陳 超， 周 濤， 胡維云， 陳桂凡， 李華亮，張林友， 李德威， 4*

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 地質(zhì)調(diào)查研究院， 湖北 武漢 430074； 2.湖北省地質(zhì)調(diào)查院， 湖北 武漢 430034；3.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 地球科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074； 4.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 青藏高原研究中心， 湖北武漢 430074）

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滇東南建水火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年、地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

陳 超1， 2， 3， 周 濤1， 3， 胡維云1， 3， 陳桂凡1， 3， 李華亮1， 3，張林友3， 李德威1， 3， 4*

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 地質(zhì)調(diào)查研究院， 湖北 武漢 430074； 2.湖北省地質(zhì)調(diào)查院， 湖北 武漢 430034；3.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 地球科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074； 4.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 青藏高原研究中心， 湖北武漢 430074）

摘 要：滇東南建水地區(qū)位于師宗-彌勒構(gòu)造帶的南段， 區(qū)內(nèi)出露一套玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖組合。研究這套火山巖的形成時間和形成環(huán)境對認(rèn)識滇東南構(gòu)造格局有著重要意義。本文首次對建水火山巖進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年， 獲得兩個樣品的年齡分別為261.9±2.2 Ma （MSWD=0.80）、264.8±1.7 Ma （MSWD=1.12）， 屬中二疊世晚期， 代表建水火山巖的形成時間。建水玄武巖與安山巖具有低TiO2含量（0.50%～0.88%）、高M(jìn)g#（52.0～64.5）、弱富集LREE（（La/Yb）N=1.42～3.44）、富集LILE（Rb， Th，U， Pb）、輕微虧損HFSE（Nb， Ta， Ti）的特點， 具典型島弧玄武巖的特征； 英安巖和流紋巖高ΣREE含量（139.5×10-6～313.6×10-6）、富集LREE（（La/Yb）N=4.16～9.78）和LILE（Rb， Ba， Th， U）、虧損HFSE（Nb， Ta）、強虧損Sr、Ti、Y等元素的特點與典型的島弧流紋巖相似， 但高鉀（K2O含量平均7.73%）、鈣堿性（δ=0.93～2.94）、強過鋁質(zhì)（A/CNK=1.13～2.10）的特點使之區(qū)別于一般島弧酸性火山巖， 而具有一些上地殼部分熔融形成的S型花崗巖的特點。綜合建水火山巖巖石組合、地球化學(xué)和區(qū)域地質(zhì)背景， 認(rèn)為建水火山巖形成于活動大陸邊緣的弧后盆地伸展環(huán)境， 是地幔部分熔融形成的玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶分異與上地殼混染作用的共同結(jié)果， 與滇桂交界處島弧火山巖、兩廣交界處島弧玄武巖等同為哀牢山洋向北俯沖的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：火山巖； 鋯石U-Pb測年； 地球化學(xué)； 弧后盆地； 滇東南建水

項目資助： 中國地質(zhì)調(diào)查局云南1∶5萬龍朋等6幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（1212011220400）

0　引 言

滇東南建水地區(qū)位于師宗-彌勒構(gòu)造帶的南西端，對于區(qū)內(nèi)出露的一套玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖組合的構(gòu)造屬性存在下列觀點: （1）這套火山巖沿著師宗-彌勒構(gòu)造帶分布， 有些學(xué)者根據(jù)古地磁和地球化學(xué)急變帶特征， 認(rèn)為該帶是揚子（板）陸塊與華夏（板）陸塊的構(gòu)造邊界（陳海泓等， 1994； 朱炳泉等，1998b）； （2）從柏林等（1993）、劉本培等（1993）、馮慶來等（1996）研究認(rèn)為華南在海西-印支期是古特提斯多島洋體系的一部分； （3）也有學(xué)者認(rèn)為這套火山巖是峨眉山大火成巖省或地幔柱的組成部分（王登紅，2001； 何斌等， 2003； 胡瑞忠等， 2005）； （4）董云鵬和朱炳泉（1999）、謝靜等（2006）對建水縣城南火山巖地球化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)， 該套火山巖形成于活動大陸邊緣的島弧或弧后盆地環(huán)境， 從而得出華南存在古特提斯洋分支的結(jié)論， 但是具體的洋陸結(jié)構(gòu)和該分支洋盆最終的俯沖過程未作詳細(xì)說明。滇西古特提斯洋以昌寧-孟連帶為古特提斯的主洋盆的觀點已經(jīng)被大部分研究者認(rèn)可（從柏林等， 1993； 劉本培等， 1993； 鐘大賚， 1998； Wang et al.， 2002）， 可對古特提斯東延問題存在著爭議， 特別是華南古特提斯演化問題。不少學(xué)者認(rèn)為在華南存在著一個古特提斯洋的分支（羅君烈，1990； 吳浩若等， 1994； 馬文璞， 1996； 鐘大賚等，1998； 董云鵬和朱炳泉， 1999； 吳根耀等， 2000； 董云鵬等， 2002； 吳浩若， 2003； 謝靜等， 2006）， 然而， 除了在八布發(fā)現(xiàn)N-MORB型蛇綠巖與古特提斯洋有關(guān)外， 在華南缺少與之連成帶的其他有效洋盆證據(jù)， 從而使華南這個古特提斯洋分支成為疑問。

