楊斌 王偉清 董國(guó)臣＊＊ 郭陽(yáng) 王子正 侯林

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610082

康滇斷隆帶北起四川康定，南至云南元江、新平大紅山，東至普渡河斷裂及小江斷裂，西至元謀-綠汁江斷裂，是一條呈南北向展布的狹長(zhǎng)地帶，在大地構(gòu)造上屬于泛揚(yáng)子構(gòu)造區(qū)(Ⅰ級(jí))揚(yáng)子陸塊(Ⅱ級(jí))(圖1a)。該地區(qū)經(jīng)歷了自早元古代開(kāi)始的漫長(zhǎng)地史演化，構(gòu)造和巖漿巖都極為發(fā)育，因而一直受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注的地區(qū)并發(fā)表了許多的研究成果。Li et al.(1995)研究認(rèn)為揚(yáng)子克拉通可能是在中元古代早期澳大利亞和南極陸塊拼接形成Rodinia 超大陸時(shí)的一個(gè)陸塊碎片，其時(shí)間大約為1.0Ga;Fitzsimons (2000)對(duì)于南極陸塊格林威爾造山期的鋯石年代學(xué)研究認(rèn)為其發(fā)生的時(shí)間應(yīng)為1400～900Ma 之間;Li et al.(2002)將華南格林威爾造山運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間限定在了1.3～1.0Ga 之間;顏丹平等(2002)討論了華南在Rodinia 古陸中的位置;王紅軍等(2009)探討了康滇地軸對(duì)于Rodinia 事件的響應(yīng)。綜合這些研究成果可認(rèn)為滇中地區(qū)在1.0Ga 發(fā)育強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其時(shí)代與全球性的格林威爾造山運(yùn)動(dòng)同期，可以反映Rodinia 超大陸的匯聚和裂解事件。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)中國(guó)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D(據(jù)侯林等，2013 修改);(b)昆陽(yáng)裂谷構(gòu)造簡(jiǎn)圖;(c)云南武定海孜地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖;圖(b)中:Ⅰ-東川斷陷盆地;Ⅱ-筆架山斷陷盆地;Ⅲ-武定斷陷盆地;Ⅳ-易門(mén)斷陷盆地;Ⅴ-元江斷陷盆地;區(qū)域斷裂編號(hào):①元謀-綠汁江斷裂;②湯郎-易門(mén)斷裂;③普渡河斷裂;④，⑤小江斷裂;圖(c)中:Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ-巖體編號(hào)Fig.1 Simplified geological map of studied area(a)simplified geological map of tectonic outline of China (modified after Hou et al.，2013);(b)simplified geological map of Kunyang rift;(c)simplified geological map for the Haizi in Wuding district，Yunnan.In Fig1.b Ⅰ-Dongchuan rift basin;Ⅱ-Beacon Hill rift basin;Ⅲ-Wuding rift basin;Ⅳ-Yimen rift basin;Ⅴ-Yuanjiang rift basin;Regional faults number:①Yuanmou-Lvzhijiang fault;②Tanglang-Yimen fault;③Pudu river fault;④，⑤Xiaojiang fault.In Fig.1c:Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ-Rock mass number

然而，對(duì)Rodinia 超大陸之前的Columbia 超大陸(1.7Ga左右)與揚(yáng)子地臺(tái)西南緣地質(zhì)關(guān)系的研究，由于客觀條件(地質(zhì)變遷、風(fēng)化剝蝕)的限制，到現(xiàn)在為止僅有一些理論上的推測(cè)和解釋?zhuān)狈Υ_鑿的地質(zhì)證據(jù)支持(趙國(guó)春等，2002)。筆者于2011～2013 年在揚(yáng)子地臺(tái)西南緣工作期間發(fā)現(xiàn)了海孜1.7Ga 雙峰式侵入巖體，這在揚(yáng)子地臺(tái)西南緣尚屬首次，具有重要的地質(zhì)意義。本文對(duì)海孜雙峰式巖體進(jìn)行了初步研究，以期為揚(yáng)子地臺(tái)西南緣Columbia 超大陸研究提供一些參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖2 海孜雙峰式侵入巖野外及顯微照片(a)灰白色風(fēng)化花崗斑巖;(b)新鮮花崗斑巖;(c)鈉長(zhǎng)石斑晶，聚片雙晶;(d)鈉長(zhǎng)石被后期石英交代;(e)輝綠巖風(fēng)化面呈灰黃色;(f)中-粗粒輝綠巖，新鮮面灰綠色，礦物顆粒粗大;(g)中心相輝綠巖鏡下照片，斜長(zhǎng)石與輝石均有不同程度蝕變;(h)輝石被后期石英交代;(i)花崗斑巖與輝綠巖接觸界線，平直延伸;(j)細(xì)粒輝綠巖，青灰色，礦物粒度較中心相明顯變小;(k、l)細(xì)粒輝綠巖的鏡下照片，相對(duì)中心相風(fēng)化較弱，所保存輝石的形態(tài)仍相對(duì)完整.Ab-鈉長(zhǎng)石;Mt-磁鐵礦;Q-石英;Pl-斜長(zhǎng)石;Px-輝石;Bi-黑云母;Hbl-角閃石Fig.2 Rock types and petrographic microphotographs of the Haizi bimodal intrusive rocks(a)granite porphyry (weathered);(b)granite porphyry (fresh);(c)albite phenocrysts (polysynthetic twins);(d)albites replacement by quartz;(e)diabase (weathered);(f)coarse-grained diabase;(g)microscopic photos for diabase，albites and pyroxenes altered;(h)pyroxenes replaced by quartz;(i)the straight boundary of the granite porphyry and diabase;(j)fine-grained diabase;(k，l)microscopic photos for fine grained diabase.Ab-albite;Mt-magnetite;Q-quartz;Pl-plagioclase;Px-pyroxene;Bi-biotite;Hbl-amphibole

