楊金豹, 趙志丹，時(shí) 毓，盛 丹, 方貴聰, 吳祥珂

(1.桂林理工大學(xué) a.廣西有色金屬開(kāi)發(fā)與材料加工協(xié)同創(chuàng)新中心； b.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； c.地球科學(xué)學(xué)院， 廣西 桂林 541006； 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) a.地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; b.地球科學(xué)與資源學(xué)院， 北京 100083; 3.湖南省國(guó)土資源規(guī)劃院 國(guó)土資源評(píng)價(jià)與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 長(zhǎng)沙 410007; 4.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院， 南寧 530023)

華南板塊經(jīng)歷了從印支期特提斯構(gòu)造域(擠壓型)向燕山期太平洋構(gòu)造域(伸展型)轉(zhuǎn)換的過(guò)程[1]。 中國(guó)東部西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣的形成與該構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換有關(guān)[2]。 作為西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣, 華南東部地區(qū)發(fā)育大量伸展背景下形成的新生代堿性玄武巖[3-6], 并認(rèn)為俯沖古太平洋洋殼對(duì)這些新生代玄武巖的形成有一定貢獻(xiàn)。 但是, 華夏地塊西部地區(qū)新生代堿性玄武巖相比東部地區(qū)較少[3, 7], 相關(guān)研究多針對(duì)其攜帶的地幔包體[8-10], 認(rèn)為西部巖石圈地幔存在不均一性,與東部地區(qū)碳酸鹽交代的巖石圈地幔相比,西部地區(qū)顯示出明顯的硅酸鹽交代性質(zhì)[4, 8-9], 而寧遠(yuǎn)地區(qū)巖石圈地幔被古太平洋板片釋放的流體或熔體所交代[10]; 只有少量研究認(rèn)為華夏地塊西部地區(qū)中生代玄武巖起源于富集的巖石圈地幔(受俯沖板片釋放流體的影響)或軟流圈地幔[11-14]。 由此可見(jiàn), 華夏地塊西部地區(qū)富集地幔源區(qū)的性質(zhì)、 富集組分來(lái)源和交代物質(zhì)的相對(duì)貢獻(xiàn)等問(wèn)題仍然存在。

華夏地塊西部地區(qū)曾有過(guò)煌斑巖的相關(guān)報(bào)道[15-18]?；桶邘r是一類中色到暗色的淺成巖漿巖,通常以巖墻的形式產(chǎn)出,多為斑狀結(jié)構(gòu),斑晶主要為黑云母和角閃石,基質(zhì)主要由斜長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石、似長(zhǎng)石、黑云母、角閃石、單斜輝石、橄欖石、方解石和其他熱液蝕變礦物組成。依據(jù)礦物組成,煌斑巖可以分為云煌巖、云斜煌巖、閃正煌巖、閃斜煌巖、霞閃正煌巖、閃粒巖和沸煌巖[19]。尤其是超鉀質(zhì)基性煌斑巖,其起源于巖石圈地幔之下,是研究地幔交代作用過(guò)程中地殼端員的重要物質(zhì)[20-21]。

本文以湘南地區(qū)江永縣回龍圩鎮(zhèn)云煌巖為研究對(duì)象,利用巖石學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、全巖元素和同位素地球化學(xué)以及礦物化學(xué)等手段,揭示云煌巖形成時(shí)代、地球化學(xué)特征和巖石成因,并結(jié)合區(qū)域上已有研究來(lái)探討華夏地塊西部巖石圈(軟流圈)地幔的性質(zhì),從而進(jìn)一步約束與之相關(guān)的深部過(guò)程和構(gòu)造意義。

1 地質(zhì)背景和巖石學(xué)特征

本文云煌巖樣品采自湖南省江永縣回龍圩鎮(zhèn)(GPS坐標(biāo):N25°10′30.4″, E111°20′22.1″),采樣點(diǎn)緊鄰寧遠(yuǎn)-江華斷裂帶(圖1a)。云煌巖呈巖墻產(chǎn)出,走向約35°,傾角約45°,與圍巖產(chǎn)狀基本一致;寬度約12 m,走向可見(jiàn)延伸長(zhǎng)度約250 m,被侵入的圍巖為下石炭統(tǒng)泥晶灰?guī)r(圖1b)。

