WX1618锆石中的U含量在(805～2 543)×10-6之间，一个点高达4 281×10-6，Th含量大部分在(476～2 439)×10-6之间，w(Th)/w(U)值大部分在0.54～2.96之间。

图3 锆石阴极发光图像Fig.3 CL Images of Zircons

暗色包体岩石样品WX1614中的锆石为无色透明柱状—长柱状，长度变化于150～300 μm之间，长宽比为1.5∶1～3∶1[图3(c)]。样品WX1614锆石中的U含量在(1 320～2 904)×10-6之间，Th含量在(1 068～2 871)×10-6之间，一个点高达5 656×10-6。w(Th)/w(U)值大部分在0.65～2.16之间。

总体来看，锆石阴极发光图像显示勐连花岗岩及暗色包体中的锆石均具有明显的生长韵律环带，且w(Th)/w(U)值大于0.5，均属于典型的岩浆锆石[31]。

4.1.2 定年结果

LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析结果见表1。结果显示，勐连花岗岩的两个样品(WX1613、WX1618)206Pb/238U年龄的单点表面年龄集中分布在(122±2)～(132±3)Ma和(120±2)～(135±4)Ma之间[图4(a)、(b)]，加权平均年龄均为(127±2)Ma(平均标准权重偏差(MSWD)分别为1.6和3.9)，说明勐连花岗岩的结晶年龄为127 Ma左右。这与罗改等的勐连花岗岩锆石U-Pb定年结果[9]一致。暗色包体(样品WX1614)206Pb/238U年龄的单点表面年龄集中分布在(120±2)～(131±2)Ma之间[图4(c)]，加权平均年龄为(125±2)Ma(MSWD值为2.2)，因此，暗色包体的形成年龄约为125 Ma。

4.2 岩石地球化学特征

4.2.1 主量元素

勐连花岗岩及暗色包体的主、微量元素分析结果见表2。在TAS分类图解(图5)上，暗色包体落入二长辉长岩-二长闪长岩范围内，勐连花岗岩岩性变化较大，样品分别落入花岗闪长岩、石英二长岩、二长岩及花岗岩区域内，这与镜下观察结果基本一致。

黑云母二长花岗岩SiO2含量(质量分数，下同)为70.7%～75.2%，Al2O3为14.02%～14.67%，P2O5为0.03%～0.10%，MgO为0.24%～0.73%，Mg#值为28.6～38.8。铝饱和指数(A/CNK)为1.03～1.14，在A/NK-A/CNK图解[图6(a)]中，样品落入弱过铝质区域，说明勐连黑云母二长花岗岩具有类似于S型花岗岩的过铝质特点。在SiO2-K2O图解[图6(b)]上，样品主要落入高钾钙碱性系列和低钾(拉斑)系列区域。A/MF-C/MF图解(图7)说明黑云母二长花岗岩的原岩可能是变质泥质岩和变质砂岩。

石英二长岩和花岗闪长岩SiO2含量为61.3%～65.5%，Al2O3含量为15.35%～18.20%，w(K2O)/w(Na2O)值为0.80～1.19，P2O5含量为0.11%～0.17%，MgO含量为1.05%～1.80%，Mg#值为40.7～44.3。铝饱和指数为0.98～1.08，说明其为准铝质—弱过铝质系列[图6(a)]。在SiO2-K2O图解[图6(b)]上，样品主要落入高钾钙碱性系列区域。A/MF-C/MF图解(图7)说明花岗闪长岩和石英二长岩的原岩可能是以变质砂岩为主。

表1 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析结果Tab.1 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Ages

注：误差类型为1σ；w(·)为元素或化合物含量;N(·)/N(·)为同一元素同位素比值，N(·)为该元素的原子丰度；n(·)/n(·)为不同元素同位素比值，n(·)为元素的物质的量。

表2 主、微量元素分析结果Tab.2 Analysis Results of Major and Trace Elements

注：wtotal为主量元素总含量；wREE为稀土元素总含量；w(·)N为元素含量球粒陨石标准化后的值。

图4 锆石U-Pb年龄谐和曲线Fig.4 Concrodia Diagrams of Zircon U-Pb Ages

图件引自文献[32]，有所修改图5 TAS分类图解Fig.5 Classication Diagram of TAS

图(a)引自文献[33],有所修改；图(b)引自文献[34],有所修改图6 A/NK-A/CNK图解及SiO2 -K2O图解Fig.6 Diagrams of A/NK-A/CNK and SiO2-K2O