海孜巖體在大地構(gòu)造位置上屬于康滇裂谷帶內(nèi)的昆陽(yáng)裂谷。昆陽(yáng)裂谷夾持于安寧河-元謀-綠汁江深斷裂與小江斷裂之間，基底構(gòu)造為東西向或北東東向，裂谷內(nèi)主體構(gòu)造為南北向，其中裂谷帶一級(jí)構(gòu)造為控制裂谷總體形態(tài)、地層空間展布、火山活動(dòng)及構(gòu)造巖漿成礦帶的南北向邊界斷裂和裂谷內(nèi)部平行的深大斷裂。裂谷帶內(nèi)的二級(jí)構(gòu)造是裂谷發(fā)育中后期或裂谷封閉期區(qū)域性的擠壓作用過(guò)程中形成，主要有南北向、東西向兩組斷裂，并常與褶皺構(gòu)造相伴產(chǎn)生。二級(jí)斷裂構(gòu)造使昆陽(yáng)裂谷內(nèi)的塹壘相間的構(gòu)造格局進(jìn)一步復(fù)雜化，形成會(huì)理-東川及武定-元江兩個(gè)裂陷槽內(nèi)的東川、筆架山、武定、易門(mén)、元江五個(gè)斷陷盆地(圖1b)，本次研究的海孜巖體就是位于武定斷陷盆地內(nèi)。

圖3 武定地區(qū)海孜輝綠巖-花崗斑巖復(fù)合巖體實(shí)測(cè)剖面T3s1-舍資組一段;Pt2e-鵝頭廠組;Pt2l-落雪組;Pt2y2-因民組二段;Pt2y3-因民組三段;βμ-輝綠巖;γπ-花崗斑巖;br-隱爆角礫巖Fig.3 Profile of Haizi bimodal intrusive rocks in Wuding areaT3s1-No.1 section of Shezi Fm.;Pt2e-Etouchang Fm.;Pt2l-Luoxue Fm.;Pt2y2-No.2 section of Yinmin Fm.;Pt2y3-No.3 section of Yinmin Fm.;βμ-diabase;γπ-granite porphyry;br-cryptoexplosive breccia

武定斷陷盆地內(nèi)出露的地層主要為古-中元古代東川群地層，包括平頂山組(P1p)、因民組(Pt2y)、落雪組(Pt2l)和鵝頭廠組(Pt2e)，其中，平頂山組(P1p)主要巖性為千枚巖和粉砂質(zhì)板巖，落雪組(Pt2l)主要巖性為中-厚層細(xì)晶白云巖，鵝頭廠組(Pt2e)則以中-薄層粉砂質(zhì)板巖為主。斷陷盆地內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，大多數(shù)為輝綠巖，局部偶有酸性巖出露(王生偉等，2011①王生偉，廖震文，于遠(yuǎn)山.2011.揚(yáng)子地臺(tái)西緣基底成礦作用及找礦方向研究.成都:中國(guó)地調(diào)局成都地質(zhì)調(diào)查中心)。海孜地區(qū)則是斷陷盆地內(nèi)唯一發(fā)育雙峰式巖體的地點(diǎn)(圖1c)。

2 巖體地質(zhì)與巖石學(xué)特征

海孜巖體在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為花崗斑巖和輝綠巖2 種，其中花崗斑巖在區(qū)內(nèi)共有2 處露頭，總體出露面積約為0.49km2，是區(qū)內(nèi)主要出露的巖漿巖類(lèi)型。

花崗斑巖野外出露部分呈近似圓狀，巖體邊緣呈港灣狀，巖體中心與邊部的礦物組成變化不大，成巖礦物的粒度也沒(méi)有很明顯的變化(圖1c)。野外和手標(biāo)本觀察花崗斑巖風(fēng)化面呈灰白色，新鮮面為肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。鏡下觀察花崗斑巖的主要組成礦物為石英、鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石，其中斑晶礦物為鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石，中細(xì)粒為主，少部分粗粒?；|(zhì)成份為石英及少量絹云母、綠泥石(圖2a，b)。斑巖中所含的金屬礦物主要為磁鐵礦，呈微細(xì)粒狀、分散狀均勻分布，部分磁鐵礦集合體呈不規(guī)則小塊狀，不均勻分布(圖2c)，花崗斑巖中局部還有受晚期熱液蝕變的痕跡(圖2d)。

