黃永高,羅 改,張 彤,熊昌利,賈小川,楊學俊

(四川省地質調(diào)查院 稀有稀土戰(zhàn)略資源評價與利用四川省重點實驗室,成都 610081)

滇西麗江地區(qū)處于羌塘-三江造山帶與揚子陸塊西緣的結合部位,是研究青藏高原東南緣構造演化的重要地區(qū)。該區(qū)發(fā)育一條著名的構造-巖漿-成礦帶,即金沙江-紅河富堿侵入巖帶,是晚碰撞造山作用在滇西地區(qū)的巖漿事件響應[1]。目前對滇西地區(qū)新生代富堿侵入巖的研究較為詳細,已經(jīng)建立起了巖漿演化的時空格架及成巖成礦模型[2-3]。然而,對富堿斑巖巖石性質尚有不同認識,部分學者認為其具有C型埃達克質巖的性質[4-6]；而畢獻武等[7]則認為馬廠箐斑巖體具有A型花崗巖的特征;胥磊落等[8]認為銅廠斑巖體不具埃達克質巖特征,屬于A型花崗巖類。此外,對該區(qū)富堿斑巖成因模式也有不同觀點,如交代富集地幔部分熔融[9]、殼?；旌蠈硬糠秩廴赱10]、加厚陸殼下部的(角閃)榴輝巖相巖石部分熔融[11]等。因此,很有必要對該區(qū)新生代侵入巖的時代、巖漿起源和構造背景進行更深入地探討。針對上述問題,本文對麗江地區(qū)小橋頭巖體進行了巖相學、鋯石年代學研究及鋯石微區(qū)微量元素分析,以限定該區(qū)新生代巖漿侵位時代,試圖揭示其巖漿起源和構造環(huán)境。

1 地質背景及巖體特征

滇西小橋頭地區(qū)位于三江造山帶中段,處于羌塘-三江造山系之中咱-香格里拉地塊南緣,夾持于貢覺-芒康斷裂帶和巴塘-麗江斷裂帶之間(圖1a)。 區(qū)內(nèi)出露地層主要包括元古界石榴二云石英片巖; 三疊系流紋巖、 泥質灰?guī)r、 生物碎屑灰?guī)r; 古近系礫巖、 砂巖等。 小橋頭巖體出露于麗江市玉龍縣石頭白族鄉(xiāng)西側小橋頭一帶(圖1b), 近南北向展布; 長約12 km, 最寬處約5 km, 出露面積約40 km2, 由石英二長斑巖和二長花崗斑巖兩個侵入體組成,均呈不規(guī)則狀,兩者呈脈動接觸關系。巖體呈巖株狀侵入到古近系砂礫巖中,接觸帶附近常見巖體呈枝狀侵入圍巖之中,巖體內(nèi)部多有不規(guī)則狀的砂巖俘虜體(圖1c)。

圖1 藏東-滇西地區(qū)新生代斑巖分布圖(a, 據(jù)文獻[1])和滇西小橋頭地區(qū)地質略圖(b, 據(jù)文獻[6])Fig.1 Distribution diagram of Cenozoic porphyry in eastern Xizang and western Yunnan(a) and geological map of the studied area(b)1—逆沖帶;2—走滑斷裂;3—剪切帶;4—富堿巖體;5—第三紀盆地;6—侏羅白堊紀盆地;7—研究區(qū)位置;8—地質界線;9—角度不整合界線;10—巖體脈動接觸界線;11—斷層;12—花崗斑巖;13—石英二長斑巖;14—二長花崗斑巖;15—正長巖;16—正長斑巖;17—粗面斑巖;18—石英閃長玢巖;19—采樣位置及樣號;20—A-B剖面位置;21—礫巖;22—粉砂巖;23—二長花崗斑巖;24—石英二長斑巖;Q—第四系;E—古近系;T—三疊系;Pt—元古界

