-
中国西南三江造山带大地构造位置上处于特提斯构造域东段，是特提斯-喜马拉雅构造域的重要组成部分（Hou Zengqian and Zhang Hongrui，2015）。该区记录了复杂而完整的古特提斯构造演化过程（莫宣学等，1993; Pan Guitang et al.，2012; Deng Jun et al.，2014; 朱弟成等，2021），是研究古特提斯东段的形成、演化、构造转换以及解决造山带大陆动力学机制等相关理论的热点和理想地区（莫宣学等，2001; 潘桂棠等，2002; 邓军等，2012，2013）。
-
三江造山带中南段分布有多条二叠纪—三叠纪的弧岩浆岩带，如江达-维西弧、云县弧等（Yang Tiannan et al.，2014a）。目前关于这些岩浆岩带的具体成因机制及其与古特提斯洋演化过程的关系还存在一些争议。有学者认为这些岩浆岩带与金沙江古特提斯洋盆向西俯冲至昌都-思茅地块之下以及之后的陆陆（弧）碰撞有关（Dewey et al.，1988; 潘桂棠等，1997; 钟大赉，1998; 王立全等，1999; Zi Jianwei et al.，2012a; Wang Baodi et al.，2014）; 有的则认为该岩浆岩带是龙木措-双湖-昌宁-孟连古特提斯主洋盆向东俯冲于昌都-思茅地块之下形成的（莫宣学等，1993; 刘增乾等，1993; Peng Touping et al.，2008，2013; Yang Tiannan et al.，2014a; 杨天南等，2019）。出现这些争议，一方面是因为附近缝合带（金沙江缝合带、龙木措-双湖-昌宁-孟连缝合带）闭合时限与演化过程不清楚（Peng Touping et al.，2008，2013; 孔会磊等，2012; Yang Tiannan et al.，2014a; 赵枫等，2018）; 另一方面，岩浆岩带的时空分布规律还有待进一步厘定。目前资料显示，江达-维西弧和云县弧都分布在昌宁-孟连古特提斯缝合带东部（图1）。两者之间存在一个长达200 km的巨大岩浆空白区（兰坪至昌宁一带），这导致了江达-维西弧和云县弧是否属于同一条弧岩浆岩带尚缺乏坚实的证据。
-
最近笔者对江达-维西弧和云县弧之间的岩浆空白区进行了详细研究，在滇西兰坪—昌宁之间的水泄地区开展了详细的野外地质调查，在二叠纪碎屑岩中新发现了数条辉长质岩脉，为研究三江造山带构造演化提供了新资料。本文报道了水泄辉长岩的岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和全岩元素地球化学等特征，讨论其岩石成因和构造背景，探讨三江造山带古特提斯构造演化。
-
1 区域地质概况
-
滇西地区兰坪-思茅盆地西缘大地构造位置上属于三江造山带中南部（图1）。该地区经历了新元古代岩石圈增生（Zhou Meifu et al.，2002; Sun Weihua et al.，2009; Cawood et al.，2018）、古生代—中生代古特提斯洋盆俯冲（Fan Weiming et al.，2010; Zi Jianwei et al.，2012a，2012b; Lai et al.，2014; Liu Huichuan et al.，2015; Wang Yang et al.，2020）和新生代印度和亚洲大陆碰撞（Hou Zengqian and Zhang Hongrui，2015; 王洋和张洪瑞，2021）。
-
扬子地块西缘在新元古代期间发生了强烈的岩石圈增生。大洋岩石圈向东的持续俯冲，诱发扬子地块西缘发育1.0~0.74 Ga无明显间断的岩浆活动，形成了一条自陕西汉南至云南元江长约1000 km的新元古代弧岩浆岩带（Sun Weihua et al.，2009; 侯增谦等，2015）。该新元古代弧岩浆岩在滇西地区集中在哀牢山区域，岩石类型主要包括闪长岩、角闪岩和花岗片麻岩（Cai Yongfeng et al.，2014; Wang Yuejun et al.，2016）。
-
古生代—中生代古特提斯洋盆闭合阶段，在滇西地区形成江达-维西、云县和墨江-绿春三条大陆弧岩浆岩带（Fan Weiming et al.，2010; Zi Jianwei et al.，2012a，2012b; Lai et al.，2014; Liu Huichuan et al.，2015; Wang Yang et al.，2020）。江达-维西弧位于藏东南—滇西北地区，夹持于龙木错-双湖缝合带与金沙江缝合带之间，主要由玄武岩、安山岩和流纹岩和同期的花岗质岩体组成（莫宣学等，1993; 潘桂棠等，1997; Jian Ping et al.，2009; 刘翠等，2011; Yang Tiannan et al.，2014a; 梁明娟等，2015; 杨天南等，2019），岩浆作用自早二叠世持续到中三叠世（275~231 Ma; Yang Tiannan et al.，2011; Zhu Jingjing et al.，2011; Xin Di et al.，2018），主要集中在三叠纪（249~237 Ma; 李龚健等，2013; Yang Tiannan et al.，2014a; 边叶克，2018）。云县弧位于兰坪-思茅地块西侧边部，呈近南北向展布。岩浆活动自早二叠世持续到晚三叠世（278~216 Ma; Yang Tiannan et al.，2014a; Wang Changming et al.，2015; Xin Di et al.，2018）。该带典型特征是发育大面积晚三叠世花岗质岩体（234~216 Ma; 孔会磊等，2012; Peng Touping et al.，2013; Yang Tiannan et al.，2014a; Wang Changming et al.，2015）。有学者认为江达-维西弧和云县弧为古特提斯主洋盆沿龙木措-双湖-昌宁-孟连缝合带向NE俯冲于扬子地块之下形成的一条连续的晚二叠世—中三叠世弧火山岩带（莫宣学等，1993; 刘增乾等，1993; Yang Tiannan et al.，2014a）; 有的则认为江达-维西弧岩浆岩的形成与金沙江洋向西俯冲以及之后的陆陆碰撞有关（Dewey et al.，1988; 潘桂棠等，1997; 钟大赉，1998; 王立全等，1999; Zi Jianwei et al.，2012a; Wang Baodi et al.，2014）。墨江-绿春弧位于兰坪-思茅盆地东侧边缘，沿哀牢山缝合带呈北西-南东向延伸，发育早二叠世—中三叠世中酸性火山岩（268~239 Ma; Jian Ping et al.，2009; 刘翠等，2011; Zi Jianwei et al.，2012a，2012b; Yang Tiannan et al.，2014a）和早三叠世花岗质岩体（254~244 Ma; Zi Jianwei et al.，2012a，2012b，2012c; Lai et al.，2014; Liu Huichuan et al.，2015; Xin Di et al.，2018; Wang Yang et al.，2020）。另外，在雅仙桥和大龙凯地区还分别出露少量玄武岩（266 Ma）和斜长辉石岩（245 Ma）（Jian Ping et al.，2009）。一般认为，墨江-绿春弧是由哀牢山-红河洋盆向西俯冲形成。
-
新生代以来，印度和亚洲大陆的碰撞导致滇西地区发生了强烈的陆内变形，发育一系列NNW-NW向的走滑断裂系统和新生代岩浆岩（王洋和张洪瑞，2021; Zhang Hongrui et al.，2022）。
-
研究区位于永平县南部（图1），地层有上二叠统、上三叠统、侏罗系和下白垩统（图2）。上二叠统羊八寨组上段岩性主要为深灰色—灰黑色泥岩夹黄灰色砂岩、粉砂岩。上三叠统三合洞组主要为厚层块状灰岩、白云质灰岩。其余地层岩性主要为灰绿色或紫红色砂岩、泥岩。中侏罗统花开左组与下侏罗统漾江组之间、下白垩统景星组与上侏罗统坝注路组之间均为平行不整合接触。区内构造线总体呈NW-SE向展布。区内断裂构造包括逆冲断层、平移断层和正断层，为新生代印度板块与欧亚板块碰撞作用的产物。逆冲断层主要呈NW-SE向展布，在南部水泄街一带转为NNE或近NS向，多数倾向SW，少数倾向NE。平移断层主要呈NE-SW向、近EW向延伸，切错逆冲断层。正断层主要呈NW-SE向延伸的小断裂，局部可见其切割逆断层。褶皱构造大多平行于主构造线方向，整体呈一开阔的复向斜，在靠近逆冲断层处，次级背斜多为紧闭的斜歪褶皱或倒转褶皱。区内产出有众多的铜钴矿体，主要受NNE向断裂控制。
-
图1 三江造山带地质简图（据Yang Tiannan et al.，2014a修改）
-
Fig.1 Geological sketch map of the Sanjiang orogenic belt (modified after Yang Tiannan et al., 2014a)
-
图2 水泄地区地质图
-
Fig.2 Geological map of the Shuixie area
-
岩浆岩出露于研究区中部，即水泄辉长岩，侵入上二叠统羊八寨组中，由于后期逆冲断层活动，使其与羊八寨组共同逆冲于中生代地层之上（图2）。
-
2 岩体及岩石学特征
-
水泄辉长岩呈NNW向脉状分布，长度约5 km，宽100~300 m（图2）。岩体与围岩的接触界线未见冷凝或烘烤边。岩体内部剪节理发育，将岩体切割呈板状或菱形块体（图3a）。在地表风化后具有典型的球状风化特征。在北部靠近逆断层处，岩体中发育一些张性的方解石脉。