輝綠巖發(fā)育在花崗斑巖外圍，野外呈層狀，似層狀，出露面積約0.24km2，與周?chē)囊蛎窠M、落雪組地層呈侵入接觸關(guān)系，局部具有蝕變(圖2b)。輝綠巖按主要礦物粒度可分為中粗粒和細(xì)粒兩種。中粗粒輝綠巖發(fā)育巖體中心部位，呈灰綠色，中-粗粒結(jié)構(gòu)、輝綠結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造(圖2e，f)，主要組成礦物為斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石和黑云母，含少量磁鐵礦(圖2g)。其中斜長(zhǎng)石呈板柱狀，長(zhǎng)柱狀，大小約3～5mm，部分斜長(zhǎng)石發(fā)育在角閃石晶體之中，呈明顯嵌晶含長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。角閃石呈柱狀，粒狀，大小與斜長(zhǎng)石相當(dāng)，多發(fā)生纖閃石化，多色性不明顯。部分輝石被碳酸鹽交代，呈他形粒狀，大小1mm 左右。局部見(jiàn)有后期他形粒狀石英(圖2h)。

細(xì)粒輝綠巖發(fā)育在輝綠巖體與花崗斑巖體的接觸部位(圖2i)。巖石呈灰綠色，與中間相相比更顯灰色而綠色稍淡，主要礦物的粒度較中心部位明顯變小，肉眼已不可分辨，部分的細(xì)粒輝綠巖中還可見(jiàn)白云巖角礫(圖2j)。巖石的主要組成礦物類(lèi)型與中-粗粒輝綠巖一致，仍主要由斜長(zhǎng)石和角閃石組成(圖2k)。不同的是斜長(zhǎng)石和角閃石的礦物粒度明顯變小(0.5～1.2mm)，且礦物晶形多為半自形柱狀，少數(shù)斜長(zhǎng)石中見(jiàn)聚片雙晶(圖2l)。

總體來(lái)看，花崗斑巖和輝綠巖相伴而生(圖3a，b)，但接觸關(guān)系表現(xiàn)不同，一種平直接觸，酸性與基性部分迥異的接觸邊(圖3c)，延伸較遠(yuǎn);另一種是酸性基質(zhì)膠結(jié)輝綠巖角礫(圖3d)。根據(jù)兩者的接觸關(guān)系初步推測(cè)花崗斑巖的年代應(yīng)該略晚于輝綠巖。

圖4 海孜花崗斑巖(a)和輝綠巖(b)的鋯石陰極發(fā)光照片F(xiàn)ig.4 CL photos of zircons from Haizi bimodal intrusive rocks(a)granite porphyry;(b)diabase

3 鋯石U-Pb 年代學(xué)研究

巖漿巖的形成時(shí)代一直是巖漿巖研究的重點(diǎn)。本次針對(duì)發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)巖體分別采集了新鮮的花崗斑巖與輝綠巖挑選鋯石進(jìn)行了年代學(xué)研究。挑選出的鋯石均為不透明-半透明，具較好自形晶。打點(diǎn)時(shí)盡量選擇晶形相對(duì)完整，有明顯巖漿環(huán)帶結(jié)構(gòu)的鋯石顆粒(圖4a，b)。

圖5 海孜花崗斑巖(a)和輝綠巖(b)的鋯石207Pb/206Pb 加權(quán)平均年齡Fig.5 The zircons U-Pb weighted average data for Haizi bimodal intrusive rocks(a)age for granite porphyry;(b)age for diabase

鋯石的陰極發(fā)光與測(cè)年實(shí)驗(yàn)在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石定年分析所用儀器為Finnegan Neptune 型MC-ICP-MS 及與之配套的New wave UP 213 激光剝蝕系統(tǒng)，對(duì)均勻鋯石顆粒207Pb/206Pb，206Pb/238U，207Pb/235U 的測(cè)試精度均為2%左右，對(duì)鋯石標(biāo)準(zhǔn)的定年精度和準(zhǔn)確度在1%左右。鋯石U-Pb 定年以鋯石GJ-1 為外標(biāo)，U、Th 含量以鋯石M127(U:923 ×10-6;Th:439 ×10-6;Th/U:0.475)為外標(biāo)進(jìn)行校正。測(cè)試過(guò)程中在每測(cè)定5～7個(gè)樣品前后重復(fù)測(cè)定兩個(gè)鋯石GJ1 對(duì)樣品進(jìn)行校正，并測(cè)量一個(gè)鋯石Plesovice，觀察儀器的狀態(tài)以保證測(cè)試的精確度。數(shù)據(jù)處理采用ICP-MS Data Cal 程序，測(cè)量過(guò)程中絕大多數(shù)分析點(diǎn)206Pb/204Pb ＞1000，未進(jìn)行普通鉛校正，204Pb 由離子計(jì)數(shù)器檢測(cè)，204Pb 含量異常高的分析點(diǎn)可能受包體等普通Pb 的影響，對(duì)204Pb 含量異常高的分析點(diǎn)在計(jì)算時(shí)剔除，鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0 程序獲得。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程可參見(jiàn)侯可軍等(2009)。樣品分析過(guò)程中，Plesovice 標(biāo)樣作為未知樣品的分析結(jié)果為337.8 ±0.92Ma(n =13，2σ)，對(duì)應(yīng)的年齡推薦值為337.1 ±0.37Ma(2σ)，兩者在誤差范圍內(nèi)完全一致。

