滇西騰沖地塊東南緣早白堊世火山巖鋯石U-Pb定年及地質意義

高永娟，林仕良，叢 峰，鄒光富，謝 韜唐發偉，李再會，梁 婷

(1.成都地質礦產研究所，四川 成都 610081;2.中國地質大學 地質過程與礦產資源國家重點實驗室，湖北 武漢 430074)

滇西三江地區是東特提斯構造帶的重要組成部分，由多個地塊(騰沖地塊、保山地塊、思茅地塊)和地塊間的構造帶(高黎貢山構造帶和昌寧-孟連縫合帶)組成［1－3］。騰沖地塊位于高黎貢山構造帶的西側，其主體高黎貢山群為一套變形的綠片巖相—低角閃巖相變質巖，被認為是騰沖地塊元古宙變質結晶基底。高黎貢山群經歷了不同時期熱變質及動力變質的疊加，巖石變質變形強烈，原巖的層理和沉積構造等特征已經無法恢復。近年來的研究工作，已經通過精確的年代學手段從高黎貢山群中解體出了部分白堊紀和古近紀花崗巖類，為進一步理清騰沖-梁河地區變質巖系的年代學格架提供了依據［4－6］。在龍陵-瑞麗大斷裂內發育一套淺變質的沉積巖地層，與高黎貢山群呈斷層接觸關系，以往的工作將其定為晚元古界梅家山群寶華山巖組(云南省地質調查院，2009)，但缺乏年齡依據。本次區域地質調查發現，該套地層中發育火山巖酸性火山巖夾層，通過火山巖鋯石U-Pb定年獲得了121.4±1.4Ma的早白堊世年齡，進而確定了地層的時代，也為探討特提斯演化過程中的巖漿響應提供了進一步的依據。

1 地質概況和樣品

研究區位于騰沖地塊東南，以東為高黎貢山構造帶(圖1b)。區內最古老的地層為元古宙高黎貢山群，是騰沖地塊的變質結晶基底，主要由黑云母斜長片麻巖、花崗片麻巖、混合巖、云英片巖、斜長角閃巖和變粒巖組成，變質程度達綠片巖相-角閃巖相。區內廣泛發育三疊紀、早白堊紀、古近紀花崗巖，與高黎貢山群為侵入接觸。古生代和中生代地層出露較少，新近系芒棒組砂礫巖和粘土巖在區內分布廣泛，第四紀安山巖在研究區零星分布，為騰沖火山巖帶的西南延伸部分。研究區東南部三臺山附近沿龍陵-瑞麗大斷裂分布一條混雜巖帶，帶內發育一套呈北東-南西向展布的長條狀或以斷塊狀產出的變質地層，與高黎貢山巖群變質巖呈斷層接觸關系。該套地層位于韌性剪切帶中，遭受強烈的動力變質改造，巖石均糜棱巖化。

圖1 研究區地質簡圖及采樣位置Fig.1 Simplified geological map of the study area and sample location in the Tuanpo section

本文選取的地層剖面(PM25)位于云南潞西市軒崗鄉團坡處，剖面主要巖性為粉砂質絹云母板巖、砂質板巖、硅質板巖、絹云母千枚巖及糜棱狀英安巖。據巖石的變余結構、構造推斷，該套變質巖石的原巖為粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖夾硅質巖(圖1c)。剖面描述如下:

1.灰色絹云母千枚巖，發育毫米級細紋層。＞29.85m

2.灰色粉砂質板巖夾薄層狀絹云母千枚巖，夾一層中層狀硅質板巖。厚29.02m

3.厚塊狀灰-灰綠色糜棱巖化英安巖。厚15.87m

4.灰色含礫絹云千枚巖夾厚塊狀硅質板巖。厚46.7m

5.灰色粉砂質板巖夾灰黑色長英質板巖。粉砂質板巖中黑色與灰黃色條帶相間構成條帶狀構造。厚9.8m

6.灰色粉砂質板巖夾厚塊狀長英質板巖。長英質板巖厚達2米。厚8.23m

7.灰-灰黃色粉砂質板巖夾絹云母板巖、條紋-紋層狀硅質板巖、糜棱巖化英安巖。＞25.07m

本文火山巖樣品采于剖面第3層，采樣位置見圖1c。樣品巖性為糜棱巖化英安巖，具斑狀結構、糜棱狀構造。斑晶礦物占30%。斑晶礦物主要為長石(20%)和石英(10%)。長石為板狀自形-半自形晶，部分晶體變形呈透鏡狀，晶體一般為1.5～1.5mm大小，以斜長石為主、鉀長石略少，發育聚片雙晶、卡納雙晶。石英為它形粒狀、大部分變形為透鏡狀、個別呈長透鏡狀，一般為0.1～1mm大小，石英斑晶部分(邊緣)或全部亞顆?；?，具波狀消光?；|含量占70%。為隱晶質-微晶顆粒狀，主要成分有石英(30%)、長石(10%)、云母(20%)、鐵泥質(5%)和玻璃質(5%)?；|礦物呈條帶狀定向排列(圖2)。樣品主量元素和微量元素結果見表1，其 K2O 3.5%，K2O/Na2O 為 1.00，A/CNK 值為1.09，屬于高鉀的鈣堿性火山巖。

圖2 騰沖地塊火山巖顯微照片Fig.2 Photomicrographs of the volcanic rocks from the Tengchong block