石英二長斑巖具斑狀結構、塊狀構造。手標本上石英和長石斑晶發(fā)育(圖2a),總含量30%～65%。鏡下觀察斑晶以斜長石和鉀長石為主,另有少量石英和角閃石(圖2b)。斜長石具熔蝕圓化邊,呈自形-半自形板狀,環(huán)帶構造和聚片雙晶發(fā)育,含量20%～30%;鉀長石呈自形-半自形板狀,卡氏雙晶及環(huán)帶構造發(fā)育,含量5%～25%;石英呈他形不規(guī)則粒狀,具熔蝕圓化和齒狀邊,表面見裂紋,含量2%～7%;角閃石呈長柱狀,綠泥石化、綠簾石化顯著,含量1%～4%。基質主要包括斜長石、鉀長石、石英和少量普通角閃石。副礦物有磷灰石、鋯石、榍石、電氣石、磁鐵礦等。

二長花崗斑巖具斑狀結構、塊狀構造。手標本上長石、石英及角閃石斑晶發(fā)育(圖2c),總含量40%～70%。鏡下觀察斑晶以斜長石、鉀長石、石英和角閃石為主,其中斜長石表面多因粘土化而渾濁,呈自形-半自形板狀,環(huán)帶構造和聚片雙晶發(fā)育,含量15%～30%;鉀長石具熔蝕圓化邊,呈自形-半自形寬板狀,環(huán)帶構造發(fā)育,含量10%～25%;石英呈他形粒狀,具熔蝕圓化和齒狀邊,含量2%～10%;角閃石呈長柱狀,綠泥石化明顯,含量1%～3%?；|主要為鉀長石、斜長石、石英和普通角閃石。另有磷灰石、鋯石、榍石、 磁鐵礦、鈦鐵礦等副礦物。

圖2 小橋頭石英二長斑巖(a, b)和二長花崗斑巖(c, d)手標本及鏡下特征(+)Fig.2 Specimen and microphotograph features of masanophyre and monzonitic granite porphyryKfs—鉀長石;Hbl—角閃石;Pl—斜長石;Q—石英

2 鋯石U-Pb年代學及微量元素地球化學特征

2.1 樣品和分析方法

本次工作在小橋頭巖體南部分別采集了石英二長斑巖樣品(編號XQT1)和二長花崗斑巖樣品(編號XQT2)進行單顆粒鋯石分選。鋯石單礦物分選在河北省區(qū)域地質礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成，采用傳統(tǒng)的重力和磁選法進行單礦物分選與富集,再在雙目鏡下手工挑純；使用光學樹脂固定制靶后,在場發(fā)射掃描電鏡下進行陰極發(fā)光照相。LA-ICP-MS鋯石微區(qū)原位測量在西北大學大陸動力學國家重點實驗室進行,激光剝蝕系統(tǒng)為193 nm(ArF)激光器,ICP-MS為Agilent 7500a電感耦合等離子質譜儀。采用鋯石標準91500作外標進行同位素分餾校正,每隔4～5個分析點測2次標準。鋯石微量元素含量利用多個USGS參考玻璃作為外標、Si作為內(nèi)標進行定量計算,在20次鋯石分析點前后各測一次NIST SRM610和所有USGS參考玻璃。詳細的分析流程參見文獻[12]。采用Glitter軟件處理數(shù)據(jù),Isoplot 3.0計算并繪制表面年齡與諧和曲線圖。

2.2 鋯石U-Pb定年結果

小橋頭斑巖中鋯石大多數(shù)為典型巖漿鋯石(圖3), 兩件樣品的鋯石具有相似的特征, 多呈短柱-長柱狀, 自形程度較高,晶形完好, 柱面及錐面均較發(fā)育。 樣品XQT1中鋯石長寬比為1.5～3, 粒長130～250 μm; 樣品XQT2中鋯石長寬比為1～3.5, 粒長110～220 μm。 陰極發(fā)光圖像中, 巖漿鋯石顯示出相對較低的灰度, 巖漿振蕩環(huán)帶發(fā)育(圖3 A3、 A7、 B4、 B12); 部分鋯石具有繼承鋯石的特征, 多發(fā)育溶蝕結構, 即在核部原巖鋯石的周圍出現(xiàn)渾圓狀溶蝕的殘留(圖3 A2、 A8、 A9、 A11、A16、 A19、 B1、 B10、 B19、 B20), 陰極發(fā)光圖像整體呈亮白色, 部分呈弱分帶結構; 另見少量繼承鋯石的殘留核(圖3 A13、 B2), 多呈渾圓狀暗灰色。