海孜輝綠巖-花崗斑巖的LA-ICPMS 鋯石U-Pb 分析結(jié)果(表1、圖5a，b)表明，花崗斑巖207Pb/235U 協(xié)和年齡為1730±15Ma(MSWD=4.0)，輝綠巖207Pb/235U 協(xié)和年齡為1764.7±5.7Ma(MSWD =0.46)。由于所測(cè)試的年齡結(jié)果均大于1000Ma，所以采用鋯石的207Pb/206Pb 加權(quán)平均年齡作為巖體的實(shí)際年齡，最終確定的花崗斑巖207Pb/206Pb 加權(quán)平均年齡為1764 ±18Ma(MSWD =0.3)，輝綠巖207Pb/206Pb 加權(quán)平均年齡為1765.0 ±5.4Ma(MSWD =0.48)(圖5a，b)。測(cè)年的結(jié)果與野外觀察結(jié)果高度一致。

4 巖石地球化學(xué)

本次測(cè)試的樣品，花崗斑巖來(lái)自Ⅳ號(hào)巖體，輝綠巖樣品來(lái)自Ⅱ和Ⅲ號(hào)巖體，其他巖體由于風(fēng)化嚴(yán)重而未進(jìn)行采樣。在對(duì)Ⅱ、Ⅲ號(hào)巖體進(jìn)行樣品采集時(shí)也特別避開(kāi)了蝕變、礦化和風(fēng)化較強(qiáng)的部位。用于測(cè)試主微量稀土的樣品在做粉末時(shí)將表皮切除，取新鮮無(wú)污染樣品粉碎至200 目以下。用于挑選鋯石的樣品用清水清洗后切除表皮，花崗斑巖樣品碎至80 目，輝綠巖樣品碎至100 目，以確保鋯石沒(méi)有連生體，然后按重力及電磁法浮選出可能的鋯石顆粒，最后在雙目鏡下挑選剔除雜質(zhì)，使鋯石純度達(dá)到99 以上。

主、微量和稀土測(cè)試均在北京核工業(yè)地質(zhì)研究所完成。主量測(cè)試儀器為AB104-L，PW2404 X 射線熒光光譜儀，檢測(cè)依據(jù)為GB/T 14506.14—2010《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法》第14 部分:氧化亞鐵量測(cè)定;GB/T 14506.28—2010《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法》第28 部分:16 個(gè)主次成分量測(cè)定。測(cè)試溫度為20℃，測(cè)試的相對(duì)濕度為30%。微量稀土測(cè)試儀器為ELEMENT 等離子體質(zhì)譜分析儀，檢測(cè)依據(jù)為DZ/T 0223—2001《電感耦合等離子體質(zhì)譜分析方法通則》，測(cè)試溫度為20℃，測(cè)試的相對(duì)濕度為30%。

4.1 主微量元素特征分析

海孜輝綠巖-花崗斑巖巖體的主微量測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。主量元素化學(xué)特征中，花崗斑巖SiO2=70.93%～73.04%，Al2O3=11.53%～13.50%，Na2O +K2O =5.55%～6.76%;輝綠巖SiO2= 44.46%～48.26%，Al2O3= 12.16%～14.05%，Na2O +K2O =6.09%～7.15%;在TAS 圖解中(圖6a)，海孜輝綠巖的投點(diǎn)落入了副長(zhǎng)石輝長(zhǎng)巖區(qū)域內(nèi)，而花崗斑巖的投點(diǎn)則落入了花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖之間。SiO2與K2O的巖石劃分(圖6b)則顯示海孜輝綠巖屬于高鉀堿性玄武巖，花崗斑巖則屬于低鉀流紋巖。主成分的地球化學(xué)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果也顯示花崗斑巖σ 平均值(1.28)與輝綠巖差別較大(15.3)，全堿含量花崗斑巖(6.03%)略小于輝綠巖(6.61%)。從TAS 圖、巖石系列和地球化學(xué)參數(shù)的結(jié)果可知，海孜的輝綠巖應(yīng)屬于過(guò)堿性輝長(zhǎng)巖，而與其伴生的花崗斑巖則是屬于鈣堿性花崗巖。

圖6 海孜雙峰式侵入巖Harker 圖解(a)TAS 分類(lèi)圖，Ir-Irvine 分界線，上方為堿性，下方為亞堿性;(b)SiO2-K2O 圖解(據(jù)Le Ma^?tre，2002)Fig.6 Harker diagrams for the Haizi bimodal intrusive rocks

表1 海孜花崗斑巖-輝綠巖鋯石LA-ICPMS 鋯石部分U-Pb 同位素分析結(jié)果Table 1 Part of LA-ICPMS analyzed data of the zircons for Haizi bimodal intrusive rocks

在微量元素的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖7a)，標(biāo)準(zhǔn)化曲線表現(xiàn)出了以下特征:①花崗斑巖的曲線總體接近于水平，無(wú)明顯的左傾或者右傾趨勢(shì)，輝綠巖的曲線則表現(xiàn)出了明顯右傾的趨勢(shì);②花崗斑巖相對(duì)富集的元素主要有Rb、Th、U、Zr 與Hf，相對(duì)虧損的元素主要有Ba、K、Sr、P 與Ti;輝綠巖相對(duì)富集的元素則主要為Rb、La、Nd、Zr、Hf，相對(duì)虧損的元素則為Ba、Th、Sr、Ti?？傮w來(lái)看，二者均富集高場(chǎng)強(qiáng)元素(Zr、Hf)，虧損大離子親石元素(Ba、Sr、K、Ti);③從輝綠巖到花崗斑巖:Th 從虧損→富集;U 從虧損→富集;Ti 從虧損→富集;④Ba、Rb、Sr 與P 在花崗斑巖與輝綠巖中均表現(xiàn)為負(fù)異常。