該云煌巖新鮮面呈灰黑色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶主要為金云母且具有規(guī)則六邊形(含量15%～20%), 其次有少量輝石斑晶, 含量少于5%; 基質(zhì)為隱晶質(zhì), 含量為80%～85%(圖1c)。 顯微鏡下可見(jiàn)大量具有環(huán)帶的金云母斑晶(無(wú)熔蝕邊, 含量約15%), 其次是少量單斜輝石和橄欖石斑晶(含量少于5%)， 透長(zhǎng)石呈放射狀(含量約50%); 基質(zhì)為上述斑晶和透長(zhǎng)石的極小顆粒物組成, 含量約30%(圖1d)。

2 分析方法

樣品無(wú)污染破碎、單礦物挑選和用于礦物成分測(cè)試的探針片在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。探針片采用雙面剖光制作工藝, 無(wú)蓋玻片,厚度約0.06 mm。鋯石制靶過(guò)程與SHRIMP定年鋯石靶的制備相似,具體制作流程詳見(jiàn)文獻(xiàn)[23]。

圖1 回龍圩云煌巖采樣位置簡(jiǎn)圖(a, 據(jù)文獻(xiàn)[8, 22]繪制)、 野外露頭(b)、 手標(biāo)本(c)及顯微照片(d)Fig.1 Sample location(a), outcrop(b), specimen (c) and micrograph (d) of minette in HuilongxuCpx—單斜輝石; Ol—橄欖石; San—透長(zhǎng)石; Phg—金云母

全巖主量元素在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(GPMR)用Leeman Labs.Inc公司Prodigy型全譜直讀型發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測(cè)定,測(cè)定精度優(yōu)于5%, 操作流程詳見(jiàn)文獻(xiàn)[24]。 微量元素在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)GPMR用ICP-MS(Agilent 7500)測(cè)定, 測(cè)試精度優(yōu)于5%～10%, 樣品制備的具體流程、 儀器分析精密度和準(zhǔn)確度參見(jiàn)文獻(xiàn)[25]。 氧同位素測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所利用德國(guó)Finnigan公司MAT 253型穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀測(cè)定, 分析精度為±2‰。 Sr-Nd同位素測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)GPMR采用 Nu Plasma 多接收等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定, Sr和Nd同位素的分餾校正和分析流程參見(jiàn)文獻(xiàn)[26]。分析期間,JNdi-1的143Nd/144Nd測(cè)定值的平均值為0.512 106 ± 7(2σ,n=8); NBS 987標(biāo)準(zhǔn)87Sr/86Sr測(cè)定值的平均值為0.710 249 ± 9(2σ,n=8)。礦物成分在桂林理工大學(xué)廣西有色金屬隱伏礦床勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用JXA 8230型電子探針測(cè)定。

鋯石U-Pb同位素定年和Hf同位素分析在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)GPMR完成。 鋯石U-Pb定年利用LA-ICP-MS同時(shí)分析完成, 詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法參見(jiàn)文獻(xiàn)[27-28]。 鋯石Lu-Hf同位素測(cè)定使用Neptune Plus MC-ICP-MS(Thermo Fisher Scientific, Germany)完成, 用179Hf/177Hf和173Yb/171Yb值計(jì)算Hf(βHf)和Yb(βYb)的質(zhì)量偏差, 這兩個(gè)比值要對(duì)179Hf/177Hf=0.732 5和173Yb/171Yb=1.124 8[29]進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 詳細(xì)的儀器運(yùn)行條件和分析技術(shù)流程見(jiàn)文獻(xiàn)[30]。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素

回龍圩云煌巖鋯石顆粒呈長(zhǎng)柱狀或短柱狀,長(zhǎng)度50～200 μm,從CL圖可見(jiàn)(圖2a)，大多數(shù)鋯石顆粒生長(zhǎng)環(huán)帶清晰。該樣品17個(gè)有效測(cè)點(diǎn)的的Th、U的含量分別為(20～1 991)×10-6和(56～9 035)×10-6, Th/U值為0.13～1.23(Th/U>0.1), 均為巖漿成因鋯石[31]。 U-Pb定年結(jié)果變化范圍較大(2 635～168 Ma), 但是, 17粒鋯石的測(cè)點(diǎn)中, 年齡在168～176.3 Ma范圍內(nèi)的測(cè)點(diǎn)有5個(gè)(表1), 其加權(quán)平均年齡約為172 Ma, 且在諧和圖上的下交點(diǎn)206Pb/238U年齡為172 Ma(圖2b)。