-
岩石新鲜面呈灰绿色，块状构造（图3a），辉长结构。主要矿物为斜长石（45%~50%）、单斜辉石（35%~40%）、黑云母（5%~10%），副矿物主要为磁铁矿、磷灰石（图3b~d）。斜长石呈半自形板状，粒度大小一般在0.5~3 mm，聚片双晶发育，少量绢云母化。单斜辉石多为普通辉石，少量透辉石，呈半自形粒状，粒度大小一般在0.3~2 mm。黑云母呈片状，粒度大小一般在0.2~1 mm，多发生绿泥石化。磁铁矿呈自形—半自形粒状，粒度大小一般在0.1~0.5 mm。磷灰石呈长柱状，粒度大小一般在0.2~0.6 mm。
-
3 分析方法
-
3.1 锆石U-Pb定年和Hf同位素
-
用于挑选锆石的2件样品采自永平县水泄地区，分别为G008（N25°08′46.05″，E99°41′37.94″）和G013（N25°09′46.57″，E99°40′56.42″）。采用常规重力分选的方法分离出锆石颗粒，然后在显微镜下筛选出晶形和透明度较好的颗粒，将其固定在环氧树脂靶上并抛光。锆石阴极发光（CL）图像在北京离子探针中心利用HITACHI S-3000N扫描显微镜搭配Gatan Chroma成像仪获得。锆石U-Pb同位素和微量元素分析在合肥工业大学矿床成因与勘查技术研究中心矿物微区分析实验室采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）完成。锆石U-Pb定年测试过程中，激光束斑直径为30 μm，能量密度为2.5 J/cm2，频率为7 Hz，采用氦气作为载气。采用标准矿物91500和NIST610作为定年和微量元素测试标准。详细测试步骤同汪方跃等（2017）。锆石U-Pb年龄的计算采用Isoplot/Ex ver.3.0软件（Ludwig，2003）完成。
-
图3 水泄辉长岩露头照片（a）及显微照片（b、c、d）
-
Fig.3 The outcrop photograph (a) and photomicrograph (b, c, d) of Shuixie gabbros, SW China
-
Pl—斜长石; Py—辉石; Mt—磁铁矿; Ap—磷灰石; Bt—黑云母
-
Pl—plagioclase; Py—pyroxene; Mt—magnetite; Ap—apatite; Bt—biotite
-
续表1
-
在已完成定年的锆石中选取适合年龄的锆石，在相同位置进行Hf同位素分析。分析过程在合肥工业大学矿床成因与勘查技术研究中心矿物微区分析实验室采用激光剥蚀-多接收-电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICPMS）完成。激光束斑直径为40 μm，频率为8 Hz，采用氦气和氩气的混合气体作为载气。质量控制样为标准锆石Qinghu、Plešovice和Penglai。其176Hf/177Hf分析结果分别为0.282915±0.000019、0.282484±0.000007和0.282997±0.000009。所有分析数据的离线处理采用LAZrnHf-Calculator@HFUT（Gu Haiou et al.，2019）完成。
-
3.2 全岩主微量元素
-
主量和微量元素测试在廊坊市中铁物探勘察有限公司完成。主量元素测试采用X射线荧光光谱法（XRF）完成，仪器为Thermo ARL Advant XP + X射线荧光光谱仪，分析误差为1%~3%。微量元素测试仪器为电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）X series 2，分析误差小于5%。
-
3.3 全岩Sr-Nd同位素
-
全岩Sr-Nd同位素分析在中国科学技术大学固体同位素地球化学实验室利用热电离质谱计（MAT-262）完成。Rb-Sr同位素比值测定采用Ta金属带和Ta发射剂，而Sm-Nd同位素比值测定采用Re金属带。La Jolla标准143Nd/144Nd测定值的平均值为0.511869±0.000006（2σ，n=25）。NBS987标准87Sr/86Sr测定值的平均值为0.710249±0.000012（2σ，n=38）。Sr和Nd同位素比值分别采用86Sr/88Sr=0.1194和146Nd/144Nd=0.7219进行质量分馏校正。具体的分析流程见Chen Fukun et al.（2000）。
-
4 分析结果
-
4.1 锆石U-Pb年代学
-
本文对辉长岩样品G008和G013进行了锆石U-Pb定年，分析结果见表1。锆石粒径较小，一般小于100 μm，颗粒多呈半自形—自形的短柱状，长宽比约为1.5∶1，发育振荡环带（图4），显示了岩浆锆石特征。
-
图4 水泄辉长岩锆石阴极发光图像
-
Fig.4 Cathodoluminescence images of zircons for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
样品G008共分析了39个测点。其中，3个测点（27、32、33）的谐和度低于95%，4个测点（1、5、10、38）含裂隙或包裹体，1个测点（24）的rho值（代表谐和图中单点误差红圈的半径）过大（rho=1.12），其余31个测点具有一致的谐和年龄，Th/U比值为1.65~7.93（表1）。其加权平均年龄为240.8±3.3 Ma（MSWD=6.2）（图5a）。
-
样品G013共分析了38个测点。其中，15个测点（1、6、12、13、16、17、18、22、24、26、27、33、35、37、38）的谐和度低于95%，1个测点（11）为继承锆石（具有明显的锆石核，206Pb/238U=409 Ma），1个测点（15）含裂隙，其余21个测点具有一致的谐和年龄，Th/U比值为1.09~3.16，其加权平均值为237.8±3.4 Ma（MSWD = 3.9）（图5b）。
-
图5 水泄辉长岩锆石U-Pb年龄图
-
Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagrams for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
4.2 锆石Hf同位素特征
-
辉长岩样品的锆石Hf同位素测试结果列于表2。样品G008共测试了27个点，其176Hf/177Hf值为0.282873~0.283122。测得的εHf（t）值均为正值，除1个极高值（εHf（t）=17.18）外，其余εHf（t）值集中在8.57~14.69，二阶段模式年龄（tDM2）为726~337 Ma（图6）。样品G013共测试了14个点，其176Hf/177Hf值为0.282813~0.283087。其εHf（t）值均为正值，集中在5.67~15.75，tDM2=900~261 Ma（图6）。
-
4.3 主量、微量元素特征
-
本次10件水泄辉长岩样品主量元素和微量元素分析结果及相关参数列于表3。样品的烧失量（LOI）变化较大（1.53%~9.08%，平均4.55%），其中G012和G015烧矢量较高，可能是受到地表风化蚀变的影响。因此，本次研究在扣除烧矢量后重新换算了各主量元素的含量。样品具有较低SiO2含量（除3个样品低于45%外，其余样品集中于45.10%~50.86%，平均46.72%），CaO含量（4.25%~7.79%，平均5.75%），Mg#（36~42，平均39）; 中等Al2O3含量（13.26%~15.03%，平均14.35%），MgO含量（5.53%~8.43%，平均6.44%）; 较高的TFeO含量（16.85%~23.31%，平均19.25%），TiO2含量（2.74%~3.21%，平均2.97%）。样品相对富Na2O（2.43%~4.86%，平均3.70%），贫K2O（0.09%~0.66%，平均0.38%），具有较高的Na2O/K2O（3.81~49.14，平均15.37）。所有样品在Nb/Y-0.0001Zr/TiO2图解上均落在亚碱性玄武岩和玄武岩区域（图7a）; 在Co-Th图解上均落在钙碱性系列区域（图7b）。由Harker图解（图8）可知，SiO2与MgO、TiO2、TFeO具有较明显的负相关性，表明随着镁铁质矿物（辉石、橄榄石）和铁钛矿物（磁铁矿）的结晶，岩浆中SiO2的含量逐渐升高。
-
图6 水泄辉长岩锆石εHf（t）-年龄图
-
Fig.6 Zircon εHf (t) -U-Pb age diagram for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
CHUR—球粒陨石均一储库; DM—亏损地幔
-
CHUR—chondritic uniform reservoir; DM—depleted mantle
-
原始地幔标准化微量元素蛛网图（图9b）显示，微量元素配分曲线近一致，显示了同源岩浆演化特征。样品明显富集Ba、Rb、Th、U等大离子亲石元素（LILE），相对亏损Nb、Ta等高场强元素（HFSE）。稀土元素总量ΣREE为82.70×10-6~100.32×10-6，平均91.59×10-6; 轻重稀土比值LREE/HREE=3.28~3.99，平均3.61;（La/Yb）N为2.45~3.46，平均2.83，属轻稀土弱富集型;（La/Sm）N为1.51~1.96，平均1.72;（Gd/Yb）N为1.18~1.31，平均1.21; 所有样品的轻重稀土元素之间以及轻重稀土元素内部分馏均不强（图9a）。δEu（Eu/Eu*）值为0.87~1.07，平均为0.97，无明显的Eu异常。