暗色包体SiO2含量为50.4%～52.0%，Al2O3含量为18.03%～18.82%，w(K2O)/w(Na2O)值为0.41～0.59，P2O5含量为0.48%～0.57%，MgO含量为3.71%～4.02%，Mg#值为44.1～45.1。铝饱和指数为0.81～0.89，在A/NK-A/CNK图解[图6(a)]中，样品落入准铝质区域。在SiO2-K2O图解[图6(b)]上，样品主要落入高钾钙碱性系列区域。A/MF-C/MF图解(图7)说明暗色包体的物质源区为变质云英闪长岩，可能是基性岩部分熔融而来。

图件引自文献[35],有所修改图7 A/MF-C/MF图解Fig.7 Diagram of A/MF-C/MF

4.2.2 微量元素

ws为样品含量；wc为球粒陨石含量；wp为原始地幔含量；原始地幔标准化值引自文献[37];球粒陨石标准化值引自文献[38]；同一图中相同线条对应不同样品图8 球粒陨石标准化稀土元素配分模式和原始地幔标准化微量元素蛛网图Fig.8 Chondrite-normalized REE Patterns and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagrams

暗色包体稀土元素总含量为(305.2～322.8)×10-6，平均值为311.5×10-6，w(La)N/w(Yb)N值为2.8～3.1，表明轻、重稀土元素分馏并不明显。在球粒陨石标准化稀土元素配分模式[图8(a)]中，样品均表现出一致的海鸥式模式，且具有Eu负异常(0.42～0.49)。勐连花岗岩稀土元素总含量为(108.5～173.8)×10-6，平均值为146.1×10-6,明显低于暗色包体，w(La)N/w(Yb)N值为2.5～11.0，轻、重稀土元素分馏程度不高。在球粒陨石标准化稀土元素配分模式[图8(b)]中，不同样品稀土元素配分模式存在些微差别，主要为左高右低的缓右倾模式，且具有不同程度的Eu负异常(0.44～0.95)，这可能与岩浆中长石矿物的结晶分异有关。暗色包体稀土元素总含量明显高于花岗岩，暗示它们应该不是由同源岩浆结晶分异而来的。但有些样品表现出和暗色包体相似的稀土元素配分模式，可能指示了岩浆混合作用的存在。

勐连花岗岩和暗色包体在原始地幔标准化微量元素蛛网图上均表现出亏损Ta、Nb、Ti 等高场强元素和P、Ba，富集Rb、K、Nd等大离子亲石元素和Pb[图8(c)、(d)]。暗色包体与花岗岩具有明显不同的w(Nb)/w(Ta)值。其中，暗色包体w(Nb)/w(Ta)值为18.2～19.5，略高于原始地幔(17.8±1.9)[36]；黑云母二长花岗岩w(Nb)/w(Ta)值为9.7～10.7，石英二长岩和花岗闪长岩为12.0～13.0，与大陆总地壳(11.0～17.5)[36]类似。这表明了勐连花岗岩内暗色包体是异源包体。

4.2.3 全岩Sr-Nd-Pb同位素

本文对6件花岗岩和3件暗色包体进行了Sr-Nd-Pb同位素分析，结果见表3、4。勐连花岗岩的初始N(87Sr)/N(86Sr)值((N(87Sr)/N(86Sr))i)在0.710 020～0.712 001之间(样品WX1622为0.708 287)，

εNd(t)值为-4.6～-3.6(样品WX1622为-2.1)，二阶段Nd模式年龄(TDM2)为1.37～1.58 Ga，(N(206Pb)/N(204Pb))t值为18.719 2～18.882 4，(N(207Pb)/N(204Pb))t值为15.816 1～15.844 0，(N(208Pb)/N(204Pb))t值为39.243 9～39.650 3。

表3 全岩Rb-Sr和Sm-Nd同位素分析结果Tab.3 Analysis Results of Whole-rock Rb-Sr and Sm-Nd Isotopes

注：误差类型为2σ；εNd(t)为年龄t的εNd值。

表4 全岩Pb同位素分析结果Tab.4 Analysis Results of Whole-rock Pb Isotope

注：带下标t的变量表示年龄t对应的值。

暗色包体的初始N(87Sr)/N(86Sr)值在0.709 526～0.709 616之间，εNd(t)值为-2.7～-2.5，二阶段Nd模式年龄为1.40～1.42 Ga，(N(206Pb)/N(204Pb))t值为18.640 9～18.770 3，(N(207Pb)/N(204Pb))t值为15.785 8～15.805 4，(N(208Pb)/N(204Pb))t值为39.334 3～39.563 8。