樣品的鋯石Hf同位素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。176Yb/177Hf值為0.029 201～0.306 391,176Lu/177Hf值為0.000 478～0.004 976;εHf(t)值變化范圍較大, 為-19.6～15.8,對(duì)應(yīng)的Hf同位素地殼模式年齡和地幔模式年齡分別為3 119～555 Ma和2 498～440 Ma。

3.2 礦物化學(xué)

對(duì)回龍圩云煌巖5個(gè)探針片中的云母、 輝石和長(zhǎng)石類礦物進(jìn)行了主要元素成分的電子探針?lè)治?結(jié)果見(jiàn)表3。 云母主要為金云母, 主要化學(xué)成分： SiO237.24%～39.73%、 Al2O313.18%～14.84%、MgO 16.16%～21.98%、K2O 9.26%～10.81%、 TiO21.20%～3.17%、 FeO 4.88%～13.27%, Mg#值較高(69～89)。 其次有少量黑云母, 主要化學(xué)成分：SiO235.59%～37.29%、 Al2O313.13%～13.50%、 MgO 11.69%～15.57%、K2O 9.19%～9.57%、TiO22.97%～3.21%、FeO 13.81%～19.80%, Mg#值較低(51～67)。 在Al-Mg-Fe成分圖解上(圖3), 金云母和黑云母完全投在鉀玄巖(鈣堿性)系列區(qū)域,投點(diǎn)具有明顯的富鎂特征。

圖2 回龍圩云煌巖鋯石CL圖(a)和U-Pb年齡諧和圖(b)Fig.2 Zircon CL diagram(a) and U-Pb age concordia plots (b) of minette in Huilongxu

測(cè)點(diǎn)同位素比值207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ208Pb/232Th±1σ010.166 530.001 5610.737 180.118 120.467 310.003 940.129 440.001 020.054 670.001 290.512 570.011 750.068 020.000 500.021 370.000 23030.065 880.000 981.117 300.017 750.122 790.000 800.039 820.000 55040.208 650.002 007.054 720.094 440.248 470.004 900.111 440.001 18050.052 210.000 970.197 710.003 710.027 440.000 170.009 580.000 17060.168 900.001 1911.772 150.109 680.505 010.003 940.139 040.001 57070.059 360.000 530.461 570.005 860.056 200.000 580.021 240.000 24080.070 260.001 760.264 630.007 410.027 130.000 190.015 140.000 85090.091 020.002 072.248 070.048 960.179 090.001 180.065 940.001 99100.192 360.002 8812.927 040.203 830.487 940.004 290.143 640.004 43110.049 520.000 910.180 400.003 430.026 410.000 200.007 520.000 16120.067 180.001 161.225 940.023 830.132 210.001 320.039 440.000 70130.076 110.001 061.460 540.021 640.139 170.001 210.045 860.000 79140.048 150.001 030.183 930.003 870.027 720.000 210.008 130.000 23150.098 100.001 293.637 660.050 800.268 600.002 170.078 530.001 10160.067 000.001 091.136 460.021 580.122 510.001 140.036 660.000 54170.051 380.001 010.188 770.003 540.026 640.000 200.008 220.000 18測(cè)點(diǎn)年齡/Ma 207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ208Pb/232Th±1σwB/10-6PbThUTh/U012 524.115.72 500.610.22 471.817.32 460.335.75753920.5802398.251.8420.27.9424.23.0427.34.5303813081.23031 200.031.5761.78.5746.64.6789.310.6421312850.46042 895.415.72 118.411.91 430.625.32 135.621.51 3901 0824 4330.2405294.545.4183.23.1174.51.0192.73.4412571 3200.19062 546.611.72 586.58.72 635.316.92 631.427.81681482500.5907588.918.5385.34.1352.53.5424.84.85561 9919 0350.22081 000.051.9238.45.9172.51.2303.817.0505281 5030.35091 447.248.31 196.215.31 062.06.41 290.637.71032674430.60102 762.723.92 674.314.92 561.718.62 712.978.23620560.3611172.342.6168.42.9168.01.2151.53.3674732 3240.2012842.637.0812.510.9800.47.5781.913.6631783980.45131 098.227.8914.28.9839.96.9906.315.22448321 3920.6014105.656.5171.43.3176.31.3163.64.6361501 1810.13151 588.024.11 557.811.11 533.711.01 528.020.61312633730.7016838.934.4770.810.3745.06.5727.810.5652874140.6917257.544.4175.63.0169.51.3165.53.6623362 1050.16