滇東南建水地區(qū)毗鄰滇西特提斯構(gòu)造帶， 特殊的地理位置決定了該地區(qū)是解決華南是否存在古特提斯東翼分支的關(guān)鍵地帶。本文從巖相學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)等方面對師宗-彌勒構(gòu)造帶南段建水地區(qū)基性-酸性火山熔巖進(jìn)行研究， 為準(zhǔn)確認(rèn)識滇東南建水地區(qū)這套火山巖的形成時間、成巖巖漿來源和形成構(gòu)造背景提供新的證據(jù)， 對滇東南地區(qū)構(gòu)造格局和華南古特提斯演化問題提出拙見。

1　地質(zhì)背景及巖石學(xué)特征

圖1　建水地區(qū)晚古生代火山巖分布略圖及其構(gòu)造背景圖Fig.1 Sketch map showing the distribution and tectonic setting of the Late Paleozoic volcanic rocks in the Jianshui area

研究區(qū)位于古特提斯構(gòu)造域東段、蘭坪-思茅地塊與華夏陸塊和揚子陸塊的交界部位（圖la）， 經(jīng)歷了長期而又復(fù)雜地質(zhì)演化、多期構(gòu)造疊加。李德威（2008）在研究青藏高原及鄰區(qū)構(gòu)造演化時提出大陸構(gòu)造一般經(jīng)歷前寒武基底（超洋陸）、洋陸和盆山三階段演化， 研究區(qū)具有類似的構(gòu)造演化特點。研究區(qū)出露中元古界昆陽群和震旦系澄江組地層， 二者構(gòu)成老的前寒武紀(jì)變質(zhì)基底。在特提斯演化階段，研究區(qū)主要受到古特提斯洋陸體系的影響。區(qū)域南西側(cè)的雙溝蛇綠巖和八布洋脊型蛇綠巖都為古特提斯洋盆打開時的產(chǎn)物（Zhang et al.， 1994； 張旗等，1995； 簡平等， 1998； 鐘大賚等， 1998； 吳根耀等，2001）， 而隨著古特提斯的消減， 在滇東南、滇桂交界處、兩廣交界處形成二疊紀(jì)島弧玄武巖（董云鵬和朱炳泉， 1999； 吳根耀等， 2000； 張伯友等， 2003）， 說明在特提斯演化階段研究區(qū)有著復(fù)雜的溝弧盆體系。哀牢山縫合帶內(nèi)晚三疊世一碗水組紅層、研究區(qū)南部晚三疊世磨拉石建造的出現(xiàn)標(biāo)志著區(qū)域進(jìn)入板內(nèi)盆山演化階段， 侏羅紀(jì)至古近紀(jì)盆山系統(tǒng)和中新世以來青藏高原物質(zhì)向南東擴散及其走滑系統(tǒng)造就了研究區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造格局。本次研究的建水火山巖形成時代為中二疊世（后文鋯石U-Pb測年結(jié)果）， 同時期研究區(qū)正處在古特提斯演化階段， 因此建水火山巖與古特提斯的關(guān)系是本文研究的重點。