总体来看，勐连花岗岩和暗色包体花岗岩在Sr-Nd-Pb同位素组成上存在差别，暗色包体较花岗岩具有略低的初始N(87Sr)/N(86Sr)值、略高的εNd(t)值和略低的(N(207Pb)/N(204Pb))t值。

5 讨 论

5.1 暗色包体与勐连花岗岩的关系

关于花岗岩中暗色包体的成因及其形成机制，国内外学者已经做了大量研究[39-46]，主要有4种不同的观点：①围岩捕掳体，通常是岩体侵入的围岩，多发现于岩体边缘部分，与寄主岩石界限清晰，形成年代不同；②深部熔融源岩的残留体，指地壳岩石在岩石圈较深位置发生深熔作用后的难熔残余物，这种岩浆暗色包体通常出现在S型花岗岩中；③寄主花岗质岩浆在晶体-熔体分异作用机制下形成的同源或同生包体；④不同性质岩浆混合时发生不完全混合的残留，一般以幔源镁铁质岩浆结晶产物最为常见，代表与长英质岩浆发生混合的基性端元。

暗色包体无论是在数量上还是在体积上都远远小于寄主岩石，大体积的酸性花岗岩不可能是由小体积的基性岩演化过来的，从而可以排除花岗岩是从基性岩浆中分离结晶出来的可能性。勐连花岗岩中的暗色包体具有典型岩浆包体的岩相学特征，包体中的锆石发育明显的振荡环带，并且w(Th)/w(U)值大于0.5，显示其为岩浆锆石；锆石U-Pb定年结果显示，暗色包体结晶年龄为(125±2)Ma，勐连花岗岩结晶年龄为(127±2)Ma，暗色包体与花岗岩形成时间一致，排除包体为围岩捕掳体或深部熔融源岩残留体的可能性，暗示勐连花岗岩中的暗色包体成因适用于后两种观点。

暗色包体粒度明显小于花岗岩，这是排除暗色包体为同源或同生包体的关键证据[47]。地球化学特征表明，暗色包体与花岗岩之间缺少SiO2含量为52%～61%的中性岩石类型，相对于花岗岩，暗色包体具有更高的稀土元素总含量，稀土元素配分模式也与花岗岩不同，而非同源包体与寄主岩石之间那样具有相似的稀土元素组成 (如湖南白马山的黑云母花岗闪长岩-黑云母二长花岗岩与暗色包体[48])。一般来说，Nb、Ta都是高场强元素，地球化学特征极为相似，在没有外来物质加入的情况下，岩浆演化过程中w(Nb)/w(Ta)值不会发生太大变化，因此，w(Nb)/w(Ta)值可以用来指示岩浆源区特征和演化过程。勐连花岗岩中暗色包体w(Nb)/w(Ta)值为18.2～19.5，远高于花岗岩，也暗示两者不具有同源性。

在Sr-Nd同位素组成上，暗色包体较花岗岩具有较低的初始N(87Sr)/N(86Sr)值、较高的εNd(t)值，显示出暗色包体更偏向于基性岩浆的特征，但其初始N(87Sr)/N(86Sr)值仍较地幔偏高，εNd(t)值也较地幔偏低，表明幔源岩浆经历了一定程度的地壳物质混染作用。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(图9)中，暗色包体和勐连花岗岩均落入上地壳区域内，但暗色包体N(207Pb)/N(204Pb)值比花岗岩略低。因此，Sr-Nd-Pb同位素组成上的差异也暗示暗色包体与花岗岩不具有同源性。

图件引自文献[49],有所修改图9 207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解Fig.9 Diagram of 207Pb/204Pb-206Pb/204Pb

综上所述，暗色包体与花岗岩在矿物粒度、稀土元素总含量、w(Nb)/w(Ta)值和Sr-Nd-Pb同位素组成上的差异共同排除了勐连花岗岩中的暗色包体为同源或同生包体的可能性。暗色包体应该是偏基性岩浆侵入到偏酸性壳源岩浆中淬冷的产物，由于两种岩浆的黏度不同而不能发生充分的元素和同位素均一化，所以前者保留下来形成了所见到的暗色包体。

5.2 勐连花岗岩成因

腾冲地块周边花岗岩的成因目前存在不同认识。戚学祥等报道了勐连花岗岩中有角闪石存在，P2O5含量很低，显示其具有Ⅰ型花岗岩特征[8]；罗改等报道了勐连花岗岩南段蒲川花岗岩为过铝质花岗岩，具有S型花岗岩特点[9]；邹光富等报道了勐连花岗岩南部的勐养岩体中黑云母二长花岗岩形成于(127.7±0.7)Ma，可能是中元古代高黎贡山群部分熔融的产物，花岗闪长岩形成于(115.2±1.1)Ma，为幔源岩浆与高黎贡山群古老地壳部分熔融的岩浆混合产物，其中包体的年龄是(122.6±0.8)Ma[15]。

