王方芊，于津海*，NGUYEN DinhLuyen,2，蔣 威

1.內(nèi)生礦床成礦機(jī)制研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京210023；2.Hanoi University of Mining and Geology,Hanoi100803,Vietnam

1 引言

東南亞由多個(gè)大陸塊體拼合而成，包括華南板塊、印支板塊、Sibumasu板塊和West Burma板塊。這些板塊從東岡瓦納超大陸分離，向北漂移至此（Metcalfe et al.,1996）。印支板塊是東南亞的重要組成部分，其北部以哀牢山-紅河斷裂為界毗鄰華南板塊，西部以瀾滄江斷裂帶為界與Sibumasu板塊相鄰，東部緊鄰南海板塊（圖1a）。

本次工作研究區(qū)域Kontum地塊位于越南中部，是印支板塊的重要組成部分（圖1b），以廣泛出露前寒武紀(jì)變質(zhì)基底為特征。早先研究認(rèn)為該地區(qū)存在太古代基底（Hutchison,1989;Tien,1991;Bao et al.,1994），但是一直沒有可靠的年代學(xué)資料的證實(shí)。Lan等（2003）根據(jù)該地區(qū)20個(gè)樣品的Nd同位素的分析結(jié)果認(rèn)為Kontum地塊并不存在太古代基底。

Kontum地塊包含了多種高級變質(zhì)巖，且多以副變質(zhì)巖為主。這些變質(zhì)沉積巖的物源區(qū)組成、形成時(shí)代和沉積環(huán)境卻鮮有研究。沉積巖的沉積物源分析是研究盆地沉積格局、源區(qū)性質(zhì)及盆山演化的重要手段,并可以為探索大地構(gòu)造演化提供重要信息（Roser and Korsch,1986,1988;Taylor and Mclennan,1985;Wang et al.,2013,2019）。因此，本文對該地區(qū)基底展開了年代學(xué)和巖石地球化學(xué)分析，以期了解Kontum地塊基底組成、形成時(shí)代以及沉積盆地性質(zhì)和演化。本次研究對越南中部Kontum地塊變質(zhì)基底進(jìn)行了兩次野外地質(zhì)考察，采集了大量樣品。在巖相學(xué)觀察基礎(chǔ)上，對其中16件變質(zhì)巖樣品進(jìn)行了主量元素分析，15件樣品進(jìn)行了微量元素分析。并對一些樣品進(jìn)行了鋯石U-Pb定年和Hf同位素分析。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，討論了Kontum地塊的前寒武紀(jì)地殼的形成和演化。

2 地質(zhì)背景及樣品描述

越南被劃分為五個(gè)構(gòu)造單元，由北向南是東北越南（Northeast Vietnam），西北越南（Northwest Vietnam），長山帶（Truong Son Belt），崑嵩地塊（Kontum地塊）和南部地塊（Nambo Block）（圖1b）。Kontum地塊出露不同變質(zhì)程度的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖，按照區(qū)域分布和變質(zhì)程度前人把該地塊分成三個(gè)部分：Kannack雜巖、Ngoc Linh雜巖和Kham Duc雜巖（圖1c）。Kannack雜巖位于Kontum地塊的東南部，變質(zhì)程度變化于麻粒巖相到角閃巖相，主要出露二輝石麻粒巖和矽線石片麻巖等（Lan et al.,2003）。 本 文 中 的 樣 品 16KT5-1、16KT6-1、17KT41-2、17KT41-3和17KT45-W采自該地區(qū)。16KT5-1的黑云角閃麻粒巖，含斜長石～50%，紫蘇輝石～30%，角閃石～8%，黑云母～6%和透輝石～5%。斜長石具有兩期，早期形成的斜長石呈渾圓狀，常常被紫蘇輝石包裹，晚期形成的斜長石呈粒狀變晶狀，分布于基質(zhì)中。16KT6-1黑云石榴麻粒巖含斜長石～50%，紫蘇輝石～30%，石英～10%，磁鐵礦4%，黑云母4%和石榴子石2%。黑云母礦物顆粒較小，局部富集。樣品17KT41-2和17KT41-3礦物組成相似性，長石含量高，約為70%～80%（斜長石含量約占長石總量的2/3），含少量黑云母、石榴子石和矽線石等變質(zhì)礦物。其中，石榴子石多呈殘留狀，發(fā)生強(qiáng)烈綠泥石蝕變。樣品17KT45-W為石榴二云母石英片巖，石英含量約為60%，斜長石～10%，云母15%左右，還有少量石榴子石等礦物。