滇東南建水火山巖在區(qū)域上沿著師宗-彌勒斷裂帶呈NE-SW向展布， 向南被紅河斷裂截斷（圖lb）。云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局（1990）根據(jù)火山巖中生物硅質(zhì)巖、生物灰?guī)r夾層中含有蜓類、珊瑚、腕足類等海相生物化石特征， 認(rèn)為工作區(qū)內(nèi)火山巖分屬石炭紀(jì)和二疊紀(jì)兩個時期。二疊紀(jì)火山巖在建水縣城南東銅廠附近出露較完整， 與泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)及二疊紀(jì)地層呈斷層接觸（圖lc）。這套火山巖以玄武巖為主（圖2）， 玄武巖大部分呈深綠色， 少量呈紅褐色， 斑狀結(jié)構(gòu)， 斑晶主要為斜長石、輝石和橄欖石， 輝石斑晶顆粒常發(fā)生綠泥石化， 橄欖石斑晶大都呈六邊雙錐的自形顆粒， 有一定蛇紋石化， 基質(zhì)呈間粒結(jié)構(gòu)，由長柱狀長石、小顆粒輝石和玻璃質(zhì)組成， 在不規(guī)則排列的長條狀斜長石微晶間隙中， 充填細(xì)小的顆粒狀輝石， 基質(zhì)中的柱狀長石礦物呈微弱定向或半定向分布（圖3a）。安山巖主要呈夾層形式產(chǎn)于玄武巖中， 多呈紫紅色， 斑狀結(jié)構(gòu)， 斑晶主要為斜長石及暗色礦物， 多具杏仁（氣孔）狀構(gòu)造。英安巖和流紋巖以夾層或者透鏡體形式夾在玄武巖中， 多呈紅紫、肉紅色， 斑狀結(jié)構(gòu)發(fā)育， 斑晶主要為石英和透長石及少量暗色礦物， 透長石斑晶可見簡單雙晶發(fā)育，基質(zhì)由細(xì)小的長石、石英微晶和玻璃質(zhì)組成霏細(xì)結(jié)構(gòu)（圖3b）， 手標(biāo)本上可觀察到流紋構(gòu)造。

2　樣品分析方法

圖2　建水銅廠附近火山巖實測剖面圖及采樣位置Fig.2 Measured profile near Tongchang， Jianshui with sample locations

圖3　玄武巖斑狀結(jié)構(gòu)和間粒結(jié)構(gòu)（a）， 流紋巖斑狀結(jié)構(gòu)（b）Fig.3 Microphotographs showing the porphyritic and intergranular textures of the basalt （a）， and porphyritic texture of the rhyolite （b）

在測制剖面過程中選取了2件流紋巖樣品（22-2 和8-2）做鋯石U-Pb同位素年齡測試。鋯石的挑選在河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局實驗室完成， 先用重力法初步分離， 然后用電磁法挑出導(dǎo)電及帶磁礦物， 最后在雙目鏡下挑選出純鋯石制靶。對鋯石進(jìn)行反射光、透射光照和陰極發(fā)光（CL）照相。選擇環(huán)帶和晶形較好的鋯石， 且在無包體、無裂縫的部位圈定做微區(qū)原位分析。鋯石U-Pb同位素分析在西北大學(xué)大陸動力學(xué)重點實驗室Agilent 7500a ICP-MS儀器上進(jìn)行。樣品測定之前用3%的HNO3清洗樣品表面， 以除去樣品表面的污染。激光剝蝕采用的斑束直徑為30 μm，頻率為10 Hz， 采樣方式為單點剝蝕。采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣。數(shù)據(jù)采集選用一個質(zhì)量峰一點的跳峰方式（peak jumping）， 單點停留時間分別設(shè)定15 ms （204Pb，206Pb，207Pb和208Pb）和10 ms（Th和U）。每個樣品點的氣體背景采集時間為30 s， 信號采集時間為40 s。數(shù)據(jù)處理采用GLITTER（ver 4.0， Macquarie University）程序， 年齡計算時以91500作外標(biāo)， 元素含量計算時以NIST SRM 610為外標(biāo)，29Si作內(nèi)標(biāo)（柳小明等， 2007）。各樣品的加權(quán)平均年齡計算及諧和圖的繪制采用Isoplot 3.0程序（Ludwig， 2003）。

選取17件較新鮮的樣品做全巖分析， 主量元素和微量元素分析均在武漢巖礦綜合測試中心化學(xué)分析研究室完成。主量元素采用X熒光光譜法（XRF）分析； 微量元素的分析則采用電感耦合等離子質(zhì)譜（ICP-MS）分析方法， 具體實驗流程見馬天芳等（2011）。