表2 回龍圩云煌巖鋯石Hf同位素?cái)?shù)據(jù)(樣品HLX1)

表3 回龍圩云煌巖礦物電子探針測(cè)試數(shù)據(jù)(樣品HLX1)

Table 3 Electron microprobe analyses data of the minerals of minette sample HLX1 in HuilongxuwB/%

注:*測(cè)點(diǎn)號(hào)組成=探針片號(hào)-測(cè)點(diǎn)順序號(hào)。

輝石為透輝石, 主要化學(xué)成分: SiO250.74%～53.46%、 MgO 12.23%～15.56%、 CaO 24.86%～28.51%、 Al2O31.70%～3.76%、 FeO 3.59%～7.35%, Mg#值為76～89。

圖3 回龍圩云煌巖云母斑晶化學(xué)成分圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[32])Fig.3 Mica composition plots of minette in Huilongxu

長(zhǎng)石為透長(zhǎng)石, 主要化學(xué)成分: SiO265.27%～68.10%、 Al2O317.60%～18.91%、 K2O 8.94%～11.57%、 Na2O 3.95%～5.02%。

3.3 全巖主、微量元素和Sr-Nd-O同位素

回龍圩云煌巖全巖SiO2含量(47.84%～48.91%)相對(duì)較低, Al2O3(11.42%～12.35%)、 CaO(10.91%～13.14%)和K2O(2.34%～3.65%)含量相對(duì)較高, Mg#值為64～71(表4), 為鉀玄質(zhì)堿性基性巖, 但因燒失量偏大而落在玄武粗安巖區(qū)域內(nèi)(圖4, 圖5); 因?yàn)樵撛苹蛶r具有相對(duì)高的Al2O3和CaO含量,其在超鉀質(zhì)巖石分類圖解上投在了GroupⅢ區(qū)域內(nèi)(圖6)。

圖4 煌斑巖TAS分類圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[19, 33])Fig.4 TAS diagram of lamprophyric rocks

云煌巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式顯示輕稀土元素(LREE)富集、 重稀土元素(HREE)虧損的特征, (La/Yb)N值為13～15, LREE/HREE值為10～11, 稀土元素總量為171～187(表4), 該特征類似洋島玄武巖(OIB)的稀土元素分配模式, 具有微弱的Eu負(fù)異常(δEu=0.85～0.87)(圖7a); 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分模式顯示富集Rb、 Ba、 K等大離子親石元素(LILE), 虧損Nb、 Ta、 Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)(圖7b)。

云煌巖校正后全巖(87Sr/86Sr)i值為0.705 930～0.706 170, (143Nd/144Nd)i值為0.512 334～0.512 379,εNd(t)值為-0.74 ～-1.61; 全巖 δ18OV-SMOW值為9.7‰(表5, 圖8)。

圖5 K2O-Na2O分類圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[19])Fig.5 K2O-Na2O diagram

圖6 超鉀質(zhì)巖石分組圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[20-21])Fig.6 Discrimination diagrams of potassic-ultrapotassic magmatic rocksⅠ—鉀鎂煌斑巖類; Ⅱ—鉀霞橄黃長(zhǎng)巖類; Ⅲ—其他發(fā)育在造山帶的巖石

圖7 煌斑巖類稀土元素配分模式 (a)和微量元素配分模式(b)(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和OIB數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[34])Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive mantle-normalized trace element patterns(b) of the lamprophyric rocks