圖1 (a)印支板塊及其周圍板塊的區(qū)域構(gòu)造框架圖;(b)越南地塊構(gòu)造單元劃分圖;(c)越南中部Kontum地塊簡化的地質(zhì)圖以及采樣位置（根據(jù)1:200000 Ba Na、Hoi An、Dak To、Quang Ngai、Kontum、Mang Den區(qū)域地質(zhì)圖以及Lepvrier et al.,2008修改）Fig.1 (a)Tectonic regime of the Indochina Block and its surrounding blocks;(b)Tectonic units of Vietnam Block;(c)Simplified geological map of the Kontum massif,central Vietnam and sampling locations(modified from 1:200000 geological map of Ba Na,Hoi An,Dak To,Quang Ngai,Kontum and Mang Den;and from Lepvrier et al.,2008)

Ngoc Linh雜巖于Kontum地塊的中部，變質(zhì)程度多為角閃巖相，主要由泥質(zhì)和長英質(zhì)片麻巖組成 （Nakano et al.,2007a,2007b,2013）， 樣 品16KT12-1、16KT16-1、17KT23-1和17KT23-2采自該雜巖地區(qū)。樣品16KT12-1為二云母片巖，糜棱巖化強(qiáng)烈。石英含量約為50%，斜長石約為20%并發(fā)生蝕變，云母～15%，含少量矽線石以及磷灰石和綠簾石等。16KT16-1云母片巖含綠泥石高達(dá)55%，另含鉀長石～30%和石英（～15%）。石英具鋸齒狀礦物邊界，而鉀長石蝕變較明顯。17KT23-1為變粒巖，石英含量高達(dá)60%，還含少量角閃石、簾石和綠泥石等礦物組成。17KT23-2是黑云角閃片麻巖，石英（40%～50%）呈壓扁拉長狀，定向排列，角閃石含量為25%，斜長石含量為＞20%和黑云母～7%。

Kham Duc雜巖位于Kontum地塊北部，該雜巖中變質(zhì)巖的變質(zhì)程度以綠片巖—低角閃巖相為主。樣品16KT18-1和17KT20-2采自該地區(qū)。樣品16KT18-1為石榴二長片麻巖，含少量石榴子石和電氣石特征礦物。樣品17KT20-2是黑云二長片麻巖，石英含量約為40%，呈亞顆粒狀；長石約為35%（斜長石含量約為25%，鉀長石含量約為10%），黑云母（～15%）強(qiáng)定向狀，并發(fā)育膝折構(gòu)造。

在Kontum地塊西側(cè)，以南北走向的Po Ko斷裂帶為界劃分出了Dien Binh雜巖。該區(qū)域主要出露千枚巖、片巖和片麻巖，樣品17KT29-4、17KT29-5、 17KT33-1、 17KT33-2、 17KT33-3 和17KT34采自該地區(qū)。樣品17KT29-4和17KT29-5相似，均為花崗質(zhì)片麻巖，含有少量矽線石。樣品17KT33-2為粉砂質(zhì)千枚巖，石英含量約為50%，與細(xì)小鱗片狀白云母（～45%）一起定向性排列，構(gòu)成片理。17KT33-3石英片巖的石英含量高達(dá)85%，粒徑較小，定向排列；鏡下可見少量電氣石。樣品17KT34為長英質(zhì)片麻巖，發(fā)生明顯的絹云母化蝕變，絹云母含量約為25%；斜長石含量約為25%，鉀長石（15%），石英（～20%）呈它形粒狀，黑云母（～15%）部分發(fā)生了綠泥石蝕變。