在樣品XQT1中, 巖漿鋯石11個測點的分析結果(表1, 圖4)顯示: Th/U值在0.08～0.17, 平均0.13, 鋯石206Pb/238U年齡介于34.6～36.4 Ma, 年齡加權平均值為35.47±0.48 Ma(MSWD=0.49); 繼承鋯石9個測點中除A13點存在信號差或年齡混合現(xiàn)象外, 其余8個測點Th/U值在0.06～1.14, 鋯石206Pb/238U年齡介于34.8～875.5 Ma。

圖3 斑巖樣品XQT1(A1～A20)和XQT2(B1～B20)鋯石陰極發(fā)光圖像和LA-ICP-MS分析點Fig.3 Cathode luminescence(CL) images and LA-ICP-MS analytic spots of zircons from XQT1 and XQT2 in Xiaoqiaotou porphyry

分析點wB/10-6ThUTh/U同位素比值207Pb/206Pb±1σ207Pb/235U±1σ206Pb/238U±1σ同位素年齡/Ma206Pb/238U±1σXQT11?69.5493.00.140.059 60.006 40.044 70.004 80.005 40.000 135.00.92?98.2658.40.150.050 30.002 80.084 20.004 70.012 20.000 377.81.73129.61 205.90.110.044 90.003 60.034 30.002 80.005 60.000 135.70.84?92.5759.50.120.070 20.006 30.052 40.004 60.005 40.000 134.80.95157.71 044.40.150.036 10.003 20.027 20.002 40.005 50.000 135.20.86125.7920.50.140.052 80.003 60.039 20.002 70.005 40.000 134.60.87154.41 008.80.160.052 90.003 40.040 10.002 60.005 50.000 135.30.88?89.9666.70.140.067 70.002 90.452 90.019 70.048 50.001 1305.56.79?135.0761.20.180.064 10.002 30.432 90.016 40.049 00.001 1308.26.510145.81 163.50.130.044 50.002 70.034 20.002 10.005 60.000 135.90.811?113.1561.20.210.067 20.001 21.238 80.027 50.133 70.002 7808.815.412123.3922.00.140.047 70.003 40.036 40.002 60.005 50.000 135.60.813?101.8815.50.130.051 20.004 60.039 30.003 50.005 60.000 135.80.914187.71 438.70.130.052 50.002 70.040 50.002 10.005 60.000 135.90.815130.91 0110.130.046 50.003 10.035 60.002 40.005 60.000 135.70.816?33.8556.40.060.068 40.001 71.373 20.037 60.145 50.000 3875.517.11758.8356.20.170.040 30.007 50.030 40.005 60.005 50.000 235.211898.81 161.30.090.056 80.003 10.044 40.002 40.005 70.000 136.40.819?925.0830.01.140.056 80.001 40.382 70.010 70.048 80.000 1307.46.22049.8648.30.080.045 50.004 40.033 80.003 30.005 40.000 134.70.8XQT21?122.4715.50.180.064 10.001 11.184 40.024 40.133 80.002 6809.614.92?88.2988.70.090.051 50.001 30.241 30.006 40.034 00.000 7215.24.23?64.7513.00.130.049 40.001 60.229 30.007 60.033 70.000 7213.44.3494.3729.10.130.040 80.003 70.030 60.002 70.005 40.000 135.00.85145.51 022.70.150.049 00.003 20.036 00.002 30.005 30.000 134.20.8

續(xù)表1

注： *代表繼承鋯石,下表同。

圖4 斑巖樣品鋯石U-Pb諧和圖和206Pb/238U年齡圖Fig.4 U-Pb Concordia diagrams and 206Pb/238U age plots of zircons in porphyry

在樣品XQT2中, 巖漿鋯石10個測點的分析結果(表1, 圖4)顯示: Th/U值在0.09～0.28, 平均0.15, 鋯石206Pb/238U年齡介于34.2～35.0 Ma, 年齡加權平均值為34.70±0.54 Ma(MSWD=0.1); 繼承鋯石10個測點Th/U值0.08～0.52, 鋯石206Pb/238U年齡介于34.6～811.5 Ma。