云煌巖(回龍圩)HLX1JY1JY2云斜煌巖(祁東)QS1QS2煌斑巖(羅城壘洞)13GB020113GB020213GB0203煌斑巖(融水丹陽(yáng))DY2DY5DY6煌斑巖(三江牛浪坡)NLP2NLP4年齡/Ma172172172208208100100100216216216217217δ18OV-SMOW/‰9.7------------87Sr/86Sr0.707 8730.707 8700.707 8300.722 5200.719 3300.726 1000.725 6800.726 6000.724 3800.722 2000.742 1500.721 4400.740 390(87Sr/86Sr)i0.705 9850.705 9300.706 1700.712 4800.714 5900.718 8320.719 7300.719 2710.718 8300.719 1900.716 2800.718 8100.714 990143Nd/144Nd0.512 4780.512 5440.512 5010.511 8990.511 9200.512 1290.512 1180.512 1170.512 0300.512 0200.511 9900.512 0400.512 050(143Nd/144Nd)i0.512 3390.512 3790.512 3340.511 7540.511 8000.512 0490.512 0410.512 0410.511 9100.511 9000.511 8800.511 9200.511 930εNd(t)-1.52-0.74-1.61-12.34-11.43-8.97-9.15-9.14-8.76-9.00-9.41-8.48-8.29TDM(t)1.141.381.511.861.541.401.411.411.311.321.291.271.28數(shù)據(jù)來(lái)源本文[15][15][15][15][16][16][16][17][17][17][17][17]

圖8 煌斑巖類Sr-Nd同位素組成投圖(地中海西部鉀鎂煌斑巖數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[35]; 西藏超鉀質(zhì)巖石數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[36-37]; 俯沖沉積物據(jù)引自文獻(xiàn)[38]; 上地殼數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[39])Fig.8 Plot of (143Nd/144Nd)i vs (87Sr/86Sr)i (Sr-Nd features of the lamprophyric rocks)

通過(guò)總結(jié)對(duì)比前人研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 回龍圩云煌巖SiO2含量比祁東、 羅城、 三江和融水地區(qū)的煌斑巖類低; 除祁東和三江地區(qū)煌斑巖類以外, 其他地區(qū)煌斑巖類的全堿含量相對(duì)較高, 為堿性系列巖石(圖4); 在K2O-Na2O分類圖解中, 祁東、 羅城和融水的部分煌斑巖類為超鉀質(zhì)巖石, 其他地區(qū)的煌斑巖類為鉀玄質(zhì)巖石(圖5); 在超鉀質(zhì)巖石分組圖解中, 祁東、 羅城和融水的超鉀質(zhì)巖石主要分布在鉀鎂煌斑巖區(qū)域, 而其他地區(qū)的煌斑巖類主要投影在發(fā)育在造山帶的巖石范圍內(nèi)(圖6)。

回龍圩云煌巖稀土元素含量較低(∑REE=171～187)和微弱的Eu負(fù)異常(δEu=0.85～0.87); 而其他地區(qū)的煌斑巖類具有含量相對(duì)較高的稀土元素(∑REE=313～655)和明顯的Eu負(fù)異常(δEu=0.57～0.81); 且回龍圩云煌巖輕重稀土的分餾程度低于其他地區(qū)的煌斑巖類, 其中回龍圩云煌巖的(La/Yb)N值為13～15, LREE/HREE值為10～11, 而其他地區(qū)煌斑巖類的(La/Yb)N值為20～57, LREE/HREE值為13～30(圖7a, 表4)。在微量元素方面, 所有煌斑巖類均顯示富集Rb、 Ba、 K等大離子親石元素和虧損Nb、 Ta、 Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素的特征; 回龍圩云煌巖顯示虧損Zr、 Hf高場(chǎng)強(qiáng)元素, 而其他地區(qū)的煌斑巖類卻相對(duì)富集Zr、 Hf高場(chǎng)強(qiáng)元素(圖7b)。