白云母、堇青石、石榴石通常被认为是强过铝质岩石的特征矿物[50]，是判别S型花岗岩的典型标准。勐连花岗岩中并没有发现这些矿物的存在，而角闪石的存在说明勐连花岗岩是典型的岩浆成因。在P2O5-SiO2图解[图10(a)]上，P2O5与SiO2含量成负相关关系，符合I型花岗岩的演化特征[51-52]。

图(a)引自文献[51]，有所修改；图(b)引自文献[53]，有所修改图10 P2O5-SiO2图解及Pb-SiO2图解Fig.10 Diagrams of P2O5-SiO2 and Pb-SiO2

图件引自文献[40]和[54]，有所修改图11 I-S-A型花岗岩判别图解Fig.11 Discrimination Diagrams of I-S-A-type Granites

在(Na2O+K2O)/CaO-10 000Ga/Al图解和FeO*/MgO-10 000Ga/Al图解(图11)中，勐连花岗岩兼具了I型和S型花岗岩的特征。勐连花岗岩Al2O3含量较高，具有准铝质—过铝质的特征，在A/MF-C/MF图解(图7)中，样品主要落入变质砂岩和变质泥质岩熔融区域内，显示其具有S型花岗岩特征。以上特征表明，勐连花岗岩是I型花岗岩，兼具部分S型花岗岩过铝质的特征。

在SiO2-(87Sr/86Sr)i图解和SiO2-εNd(t)图解(图12)上，随着SiO2含量的增加，εNd(t)值基本保持不变，而初始N(87Sr)/N(86Sr)值稍微增加，表明勐连花岗岩经历的混染作用较弱。在Ba-Sr图解(图13)中，勐连花岗岩主要以钾长石和斜长石的分离结晶作用为主，暗色包体主要以黑云母结晶分异作用为主。暗色包体具有较低的SiO2含量、较高的MgO含量，属于弱过铝质、高钾钙碱性系列岩石。其w(Nb)/w(Ta)值为18.2～19.5，与原始地幔(17.8±1.9)接近，暗示了暗色包体可能以地幔物质部分熔融为主。而花岗岩的w(Nb)/w(Ta)值为4.6～13.0，与大陆总地壳(11.0～17.5)类似，反映花岗岩的物源区以壳源物质部分熔融为主。

图12 SiO2-(87Sr/86Sr)i图解和SiO2 -εNd(t)图解Fig.12 Diagrams of SiO2-(87Sr/86Sr)i and SiO2 -εNd(t)

图件引自文献[55],有所修改图13 Ba-Sr图解Fig.13 Diagram of Ba-Sr

勐连花岗岩的初始N(87Sr)/N(86Sr)值为0.710 020～0.712 001，εNd(t)值为-4.6～-2.1，二阶段Nd模式年龄为1.37～1.58 Ga，与中元古代结晶基底高黎贡山群的形成年代相近，暗示其来源于中元古代地壳物质的部分熔融。与高黎贡山群内典型的S型花岗岩相比，勐连花岗岩虽然具有与之类似的初始N(87Sr)/N(86Sr)值，但其具有更亏损的εNd(t)值(高黎贡山花岗岩εNd(t)值为-12.3～-5.7[17])，暗示了勐连花岗岩中有更加亏损的岩浆加入。此外，前人有关锆石Hf同位素的研究显示，勐连花岗岩中锆石εHf(t)值为-9.6～-4.8，变化较大，且其绝对值远小于壳源岩浆岩，勐连花岗岩具有高w(Th)/w(Yb)值(3.5～13.2)、低w(Ba)/w(La)值(0.39～14.60)和w(Yb)/w(Hf)值(小于1.2)。以上特征说明勐连花岗岩岩浆源区除壳源物质外，还有幔源组分的加入[8]。

花岗岩的Sr-Nd同位素(图14)与同时代拉萨地块北部岩浆带相似。戚学祥等发现早白垩世腾冲—梁河地区花岗岩和拉萨地块东缘岩浆岩具有相似的微量元素地球化学特征[8,19,56-57]，也暗示腾冲地块早白垩世岩浆岩与拉萨地块北部岩浆岩形成环境相似，可能是拉萨北部岩浆岩带向东南延伸的一部分。