3 分析方法

全巖主量元素的分析是在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測定方法為X熒光光譜，檢測儀器為瑞士ARL公司Thermo ARL-9900射線熒光光譜儀。測試的玻璃融片由0.6 g樣品和6.6 g硼酸鋰混合物經(jīng)過高溫熔融制成。大多數(shù)元素的分析精度優(yōu)于5%。全巖微量元素測定是在南京聚譜檢測科技有限公司完成。稱取40 mg全巖粉末置于聚四氟乙烯溶樣彈中，加入0.5 mL濃硝酸與1.0 mL氫氟酸，溶樣彈經(jīng)鋼套密封后放入烘箱：鎂鐵質(zhì)樣品（如玄武巖）在195℃烘箱內(nèi)加熱48 h長英質(zhì)樣品（如花崗巖）加熱72 h，以確保樣品被徹底消解。消解液被稀釋后（相對于固體樣品，稀釋因子2000倍），以霧化形式送入Agilent 7700x ICP-MS測定微量元素含量。在分析過程中，美國地質(zhì)調(diào)查局USGS地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)巖石粉末（玄武巖BIR-1、BHVO-2、BCR-2、安山巖AGV-2、流紋巖RGM-2、花崗閃長巖GSP-2）被當(dāng)做質(zhì)控盲樣。這些地質(zhì)標(biāo)物的實(shí)測值與德國馬普學(xué)會地質(zhì)與環(huán)境標(biāo)物數(shù)據(jù)庫GeoReM(Jochum and Nohl,2008;http://georem.mpch-mainz.gwdg.de)進(jìn)行對比：固體濃度大于10×10-6的微量元素，偏離范圍不超過±10%；固體濃度大于50×10-6的微量元素，偏離范圍不超過±5%。

鋯石U-Pb定年測試儀器是在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的Agilent 7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）與美國公司New Wave UP213固體激光剝蝕系統(tǒng)的組合。儀器采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，通過直徑3 mm的PVC管將剝蝕物質(zhì)傳送到ICP-MS，并在進(jìn)入ICPMS之前與Ar氣混合，形成混合氣。激光的設(shè)定為波長213 nm，激光束斑直徑30μm，激光脈沖重復(fù)頻率5 Hz，脈沖能量為10～20 J/cm2，背景信號測試時(shí)間20 s，剝蝕時(shí)間40 s。每組測試包含10～12個(gè)未知樣品分析點(diǎn)，在未知樣品之前和之后分別分析2個(gè)GJ-1標(biāo)樣。在待測樣品分析之前再測試一個(gè)鋯石標(biāo)樣Mud Tank（732±5 Ma,Black,1978），以檢測儀器的狀態(tài)和分析結(jié)果的可靠性。對分析結(jié)果為顯生宙的數(shù)據(jù)采用Andersen（2002）的方法對其普通Pb進(jìn)行校正。若207Pb/206Pb＜1000 Ma，采用206Pb/238U年齡，對于年齡大于1000 Ma的鋯石，采用207Pb/206Pb年齡。分析結(jié)果使用ISOPLOT4.00（Ludwig,2001）程序進(jìn)行U-Pb諧和圖、頻率直方圖的繪制及加權(quán)平均年齡的計(jì)算。

Hf分析測試是在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。測試儀器是多接收等離子體質(zhì)譜（MC-ICPMS）和New Wave公司的ArF 193 nm激光剝蝕系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)過程以He和Ar作為載氣送入ICP-MS，激光束斑直徑選擇44μm，剝蝕頻率為10 Hz，剝蝕時(shí)間35 s，激光脈沖能量為8 J/cm2。每分析10次研究樣品需在首尾各分析一次鋯石標(biāo)樣Mud Tank（Hawkesworth and Kemp,2006），以此檢驗(yàn)儀器的穩(wěn)定性。計(jì)算Hf同位素參數(shù)采用176Lu的衰變系數(shù)為1.865×10-11（Scherer et al.,2001），球粒隕石176Hf/177Hf=0.282772，176Lu/177Hf=0.0332 （Bichert-Toft and Albarède,1997）。虧損地幔采用176Hf/177Hf=0.283251，176Lu/177Hf=0.0384（Griffin et al.,2002）。如果鋯石母巖漿來自于平均大陸殼，則二階段Hf模式年齡（tDM2）采用176Lu/177Hf=0.015計(jì)算（Griffin et al.,2002）。

4 分析結(jié)果

4.1 主量元素分析

16個(gè)變質(zhì)巖樣品的主量元素分析結(jié)果顯示了較大的成分變化范圍。根據(jù)尼格里原巖判別圖解，這些變質(zhì)巖的原巖大多屬于陸源碎屑沉積巖，只有樣品16KT5-1和16KT18-1落在了火成原巖范圍內(nèi)（圖2），這與利用判別因子得到的結(jié)果基本吻合（表1）。正變質(zhì)巖16KT5-1和16KT18-1的原巖類型分別屬于基性巖(SiO2=48.12 wt%)和酸性巖(SiO2=71.19 wt%)。根據(jù)（Na2O+K2O）-SiO2和SiO2-FeOt/MgO圖解上（略），基性麻粒巖16KT5-1的原巖屬于亞堿性的拉斑系列，以相對富K2O為特征。根據(jù)TAS分類圖，其落入玄武巖區(qū)，而樣品16KT18-1落入花崗質(zhì)巖石區(qū)。樣品16KT18-1具有較高的SiO2含量和Na2O+K2O值（7.52 wt%），其A/CNK＞1.1，屬于強(qiáng)過鋁質(zhì)。二者都落入高鉀鈣堿性系列（圖3）。