2.3 鋯石微量元素特征

兩件樣品的鋯石微區(qū)微量元素分析結果見表2和表3,稀土配分曲線圖見圖5。本文著重描述巖漿鋯石的微量元素特征。

在球粒隕石標準化的稀土元素配分曲線上,巖漿鋯石均呈現(xiàn)重稀土元素相對中稀土和輕稀土元素強烈富集的特征,且具有不同程的Ce正異常和Eu負異常(圖5),與典型的未變質巖漿鋯石[14-16]類似,2件樣品內(nèi)部(Sm/La)N值變化超過一個數(shù)量級, 即XQT1 4.4～395.0、 XQT2 21.0～260.4,反映中稀土和輕稀土元素含量變化較大。稀土總量∑REE變化范圍分別為:XQT1(199～915)×10-6, 平均538×10-6; XQT2(226～656)×10-6, 平均486×10-6。2件樣品所測定的巖漿鋯石均具有不同程度的Ce正異常, δCe值分別為:XQT1 1.2～179.4, 平均81.5; XQT2 30.6～140.7, 平均81.3; Eu負異常較弱或不明顯, δEu值分別為: XQT1 0.45～0.88, 平均0.59; XQT2 0.38～0.76, 平均0.55。

XQT1和XQT2巖漿鋯石的Hf值分別為0.98%～1.37%(平均1.27%)和1.21%～1.39%(平均1.33%); U值(表1)分別為(356.2～1 438.7)×10-6(平均989×10-6)、 (578.8～1 766.0)×10-6(平均988×10-6); Th值分別為(49.8～187.7)×10-6(平均123.9×10-6)、 (85.4～252.1)×10-6(平均137×10-6); Pb*含量(表2)分別為(1.97～8.49)×10-6(平均5.81×10-6)、(3.15～9.83)×10-6(平均5.86×10-6)。值得注意的是,同一件樣品中鋯石之間的Th和U含量變化很大,最高值有的是最低值的4倍(表1, 圖6)。

此外, 本次還測定了巖漿鋯石Nb、 Ta和Ti 3個高場強元素, 其中Ti含量最高, 除了2粒鋯石Ti含量(XQT1-18=14 126×10-6、 XQT1-20=547×10-6) 明顯高于巖漿鋯石中含量正常范圍 (≤75×10-6)[14], 其他巖漿鋯石Ti含量分別為:XQT1(1.26～10.28)×10-6, 平均3.32×10-6; XQT2(1.24～6.2)×10-6, 平均2.16×10-6, 均小于75×10-6。出現(xiàn)這種高Ti的鋯石數(shù)據(jù),可能是測定的鋯石中含有金紅石等包裹體[17]。2件樣品的Nb含量均在巖漿鋯石范圍內(nèi)(Nb≤62×10-6)[14],分別為XQT1 (1.26～51.1)×10-6, 平均7.14×10-6、 XQT2 (1.59～3.24)×10-6, 平均2.29×10-6。 除1粒鋯石Ta含量(XQT1-18=5.86×10-6)大于巖漿鋯石范圍(Ta≤3×10-6)[14],其余均在巖漿鋯石范圍內(nèi), 分別為XQT1 (0.19～0.56)×10-6, 平均0.43×10-6; XQT2 (0.3～1.52)×10-6, 平均0.54×10-6。

表2 小橋頭石英二長斑巖樣品(XQT1)中鋯石主要元素、稀土元素和微量元素組成及鋯石TZr溫度

Table 2 Main and trace element composition and TZr temperature of zircon in Xiaoqiaotou porphyry(XQT1)wB/10-6

注: Pb*=0.241×206Pb+0.221×207Pb+0.524×208Pb;分析點與表1相同,*代表繼承鋯石; 空白表示沒有有效數(shù)據(jù);下表同。

表3 小橋頭二長花崗斑巖樣品(XQT2)中鋯石主要元素、稀土元素和微量元素組成及鋯石TZr溫度

Table 3 Main and trace element composition and TZr temperature of zircon in Xiaoqiaotou porphyry(XQT2)wB/10-6