根據(jù)海孜復(fù)合巖體的稀土元素分析結(jié)果(表2)，花崗斑巖的ΣREE、LREE 與HREE 均略高于輝綠巖，各巖體的稀土元素主要含量特征如下:

花崗斑巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線總體右傾(圖7b)。ΣREE=390.7 ×10-6～502.9 ×10-6，均值463.3 ×10-6，其中LREE = 255.2 × 10-6～388.4 × 10-6，HREE = 135.5 ×10-6～183.3 ×10-6，LREE/HREE =1.74～2.37;(La/Yb)N=2.83～5.05，(La/Sm)N=2.37～2.89;δEu =0.63～0.71，均值為0.66。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，花崗斑巖的稀土元素的總量變化不大，但輕重稀土分異明顯，且輕稀土明顯比重稀土富集。另外，花崗斑巖還具有明顯的負(fù)Eu 異常(δEu =0.66)，其原因可能是在巖漿作用過(guò)程中，酸性斜長(zhǎng)石吸附了Eu2+，以斑晶的形式存在于花崗斑巖中(鄧晉福，1996)，這與在巖相學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)大量的斜長(zhǎng)石(主要為鈉長(zhǎng)石)斑晶現(xiàn)象相吻合(圖2c，d)。

在輝綠巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖中(圖7b)，輝綠巖ΣREE=193.5 ×10-6～322.6 ×10-6，均值為256.8 ×10-6，LREE=128.2 ×10-6～228.7 ×10-6，HREE=65.35 ×10-6～117.4 ×10-6，LREE/HREE =1.75～2.63;(La/Yb)N=4.1～6.77，(La/Sm)N=1.36～2.55;δEu =0.81～1.1，均值0.92;曲線集中分布但右傾的趨勢(shì)更加明顯，基本上隨原子序數(shù)的增加，稀土元素的含量不斷下降，因此在輝綠巖的稀土元素含量中，輕重稀土的分異比花崗斑巖明顯，另外輝綠巖也具有輕微的負(fù)Eu 異常。

4.2 鋯石Hf 同位素研究

鋯石Hf 同位素值蘊(yùn)含了豐富的地質(zhì)信息。本文對(duì)定年鋯石顆粒進(jìn)行了原位Hf 同位素測(cè)試，其中花崗斑巖測(cè)點(diǎn)15個(gè)，輝綠巖測(cè)點(diǎn)17 個(gè)，測(cè)點(diǎn)位置與U-Pb 定年位于同一巖漿環(huán)帶上。實(shí)驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

一般而言，巖漿巖鋯石的εHf(t)＜0，表明其巖漿源自成熟的大陸地殼，對(duì)于花崗巖來(lái)講，其類(lèi)型類(lèi)似于S 型花崗巖;εHf(t)＞0 說(shuō)明其巖漿與鎂鐵質(zhì)地幔有關(guān)，或者是新增生大陸地殼，對(duì)于花崗巖來(lái)講，它比較類(lèi)似于I 型花崗巖(Doe and Remer，1982)。

圖7 海孜雙峰式侵入巖微量和稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解Fig.7 Primitive mantle-normalized trace elements diagrams (a)and chondrite-normalized rare earth elements patterns (b)for Haizi bimodal intrusive rocks

圖8 海孜輝綠巖-花崗斑巖的Hf 同位素組成及其變化Fig.8 Hf isotopic composition and temporal variations of Haizi bimodal intrusive rocks

依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，花崗斑巖的176Lu/177Hf 變化范圍為0.000578～0.002664，平均值為0.001207，輝綠巖的176Lu/177Hf 變化在0.000563～0.002477 之間，平均0.001359(表3)。輝綠巖與花崗斑巖的176Lu/177Hf 均小于0.002，表明這些鋯石在形成之后，僅有較少放射成因Hf 積累，所測(cè)得的176Hf/177Hf 可以代表鋯石結(jié)晶時(shí)巖漿體系的Hf 同位素組成(吳福元等，2007)。

海孜花崗斑巖中鋯石Hf 同位素組成較單一，(176Hf/177Hf)t集中分布在0.281660～0.281793 范圍內(nèi)(圖8a)，εHf(t)值大多在0.1354～5.6758 之間(圖8b)，有兩個(gè)εHf(t)值為負(fù)(D1205-1 與D1205-14)，反映出新生地殼的特點(diǎn);單階段Hf 同位素模式年齡tDM1變化于1968～2169Ma 之間，其二階段成因模式年齡tDM2=2070～2446Ma 之間。

輝綠巖中的(176Hf/177Hf)t集中分布在0.281567～0.281737 范圍內(nèi)(圖8a)，εHf(t)大多為負(fù)值，有4 個(gè)正值。負(fù)值分布范圍在-6.928776～-0.617262 之間，正值分布范圍在0.877603～1.428924，顯示了較為復(fù)雜的巖石成因信息(圖8b)。其單階段模式年齡在2081～2317Ma 之間，二階段模式年齡在2302～2662Ma 之間。