-
4.4 Sr-Nd同位素特征
-
本次挑选了4件水泄辉长岩样品进行了全岩Sr-Nd同位素测试，分析结果及相关参数列于表4。样品87Rb/86Sr比值介于0.704897~0.708057，143Nd/144Nd比值介于0.512828~0.512842。对应的Sr同位素初始比值介于0.70453~0.70776，εNd（t）值变化于+4.9~+5.2，明显高于已发表的三江地区同时代中基性岩浆岩的εNd（t）值（图10）。
-
图7 水泄辉长岩Nb/Y-0.0001Zr/TiO2图解（a）和Co-Th图解（b）
-
Fig.7 Nb/Y-0.0001Zr/TiO2 diagram (a) and Co-Th diagram (b) for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
图8 水泄辉长岩MgO（a）、TFeO（b）、Al2O3（c）、CaO（d）、P2O5（e）及TiO2（f）随SiO2变化Harker图解
-
Fig.8 Harker diagrams showing variations in MgO (a) , TFeO (b) , Al2O3 (c) , CaO (d) , P2O5 (e) and TiO2 (f) vs. SiO2 for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
图9 水泄辉长岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图（a）及微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）（标准化数值据Sun and McDonough，1989; 巴伦岛和日本东北部弧岩浆岩数据引自Luhr and Haldar，2006; Kimura and Yoshida，2006）
-
Fig.9 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element patterns (b) for samples from Shuixie gabbros, SW China (normalizing values after Sun and McDonough, 1989; the data of arc volcanic rocks are from Luhr and Haldar, 2006; Kimura and Yoshida, 2006)
-
5 讨论
-
5.1 岩体形成时代
-
由于缺少高精度同位素年龄方面的数据，前人对水泄辉长岩的形成时代存在较大分歧。在1∶20万区域地质调查资料中，将水泄辉长岩的围岩确定为上三叠统歪古村组，因此认为该岩体应该形成于上三叠统歪古村组沉积之后。周辅增（2015）综合岩体的特征及其与围岩的接触关系，认为其形成于早二叠世拉张的构造背景。而彭关灵（2015）将与水泄辉长岩呈侵入接触关系的围岩确定为上二叠统羊八寨组，即认为该岩体形成于晚二叠世之后。本次研究采用LA-ICP-MS对水泄辉长岩体的2件样品进行定年，获得该岩体锆石U-Pb谐和年龄分别为237.8±3.4 Ma、240.8±3.3 Ma，这些年龄值应代表其确切的侵位年龄，说明其形成于中三叠世。
-
续表3
-
注:Mg#=100×（MgO/40.3044）/（MgO/40.3044+TFeO/71.844）。
-
图10 水泄辉长岩（87Sr/86Sr）i-εNd（t）图解（包含三江造山带已发表的中三叠世中基性岩浆岩数据; 底图据 Zi Jianwei et al.，2012a修）
-
Fig.10 (87Sr/86Sr) i-εNd (t) diagram for samples from Shuixie gabbros, SW China (data include existing data for intermediate and basic magmatic rocks of Middle Triassic; after Zi Jianwei et al., 2012a)
-
5.2 蚀变影响
-
水泄辉长岩样品的烧失量（LOI）较高（1.53%~9.08%，平均4.55%），结合岩石薄片镜下观察发现样品发生了一定程度的绿泥石化蚀变，可能会对岩石内元素的分布产生影响。因此，在分析水泄辉长岩岩石成因之前，需要对主量、微量元素的稳定性进行评价。一般来说，高场强元素和稀土元素地球化学性质较稳定，不易受变质、蚀变和风化作用等的影响，相反大离子亲石元素化学性质活泼，地球化学活动性较强。Zr是岩石中最稳定的元素之一，通常被用来衡量其他元素的稳定性（Pearce et al.，1992; Polat et al.，2002）。HFSE、REE、TiO2与Zr具有较好的相关性，表明这些元素受风化、蚀变的影响不大; 而LILE、大部分主量元素与Zr未显示出良好的相关性（图11）。因此，在本次地球化学分析过程中，我们避开LILE和主量元素，优先使用HFSE、REE等稳定性较好的元素对水泄辉长岩进行岩石成因及构造背景分析。
-
5.3 岩石成因
-
5.3.1 分离结晶及地壳混染的影响
-
水泄辉长岩侵入于上二叠统羊八寨组深灰色砂岩中，样品具有Nb、Ta负异常。这可能与地壳混染或分离结晶作用有关。一般认为，地壳混染会导致Si、La、Th含量和（87Sr/86Sr）ⅰ比值升高，引起Mg、Nb、Ta含量和εNd（t）值降低（Puchtel et al.，1997; Polat et al.，2011; Zhang Hongrui et al.，2018）。水泄辉长岩具有相对较低的Th/Nb（0.22~0.29）和La/Ta（20.19~40.58）比值，低的（87Sr/86Sr）i（0.70453~0.70776）比值，具有较高的εNd（t）（+4.9~+5.2）值。这些特征表明，地壳混染对水泄辉长岩地球化学成分的影响不大。所有样品在SiO2-Nb/La和SiO2-εNd（t）图解中，呈近水平分布的分离结晶趋势线分布（图12）。在Harker图解（图8）中，SiO2与MgO、TiO2、TFeO具有明显的负相关关系。水泄辉长岩样品具有较高的TiO2含量，在薄片中也观察到较多呈半自形的含钛磁铁矿（图3c、d），说明在辉长岩形成过程中也发生了少量含钛磁铁矿分离结晶作用。水泄辉长岩所有样品具有显著的Ba正异常，部分样品具有Sr正异常，而无明显的Eu异常（图9），说明岩浆演化过程中斜长石未发生明显的分离结晶作用，而是在熔体中迁移至浅部岩浆房才结晶沉淀。
-
图11 水泄辉长岩Nb（a）、Th（b）、Hf（c）、Dy（d）、Rb（e）、Ba（f）、K2O（g）、Al2O3（h）、TiO2（i）与Zr图解
-
Fig.11 Diagrams showing variations in Nb (a) , Th (b) , Hf (c) , Dy (d) , Rb (e) , Ba (f) , K2O (g) , Al2O3 (h) and TiO2 (i) vs. Zr for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
5.3.2 岩浆源区
-
水泄辉长岩样品具有正的εHf（t）值（主要集中于+5.67~+15.75），位于亏损地幔和球粒陨石之间（图6）且更靠近亏损地幔一侧，指示辉长岩源区为亏损地幔。辉长岩样品具有相对较高的εNd（t）值（+4.9~+5.2），显示源区强烈亏损的特征; 在（87Sr/86Sr）ⅰ-εNd（t）图解中，样品落在亏损地幔演化线之上（图10），暗示岩浆起源于亏损地幔。辉长岩样品还具有较高的Nb/Ta（11.61~20.31，平均15.46）和Zr/Hf（34.64~43.04，平均38.41）比值，与原始地幔的Nb/Ta（17）和Zr/Hf（36）的比值相近（Sun and McDonough，1989），也指示岩浆起源于原始亏损地幔。在Sm-Sm/Yb图解中辉长岩处于尖晶石相二辉橄榄岩与石榴子石相二辉橄榄岩过渡区，其母岩浆可能来源于两者10%~20%的部分熔融，且以尖晶石相二辉橄榄岩的部分熔融物为主（图13）。
-
因此，水泄辉长岩原生岩浆来源于亏损地幔，是尖晶石相二辉橄榄岩与石榴子石相二辉橄榄岩部分熔融的产物，在岩浆演化过程中发生了镁铁质矿物和铁钛矿物的分离结晶作用。
-
图12 水泄辉长岩SiO2-Nb/La（a）和SiO2-εNd（t）（b）图解（底图据Zhang Hongrui et al.，2018）
-
Fig.12 Nb/La (a) and εNd (t) (b) vs. SiO2 diagrams for samples from Shuixie gabbros, SW China (after Zhang Hongrui et al., 2018)
-
FC—分离结晶; AFC—同化混染与分离结晶
-
FC—fractional crystallization; AFC—assimilation and fractional crystallization
-
5.4 构造背景
-