圖5 斑巖樣品鋯石稀土元素配分模式(標準化數(shù)據(jù)據(jù)文獻[13])Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns of zircon in Xiaoqiaotou porphyry

2件樣品中繼承鋯石的稀土配分曲線也表現(xiàn)出較好的一致性,與巖漿鋯石相比, 其稀土總量高(XQT1, ∑REE=(383～2 167)×10-6, 平均1 019×10-6; XQT2,∑REE=(176～2 330)×10-6, 平均1 013×10-6。 強正Ce異常(但弱于巖漿鋯石)(XQT1, δCe=1.1～101.2, 平均56.0; XQT2, δCe=2.9～128.2, 平均35.7), 明顯負Eu異常(XQT1, δEu=0.02～0.64, 平均0.34; XQT2, δEu=0.01～0.56, 平均0.17)。斑巖中不同年齡階段的繼承鋯石稀土配分曲線在保持大致相似的模式下,Eu、Ce異常、稀土總量及HREE富集程度有著顯著差別,這反映了繼承鋯石原巖性質存在差異或遭受后期地質事件的擾動。

圖6 小橋頭斑巖樣品鋯石的Th-U值圖解Fig.6 Th-U diagram of zircon in Xiaoqiaotou porphyry

3 討 論

3.1 巖體的形成時代

張玉泉等[18]采用黑云母K-Ar法測定了小橋頭巖體年齡,為33 Ma。本次工作采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得了小橋頭石英二長斑巖和二長花崗斑巖年齡,分別為35.47±0.48 Ma(MSWD=0.49,n=11)和34.70±0.54 Ma(MSWD=0.1,n=10),因此,小橋頭斑巖巖漿的侵位時代為喜馬拉雅早期的晚始新世。該年齡與緊鄰小橋頭石英二長斑巖西側的石支花崗斑巖體、桃花花崗斑巖體及南側的老君山正長巖體鋯石U-Pb定年獲得的年齡非常一致[6, 19-21],并且與整個藏東-金沙江-紅河富堿斑巖帶的時代一致[22],表明小橋頭斑巖是該帶巖漿活動的主要時期產(chǎn)物。

3.2 巖漿起源

鋯石的微量元素特征能夠反映主巖的成分演化、 共生分離結晶相、 混合以及熔融源區(qū)性質等諸多信息[23]。 本文通過研究巖漿鋯石微量元素特征發(fā)現(xiàn), 上述兩件樣品所代表的巖漿性質十分相似。

鋯石Ti溫度計是約束鋯石結晶溫度非常有效的地球化學追蹤器[24]。Ti原子進入鋯石晶體的過程受溫度和TiO2活度(αTiO2) 的控制。Ferry等[24]結合高溫-高壓實驗和天然鋯石的分析,總結出溫度與鋯石吸收Ti含量的公式

(1)

其中:T—鋯石Ti溫度計； Ti—鋯石中Ti元素含量(10-6),αSiO2和αTiO2分別表示巖漿中SiO2和TiO2的活度。石英是花崗巖中普遍存在的礦物,同時,本樣品中大部分鋯石具有高Nb和Ta的特征,暗示鋯石中含有金紅石包體。因此本文中兩件樣品的巖漿中SiO2和TiO2的活度都可視為1。

根據(jù)式(1)得出兩件樣品XQT1、XQT2 所代表的巖漿鋯石結晶溫度分別為582～748 ℃、581～703 ℃,多在600～700 ℃(表2, 圖7)。前人研究認為地幔柱作用形成的花崗巖巖漿或A型花崗巖巖漿溫度一般比較高(>800 ℃);而俯沖帶中富含流體,可能導致在這些環(huán)境中形成的花崗巖巖漿溫度較低(<800 ℃)[25]，說明小橋頭晚始新世石英二長斑巖和二長花崗斑巖主要在俯沖-碰撞作用中形成。

圖7 小橋頭斑巖樣品鋯石結晶溫度與Hf含量關系Fig.7 Crystallization temperatures of zircon against their Hf contents in Xiaoqiaotou porphyry