圖2 尼格里參數(shù)原巖判別圖（據(jù)Simonen,1953）Fig.2 Protolith discrimination diagram of Niggliindex(al+fm)-(c+alk)vs.Si(after Simonen,1953)

圖3 Kontum地塊變質(zhì)火成巖的K2O-SiO2圖（據(jù)Rickwood,1989）Fig.3 K2O-SiO2 diagram for meta-igneous rocks in the Kontum Massif(after Rickwood,1989)

表1 越南中部Kontum地塊基底變質(zhì)巖的化學(xué)組成Table 1 Major and trace element compositions of the basement metamorphic rocks in the Kontum Massif,central Vietnam

（續(xù)表1）

除了樣品17KT33-3，其余13個(gè)變質(zhì)沉積巖的SiO2含量變化于59.70%～75.23%，而17KT33-3的SiO2含量高達(dá)97.48%，指示其原巖應(yīng)該屬于石英砂巖。在SiO2/Al2O3-Fe2O3/K2O分類圖上，這些沉積巖主要落入硬砂巖和頁巖區(qū)域（圖4a）。除石英砂巖外，其他變沉積巖的Al2O3變化于10.97%～19.27%，K2O含量變化于0.77%～4.67%。Taylor等（1985）認(rèn)為沉積巖SiO2/Al2O3比值可以指示巖石的成熟度。除樣品17KT33-3外，其余樣品的SiO2/Al2O3值變化于3.28～6.69，平均值為4.64，略高于PAAS（3.32），顯示了較低的成熟度。

圖4 (a)Kontum地塊變質(zhì)沉積巖Log(Fe2O3/K2O)-Log(SiO2/Al2O3)圖（據(jù)Herron,1988）;(b)變質(zhì)沉積巖的ICV-CIA圖（據(jù)Nesbitt and Young,1982;Cox et al.,1995）；圖例如圖2Fig.4 (a)Diagram of Log(Fe2O3/K2O vs.Log(SiO2/Al2O3)for the metasedimentary rocks from the Kontum Massif(after Herron,1988);(b)ICV-CIA diagram for the metasedimentary rocks(after Nesbitt and Young,1982;Cox et al.,1995)；Legends are as in Fig.2

圖5 Kontum地塊變質(zhì)沉積巖的Harker圖解（圖例如圖2）Fig.5 Harker diagrams of major elements of the Kontum metasedimentary rocks(Legends are as in Fig.2)

在Harker圖解中（圖5），這些變質(zhì)沉積巖的TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO 和 P2O5含量大致顯示了與SiO2含量的負(fù)相關(guān)性。但是這種相關(guān)性很差，而且CaO、Na2O和K2O與SiO2沒有很好的線性關(guān)系，表明這些樣品不是由同一源區(qū)在同一事件的相似風(fēng)化條件下沉積形成的。這一推論與這些樣品的形成時(shí)代和碎屑組成的差異相吻合（Wang et al.,2019）。這樣，上述的某些元素與SiO2的相關(guān)性主要受石英含量與其他碎屑組成比例的控制。

4.2 微量元素分析

基性麻粒巖17KT5-1的稀土含量(ΣREE)較高（128.73×10-6），尤其是重稀土。因此，其輕重稀土分異弱，(La/Yb)n的比值是3.72，REE配分曲線較為平緩（圖6a）?；◢徺|(zhì)片麻巖16KT18-1的稀土含量偏低（ΣREE=113.31×10-6），輕重稀土分異較基性巖明顯，（La/Yb）n=14.5；具中等的銪負(fù)異常(δEu=0.55)。在蛛網(wǎng)圖上，二者具有一定的相似性，都虧損Nb和Ti。但是基性麻粒巖16KT5-1具有較低的Th和U含量，而花崗質(zhì)片麻巖16KT18-1具有異常高的Pb和U含量（圖6b）。