水泄辉长岩稀土元素和微量元素分布形式与弧火山岩的分布形式相似。一般而言，岛弧玄武岩和部分亏损型洋中脊玄武岩Nb/La＜1、La/Ta＞15，而板内玄武岩、过渡型洋中脊玄武岩和富集型洋中脊玄武岩则正好相反（Condie，1989）。水泄辉长岩的Nb/La比值为0.48~0.62，平均0.56; La/Ta比值为20.21~42.58，平均28.23，表明该辉长岩形成于岛弧玄武岩或亏损型洋中脊玄武岩的构造环境。岛弧玄武岩的Th/Yb＞0.1，Th/Nb＞0.07，Nb/La＜0.8，Hf/Th＜8，而亏损型洋中脊相反（Condie，1989）。水泄辉长岩的Th/Yb比值为0.53~0.70，平均0.58; Th/Nb比值为0.22~0.29，平均0.25; Nb/La比值为0.48~0.62，平均0.56; Hf/Th比值为2.20~3.04，平均2.53; 这些特征说明该辉长岩具有岛弧玄武岩特征。在2Nb-Zr/4-Y图解（图14a）中，辉长岩样品落在板内拉斑玄武岩和火山弧玄武岩区; 在Hf/3-Th-Ta图解（图14b）中，辉长岩样品落在火山弧玄武岩区; 在Th/Yb-Ta/Yb图解（图14c）中，辉长岩样品落在活动大陆边缘区。水泄辉长岩处于晚二叠世-中三叠世江达-维西-云县弧岩浆岩带上（Yang Tiannan et al.，2014a; 梁明娟等，2015; 杨天南等，2019），该岩体形成于中三叠世，侵入于上二叠统羊八寨组砂岩中，而且岩石成因分析表明该岩体的原生岩浆来源于亏损地幔; 因此，结合上述构造判别分析，水泄辉长岩是活动大陆边缘背景下俯冲流体交代地幔楔，地幔部分熔融形成的岩浆上侵冷凝而成，是陆缘弧环境的产物。
-
图13 水泄辉长岩Sm/Yb-Sm图解（底图据Zhao Junhong and Zhou Meifu，2007）
-
Fig.13 Sm/Yb-Sm diagram for samples from Shuixie gabbros, SW China (after Zhao Junhong and Zhou Meifu, 2007)
-
DM—亏损地幔; PM—原始地幔; E-MORB—富集型洋中脊玄武岩; N-MORB—正常型洋中脊玄武岩
-
DM—depleted mantle; PM—primitive mantle; E-MORB—enriched mid-ocean ridge basalt; N-MORB—normal mid-ocean ridge basalt
-
5.5 对区域构造演化的指示
-
水泄辉长岩的发现对三江古特提斯演化具有重要启示。该地区古生代存在金沙江和昌宁-孟连两个古特提斯洋盆。尽管关于金沙江洋的闭合时间存在不同认识，有的学者认为是二叠纪晚期，有的认为是早三叠世，但基本一致认为金沙江洋在中三叠世已经消亡（Peng Touping et al.，2008，2013; Zi Jianwei et al.，2012a; Wang Baodi et al.，2014）。然而形成于陆缘弧环境的水泄辉长岩属于中三叠世岩浆活动的产物，从时间上说明水泄辉长岩与金沙江洋向西的俯冲作用无关。
-
图14 水泄辉长岩2Nb-Zr/4-Y图解（a）（据Meschede，1986）、Hf/3-Th-Ta图解（b）（据Wood，1980）和Th/Yb-Ta/Yb图解（c）（据Condie，1989）
-
Fig.14 2Nb-Zr/4-Y diagram (a) (after Meschede, 1986) , Hf/3-Th-Ta diagram (b) (after Wood, 1980) and Th/Yb-Ta/Yb diagram (c) (after Condie, 1989) for samples from Shuixie gabbros, SW China
-
A1—板内碱性玄武岩; A2—板内碱性玄武岩和板内拉斑玄武岩; B—E-MORB（富集型洋中脊玄武岩）; C—板内拉斑玄武岩和火山弧玄武岩; D—N-MORB（正常型洋中脊玄武岩）和火山弧玄武岩; IAB—火山弧玄武岩; WPT—板内拉斑玄武岩; WPAB—板内碱性玄武岩; OA—大洋弧; ACM—活动大陆边缘
-
A1—within-plate alkali basalts; A2—within-plate alkali basalts and within-plate tholeiites; B—E-MORB (enriched mid-ocean ridge basalt) ; C—within-plate tholeiites and volcanic-arc basalts; D—N-MORB (normal mid-ocean ridge basalt) and volcanic-arc basalts; IAB—island-arc basalts; WPT—within-plate tholeiites; WPAB—within-plate alkali basalts; OA—intra-oceanic island arcs; ACM—active continental margin
-
昌宁-孟连缝合带是西南三江特提斯的主要缝合带之一，是古特提斯洋主洋盆残迹（莫宣学等，1998; 钟大赉，1998; 从柏林等，1993）。云县弧岩浆岩带是昌宁-孟连洋向东俯冲于兰坪-思茅地块之下形成的（Peng Touping et al.，2008，2013; 孔会磊等，2012; 赵枫等，2018）。一般认为，以昌宁-孟连为代表的古特提斯洋向北延伸即为龙木措-双湖洋盆。该洋盆的俯冲造就了藏东的江达-维西弧（Yang Tiannan et al.，2014a）以及北羌塘地块上的杂多弧（Zhang Hongrui et al.，2017，2020）。
-
综合分析龙木措-双湖-昌宁-孟连古特提斯主洋盆有关的弧岩浆岩带（图1b），弧岩浆活动时代始于早二叠世，在北段杂多地区弧岩浆活动持续至早中三叠世（248 Ma左右），中段江达—维西附近持续至230 Ma左右，而南段云县地区直至晚三叠世（210 Ma）仍然存在岩浆活动（梁明娟等，2015）。其中兰坪至昌宁一带原认为是弧岩浆岩的空白区。
-
本文报道的水泄辉长岩正好位于江达-维西弧和云县弧的衔接部位。岩石成因及构造背景分析显示该岩体形成于与俯冲、消减作用有关的陆缘弧环境，因此其应该为古特提斯主洋盆向东俯冲的产物。由此，杂多、江达—维西、水泄、昌宁—孟连一线出露了一条上万千米长的二叠纪—三叠纪弧岩浆岩带。其中，杂多弧和水泄弧表现为亏损地幔源区特征，而江达-维西弧和昌宁-孟连弧则表现为富集地幔源区特征（图10），这可能与不同地段俯冲物质交代地幔差异有关。这种不同地幔源区特征在科迪勒拉弧和安第斯弧也有表现（Chapman et al.，2021），反映了洋壳物质俯冲与地幔相互作用的复杂性。
-
6 结论
-
（1）水泄辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为240.8~237.8 Ma，属于中三叠世。
-
（2）水泄辉长岩样品具有较高的Na2O/K2O比值，富集大离子亲石元素，相对亏损高场强元素，具有正的εHf（t）和εNd（t）值。水泄辉长岩岩浆来源于亏损地幔的部分熔融，上升侵位过程中发生了镁铁质矿物和铁钛矿物的分离结晶作用。
-
（3）水泄辉长岩形成于与俯冲、消减作用有关的陆缘弧环境，是古特提斯主洋盆沿昌宁-孟连缝合带向东俯冲的产物。
-
参考文献
-
Bian Yeke. 2018. Petrogenesis and tectonic significance of Triassic volcanic rocks from the Pantiange area, western Yunnan. Master dissertation of China University of Geosciences (Beijing) (in Chinese with English abstract).
-
Cai Yongfeng, Wang Yuejun, Cawood P A, Fan Weiming, Liu Huichuan, Xing Xiaowan, Zhang Yuzhi. 2014. Neoproterozoic subduction along the Ailaoshan zone, South China: Geochronological and geochemical evidence from amphibolite. Precambrian Research, 245: 13~28.
-
Cawood P A, Zhao Guochun, Yao Jinlong, Wang Wei, Xu Yajun, Wang Yuejun. 2018. Reconstructing South China in Phanerozoic and Precambrian supercontinents. Earth-Science Reviews, 186: 173~194.
-
Chapman J B, Shields J E, Ducea M N, Paterson S R, Attia S, Ardill K E. 2021. The cause of continental arc flare ups and drivers of episodic magmatic activity in Cordilleran orogenic systems. Lithos, 398-399: 106307.