PrN-LaN圖解常用來區(qū)分未變質巖漿鋯石和輕稀土元素富集的巖漿鋯石。其依據(jù)是熱液成因鋯石和輕稀土元素富集巖漿鋯石具有PrN>10和LaN>1的特征,而未變質巖漿鋯石PrN<10和LaN<1[14]。在PrN-LaN圖上,兩件樣品幾乎所有巖漿鋯石都落在未變質巖漿鋯石區(qū)域(圖8a)。在δCe-SmN/LaN圖解上, 巖漿鋯石主要落在巖漿鋯石區(qū)域內(nèi)(圖8b)。 前已述及, 兩件樣品巖漿鋯石結晶溫度均大于或接近600 ℃, 大于熱液鋯石結晶溫度的上限(<600 ℃),因此認為本文中兩件樣品均在封閉的巖漿體系中形成。

圖8 PrN-LaN圖解(a)及δCe-(Sm/La)N圖解(b)(底圖據(jù)文獻[26])Fig.8 PrN-LaN and δCe-(Sm/La)N diagrams

鋯石的Ce異常和Eu異常的變化可以反映鋯石結晶的物理化學條件[28-29]。不同于其他稀土元素,Ce和Eu元素的離子有兩種價態(tài),即(Ce3+和Ce4+)與(Eu2+和Eu3+)。在巖漿中Ce3+一旦氧化成Ce4+, 其地球化學行為與Zr、 Hf極為相似, 相較其他輕稀土元素也更容易進入鋯石晶體。 相反,一旦Eu3+還原成Eu2+, 與相鄰元素相比, Eu更難進入鋯石晶體。 因此, 在巖漿鋯石的球粒隕石標準化稀土配分曲線上, Ce相比于La和Pr富集, 指示氧化條件; Eu相較于Sm和Gd虧損,反映還原條件[29]。 然而,氧化環(huán)境和還原環(huán)境在鋯石中同時出現(xiàn)是相互對立的[17]。 所以,氧逸度可能并非控制Ce和Eu異常的唯一因素。Hoskin等[15]認為,鋯石結晶前和結晶過程中巖漿的斜長石分離結晶可能是導致Eu負異常的另一個因素,這一觀點被后來的研究支持[14]。因此鋯石中Eu負異常是Eu虧損的巖漿和氧逸度的綜合效應。圖9上兩件樣品表現(xiàn)出弱Eu負異常,且變化范圍較小(XQT1,δEu=0.45～0.88, 平均0.59; XQT2, δEu=0.38～0.76, 平均0.55), 強Ce正異常, 且變化較大(XQT1, δCe=1.2～179.4, 平均81.5; XQT2, δCe=30.6～140.7,平均81.3),指示氧逸度變化范圍大,但是沒有斜長石的分離結晶作用。Li等[28]指出,來源深度<35 km的巖漿具有明顯的Eu負異常,而深度>35 km的巖漿有弱的Eu負異?；驔]有Eu負異常。因此,小橋頭晚始新世石英二長斑巖和二長花崗斑巖源區(qū)深度>35 km。

圖9 結晶鋯石巖漿氧逸度圖解(底圖據(jù)文獻[26])Fig.9 Plots revealing the oxidation state of the magma from crystallized zircons

Wang等[30]認為,I型花崗巖的巖漿鋯石具有相對低Pb值,高(Nb/Pb)N值;而S型花崗巖以高Pb值, 低(Nb/Pb)N值和顯著的Eu負異常為特征(δEu≤0. 3)。 同時, A型花崗巖以顯著的Eu負異常與I型花崗巖區(qū)分, 以高(Nb/Pb)N值與S型花崗巖區(qū)分。 在(Nb/Pb)N-δEu圖解上, 本文兩件樣品投在I型花崗巖區(qū),暗示其源區(qū)為火成巖(圖10)。

此外,在U/Yb-Y和U/Yb-Hf圖解中,本文兩件樣品的巖漿鋯石均投在陸殼源區(qū)區(qū)域(圖11),說明這些花崗巖巖漿均來自陸殼。

圖10 (Nb/Pb)N-δEu圖解(底圖據(jù)文獻[30])Fig.10 (Nb/Pb)N -δEu diagram

圖11 U/Yb-Hf圖解和U/Yb-Y圖解(底圖據(jù)文獻[31])Fig.11 Plots revealing the oxidation state of the magma from crystallized zircons