變質(zhì)沉積巖樣品展示了很大的微量元素變化。來自Kham Duc雜巖的17KT20-2的輕稀土特征和上地殼平均值（UCC）的相似，但是重稀土含量明顯高于澳大利亞后太古代頁巖（PAAS）和UCC。來自Ngoc Linh雜巖的16KT16-1、17KT23-1和17KT23-2的REE曲線相似，也相似于PAAS或UUC組成（圖7a）。它們具有中等的輕重稀土分異((La/Yb)n=9.12～15.27)和中等到明顯的Eu負(fù)異常(δEu=0.39～0.62)，只是三個(gè)樣品的REE總量有所不同。采自Kannack雜巖的樣品16KT6-1、17KT41-2和17KT41-3的REE特征相似那些來自Ngoc Linh雜巖的，但是總體具有更高的重稀土含量。因此，它們的輕重稀土分異較PAAS和UUC弱，(La/Yb)n稍?。?.06～11.79）。來自Dien Binh雜巖的樣品展示了極大的稀土變化。樣品17KT33-1、17KT33-2和17KT33-3都具有很低的REE總量（33.2×10-6～101×10-6）和中等的Eu負(fù)異常。17KT33-1和17KT33-2具有相似的REE曲線，顯示相對高的重稀土和低的輕重稀土分異（(La/Yb)n=2.45～2.65）（圖7a）。它們的重稀土模式甚至是左傾的。這兩個(gè)樣品的源區(qū)遭受了最強(qiáng)的風(fēng)化作用，也是二個(gè)最成熟的樣品（圖4b），因此它們的稀土特征很可能與強(qiáng)烈的風(fēng)化作用相關(guān)。石英砂巖17KT33-3的稀土含量最低，但輕重稀土分異中等（(La/Yb)n=7.07），與PAAS相似。低的稀土總量是由于高石英含量的稀釋所致。17KT29-4和17KT34都以高的稀土總量和強(qiáng)烈的輕重稀土分異為特征，(La/Yb)n變化于29.3～43.1，而樣品17KT29-5是以最高的重稀土含量和明顯的Eu負(fù)異常為特征（圖7a）。

圖6 Kontum地塊變火成巖的稀土元素配分曲線(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)（標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值據(jù)McDonough and Sun,1995）Fig.6 (a)REE patterns of meta-igneous rocks(a)and spidergrams of their incompatible elements(b)(normalized data from McDonough and Sun,1995)

圖7 Kontum地塊變質(zhì)沉積巖的稀土元素配分曲線(a)和PAAS標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(PAAS標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值據(jù)Taylor et al.,1985；UCC數(shù)據(jù)引自Rudnick and Gao,2003);圖例如圖2Fig.7 REE patterns of the Kontum metasedimentary rocks(a)and PAAS-normalized trace element spidergrams of the metasedimentary rocks(b)(normalized data are from Taylor et al.,1985;UCC data from Rudnick and Gao,2003);Legends are as in Fig.2

來自Kham Duc雜巖的17KT20-2相容元素Cr、Ni、Co、V、Sc 的含量分別為 128×10-6、44.7×10-6、19.8×10-6、164×10-6和22.6×10-6，和PAAS相似。Ngoc Linh雜巖的三個(gè)樣品的Nb元素顯示負(fù)異常特征 （圖7b），含量范圍在10.9×10-6～16.1×10-6之間。另外，Sr元素也具較弱的負(fù)異常特征，含量為143×10-6～182×10-6。采自Kannack雜巖的三個(gè)變質(zhì)巖樣品的相容元素相對虧損，特別是虧損Cr（46.9×10-6～62.9×10-6）。不同的是，16KT6-1具有明顯低的Rb、Ba、Th、U和Sr含量，卻相對富集Nb（圖7b）。與稀土特征相似，來自Dien Binh雜巖的幾個(gè)樣品的其他微量元素也有很大變化。除了樣品17KT33-3的微量元素總體都偏低（因?yàn)槭⒌南♂屪饔茫渌麡悠分饕急憩F(xiàn)為稀土元素和相容元素的相對虧損，高場強(qiáng)元素（Zr、Hf、Th、U等）的相對富集。且大多數(shù)樣品都具有強(qiáng)烈的Sr負(fù)異常 （Sr=1.47×10-6～31.1×10-6），明顯低于PAAS，表明沉積過程中Sr的明顯淋失，這與其主量元素所表現(xiàn)出來的強(qiáng)風(fēng)化特征相吻合（圖4b,7b）。