-
Chen Fukun, Hegner E, Todt W. 2000. Zircon ages and Nd isotopic and chemical compositions of orthogneisses from the Black Forest, Germany: Evidence for a Cambrian magmatic arc. International Journal of Earth Sciences, 88(4): 791~802.
-
Condie K. 1989. Geochemical changes in basalts and andesites across the Archaean-Proterozoic boundary: Identification and significance. Lithos, 23(1): 1~18.
-
Cong Bolin, Wu Gengyao, Zhang Qi. 1993. Petrotectonic evolution of the Tethys zone in western Yunnan, China. Science in China (Series B), 23(11): 1201~1207 (in Chinese).
-
Deng Jun, Wang Changming, Li Gongjian. 2012. Style and process of the superimposed mineralization in the Sanjiang Tethys. Acta Petrologica Sinica, 28(4): 1099~1114 (in Chinese with English abstract).
-
Deng Jun, Ge Liangsheng, Yang Liqiang. 2013. Tectonic dynamic system and compound orogeny: Additionally discussing the temporal-spatial evolution of Sanjiang orogeny, Southwest China. Acta Petrologica Sinica, 29(4): 1349~1361 (in Chinese with English abstract).
-
Deng Jun, Wang Qingfei, Li Gongjian, Santosh M. 2014. Cenozoic tectono-magmatic and metallogenic processes in the Sanjiang region, southwestern China. Earth-Science Reviews, 138: 268~299.
-
Dewey J F, Shackleton R M, Chang Chengfa, Sun Yiyin. 1988. The tectonic evolution of the Tibetan Plateau. Philosophical Transactions of the Royal Society of London (Series A), Mathematical and Physical Sciences, 327: 379~413.
-
Fan Weiming, Wang Yuejun, Zhang Aimei, Zhang Feifei, Zhang Yuzhi. 2010. Permian arc-back-arc basin development along the Ailaoshan tectonic zone: Geochemical, isotopic and geochronological evidence from the Mojiang volcanic rocks, Southwest China. Lithos, 119: 553~568.
-
Fang Jinwei, Yang Tiannan, Liang Mingjuan, Shi Pengliang. 2014. LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology and geochemistry of volcanic rocks on the western margin of Lanping Basin in western Yunnan and their tectonic implications. Acta Petrologica et Mineralogica, 33(3): 471~490 (in Chinese with English abstract).
-
Gao Rui, Xiao Long, He Qi, Yuan Jing, Ni Pingze, Du Jingxia. 2010. Geochronology, geochemistry and petrogenesis of granites in Weixi-Deqin, West Yunnan. Earth Science-Journal of China University of Geosciences, 35(2): 186~200 (in Chinese with English abstract).
-
Gu Haiou, Sun He, Wang Fangyue, Ge Can, Zhou Taofa. 2019. A new practical isobaric interference correction model for in-situ Hf isotopic analysis using laser ablation-multi-collector-ICP-mass spectrometry of zircons with high Yb/Hf ratios. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 34: 1223~1232.
-
Hennig D, Lehmann B, Frei D. 2009. Early Permian seafloor to continental arc magmatism in the eastern Paleo-Tethys: U-Pb age and Nd-Sr isotope data from the southern Lancangjiang zone, Yunnan, China. Lithos, 113: 408~422.
-
Hou Zengqian, Zhang Hongrui. 2015. Geodynamics and metallogeny of the eastern Tethyan metallogenic domain. Ore Geology Reviews, 70: 346~384.
-
Hou Zengqian, Zheng Yuanchuan, Geng Yuansheng. 2015. Metallic refertilization of lithosphere along cratonic edges and its control on Au, Mo and REE ore systems. Mineral Deposits, 34(4): 641~674 (in Chinese with English abstract).
-
Jian Ping, Liu Dunyi, Sun Xiaomeng. 2003. SHRIMP dating of Baimaxueshan and Ludian granitoid batholiths, northwestern Yunnan Province, and its geological implications. Acta Geoscientia Sinica, 4: 337~342 (in Chinese with English abstract).
-
Jian Ping, Liu Dunyi, Kröner A, Zhang Qi, Wang Yizhao, Sun Xiaomeng, Zhang Wei. 2009. Devonian to Permian plate tectonic cycle of the Paleo-Tethys Orogen in southwest China (II): Insights from zircon ages of ophiolites, arc/back-arc assemblages and within-plate igneous rocks and generation of the Emeishan CFB province. Lithos, 113(3-4): 767~784.
-
Kimura J I, Yoshida T. 2006. Contributions of slab fluid, mantle wedge and crust to the origin of quaternary lavas in the NE Japan arc. Journal of Petrology, 47: 2185~2232.
-
Kong Huilei, Dong Guochen, Mo Xuanxue, Zhao Zhidan, Zhu Dicheng, Wang Shuo, Li Rong, Wang Qiaolin. 2012. Petrogenesis of Lincang granites in Sanjiang area of western Yunnan Province: Constraints from geochemistry, zircon U-Pb geochronology and Hf isotope. Acta Petrologica Sinica, 28(5): 1438~1452 (in Chinese with English abstract).
-
Lai C K, Meffre S, Crawford A J, Zaw K, Xue Chuandong, Halpin J A. 2014. The Western Ailaoshan volcanic belts and their SE Asia connection: A new tectonic model for the Eastern Indochina Block. Gondwana Research, 26(1): 52~74.
-
Li Baolong, Ji Jianqing, Fu Xiaoyue, Gong Junfeng, Song Biao, Qing Jianchun, Zhang Chen. 2008. Zircon SHRIMP dating and its geological implications of the metamorphic rocks in Ailao Shan-Diancang Mountain Ranges, west Yunnan. Acta Petrologica Sinica, 24(10): 2322~2330 (in Chinese with English abstract).
-
Li Gongjian, Wang Qingfei, Yu Li, Hu Zhaochu, Ma Nan, Huang Yuhan. 2013. Closure time of the Ailaoshan Paleo-Tethys Ocean: Constraints from the zircon U-Pb dating and geochemistry of the Late Permian granitoids. Acta Petrologica Sinica, 29(11): 3883~3900 (in Chinese with English abstract).
-
Liang Mingjuan, Yang Tiannan, Shi Pengliang, Xue Chuandong, Xiang Kun, Liao Cheng. 2015. U-Pb geochronology, Hf isotopes of zircons from the volcanic rocks along the eastern margin of Lanping basin, Sanjiang oregenic belt. Acta Petrologica Sinica, 31(11): 3247~3268 (in Chinese with English abstract).
-
Lin Tehsien, Chung Sunlin, Chiu Hanyi, Wu Fuyuan, Yeh Mengwan, Searle M P, Iizuka Y. 2012. Zircon U-Pb and Hf isotope constraints from the Ailao Shan-Red River shear zone on the tectonic and crustal evolution of southwestern China. Chemical Geology, 291: 23~37.
-
Liu Bin, Ma Changqian, Guo Yuheng. 2016. Petrogenesis and tectonic implications of Triassic mafic complexes with MORB/OIB affinities from the western Garzê-Litang ophiolitic melange, central Tibetan Plateau. Lithos, 260: 253~267.
-
Liu Cui, Deng Jinfu, Liu Junlai, Shi Yaosen. 2011. Characteristics of volcanic rocks from Late Permian to Early Traissic in Ailaoshan tectono-magmatic belt and implications for tectonic settings. Acta Geologica Sinica, 27(12): 3590~3602 (in Chinese with English abstract).
-
Liu Huichuan, Wang Yuejun, Cawood P A, Fan Weiming, Cai Yongfeng, Xing Xiaowan. 2015. Record of Tethyan ocean closure and Indosinian collision along the Ailaoshan suture zone (SW China). Gondwana Research, 27: 1292~1306.
-
Liu Zengqian, Li Xingzhen, Ye Qingtong, Luo Jianning, Shen Ganfu. 1993. The Division of the Tectonic Magma Belt and the Distribution of Mineral Resources in the Sanjiang Area. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese with English abstract).
-
Ludwig K R. 2003. Isoplot/EX, rev. 3. 00, a geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 4: 71.
-
Luhr J F, Haldar D. 2006. Barren Islandvolcano (NE Indian Ocean): Island-arc high-alumina basalts produced by troctolite contamination. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 149: 177~212.
-
Meschede M. 1986. A method of discriminating between different types of mid-ocean ridge basalts and continental tholeiites with the Nb-Zr-Y diagram. Chemical Geology, 56: 207~218.