吳福元等(2007)指出有關(guān)Hf 同位素的示蹤，tDM2的年齡更能反映源區(qū)物質(zhì)在地殼中的平均留存年齡，因此在大多數(shù)情況下應(yīng)該考慮其兩階段的成因模式年齡。如果模式年齡與巖體的實(shí)際年齡相近的話，就表示這個(gè)玄武巖是來(lái)源于虧損地幔的;若相差很大，且模式大于形成年齡，表明受到地殼混染或者來(lái)源于富集地幔。一般而言，花崗巖的模式年齡均大于形成年齡。海孜花崗斑巖tDM2=2070～2446Ma，輝綠巖tDM2=2302～2662Ma，二者的二階段模式年齡均大于實(shí)際年齡。對(duì)于海孜輝綠巖來(lái)講，巖漿上升過(guò)程中可能混入了地殼物質(zhì)，也反映了地殼的初始拉張行為，代表了1.7Ga 左右新地殼的增生事件(Huppert and Sparks，1988)。

表3 武定海孜雙峰式侵入巖的鋯石Hf 同位素?cái)?shù)據(jù)Table 3 Zircons Hf isotopic compositions of the Haizi bimodal intrusive rocks

5 問(wèn)題與討論

5.1 巖石成因類(lèi)型

研究表明，海孜雙峰式侵入巖體的酸性端元(花崗斑巖)屬于低鉀鈣堿性過(guò)鋁質(zhì)(SP)鐵質(zhì)A 型花崗巖(王子正等，2013)。而基性端元(輝綠巖)則具有偏堿性的拉斑質(zhì)玄武巖的地球化學(xué)特征(郭陽(yáng)等，2014)。眾所周知，雙峰式巖體實(shí)際上是由部分熔融的地幔巖漿經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異或同化混染作用形成的一套具有SiO2間斷特征的巖石組合，兩個(gè)端元的巖石成因和物質(zhì)來(lái)源都是分離的，已有的巖相學(xué)和同位素?cái)?shù)據(jù)表明，玄武巖來(lái)源于與地幔柱有關(guān)的巖漿活動(dòng)(Geist et al.，1995)，所以雙峰式火成巖的關(guān)鍵是酸性端元(流紋巖)的成因(Christiansen et al.，2007)。

通常認(rèn)為流紋巖的成因有兩種:一種流紋巖和玄武巖可分別來(lái)自不同的母巖漿，二者在空間上的共生可能僅與一次熱事件有關(guān)(Sigurdsson，1977)。這種流紋巖的出露面積一般相比玄武巖要大得多(Hildreth，1981;Cull et al.，1991)。由于這種基性巖漿和酸性巖漿來(lái)源不同，生成的玄武巖和流紋巖在微量元素和Sr、Nd 和Hf 同位素組成上就有很大的差異(Doe and Remer，l982;Davies and MacDonald，l987);另一種流紋巖和玄武巖可以具有共同的幔源母巖漿，流紋巖是經(jīng)玄武巖漿分離結(jié)晶作用形成的，其中只有微量或根本沒(méi)有陸殼物質(zhì)的加入(Grove and Kinzler，1986;MacDonald et al.，1987;Bacon and Druitt，1988)。

反觀海孜雙峰式巖體的地球化學(xué)特征，不難看出以下特點(diǎn):(1)兩個(gè)端元的微量元素總量差別并不大(圖5);(2)兩個(gè)端元之間Ba、Rb、Sr 與P 等元素均表現(xiàn)出一致的虧損趨勢(shì)，總體來(lái)看，兩端元均富集高場(chǎng)強(qiáng)元素(Zr、Hf)，虧損大離子親石元素(Ba、Sr、K、Ti);(3)從Hf 同位素分析(圖8)，花崗斑巖與輝綠巖的Hf 同位素之間的差異并不大。綜合以上三點(diǎn)，我們推測(cè)海孜雙峰式侵入巖體的兩個(gè)端元源區(qū)具有一定的關(guān)系。

5.2 構(gòu)造環(huán)境探討

巖漿巖所處的構(gòu)造環(huán)境是地質(zhì)研究中極為重要的研究?jī)?nèi)容。作為揚(yáng)子地臺(tái)西南緣首次發(fā)現(xiàn)的早元古界雙峰式侵入巖，蘊(yùn)含著揚(yáng)子地塊前寒武紀(jì)地質(zhì)演化的重要信息。而作為構(gòu)造環(huán)境研究的“探針”，巖漿巖的微量元素由于其含量較少且性質(zhì)穩(wěn)定，不易受巖石圈組份的混染影響，與地質(zhì)活動(dòng)相對(duì)響應(yīng)，可以較準(zhǔn)確的反映巖石形成的初始構(gòu)造環(huán)境。在2Nb-Zr/4-Y 圖解中(圖9a)中，海孜輝綠巖全部落入A1 +A2區(qū)，即板內(nèi)裂谷玄武巖區(qū);在Zr-Zr/Y 圖解中(圖9b)，投影點(diǎn)也全部落入板內(nèi)裂谷玄武巖區(qū)域內(nèi)。兩個(gè)構(gòu)造圖均指示海孜輝綠巖形成于板內(nèi)裂谷環(huán)境。在SiO2-Al2O3圖解中(圖9c)，海孜花崗斑巖投影點(diǎn)全部落入RRG+CEUG 區(qū)，指示它是與裂谷有關(guān)的花崗巖;在Yb+Nb-Nb 圖解中(圖9d)，海孜花崗斑巖投點(diǎn)主要落在了WPG 區(qū)，可以推斷其形成于板內(nèi)的伸展環(huán)境。