3　鋯石U-Pb定年

流紋巖樣品的鋯石以柱狀為主， 多為淺色、透明晶體， 長度變化于80～150 μm之間， 長寬比介于1∶1～4∶1之間， 晶體自形程度都較高， CL圖像顯示鋯石具有較為典型的巖漿振蕩環(huán)帶（圖4）， 指示其為巖漿鋯石（吳元保和鄭永飛， 2004）。少量鋯石內(nèi)含有包體或者裂紋， 在測試分析過程中盡可能的避開。在樣品數(shù)據(jù)分析過程中， 可能有少量捕獲早期的鋯石，測點年齡較老， 部分鋯石諧和度不夠高， 這些點都不參與計算。鋯石U-Pb年齡分析結(jié)果見表1和圖5。

圖4　代表性鋯石陰極發(fā)光圖及測點位置Fig.4 Representative cathodoluminescence images and analysis spots of the zircons

表1　建水地區(qū)流紋巖（樣品8-2、22-2）鋯石U-Pb定年分析結(jié)果表Table 1 U-Pb zircon dating results of rhyolites （8-2、22-2） from the Jianshui area

圖5　流紋巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagrams for the rhyolite

流紋巖樣品8-2鋯石的U含量在390×10-6～3033×10-6之間， Th含量在292×10-6～1632×10-6之間，Th/U比值為0.29～0.85， 均大于0.1， 表明全為巖漿成因鋯石。12個點206Pb/238U年齡范圍為257.0～266.7 Ma，所有點諧和度都大于90%， 在U-Pb年齡諧和圖（圖5a）上較為集中。這12個點的加權(quán)平均年齡為261.9± 2.2 Ma （MSWD=0.80）。

流紋巖樣品22-2鋯石的U含量在697.30×10-6～12825.08×10-6之間， Th含量在336×10-6～20712×10-6之間， Th/U變化于0.29～1.61之間， 均大于0.1， 表明全為巖漿成因鋯石。13個點206Pb/238U年齡范圍為257.7～270.8 Ma， 除了點22-2-8諧和度小于90%以外， 其余點諧和度都大于90%， 在U-Pb年齡諧和圖（圖5b）上較為集中。這13個點的加權(quán)平均年齡為264.8±1.7 Ma （MSWD=1.12）。

流紋巖樣品8-2和22-2年齡分別為261.9±2.2 Ma、264.8±1.7 Ma， 兩個年齡同屬于中二疊世晚期， 代表建水這套火山巖的形成時間。

4　地球化學(xué)特征

火山巖樣品的主、微量元素分析數(shù)據(jù)見表2， 手標(biāo)本和鏡下觀察發(fā)現(xiàn)， 17件樣品都發(fā)生不同程度的蝕變， 在對樣品進(jìn)行主量元素分析時， 主要氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)均換算為干體系。同時， 在進(jìn)行相關(guān)解釋和構(gòu)造環(huán)境判別時， 采用高場強元素（如Nb， Ta， Ti，Zr， Hf 等）、稀土元素（REE）等受蝕變作用影響較小的元素進(jìn)行投圖（Hastie et al.， 2007）。

表2　建水地區(qū)火山巖主量（%）、微量（×10）元素分析結(jié)果Table 2 Major （%） and trace element （×10-6） concentrations of the volcanic rocks from the Jianshui area

續(xù)表2:

4.1主量元素

這套火山巖樣品SiO2含量在49.63%～74.63%之間（表2）， 為一套基性-中性-酸性系列火山巖。在SiO2-（Na2O+K2O）圖解上（圖6a）， 所有樣品都投在亞堿性系列里， 樣品a1～a7投在玄武巖、玄武安山巖內(nèi)，b1～b2投在安山巖內(nèi)， c1～c8都投在流紋巖內(nèi)。進(jìn)一步用Th-Co圖解進(jìn)行分類（圖6b）， a1～a7、b1～b2除 a3全部投在鈣堿性系列里， 而c1～c8（酸性巖）全部投在高鉀鈣堿性系列里，說明這套滇東南建水火山巖組合屬于鈣堿性系列巖石組合。