-
Mo Xuanxue, Lu Fengxiang, Shen Shangyue, Zhu Qinwen, Hou Zengqian, Yang Kaihui, Deng Jinfu, Liu Xingpin, He Changxiang. 1993. Sanjiang Tethyan Volcanism and Related Mineralization. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese).
-
Mo Xuanxue, Shen Shangwen, Zhu Qinwen, Xu Tongrui, Wei Qirong, Tan Jin, Zhang Shuagquan, Cheng Huilan. 1998. Volcanics-ophiolite and Mineralization of Middle-Southern Part in Sanjiang Area of Southwestern China. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese with English abstract).
-
Mo Xuanxue, Deng Jinfu, Dong Fangliu, Yu Xuehui, Wang Yong, Zhou Su, Yang Weiguang. 2001. Volcanic petrotectonic assemblages in Sanjiang orogenic belt, SW China and implication for tectonics. Geological Journal of China Universities, 7(2): 121~138 (in Chinese with English abstract).
-
Pan Guitang, Cheng Zhiliang, Li Xingzhen, Yan, Yangji. 1997. Formation and Evolution of Geological Structure in East Tethys. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese with English abstract).
-
Pan Guitang, Li Xingzhen, Wang Liquan, Ding Jun, Chen Zhiliang. 2002. Preliminary division of tectonic units of the Qinghai-Tibet Plateau and its adjacent regions. Geological Bulletin of China, 21(11): 701~707 (in Chinese with English abstract).
-
Pan Guitang, Wang Liquan, Li Rongshe, Yuan Sihua, Ji Wenhua, Yin Fuguang, Zhang Wanping, Wang Baodi. 2012. Tectonic evolution of the Qinghai-Tibet Plateau. Journal of Asian Earth Sciences, 53: 3~14.
-
Peng Guanling. 2015. The copper and cobalt polymetallic metallogenic of Shuixie ore-controlling structural features anddiscussion of ore-controlling effect. Master dissertation of Chengdu University of Tenchology (in Chinese with English abstract).
-
Peng Touping, Wang Yuejun, Fan Weiming, Liu Dunyi, Shi Yuruo, Miao Laicheng. 2006. SHRIMP ziron U-Pb geochronology of early Mesozoic felsic igneous rocks from the southern Lancangjiang and its tectonic implications. Science in China (Series D): Earth Sciences, 49(10): 1032~1042.
-
Peng Touping, Wang Yuejun, Zhao Guochun, Fan Weiming, Peng Bingxia. 2008. Arc-like volcanic rocks from the southern Lancangjiang zone, SW China: Geochronological and geochemical constraints on their petrogenesis and tectonic implications. Lithos, 102: 358~373.
-
Peng Touping, Wilde Simon A, Wang Yuejun, Fan Weiming, Peng Bingxia. 2013. Mid-Triassic felsic igneous rocks from the southern Lancangjiang zone, SW China: Petrogenesis and implications for the evolution of Paleo-Tethys. Lithos, 168: 15~32.
-
Pearce J A, Thirlwall M F, Ingram G, Murton B J, Arculus R J, Van der Laan S R. 1992. Isotopic evidence for the origin of boninites and related rocks drilled in the Izu-Bonin (Ogasawara) forearc, Leg 125. Proceedings of the Ocean Drilling Program Scientific Results, 125: 237~261.
-
Polat A, Hofmann A W, Rosing M T. 2002. Boninite-like volcanic rocks in the 3. 7~3. 8 Ga Isua greenstone belt, West Greenland: Geochemical evidence for intra-oceanic subduction zone processes in the early earth. Chemical Geology, 184: 231~254.
-
Polat A, Appel P W U, Fryer B J. 2011. An overview of the geochemistry of Eoarchean to Mesoarchean ultramafic to mafic volcanic rocks, SW Greenland: Implications for mantle depletion and petrogenetic processes at subduction zones in the early Earth. Gondwana Research, 20: 255~283.
-
Puchtel I S, Haase K M, Hofmann A W, Chauvel C, Kulikov V S, Garbe-Schönberg C D, Nemchin A A. 1997. Petrology and geochemistry of crustally contaminated komatiitic basalts from the Vetreny Belt, southeastern Baltic Shield: Evidence for an early Proterozoic mantle plume beneath rifted Archean continental lithosphere. Geochimica et Cosmochimica Acta, 61: 1205~1222.
-
Qiu Junqiang, Qiangba Zhaxi, Li Hu, Laba Ciren. 2011. Discovery ang Characteristic of the Danong slices in the Lancangjiang suture in the middle Permian period. Geological Survey and research, 34(4): 258~267 (in Chinese with English abstract).
-
Reid A, Wilson C J L, Lui Shun, Pearson N, Belousova E. 2007. Mesozoic plutons of the Yidun Arc, SW China: U/Pb geochronology and Hf isotopic signature. Ore Geology Reviews, 31: 88~106.
-
Sun S S, McDonough W F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. Geological Society London Special Publications, 42(1): 313~345.
-
Sun Weihua, Zhou Meifu, Gao Jianfeng, Yang Yueheng, Zhao Xinfu, Zhao Junhong. 2009. Detrital zircon U-Pb geochronological and Lu-Hf isotopic constraints on the Precambrian magmatic and crustal evolution of the western Yangtze Block, SW China. Precambrian Research, 172(1): 99~126.
-
Tang Liang, Xue Chuandong, Yang Tiannan, Liang Mingjuan, Xiang Kun, Liao Cheng, Jiang Lili, Xin Di. 2016. Late Permian to Early Triassic tectonostratigraphy of Madeng area, northwestern Yunnan, S. W. China: Volcanic zircon U-Pb dating. Acta Petrologica Sinica, 32(8): 2535~2554 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Baodi, Wang Liquan, Qiangbazhaxi, Zeng Qinggao, Zhang Wanping, Wang Dongbing, Cheng wanghua. 2011a. Early Triassic collision of northern Lancangjiang suture: Geochronological, geochemical and Hf isotope evidences from the granitic gneiss in Leiwuqi area, East Tibet. Acta Petrologica Sinica, 27(9): 2752~2762 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Baodi, Wang Liquan, Wang Dongbing, Zhang Wanping. 2011b. Zircons U-Pb dating of volcanic rocks from Renzhixueshan Formation in Shangdie rift basin of Sanjiang area and its geological implications, Acta Petrologica et Mineralogica, 30(1): 25~33 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Baodi, Wang Liquan, Chen Jianlin, Yin Fuguang, Wang Dongbing, Zhang Wanping, Chen Lingkang, Liu Han. 2014. Triassic three-stage collision in the Paleo-Tethys: Constraints from magmatism in the Jiangda-Deqen-Weixi continental margin arc, SW China. Gondwana Research, 26(2): 475~491.
-
Wang Changming, Deng Jun, Santosh M, Lu Yongjun, McCuaig T C, Carranza E J M, Wang Qingfei. 2015. Age and origin of the Bulangshan and Mengsong granitoids and their significance for post-collisional tectonics in the Changning-Menglian Paleo-Tethys Orogen. Journal of Asian Earth Sciences, 113: 656~676.
-
Wang Fangyue, Ge Cai, Ning Siyuan, Nie Liqing, Zhong Guoxiong, White N C. 2017. A new approach to LA-ICP-MS mapping and application in geology. Acta Petrologica Sinica, 33(11): 3422~3436 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Liquan, Pan Guitang, Li Dingmou, Xu Qiang, Lin Shiliang. 1999. The spatio-temporal framework and geological evolution of the Jinshajiang arc-basin systems. Acta Geologica Sinica, 73(3): 206~218 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Yang, Zhang Hongrui, Chai Peng. 2020. Gold in the lithosphere of the western South China Block, SW China: Insights from quartz porphyries from the giant Zhenyuan gold deposit. Ore Geology Reviews, 119: 103312.
-
Wang Yang, Zhang Hongrui. 2021. Structure and composition of collisional orogen in the southeastern margin of Tibetan Plateau, China: Constraints from petrogeochemistry and geophysics. Journal of Earth Sciences and Environment, 43(3): 449~468 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Yuejun, Zhou Yongzhi, Cai Yongfeng, Liu huichuan, Zhang Yuzhi, Fan Weiming. 2016. Geochronological and geochemical constraints on the petrogenesis of the Ailaoshan granitic and migmatite rocks and its implications on Neoproterozoic subduction along the SW Yangtze Block. Precambrian Research, 283: 106~124.
-
Wood D A. 1980. The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province. Earth and Planetary Science Letters, 50: 11~30.
-
Xin Di. 2018. The main suture of Paleo-Tethys and its tectonic evolution in middle Sanjiang orogenic belt. PhD degree dissertation of Chinese Academy of Geological Sciences (in Chinese with English abstract).