2 分析方法

火山巖鋯石挑選在河北省廊坊區域地質調查研究院完成;鋯石陰極發光照相在西北大學大陸動力學實驗室的陰極熒光光譜儀(型號Mono CL3+)上完成;鋯石微量元素含量和U-Pb同位素定年在中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室(GPMR)利用LA-ICP-MS同時分析完成。激光剝蝕系統為 GeoLas 2005，ICP-MS為 Agilent 7500a。對分析數據的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件ICPMSDataCal完成，詳細的儀器操作條件和數據處理方法同文獻［7］。U-Pb同位素定年中采用鋯石標準91500作外標進行同位素分餾校正，每分析5個樣品點，分析2次91500。對于與分析時間有關的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用91500的變化采用線性內插的方式進行了校正［8］。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權重平均計算均采用Isoplot/Ex_ver3［9］完成。

表1 騰沖地塊火山巖(PM25-3)主量元素(wt%)和微量元素(ppm)組成Table 1Major(wt%)and trace(ppm)element compositions in the volcanic sample PM25-3 from the Tengchong block

3 測試結果

英安巖中的鋯石多為無色透明，晶形良好，為長柱狀、短柱狀或粒狀，粒徑大小在0.05～0.1mm之間，長寬比多在1:1～1:2.5之間，部分鋯石顆?？梢娙芪g邊。鋯石顆粒大都具有典型的巖漿鋯石振蕩環帶，個別鋯石含有繼承核，部分鋯石陰極發光(CL)圖像見圖3。鋯石Th含量為189～728ppm，U含量為219～757ppm，Th/U比值為0.61～1.36，多數接近于1，為典型的巖漿成因(表2)。對英安巖20顆巖漿鋯石邊部進行了LA-ICP-MS U-Pb定年，其中18個點落在一致線或其附近，鋯石206Pb/238U表面年齡為115～128Ma，加權平均年齡為(121.4±1.4)Ma，MSWD=3.0，代表了英安巖的冷卻年齡(圖4)。

表2 騰沖地塊英安巖鋯石LA-ICP MS U-Pb分析結果Table 2 LA-LCP-MS zircon U-Pb age determinations for the dacite from the Tengchong block

4 討論與結論

圖4 騰沖地塊英安巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 Concordia diagram for zircon U-Pb ages of the dacite from the Tengchong block

根據本文英安巖的鋯石U-Pb年齡，研究區龍陵-瑞麗斷裂帶中的這套變質地層的時代應為早白堊世，并非屬于晚元古界梅家山群寶華山巖組。此外，白憲洲等［10］在該斷裂帶原劃歸為三疊系扎多組(Tz)地層剖面中也發現了早白堊世中酸性火山巖，其鋯石U-Pb年齡為130.0±1.7Ma。區域地質調查表明，以上兩組原歸屬不同時代的變質地層的出露區域均局限于龍陵—瑞麗構造混雜巖帶，以條帶狀或斷塊產出，因遭受不同程度動力變質作用均已糜棱巖化，其原巖主要巖性為碎屑巖夾火山巖。根據已經獲得的火山巖年齡數據，我們將龍陵-瑞麗斷裂帶夾早白堊世火山巖的變質地層同歸于下白堊統，取名三臺山巖組(K1s)。

龍陵-瑞麗斷裂帶內早白堊世火山巖的發現，證實了研究區存在早白堊世火山活動。龍陵-瑞麗大斷裂位于怒江縫合帶的西側，其北部還廣泛發育同期花崗質侵入巖(115 ～ 127Ma)［5，11－13］。龍陵-瑞麗斷裂帶內出露的這套長英質火山巖的年齡(128～130Ma)與岡底斯中北部及藏東班公湖-怒江縫合帶早白堊世火山巖的年齡(120 ～130Ma)一致［14－15］。微量元素富集 Cs、Rb、Th、U、K 大離子親石元素和輕稀土元素，明顯虧損Nb、Ta、Ti等高場強元素，不同程度虧損Sr和P，指示其與俯沖環境相關。微量元素蛛網圖整體上還顯示出類似于上地殼的分布特征(圖5)。在構造環境判別圖解上，樣品幾乎全部落于火山弧區域內(圖6)。但是，龍陵-瑞麗斷裂帶內的早白堊世火山巖主量元素均表現出高鉀的鈣堿性特征(據本文及文獻［10］，圖略)，與中岡底斯早白堊世火山巖相似，而區別于同時期北岡底斯及班公湖-怒江縫合帶火山巖中鉀的鈣堿性特征，暗示這些火山巖形成于成熟度較高的火山弧環境，并可能與上地殼有關［15］。綜上所述，騰沖-梁河地區早白堊世長英質火山巖很可能形成于怒江洋盆閉合晚期或閉合后的構造背景。

圖5 騰沖地塊早白堊世火山巖微量元素分布特征(標準化值引自文獻［17］)Fig.5 Primitive mantle-normalized trace etement distribution patterns for the Early Cretaceous volcanic rocks from the Tengchong block(after Sun et al.，1989)

圖6 騰沖地塊早白堊世火山巖構造環境判別圖解(底圖據文獻［18］)Fig.6 Rb-(Yb+Ta)discrimination diagram for the Early Cretaceous volcanic rocks from the Tengchong block(after Pearce et al.，1984)

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