圖6　火山巖SiO2-（Na2O+K2O）圖解（a， 據(jù)LeBas et al.， 1986）和Co-Th圖解（b， 據(jù)Hastie et al.， 2007）Fig.6 SiO2vs. （Na2O+K2O） （a）， and Co vs. Th （b） diagrams for the volcanic rocks

基性玄武巖（a1～a7）的SiO2含量為49.63%～53.18%，全堿（Na2O+K2O）含量為0.17%～4.88%， Na2O/K2O為1.19～15.8， TiO2（0.58%～0.88%）、CaO（8.53%～16.96%）、P2O5（0.05%～0.08%）含量都較低， 而Mg#介于52.0～64.5之間， 均大于45， 這種較高的Mg#說明成巖巖漿與地幔作用有關(guān)， 且分異程度較低。兩件中性安山巖樣品（b1、b2）的SiO2含量（58.10%， 58.87%）、Na2O/K2O（1.70， 2.54）、TiO2（0.53%， 0.50%）、CaO （13.11%， 13.38%）、P2O5（0.03%， 0.04%）、Mg#（48.5，48.7）都與玄武巖相近。酸性巖（c1～c8）方面， SiO2集中在72.48%～73.72%之間， 有著較高的K2O含量（5.29%～9.32%， 均值7.73%）及相對較低的Na2O含量（0.17%～0.49%）， 較低的CaO（0.05%～0.37%）、TiO2（0.29%～0.38%）、MgO（0.15%～0.66%）含量特征。里特曼指數(shù)（δ）在0.93～2.94之間， 均小于3.3， 為鈣堿性巖。鋁飽和指數(shù)（A/CNK）在1.13～2.10之間， 都大于1.1， 屬強過鋁質(zhì)巖。因此， 建水流紋巖屬于高鉀強過鋁質(zhì)鈣堿性巖。

4.2微量元素

考慮到這套火山巖中安山巖和玄武巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)具有較高的相似性， 我們把它們放一起進(jìn)行微量元素地球化學(xué)分析。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素模式圖中（圖7a）， 玄武巖和安山巖表現(xiàn)為輕稀土元素（LREE）輕微富集而重稀土元素（HREE）平坦的特征， （La/Yb）N值變化于1.42～3.44之間， 均值3.00， 明顯區(qū)別于輕稀土元素高度富集的洋島玄武巖（OIB）和重稀土元素富集的正常洋中脊玄武巖（N-MORB），而與富集型洋中脊玄武巖（E-MORB）有一定相似性，稀土總量較低（ΣREE=48.12×10-6～87.64×10-6）， 具有較弱的Eu負(fù)異常， 說明存在斜長石分離結(jié)晶。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖7b）上， 樣品具有整體平坦的配分型式， 富集Rb、Th、U、Pb， 而虧損Nb、Ta、Sr、Ti， 這些特征使之區(qū)別于WPB、OIB 和N-MORB。而Th/Ta（2.62～9.91）＞1.6， Ta/Hf（0.16～0.48）＞0.1， 為大洋島弧玄武巖和陸緣火山弧、陸緣島弧的共同特點（汪云亮， 2001）。低Nb/La（0.37～0.91），Ti/Y（208～299）， Ti/V（18～50）， Hf/Th（0.54～1.25）比值，高La/Ta（7.41～29.72）、Th/Nb（0.39～0.90）、Th/Yb（0.70～2.27）比值， 均顯示島弧火山巖的地球化學(xué)特征（Condie， 1989）。

英安巖和流紋巖具有較高稀土元素總量， ΣREE 在139.5×10-6～313.6×10-6之間， 在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素模式圖上（圖7c）， 重稀土元素（HREE）平坦而輕稀土元素富集， （La/Yb）N=4.16～9.78。Eu和Ce的位置顯示“谷”的特征， 有著較強的Eu負(fù)異常（δEu=0.60～0.65）和不均等的Ce負(fù)異常（δCe=0.49～0.93）。Eu負(fù)異常說明與斜長石的分離結(jié)晶有關(guān)， 而Ce負(fù)異常一般與風(fēng)化作用有關(guān)， Ce4+在弱酸性條件下易水解而被帶走。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上（圖7d）， 樣品整體富集LILE （Rb、Ba、Th、U）， 而略虧損HFSE（Nb、Ta）， 強虧損Sr、Ti、Y等元素， 與典型的島弧流紋巖地球化學(xué)特征（Kimura and Nagahashi， 2007）非常相似。