-
Xin Di, Yang Tiannan, Liang Mingjuan, Xue Chuandong, Han Xue, Liao Cheng, Tang Jing. 2018. Syn-subduction crustal shortening produced a magmatic flare-up in middle Sanjiang orogenic belt, southeastern Tibet Plateau: Evidence from geochronology, geochemistry, and structural geology. Gondwana Research, 62: 93~111.
-
Yang Tiannan, Zhang Hongrui, Liu Yanxue, Wang Zhaolin, Song Yucai, Yang Zhusen, Tian Shihong, Xie Hangqiang, Hou Kejun. 2011. Permo-Triassic arc magmatism in central Tibet: Evidence from zircon U-Pb geochronology, Hf isotopes, rare earth elements, and bulk geochemistry. Chemical Geology, 28(3): 270~282.
-
Yang Tiannan, Ding Yijuan, Zhang Hongrui, Fan Jiawei, Liang Mingjuan, Wang Xiaohu. 2014a. Two-phase subduction and subsequent collision defines the Paleotethyan tectonics of the southeastern Tibetan Plateau: Evidence from zircon U-Pb dating, geochemistry, and structural geology of the Sanjiang orogenic belt, southwest China. Geological Society of America Bulletin, 126(11-12): 1654~1682.
-
Yang Tiannan, Liang Mingjuan, Fan Jiawei, Shi Pengliang, Zhang Hongrui, Hou Zhongqian. 2014b. Paleogene sedimentation, volcanism, and deformation in eastern Tibet: Evidence from structures, geochemistry, and zircon U-Pb dating in the Jianchuan basin, SW China. Gondwana Research, 26(2): 521~535.
-
Yang Tiannan, Xue Chuandong, Xin Di, Liang Mingjuan, Liao Cheng. 2019. Paleotethyan tectonic evolution of the Sanjiang Orogenic Belt, SW China: Temporal and spatial distribution pattern of arc-like igneous rocks. Acta Petrologica Sinica, 35(5): 1324~1340 (in Chinese with English abstract).
-
Zeng Qinggao, Wang Baodi, Qiangba Zhaxi, Nima Ciren, Li Hu. 2010. Zircon Cameca U-Pb dating of granitoid genisses in the Leiwuqi area of the eastern Tibet, China and its geological implication. Geological Bulletin of China, 29(8): 1123~1128 (in Chinese with English abstract).
-
Zhang Hongrui, Yang Tiannan, Hou Zengqian, Dai Mengning, Hou Kejun. 2017. Permian back-arc basin basalts in the Yushu area: New constrain on the Paleo-Tethyan evolution of the north-central Tibet. Lithos, 286-287: 216~226.
-
Zhang Hongrui, Chen Jianling, Yang Tiannan, Hou Zengqian, Aghazadeh M. 2018. Jurassic granitoids in the northwestern Sanandaj-Sirjanzone: Evolving magmatism in response to the development of a Neo-Tethyan slab window. Gondwana Research, 62: 269~286.
-
Zhang Hongrui, Yang Tiannan, Hou Zengqian, Wang Yang. 2020. Magmatic expression of tectonic transition from oceanic subduction to continental collision: Insights from the Middle Triassic rhyolites of the North Qiangtang block. Gondwana Research, 87: 67~82.
-
Zhang Hongrui, Hou Zengqian, Rolland Y, Santosh M. 2022. The cold and hot collisional orogens: Thermal regimes and metallogeny of the Alpine versus Himalayan-Tibetan belts. Ore Geology Reviews, 141: 104671.
-
Zhang Wanping, Wang Liquan, Wang Baodi, Wang Dongbing, Dai Jie, Liu Wei. 2011. Chronology, geochemistry and petrogenesis of Deqin granodiorite body in the middle section of Jiangda-Weixi arc. Acta Petrologica Sinica, 27(9): 2577~2590 (in Chinese with English abstract).
-
Zhao Feng, Li Gongjian, Zhang Pengfei, Wang Chuanbin, Sun Zaibo, Tang Xin. 2018. Petrogenesis and tectonic implications of the Lincang batholith in the Sanjiang, Southwest China: Constraints by geochemistry, zircon U-Pb chronology and Hf isotope. Acta petrologica Sinica, 34(5): 1397~1412 (in Chinese with English abstract).
-
Zhao Junhong, Zhou Meifu. 2007. Geochemistry of Neoproterozoic mafic intrusions in the Panzhihua District (Sichuan Province, SW China): Implications for subductionrelated metasomatism in the upper mantle. Precambrian Research, 152: 27~47.
-
Zhong Dalai. 1998. The Paleotethys Orogenic Belt in West of Sichuan and Yunnan. Beijing: Science Press (in Chinese).
-
Zhou Fuzeng. 2015. Geochemical characteristics and metallogenic prognosis of the southern segment of Shuixie Cu-Co polymetallic metallogenic belt in Yunnan Province. Master dissertation of Chengdu University of Tenchology (in Chinese with English abstract).
-
Zhou Meifu, Yan Danping, Kennedy A K, Li Yunqian, Ding Jun. 2002. SHRIMP U-Pb zircon geochronological and geochemical evidence for Neoproterozoic arc-magmatism along the western margin of the Yangtze Block, South China. Earth and Planetary Science Letters, 196(1-2): 51~67.
-
Zhu Dicheng, Wang Qing, Zhang Qiongyao, Xie Jincheng. 2021. Late Triassic tectono-magmatism of northern Sanjiang and associated several scientific problems. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 41(2): 232~245 (in Chinese with English abstract).
-
Zhu Jingjing, Hu Ruizhong, Bi Xianwu, Zhong Hong, Chen Hai. 2011. Zircon U-Pb ages, Hf-O isotopes and whole-rock Sr-Nd-Pb isotopic geochemistry of granitoids in the Jinshajiang suture zone, SW China: Constraints on petrogenesis and tectonic evolution of the Paleo-Tethys Ocean. Lithos, 126(3-4): 248~264.
-
Zi Jianwei, Cawood P A, Fan Weiming, Tohver E, Wang Yuejun, McCuaig T C. 2012a. Generation of Early Indosinian enriched mantle-derived granitoid pluton in the Sanjiang Orogen (SW China) in response to closure of the Paleo-Tethys. Lithos, 140: 166~182.
-
Zi Jianwei, Cawood P A, Fan Weiming, Wang Yuejun, Tohver E, McCuaig T C, Peng Touping. 2012b. Triassic collision in the Paleo-Tethys Ocean constrained by volcanic activity in SW China. Lithos, 144(7): 145~160.
-
Zi Jianwei, Cawood P A, Fan Weiming, Wang Yuejun, Tohver E. 2012c. Contrasting rift and subduction-related plagiogranites in the Jinshajiang ophiolitic mélange, southwest China, and implications for the Paleo-Tethys. Tectonics, 31: TC2012.
-
边叶克. 2018. 滇西攀天阁地区三叠纪火山岩的成因机制及其构造意义. 中国地质大学(北京)硕士学位论文.
-
从柏林, 吴根耀, 张旗. 1993. 中国滇西古特提斯构造带岩石大地构造演化. 中国科学(B辑), 23(11): 1201~1207.
-
邓军, 王长明, 李龚健. 2012. 三江特提斯叠加成矿作用样式及过程. 岩石学报, 28(4): 1099~1114.
-
邓军, 葛良胜, 杨立强. 2013. 构造动力体制与复合造山作用——兼论三江复合造山带时空演化. 岩石学报, 29(5): 1349~1361.
-
范金伟, 杨天南, 梁明娟, 史鹏亮. 2014. 滇西兰坪盆地西缘火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其大地构造意义. 岩石矿物学杂志, 33(3): 471-490.
-
高睿, 肖龙, 何琦. 2010. 滇西维西-德钦一带花岗岩年代学、地球化学和岩石成因. 地球科学, 35(2): 186~200.
-
侯增谦, 郑远川, 耿元生. 2015. 克拉通边缘岩石圈金属再富集与金-钼-稀土元素成矿作用. 矿床地质, 34(4): 641~674.
-
简平, 刘敦一, 孙晓猛. 2003. 滇西北白马雪山和鲁甸花岗岩基 SHRIMP U-Pb 年龄及其地质意义. 地球学报, 4: 337~342.
-
孔会磊, 董国臣, 莫宣学, 赵志丹, 朱弟成, 王硕, 李荣, 王乔林. 2012. 滇西三江地区临沧花岗岩的岩石成因: 地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束. 岩石学报, 28(5): 1438~1452.
-
李宝龙, 季建清, 付孝悦, 龚俊锋, 宋彪, 庆建春, 张臣. 2008. 滇西点苍山—哀牢山变质岩系锆石SHRIMP定年及其地质意义. 岩石学报, 24(10): 2322~2330.