結合巖漿鋯石結晶溫度、微量元素特征、鋯石的來源及寄主巖漿成因類型等證據(jù),認為小橋頭晚始新世斑巖巖漿在下地殼深部形成。

3.3 地質意義

已有研究顯示,約在65 Ma印度-亞洲大陸碰撞后,青藏高原北東緣形成長達數(shù)千千米的藏東-金沙江-紅河走滑拉分斷裂帶,同時沿該斷裂帶及其兩側形成了成帶、成群產(chǎn)出的鉀質堿性巖漿巖,也就是著名的藏東-金沙江-紅河富堿斑巖帶,其同位素地質時代被普遍界定在41～33 Ma[22]。目前,滇西新生代富堿斑巖鋯石SHRMP U-Pb或LA-ICP-MS U-Pb年齡集中分布在37～33 Ma[3, 6, 11, 19-22],平均值為35 Ma。本次獲得的小橋頭巖體侵位年齡與滇西新生代富堿斑巖峰值年齡以及藏東晚碰撞轉換期高度一致,為始新世晚期,處于青藏高原碰撞造山晚碰撞階段(40～26 Ma)[1]。研究證實,印度-亞洲大陸最終俯沖、碰撞和消減,部分殼源物質被帶入到下插的地幔楔內(nèi), 與地幔物質混合形成殼幔過渡層, 大規(guī)模走滑斷裂系統(tǒng)誘發(fā)減壓熔融導致殼幔過渡層發(fā)生部分熔融,并沿著有利的構造部位淺成侵位或噴發(fā)[32]。小橋頭斑巖成因類型為I型,源區(qū)為火成巖;鋯石的Eu異常較小或無,指示弱或無斜長石分離結晶作用;巖漿溫度小于800℃,為俯沖-碰撞作用的產(chǎn)物,然而小橋頭斑巖受熱液影響弱,暗示俯沖作用已經(jīng)結束。此外,小橋頭斑巖巖漿鋯石均具有Nb和Ta富集,指示存在幔源高Nb-Ta巖漿的混入。綜合以上討論,可以總結出以下地質過程:65～41 Ma印度-亞洲大陸處在主碰撞階段,巖石圈擠壓收縮,地殼開始出現(xiàn)大規(guī)模逆沖推覆,后期造成陸殼的縮短加厚;40～26 Ma處于晚碰撞階段,印度板塊向北持續(xù)俯沖,青藏高原發(fā)生了以大規(guī)模走滑剪切為標志的構造轉換和以鉀質及煌斑巖為特征的巖漿活動[1],小橋頭斑巖正是經(jīng)歷減壓熔融和幔源巖漿底侵促使地殼深部發(fā)生部分熔融而形成。

4 結 論

(1)LA-ICP-MS 鋯石U-Pb測年表明,小橋頭石英二長斑巖的結晶年齡為35.47±0.48 Ma(MSWD=0.49,n=11); 二長花崗斑巖的結晶年齡為34.70±0.54 Ma(MSWD=0.1,n=10),屬晚始新世巖漿活動產(chǎn)物。

(2)小橋頭斑巖的鋯石微量元素特征顯示:巖漿鋯石結晶溫度(TZr)<800 ℃,受熱液影響較弱,為碰撞作用的產(chǎn)物;巖漿演化程度高,弱或無斜長石分離結晶作用,巖漿源區(qū)深度>35 km,且來自陸殼,成因類型為I型。

(3)綜合鋯石年代學數(shù)據(jù)、微量元素特征及前人研究成果,認為小橋頭斑巖的形成除了下地殼巖石的部分熔融外,還有幔源物質的混入。

致謝:西北大學大陸動力學國家重點實驗室的老師在樣品分析測試中提供了大量幫助,四川省地質調(diào)查院吳鈺及湯晶老師在巖礦鑒定方面給予了幫助和指導,審稿人對稿件進行了認真地審閱并提出寶貴意見,在此一并致以衷心的感謝!