圖9 海孜雙峰式侵入巖形成構(gòu)造環(huán)境判別圖(a)A1 +A2-板內(nèi)堿性玄武巖;A2 +C-板內(nèi)拉斑玄武巖，B-P 型MORB，D-N 型MORB;C +D-火山弧玄武巖(Meschede，1986);(b)WPA-板內(nèi)玄武巖;MORB-洋中脊玄武巖;IAB-島弧拉斑玄武巖(Pearce and Norry，1979);(c)IAG-島弧花崗巖類(lèi);CAG-大陸弧花崗巖類(lèi);CCG-大陸碰撞花崗巖類(lèi);POG-后造山花崗巖類(lèi);RRG-與裂谷有關(guān)的花崗巖類(lèi);CEUG-與大陸的造陸抬升有關(guān)的花崗巖類(lèi);(d)VAG-火山弧花崗巖;ORG-洋脊花崗巖;WPG-板內(nèi)花崗巖;syn-COLG-同碰撞花崗巖Fig.9 Discrimination diagrams of tectonic setting for Haizi bimodal intrusive rocks

Ti 元素對(duì)于探討巖漿巖的形成構(gòu)造環(huán)境同樣也有著重要的指示意義。林強(qiáng)等(2000)對(duì)中生代大興安嶺流紋巖與玄武巖成因關(guān)系研究認(rèn)為，低Ti 流紋巖的地球化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似于陸內(nèi)(或大陸邊緣)與玄武巖漿分異作用有關(guān)的流紋巖，高Ti 流紋巖類(lèi)與堿性系列玄武巖類(lèi)之間地球化學(xué)的雙峰態(tài)類(lèi)似于非洲肯尼亞裂谷玄武巖與堿性流紋巖組合，是大陸溢流玄武巖誘發(fā)的大陸地殼巖石的部分熔融產(chǎn)物，并且高Ti流紋巖繼承了堿性系列玄武巖虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素的地球化學(xué)性質(zhì)(Black et al.，1997)。

海孜輝綠巖屬于堿性輝長(zhǎng)巖，花崗斑巖則是屬于鈣堿性花崗巖，兩者均出現(xiàn)了不通程度的Ti 虧損，從其TiO2的含量上看屬于低Ti 系列巖石。從化學(xué)組分及巖石系列來(lái)看，海孜的輝綠巖與花崗斑巖的產(chǎn)出環(huán)境應(yīng)該是裂谷環(huán)境。所以不管是Ti 元素還是微量元素，兩者結(jié)果均一致指示海孜雙峰式巖體是形成于板內(nèi)裂谷的拉張環(huán)境之中。

Rogers and Santosh(2002)認(rèn)為Rodinia 超大陸之前可能還存在一個(gè)Columbia 超級(jí)大陸，該超大陸由南非、馬達(dá)加斯加、印度、澳大利亞和部分南極陸塊與北美陸塊西緣連在一起，格陵蘭、波羅的和西伯利亞與北美陸塊東北緣連在一起，各個(gè)地塊的拼合大致發(fā)生在2.1～1.8Ga(Zhao et al.，2002;Condie，2002)，其裂解的時(shí)間大致為1.6～1.2Ga。

關(guān)于哥倫比亞超大陸的研究，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)在相對(duì)成熟的是華北古大陸。在華北古大陸上，保存了1.7Ga 前后的一系列非造山裂解事件的地質(zhì)記錄，為探討華北與其它古大陸之間的關(guān)系提供了重要的科學(xué)依據(jù)(陸松年等，2002)。已有研究也表明華北古大陸在約1.7Ga 時(shí)發(fā)生了非造山裂解事件群，其1.8～1.4Ga 時(shí)期生物群的特點(diǎn)與北美、西伯利亞、波羅的和印度具有相似性。因此，華北古大陸可能是古元古代-中元古代哥倫比亞超大陸中的組成部分(LeCheminant and Heaman，1991)。

在本區(qū)，由于客觀條件限制(風(fēng)化剝蝕、后期地質(zhì)破壞等)，與哥倫比亞超大陸有關(guān)的地質(zhì)證據(jù)并不多，也因此對(duì)于揚(yáng)子古陸是否是Columbia 超大陸的一部分，還存在爭(zhēng)議(尹福光等，2012)。盡管如此，部分學(xué)者還是試圖從現(xiàn)存的零星證據(jù)上尋找揚(yáng)子古陸塊與哥倫比亞超大陸的關(guān)聯(lián)。彭敏等(2009)對(duì)侵位于湖北宜昌崆嶺雜巖中的圈椅埫A 型花崗巖(1854 ±17Ma)做了詳細(xì)的年代學(xué)和地球化學(xué)研究，認(rèn)為其是在Columbia 超大陸聚合之后裂解之前的期間，揚(yáng)子北部形成的碰撞造山帶在大陸巖石圈的伸展作用下，引起深部太古宙地殼在后造山的伸展環(huán)境中發(fā)生拉張垮塌所熔融產(chǎn)生的花崗巖，同時(shí)他也報(bào)道了揚(yáng)子崆嶺高級(jí)變質(zhì)地體古元古代基性巖脈的侵入年齡為1852 ±11Ma，認(rèn)為系碰撞后伸展環(huán)境下的產(chǎn)物，指示在約1.85Ga 揚(yáng)子陸塊發(fā)生了由碰撞擠壓向伸展作用的構(gòu)造轉(zhuǎn)換。