图件引自文献[61]，有所修改；高黎贡山花岗岩数据引自文献[17]图14 (87Sr/86Sr)i-εNd(t)图解Fig.14 Diagram of (87Sr/86Sr)i-εNd(t)

俯冲洋壳在俯冲过程中含水沉积物层或含水矿物发生脱水反应析出流体，流体交代地幔橄榄岩使其发生部分熔融，从而形成基性—超基性岩浆[58-60]。这种基性岩浆底侵下地壳，携带足够的热量能引起腾冲地块下地壳物质发生部分熔融形成酸性岩浆并与其发生岩浆混合作用，如果混合作用比较彻底，就会形成均一的花岗质岩浆，因而勐连花岗岩及暗色包体可能是基性岩浆和酸性岩浆不完全混合过程的产物。

5.3 构造环境及动力学背景

图件引自文献[65]图15 勐连花岗岩构造判别图解Fig.15 Tectonic Descrimination Diagrams of Menglian Granites

花岗质岩石可形成于多种构造环境，包括岛弧、活动大陆边缘、大陆碰撞带、碰撞造山带、大陆裂谷、洋中脊等。对于腾冲地块早白垩世花岗岩形成的深部动力学背景存在的争议主要有：①新特提斯洋分支(葡萄—密支那洋)向东俯冲形成的活动大陆边缘环境[12-13]；②中特提斯洋(班公湖—怒江洋)俯冲形成的活动大陆边缘环境[7,14,16]；③中特提斯洋(班公湖—怒江洋)俯冲导致腾冲地块与保山地块发生碰撞的同碰撞环境或后碰撞环境[8-9,11,17-21]。一般认为镁安山岩-闪长岩-英安岩及相应侵入岩是岛弧及大陆边缘弧的标志性火成岩组合[62]。勐连花岗岩中暗色包体岩性为闪长岩，属镁质，闪长质包体-花岗闪长岩-花岗岩较为符合岛弧及大陆边缘弧的火成岩组合。勐连花岗岩为偏铝质的Ⅰ型花岗岩，富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损Eu、Ba、Nb、Ta、P、Ti，其中，w(Nb)/w(Ta)值较高，暗示勐连花岗岩具有岛弧型岩浆岩的特征，可能形成于俯冲碰撞环境[63-64]。在Nb-Y图解和Ta-Yb图解上，勐连花岗岩样品主要落在岛弧花岗岩和岛弧-同碰撞花岗岩区域内(图15)，暗示了与俯冲碰撞过程有关的构造环境。

在大地构造位置上，腾冲地块位于班公湖—怒江—泸水—潞西—瑞丽缝合带及雅鲁藏布江—密支那缝合带之间，与拉萨地块相对应，广泛分布着形成时代为早白垩世的花岗岩[7-9,11,14-16,66-68]，并且腾冲—梁河地区和拉萨地块东缘普遍存在岩浆混合作用[8,13-15,69]。结合大地构造位置和具有岛弧特征的暗色包体，更倾向于认为勐连花岗岩的形成可能是中特提斯洋(班公湖—怒江洋)在中二叠世打开后，在早白垩世晚期发生闭合过程中[70-71]，腾冲地块与保山地块之间产生俯冲-碰撞而引发的一系列岩浆活动的产物。

6 结 语

(1)LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明，滇西腾冲地块勐连花岗岩形成于(127±2)Ma，暗色包体形成于(125±2)Ma，在误差范围内一致。勐连花岗岩的岩石成因类型为Ⅰ型花岗岩，但其Al2O3含量较高，兼具部分S型花岗岩的特征。

(2)暗色包体与花岗岩相比，具有更细的矿物粒度、更高的稀土元素总含量、更高的w(Nb)/w(Ta)值、较低的Pb同位素组成和较亏损的Nd同位素组成，暗示勐连花岗岩中的暗色包体是异源包体，可能是基性岩浆注入酸性岩浆后发生淬冷后的产物。

(3)勐连花岗岩具有与上地壳类似的Pb同位素组成和低w(Nb)/w(Ta)值，表明大陆地壳是其主要物源。但与高黎贡山花岗岩相比，勐连花岗岩更亏损的εNd(t)值暗示了其源区存在亏损地幔物质的加入。暗色包体具有高w(Nb)/w(Ta)值和类似于拉萨地块北部岩浆带的Sr-Nd同位素特征，表明勐连花岗岩的形成可能与早白垩世中特提斯洋的俯冲-碰撞-闭合事件有关。