圖7　玄武巖和安山巖、英安巖和流紋巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖（a， c）， 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（b，d）（標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough， 1989）Fig.7 Chondrite normalized REE patterns （a， c） and primitive mantle normalized trace element spider diagrams （b， d）for the volcanic rocks

英安巖和流紋巖稀土元素特征和微量元素特征都與玄武巖和安山巖有著較大的差別， 而與上地殼具有一定的相似性（圖7c， d）， 但與之相比， 重稀土元素含量明顯高于上地殼。說明流紋巖不完全由玄武巖分異結(jié)晶產(chǎn)生， 可能與上地殼混染有著重要關(guān)系。

5　討 論

5.1巖石成因

建水玄武巖與安山巖TiO2含量變化于0.50%～0.88%， 均值0.71%， 具典型的島弧火山巖特征（TiO2= 0.58%～0.85%）（Pearce， 1983）， 較低的稀土總量（ΣREE= 48.12×10-6～87.64×10-6）和高的Mg#（52.0～64.5）表明巖漿來自于地幔。英安巖和流紋巖具有高ΣREE （139.5×10-6～313.6×10-6）、富集LREE（（La/Yb）N=4.16～9.78）和LILE、虧損Nb、Ta、Sr、Ti等的特點與典型的島弧流紋巖相似（Kimura and Nagahashi， 2007）。在FeOT/MgO-（Zr+Nb+Ce+Y）圖解上（圖8a）， 建水英安巖和流紋巖都落在A型花崗巖內(nèi)， 進(jìn)一步用Rb/Nb-Y/Nb進(jìn)行投圖， 所有樣品落在A2區(qū)域（圖8b），通常認(rèn)為A2型花崗巖來源于地殼或由島弧巖漿派生， 形成于張性構(gòu)造環(huán)境（Eby， 1992）。且英安巖和流紋巖高K2O含量（均值7.73%）、鈣堿性（δ=0.93～2.94）、強過鋁質(zhì)（A/CNK=1.13～2.10）通常被認(rèn)為是地殼部分熔融形成的S型花崗巖的特點（桑隆康和馬昌前，2012）。因此， 建水流紋巖不是簡單的玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶分異或地殼部分熔融的產(chǎn)物。

圖8　FeOT/MgO-（Zr+Nb+Ce+Y）圖解（a， 據(jù)Whalen et al.， 1987）和Rb/Nb-Y/Nb圖解（b， 據(jù)Eby， 1992）Fig.8 FeOT/MgO vs. Zr+Nb+Ce+Y （a）， and Rb/Nb vs. Y/Nb （b） diagrams for the dacites and rhyolites

綜合建水火山巖地球化學(xué)方面的特點， 認(rèn)為其是俯沖板片脫水引起上覆地幔楔橄欖巖部分熔融和地殼混染的共同結(jié)果， 巖漿在上升侵位和噴出地表過程中依次結(jié)晶出玄武巖、安山巖、英安巖和流紋巖， 最終在張性環(huán)境下（后文判斷為弧后盆地）噴出地表， 形成一套以玄武巖為主， 局部夾有安山巖、英安巖和流紋巖的火山巖組合。

5.2構(gòu)造意義

用酸性巖地球化學(xué)特征判別構(gòu)造環(huán)境一直存在著爭議（張旗等， 2007）， 我們用玄武巖和安山巖地球化學(xué)特征對建水火山巖進(jìn)行構(gòu)造環(huán)境判別。在Ti/100-Zr-Y×3三角圖解中（圖9a）， 除兩個樣品落在鈣堿性玄武巖區(qū)以外， 其余全部投到洋中脊玄武巖、島弧拉斑玄武巖和鈣堿性玄武巖混合區(qū)； 在 Th/Yb-Ta/Yb判別圖中（圖9b）， 所有樣品都投到活動大陸邊緣的島弧鈣堿性巖內(nèi)。由此可知， 建水玄武巖和安山巖具有活動大陸邊緣島弧玄武巖（IAB）的特點， 結(jié)合英安巖和流紋巖A2型花崗巖的特征， 這套火山巖可能形成一種介于島弧玄武巖和洋中脊玄武巖之間的過渡環(huán)境， 推測可能是弧后盆地（常向陽等， 1998； 朱炳泉等， 1998a）， 這一結(jié)果與謝靜等（2006）得出的結(jié)果吻合。