-
李龚健, 王庆飞, 禹丽, 胡兆初, 马楠, 黄钰涵. 2013. 哀牢山古特提斯洋缝合时限: 晚二叠世花岗岩类锆石U-Pb 年代学与地球化学制约. 岩石学报, 29(11): 3883~3900.
-
梁明娟, 杨天南, 史鹏亮, 薛传东, 向坤, 廖程. 2015. 三江造山带兰坪盆地东缘火山岩锆石U-Pb 年代学、Hf同位素组成. 岩石学报, 31(11): 3247~3268.
-
刘翠, 邓晋福, 刘俊来, 石耀霖. 2011. 哀牢山构造岩浆带晚二叠世早三叠世火山岩特征及其构造环境. 岩石学报, 27(12): 3590~3602.
-
刘增乾, 李兴振, 叶庆同, 罗建宁, 沈敢富. 1993. 三江地区构造岩浆带的划分与矿产分布规律. 北京: 地质出版社.
-
莫宣学, 路凤香, 沈上越, 朱勤文, 侯增谦, 杨开辉, 邓晋福, 刘祥品, 何昌祥. 1993. 三江特提斯火山作用与成矿. 北京: 地质出版社.
-
莫宣学, 沈上越, 朱勤文, 须同瑞, 魏启荣, 谭劲, 张双全, 程惠兰. 1998. 三江中南段火山岩-蛇绿岩与成矿. 北京: 地质出版社.
-
莫宣学, 邓晋福, 董方浏, 喻学惠, 王勇, 周肃, 杨伟光. 2001. 西南三江造山带火山岩构造组合及其意义. 高校地质学报, 7(2): 121~138.
-
潘桂棠, 陈智梁, 李兴振, 颜仰基. 1997. 东特提斯地质构造形成演化. 北京: 地质出版社.
-
潘桂棠, 李兴振, 王立全, 丁俊, 陈智粱. 2002. 青藏高原及邻区大地构造单元初步划分. 地质通报, 21(11): 701~707.
-
彭关灵. 2015. 水泄铜钴多金属成矿带控矿构造特征及其控矿作用探讨. 成都理工大学硕士学位论文.
-
邱军强, 强巴扎西, 李虎, 拉巴次仁. 2011. 澜沧江结合带中二叠世达弄岩片的发现及特征. 地质调查与研究, 34(4): 258~267.
-
唐靓, 薛传东, 杨天南, 梁明娟, 向坤, 廖程, 姜丽莉, 信迪. 2016. 滇西马登地区晚二叠世-早三叠世地层组合及年代学: 火山岩锆石 U-Pb 定年证据. 岩石学报, 32(8): 2535~2554.
-
汪方跃, 葛粲, 宁思远, 聂利青, 钟国雄, White N. 2017. 一个新的矿物面扫描分析方法开发和地质学应用. 岩石学报, 33(11): 3422-3436.
-
王保弟, 王立全, 强巴扎西, 曾庆高, 张万平, 王冬兵, 程万华. 2011a. 早三叠世北澜沧江结合带碰撞作用: 类乌齐花岗质片麻岩年代学、地球化学及 Hf 同位素证据. 岩石学报, 27(9): 2752~2762.
-
王保弟, 王立全, 王冬兵, 张万平. 2011b. 三江上叠裂谷盆地人支雪山组火山岩锆石 U-Pb 定年与地质意义. 岩石矿物学杂志, 30(1): 25~33.
-
王立全, 潘桂棠, 李定谋, 徐强, 林仕良. 1999. 金沙江弧—盆系时空结构及地史演化. 地质学报, 73(3): 206~218.
-
王洋, 张洪瑞. 2021. 青藏高原东南缘碰撞造山结构与物质组成: 来自岩石地球化学和地球物理的联合约束. 地球科学与环境学报, 43(3): 449~468.
-
信迪. 2018. 三江造山带中段古特提斯主缝合带位置及构造演化. 中国地质科学院博士学位论文.
-
杨天南, 薛传东, 信迪, 梁明娟, 廖程. 2019. 西南三江造山带古特提斯弧岩浆岩的时空分布及构造演化新模型. 岩石学报, 35(5): 1324~1340.
-
曾庆高, 王保弟, 强巴扎西, 尼玛次仁, 李虎. 2010. 藏东类乌齐地区花岗质片麻岩锆石Cameca U-Pb 定年及其地质意义. 地质通报, 29(8): 1123~1128.
-
张万平, 王立全, 王保弟, 王冬兵, 戴婕, 刘伟. 2011. 江达-维西火山岩浆弧中段德钦岩体年代学、地球化学及岩石成因. 岩石学报, 27(9): 2577~2590.
-
赵枫, 李龚健, 张鹏飞, 王传斌, 孙载波, 唐鑫. 2018. 西南三江临沧花岗岩基成因与构造启示: 元素地球化学、锆石 U-Pb 年代学及 Hf 同位素约束. 岩石学报, 34(5): 1397~1412.
-
钟大赉. 1998. 滇川西部古特提斯造山带. 北京: 科学出版社.
-
周辅增. 2015. 云南水泄铜钴多金属成矿带南段地球化学特征及成矿预测. 成都理工大学硕士学位论文.
-
朱弟成, 王青, 詹琼窑, 谢锦程. 2021. 三江北段晚三叠世构造-岩浆作用和几个相关的科学问题. 沉积与特提斯地质, 41(2): 232~245.
-
摘要
滇西地区二叠纪—三叠纪岩浆岩展布还不清楚,导致相关古特提斯构造演化模型还存在争议。本文对兰坪-思茅盆地西缘水泄地区的辉长岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素、全岩主微量元素及Sr-Nd同位素分析,探讨了岩石成因及地质意义。水泄辉长岩2件样品的锆石U-Pb年龄分别为237.8±3.4 Ma和240.8±3.3 Ma,代表其结晶年龄,属于中三叠世。样品具有较高的Na2O/K2O(3.81~49.14),明显富集Ba、Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta等高场强元素,稀土元素弱分馏,轻稀土弱富集,δEu值为0.87~1.07,无明显的Eu异常。锆石εHf(t)值全为正值,主要介于+5.67~+15.75,全岩初始87Sr/86Sr比值为0.70453~0.70776,εNd(t)值全为正值,介于+4.9~+5.2。地球化学特征显示水泄辉长岩来源于亏损地幔的部分熔融,在岩浆演化过程中发生了镁铁质矿物和铁钛矿物的分离结晶作用。水泄辉长岩位于江达-维西弧和云县弧衔接部位,产出于陆缘弧环境。该岩脉与杂多弧、江达-维西弧和云县弧同属古特提斯主洋盆俯冲的产物,由此构成了一条上万千米长的弧岩浆岩带。
Abstract
The distribution of Permian-Triassic magmatic rocks in western Yunnan Province is still unclear, resulting in controversy regarding the Paleo-Tethyan tectonic evolution model. Here, we present new LA-ICP-MS zircon U-Pb, zircon Hf isotopes whole-rock major and trace element, and Sr-Nd isotopic data for the Shuixie grabbos of the western Langping-Simao basin in the Sanjiang Orogen, SW China. The zircon U-Pb ages of two samples from Shuixie gabbros are 237.8±3.4 Ma and 240.8±3.3 Ma respectively, representing their crystallization age and belonging to the Middle Triassic. The samples have high Na2O/K2O (3.81~49.14), and are enriched in LILEs ( such as Ba, Rb, Th, U), depleted in HFSEs (such as Nb, Ta). The REEs are weakly fractionated, and the LREEs are weakly enriched. The δEu values ranges from 0.87 to 1.07, without obvious Eu anomaly. Zircon εHf(t) values are all positive, mainly ranging from +5.67 to +15.75. The initial 87Sr/86Sr ratio of the whole rock ranges from 0.70453~0.70776, and εNd(t) values are all positive, ranging from +4.9 to +5.2. Geochemical characteristics show that Shuixie gabbros originated from the partial melting of the depleted mantle, and the fractional crystallization of mafic minerals and Fe-Ti minerals occurred during the magmatic evolution. Shuixie gabbros are located at the junction of the Jiangda-Weixi arc and the Yunxian arc, and occurs in the continental margin arc environment. These dykes, together with the Zadoi arc, the Jiangda-Weixi arc and the Yunxian arc, are the products of the subduction of the Paleo-Tethys main ocean basin, thus forming an arc magmatic belt with a length of tens of thousands of kilometers.
Keywords
gabbro ； Sanjiang orogen ； Paleo-Tethys ； geochemistry ； Middle Triassic