4 討 論

4.1 鋯石U-Pb年代學(xué)與Hf同位素特征

本次測(cè)得回龍圩云煌巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為172 Ma, 與梁新權(quán)等[15]云母K-Ar法定年的結(jié)果一致; 獲得該加權(quán)平均年齡的鋯石有5顆, 其中5和9號(hào)點(diǎn)εHf(t)值分別為2.5和10.4, 而12、 15和17點(diǎn)的εHf(t)值分別為-2.7、 -3.1和-1(表2), 可見(jiàn)鋯石εHf(t)值的變化范圍較大。 此外, 其他鋯石的年齡變化范圍很大, 并且正負(fù)εHf(t)值都有(表2, 圖2b、 圖9), 表明鋯石來(lái)源比較復(fù)雜, 有可能為巖漿上升過(guò)程中捕獲的鋯石, 尤其是年齡為747、 800和1 062 Ma的鋯石,其εHf(t)值變化范圍為-13.3 ～-19.6, 為地殼來(lái)源的鋯石。 因此, 獲得該加權(quán)平均年齡的鋯石的εHf(t)值顯示云煌巖的源區(qū)經(jīng)歷過(guò)富集過(guò)程。

郭志超等[40]利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb方法對(duì)桂北羅城壘洞煌斑巖進(jìn)行了定年,分別獲得了830～810 Ma和179 Ma的年齡;其中,830～810 Ma的年齡與江南造山帶四堡群和丹洲群變質(zhì)基底的形成時(shí)代基本一致,暗示了這些鋯石可能是壘洞煌斑巖上升到地表期間從四堡群和丹洲群地層中捕獲的鋯石或?yàn)槔^承鋯石;而179 Ma(燕山早期)則很可能代表了壘洞煌斑巖的變質(zhì)年齡。

圖9 回龍圩云煌巖鋯石εHf(t)值與U-Pb年齡關(guān)系Fig.9 Zircon εHf(t) values vs U-Pb ages of the minette in Huilongxu

由此可見(jiàn),煌斑巖類中的鋯石雖然來(lái)源比較復(fù)雜,鋯石的年齡和εHf(t)值變化范圍較大,但是這些特征反過(guò)來(lái)能夠幫助我們間接地探究研究區(qū)地殼深部物質(zhì)的性質(zhì)。

4.2 地球化學(xué)特征、巖石成因

金云母是來(lái)自地幔的火成巖中常見(jiàn)的富水礦物, 其出現(xiàn)意味著回龍圩云煌巖的源區(qū)來(lái)自于富集地幔。 James對(duì)巖漿的源區(qū)混染和地殼混染過(guò)程中O-Sr同位素組成的變化作了評(píng)述(具體參見(jiàn)文獻(xiàn)[41]中的圖6), 并認(rèn)為相對(duì)較高的δ18OV-SMOW值和相對(duì)較低的初始87Sr/86Sr值為地殼混染的結(jié)果, 而相對(duì)較低的δ18OV-SMOW值為源區(qū)混染的結(jié)果; 回龍圩云煌巖校正后全巖初始87Sr/86Sr值偏低(0.705 985), 全巖氧同位素值(δ18OV-SMOW)偏高(9.7‰)(表4), 意味著云煌巖在形成過(guò)程中經(jīng)歷了地殼混染。 然而, 該云煌巖的Nb/Ta值和Zr/Hf值分別為18.4和35.4, 遠(yuǎn)大于大陸地殼的值(分別為11和33[42]), 表明云煌巖直接受大陸地殼物質(zhì)混染的可能性很小; 此外, 全巖稀土元素(圖7)和Sr-Nd同位素組成(圖8)顯示云煌巖具有OIB特征。因此,回龍圩云煌巖為受富集組分交代的巖石圈地幔部分熔融的產(chǎn)物。