杜遠(yuǎn)生等（2009）通過研究右江盆地構(gòu)造格局和盆地轉(zhuǎn)換特征， 認(rèn)為其在晚古生代-中三疊世經(jīng)歷了大陸邊緣裂谷盆地（早泥盆世晚期-石炭紀(jì)）、弧后盆地（二疊紀(jì)-早三疊世早期）、弧后前陸盆地（早三疊世晚期-中三疊世）的構(gòu)造演化階段。滇東南建水處在右江盆地的西緣， 區(qū)內(nèi)這套中二疊世火山巖夾在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)的碳酸巖地層之間， 當(dāng)時的噴出環(huán)境應(yīng)該為大陸邊緣的淺水碳酸巖臺地。這為建水中二疊世火山巖噴出環(huán)境為弧后盆地的結(jié)論提供了沉積地層學(xué)方面的證據(jù)。

圖9　Ti-Zr-Y（a， 據(jù)Pearce and Cann， 1973）和Th/Yb-Ta/Yb （b， 據(jù)Pearce， 1982）構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.9 Ti-Zr-Y （a）， and Th/Yb vs. Ta/Yb （b） tectonic discrimination diagrams for the volcanic rocks

近年來， 關(guān)于古特提斯洋在華南是否存在分支的問題受到大量學(xué)者的關(guān)注。陳海泓等（1994）對華南早三疊世古地磁研究， 以及朱炳泉等（1998b）發(fā)現(xiàn)揚子和華夏之間地球化學(xué)急變帶， 都證明晚古生代至早三疊世揚子和華夏處于分離狀態(tài)。吳浩若等（1994）在廣西南部硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)晚泥盆世-早石炭世與古特提斯一致的放射蟲組合、董云鵬和朱炳泉（1999）在建水地區(qū)發(fā)現(xiàn)島弧型枕狀熔巖、吳根耀等（2000）在滇桂交界處分別找到二疊紀(jì)-中三疊世的洋島和島弧火山巖、董云鵬等（2002）在師宗-彌勒北段發(fā)現(xiàn)裂谷型玄武巖、謝靜等（2006）在建水地區(qū)發(fā)現(xiàn)弧后盆地型火山巖等， 這些都只能證明華南在晚古生代到三疊紀(jì)存在連通古特提斯的水域， 而不能作為華南這個時間段存在的洋盆的直接證據(jù)。雖然沈渭洲等（1992）在安徽伏川、李獻(xiàn)華等（1994）在贛東北都發(fā)現(xiàn)與洋盆有關(guān)的蛇綠巖組合， 認(rèn)為其是新元古代揚子陸塊與華夏陸塊之間俯沖作用的產(chǎn)物， 二者雖與洋盆有直接關(guān)系， 但在時間上與古特提斯洋沒有任何聯(lián)系。鐘大賚等（1998）在滇東南麻栗坡八布地區(qū)發(fā)現(xiàn)蛇綠巖， 通過地球化學(xué)分析得出其為N-MORB型蛇綠巖（徐偉等， 2008）， 吳根耀等（2001）獲得八布蛇綠巖的全巖Sm-Nd等時線年齡為328 Ma， 馮慶來和劉本培（2002）在八布蛇綠巖的硅質(zhì)巖中找到了可與日本、美國及我國西南地區(qū)對比的早二疊世放射蟲組合， 這些足以證明八布曾經(jīng)出現(xiàn)過與古特提斯配套的洋盆， 但八布蛇綠巖在規(guī)模上具有一定局限性， 同時在華南也未能找到跟八布蛇綠巖連成帶的其他蛇綠巖組合， 說明晚古生代至三疊紀(jì)在華南可能并沒有出現(xiàn)過寬闊的洋盆， 只在局部（八布）有洋殼出現(xiàn)。

6　結(jié) 論

（1） 建水火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年結(jié)果顯示， 兩個樣品的年齡分別為264.8±1.7 Ma、261.9± 2.2 Ma， 同屬中二疊世晚期， 代表建水火山巖的形成時間。