而在揚(yáng)子古陸塊西緣1.7Ga 的基性巖墻群十分發(fā)育，這應(yīng)該是探討古大陸塊體之間親緣關(guān)系的一個(gè)重要依據(jù)，揚(yáng)子陸塊西緣會(huì)理地區(qū)輝長(zhǎng)巖侵位年齡為1694 ±16Ma，明顯晚于揚(yáng)子陸塊上記錄的Columbia 超大陸形成時(shí)碰撞造山事件發(fā)生的時(shí)間，也晚于由碰撞擠壓到伸展構(gòu)造轉(zhuǎn)換的時(shí)間，因而可能是Columbia 超大陸裂解期地殼在伸展構(gòu)造環(huán)境下幔源巖漿沿張性斷裂侵入的產(chǎn)物。所以揚(yáng)子陸塊西緣中元古代地層內(nèi)發(fā)育的基性巖脈巖墻可能是Columbia 超大陸裂解作用在揚(yáng)子陸塊的反映。

尹福光等(2012)利用巖石學(xué)、地球化學(xué)和沉積學(xué)證據(jù)，結(jié)合構(gòu)環(huán)境分析，論述了上揚(yáng)子古陸塊從2.0Ga 至1.4Ga 期間地質(zhì)歷史演化特點(diǎn)，包括2.2～1.8Ga 的造山運(yùn)動(dòng)、1.7～1.5Ga 的非造山裂解事件、1.5～1.2Ga 的陸架裂陷事件以及1.0Ga 左右的碰撞造山事件。同時(shí)還強(qiáng)調(diào)這些事件與北美、西伯利亞、波羅和印度具有相似性，暗示上揚(yáng)子古陸可能是古元古-中元古代哥倫比亞超大陸中的組成部分。

海孜雙峰式侵入巖體中花崗斑巖的年齡為1764 ±18Ma，輝綠巖年齡為1765 ±5.4Ma，從其年齡和形成構(gòu)造環(huán)境分析，該雙峰式侵入巖應(yīng)該是此非造山裂解事件群的產(chǎn)物，屬于本區(qū)昆陽(yáng)裂谷裂解的產(chǎn)物。據(jù)近幾年測(cè)試結(jié)果分析，可以認(rèn)為昆陽(yáng)裂谷初始拉張應(yīng)在1.8～1.6Ga 左右(常向陽(yáng)等，1997;Zhao et al.，2010;王生偉等，2011)，與古元古宙末期全球范圍內(nèi)發(fā)生的Columbia 超級(jí)大陸裂解事件(約1.7Ga)在時(shí)間上高度一致。所以，昆陽(yáng)裂谷的形成很可能不是孤立的構(gòu)造事件，它與哥倫比亞超大陸的裂解有著密切關(guān)系，很可能是Columbia 超大陸裂解的一個(gè)組成部分。海孜雙峰式侵入巖的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了1.7Ga 這一時(shí)間段內(nèi)揚(yáng)子地臺(tái)西南緣巖漿巖的空白，對(duì)于研究揚(yáng)子地臺(tái)早元古時(shí)期的演化與哥倫比亞超大陸的關(guān)系提供了第一個(gè)落點(diǎn)。

6 結(jié)論

(1)滇中武定海孜輝綠巖和花崗斑巖體的鋯石年代學(xué)測(cè)定表明花崗斑巖體的年齡為1764 ±18Ma，而輝綠巖體的年齡為1765 ±5.4Ma，兩者同時(shí)期產(chǎn)出，這是揚(yáng)子地臺(tái)西南緣首次發(fā)現(xiàn)的1.7Ga 雙峰式侵入巖;

(2)巖石地球化學(xué)研究顯示海孜輝綠巖屬于高鉀堿性玄武巖系列，花崗斑巖屬于低鉀流紋巖系，兩者均形成于板內(nèi)裂谷拉張環(huán)境中，可能均與幔源母巖漿有關(guān);

(3)海孜的輝綠巖與花崗斑巖巖體均形成于裂谷拉張環(huán)境，是昆陽(yáng)裂谷裂解(1.6～1.8Ga)產(chǎn)物，與Columbia 超大陸的裂解密切相關(guān)，因此海孜雙峰式侵入巖體可作為研究揚(yáng)子古陸塊與哥倫比亞超大陸的一個(gè)銜接點(diǎn)，具有重要的地質(zhì)意義。

致謝 感謝項(xiàng)目組成員的辛勤勞動(dòng)。感謝中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室侯可軍博士在鋯石LA-ICPMS 實(shí)驗(yàn)中的幫助;感謝成都地調(diào)中心王生偉博士對(duì)本文作者的悉心指導(dǎo);感謝審稿老師及編輯老師對(duì)文章提出的寶貴建議。

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