通過(guò)搜集前人研究資料,對(duì)比了祁東、三江、融水和羅城地區(qū)出露的煌斑巖類(圖5、 圖6、 圖8), 特征如下: (1)祁東煌斑巖類為云斜煌巖,形成時(shí)代為208 Ma;其為鉀玄質(zhì)至超鉀質(zhì)巖石,在超鉀質(zhì)巖石分類圖解上投在了GroupⅢ區(qū)域內(nèi);Sr-Nd同位素組成類似于上地殼[15]。(2)羅城煌斑巖類也為云煌巖,形成時(shí)代為100 Ma,其為超鉀質(zhì)巖石,在超鉀質(zhì)巖石分類圖解上投在了Group Ⅰ區(qū)域內(nèi);Sr-Nd同位素組成類似于俯沖沉積物[16]。(3)三江煌斑巖形成時(shí)代為216 Ma,為鉀玄質(zhì)巖石;Sr-Nd同位素組成類似于上地殼[17]。(4)融水煌斑巖形成時(shí)代為217 Ma,其為鉀玄質(zhì)至超鉀質(zhì)巖石,在超鉀質(zhì)巖石分類圖解上投在了Group Ⅰ區(qū)域內(nèi);Sr-Nd同位素組成類似于上地殼[17]。上述地區(qū)217～208 Ma的煌斑巖類Nd模式年齡為1.9～1.3 Ga,172 Ma回龍圩云煌巖和100 Ma羅城云煌巖的Nd模式年齡為1.5～1.3 Ga,并且回龍圩云煌巖的富集程度比羅城云煌巖低(圖8)。由此可見(jiàn),在桂北、湘南地區(qū),上地殼或俯沖洋殼沉積物對(duì)上述煌斑巖類的源區(qū)有一定貢獻(xiàn),其來(lái)自富含上地殼或俯沖洋殼沉積物及流體的軟流圈地幔;217～208 Ma煌斑巖類上升侵位過(guò)程中的富集組分交代了淺部的巖石圈地幔,隨后被交代的巖石圈地幔發(fā)生部分熔融形成了OIB型回龍圩云煌巖。

4.3 構(gòu)造意義

綜上所述,華夏地塊西部沿祁東、江永、三江、融水和羅城一帶分布有一系列煌斑巖類,而道縣和寧遠(yuǎn)地區(qū)也有堿性玄武巖出露。從巖石的成因來(lái)看,它們是來(lái)自深部地幔的巖石;根據(jù)發(fā)生部分熔融的條件和野外巖墻或巖脈的產(chǎn)狀來(lái)看,區(qū)域上要有深大斷裂活動(dòng)(伸展背景)才能造成巖石圈地幔發(fā)生部分熔融。 在印支期, 華南地區(qū)發(fā)生了造山運(yùn)動(dòng), 早期(251～228 Ma)為同碰撞擠壓的構(gòu)造環(huán)境, 晚期(228～199 Ma)局部轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘埈h(huán)境。 燕山早期(200～145 Ma),華南地區(qū)以拉張的構(gòu)造環(huán)境為主[1];到了燕山晚期(145～80 Ma),拉張的構(gòu)造環(huán)境主要發(fā)育在華南沿海地區(qū)[43-44]。因此,華夏地塊西部沿祁東、江永、三江、融水和羅城一帶晚三疊世、中侏羅世和早白堊世煌斑巖類的出現(xiàn)表明,該區(qū)域有3次深大斷裂活動(dòng),意味著華夏地塊西部地區(qū)巖石圈從晚三疊世就開(kāi)始由擠壓造山轉(zhuǎn)換為伸展減薄的構(gòu)造背景;該背景激活了長(zhǎng)期存在的薄弱地帶,導(dǎo)致地幔來(lái)源的煌斑巖類和堿性玄武巖沿著深大斷裂上升到地表,表明華夏地塊西部有煌斑巖類和堿性玄武巖分布的祁東至羅城一線可能是華夏地塊西緣與揚(yáng)子地塊的分界線。

5 結(jié) 論

(1)回龍圩云煌巖的鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為172 Ma,其斑晶主要為金云母和少量黑云母,為鉀玄質(zhì)堿性基性巖。

(2)全巖微量元素、Sr-Nd-O同位素地球化學(xué)組成表明，回龍圩云煌巖為受富集組分交代的巖石圈地幔發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物,富集組分為來(lái)自軟流圈的富含上地殼或俯沖洋殼沉積物的流體。

(3)華夏地塊西部沿祁東至羅城一帶分布的煌斑巖類和堿性玄武巖表明區(qū)域上在晚三疊世、中侏羅世和早白堊世有深大斷裂活動(dòng),意味著巖石圈在上述3個(gè)階段出現(xiàn)過(guò)伸展構(gòu)造背景,也指示揚(yáng)子地塊與華夏地塊西段的分界線可能沿祁東、江永、三江、融水和羅城一線分布。

致謝：謝蘭芳老師和李榕、薛云峰、周志國(guó)同學(xué)在室內(nèi)電子探針測(cè)試工作中給予了幫助,在此表示感謝!