（2） 綜合建水基性、中性、酸性火山巖地球化學(xué)特征， 認(rèn)為成巖巖漿主要來源于俯沖板片脫水引起的地幔部分熔融， 并在上升侵位過程中受到了上地殼的混染， 同一巖漿體系在不同階段依次結(jié)晶出玄武巖、安山巖、英安巖和流紋巖。

（3） 建水玄武巖和安山巖樣品具有活動大陸邊緣環(huán)境形成的IAB和洋中脊環(huán)境形成的MORB的共同特征， 結(jié)合該時期的巖相古地理特點， 推測其形成于活動大陸邊緣弧后盆地伸展環(huán)境。

（4） 綜合區(qū)域構(gòu)造背景和前人研究資料， 認(rèn)為建水火山巖與滇桂交界處的島弧火山巖、兩廣交界處的島弧玄武巖等可能同為哀牢山洋向北俯沖的產(chǎn)物。

致謝： 在野外剖面測制和樣品采集過程中， 得到了侯洪寬、郭宏杰、齊琦的大力支持， 在后期數(shù)據(jù)處理和文章撰寫過程中得到了鄧浩和王淞杰的指導(dǎo)和幫助， 論文審稿過程中， 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)

學(xué)院季建清教授和西北大學(xué)地質(zhì)系董云鵬教授提出了寶貴的意見和建議， 在此一并表示感謝。

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LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating， Geochemical Characteristics of Volcanic Rocks in Jianshui， Southeast Yunnan and Their Geological Implications

CHEN Chao1， 2， 3， ZHOU Tao1， 3， HU Weiyun1， 3， CHEN Guifan1， 3， LI Hualiang1， 3，ZHANG Linyou3and LI Dewei1， 3， 4*
（1. Institute of Geological Survey， China University of Geosciences， Wuhan 430074， Hubei， China； 2. Hubei Geological Survey， Wuhan 430034， Hubei， China； 3. Faculty of Earth Sciences， China University of Geosciences，Wuhan 430074， Hubei， China； 4. Research Center for Tibetan Plateau， China University of Geosciences， Wuhan 430074， Hubei， China）

Abstract：The age and tectonic setting of a set of basalt-andesite-dacite-rhyolite in Jianshui， Southeast Yunnan， south of the Shizong-Mile structural belt is studied in this paper. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of two samples yield 261.9±2.2 Ma （MSWD=0.80） and 264.8±1.7 Ma （MSWD=1.12） respectively. The basalts and andesites are characterized by lowTiO2（0.50%-0.88%）， high Mg#（52.0-64.5）， slightly enriched LREE （（La/Yb）N=1.42-3.44）， enriched LILE （Rb， Th， U，Pb） and slightly depleted HFSE （Nb， Ta， Ti）， which are typical of island arc basalt （IAB）. The dacites and rhyolites are characterized by high ΣREE （139.5×10-6-313.6×10-6）， enriched LREE （（La/Yb）N=4.16-9.78） and LILE （Rb， Ba， Th， U），depleted HFSE （Nb， Ta）， and strongly depleted Sr， Ti， Y， which are similar to those of island arc rhyolite. However， unlike common acid island-arc volcanic rocks， the dacites and rhyolites are characterized by high K2O contents （average 7.73%），calc-alkaline （δ=0.93-2.94） and strongly peraluminous features （A/CNK=1.13-2.10）， which are similar to those of the S-type granites. Considering the regional geologic background， rock association， and geochemical features， we argue that this set of volcanic rocks was formed in an extensional back-arc basin of active continental margin. They were derived from partial melting of the mantle and experienced crystallization differentiation and subsequent contamination of the upper crust. Similar to the island arc volcanic rocks at the Yunnan-Guangxi border and the island arc basalts along the Guangdong-Guangxi border，this set of volcanic rocks was most likely formed during the northward subduction of the Ailaoshan Ocean.

Keywords:volcanic rocks； zircon U-Pb dating； geochemistry； back-arc basin； Jianshui， Southeast Yunnan

中圖分類號：P595； P597

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-1552（2016）01-0161-013

收稿日期：2013-07-09； 改回日期： 2013-10-17

第一作者簡介：陳超（1987-）， 男， 碩士研究生， 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。Email: 410104436@qq.com

通信作者：李德威（1962-）， 男， 教授， 主要從事大陸動力學(xué)、地球系統(tǒng)動力學(xué)研究。Email: dewei89@sina.com