4.3 變質(zhì)火成巖的鋯石U-Pb定年和Hf同位素分析結(jié)果

4.3.1 基性麻粒巖16KT5-1

該樣品中的鋯石大多具核邊結(jié)構(gòu)，核部自形到他形，一些具有韻律環(huán)帶，一些具有帶狀成分分帶;而邊部為寬的成分分帶或均勻無分帶。少量單獨(dú)的顆粒顯渾圓狀，足球皮狀成分分帶，為典型的變質(zhì)鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)（圖8a）。38顆鋯石的U-Pb定年結(jié)果顯示，除了一顆不諧和的老鋯石（2084 Ma），其余測自核部的年齡變化于1441 Ma到1027 Ma（附表1）。這些鋯石發(fā)生了不同程度的Pb丟失，但形成了一條很好的不一致曲線，其上下交點(diǎn)分別為1424±22 Ma和253±6.1 Ma（圖8a）。測自顆粒邊部或渾圓狀單獨(dú)顆粒的年齡變化于400 Ma到244 Ma，但大多數(shù)集中在261～244 Ma，獲得的加權(quán)平均年齡為255±2.9 Ma （MSWD=1.00，n=14）（附表1，圖8a）。該年齡與核部鋯石的下交點(diǎn)年齡基本一致，說明基性麻粒巖的原巖時(shí)代是1424 Ma，而麻粒巖相變質(zhì)作用很可能發(fā)生在255 Ma。

42顆鋯石的Hf同位素原位分析顯示樣品的176Hf/177Hf初始比值分布于 0.281831～0.282488之間，變化范圍很寬。中元古代（～1424 Ma）鋯石的εHf(t)值變化于-1.68～+14.2(平均值為+5.66)，對應(yīng)的TDMC變化于1.28～2.28 Ga。印支期鋯石的176Hf/177Hf初始比值分布于0.282334～0.282488之間，對應(yīng)的εHf(t)值變化于-4.45～-9.91和TDMC變化于1.56～1.90 Ga （附表2，圖9）。

圖8 變質(zhì)火成巖的鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.8 U-Pb concordia plots of zircons from the meta-igneous rocks

圖9 變質(zhì)火成巖的鋯石Hf同位素組成Fig.9 176Hf/177Hf ratios vs.U-Pb ages of zircons from the meta-igneous rocks

4.3.2 花崗片麻巖16KT18-1

鋯石形態(tài)呈自形柱狀或橢圓形，長50～100μm，寬30～60μm。許多鋯石具核邊結(jié)構(gòu)。自形柱狀鋯石和核部大多具震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，變質(zhì)增生邊黑暗不顯成分分帶；一些單獨(dú)的顆粒與變質(zhì)增生邊具有相似的CL圖像特征（圖8b）。

從樣品16KT18-1中選取了51顆鋯石進(jìn)行U-Pb定年。其中一顆鋯石具太古宙年齡（2936 Ma）。該鋯石呈不規(guī)則橢圓狀，具核邊結(jié)構(gòu)，核部具震蕩環(huán)帶。另有一些老的鋯石年齡極不諧和（附表1），它們都可能屬于繼承鋯石，對應(yīng)于強(qiáng)過鋁的地球化學(xué)特征——沉積巖源區(qū)。大多數(shù)測自核部和自形柱狀的鋯石構(gòu)成了一條不一致曲線，其上下交點(diǎn)年齡分別為1485±32 Ma和259.4±5.5 Ma（圖8b）。邊部鋯石年齡指示該巖石經(jīng)歷了三期構(gòu)造熱事件的疊加：加里東期，海西期和印支期（附表1）。加里東期鋯石的Th/U＞0.5，有的鋯石具震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，有的鋯石具有變質(zhì)增生邊；除兩顆變質(zhì)鋯石，絕大多數(shù)海西期鋯石也具有震蕩環(huán)帶，且它們的Th/U＞0.5，說明這些鋯石結(jié)晶于該期熱事件的深熔作用產(chǎn)生的少量熔體；印支期鋯石呈橢圓狀、柱狀或增生邊，暗的CL圖像，無明顯內(nèi)部結(jié)構(gòu)或具面狀結(jié)構(gòu)，Th/U＜0.1，典型變質(zhì)鋯石特征。

對27顆鋯石進(jìn)行的Hf同位素分析顯示，這些鋯石的Hf同位素值變化范圍很寬（0.281788～0.282732），對應(yīng)的εHf(t)變于-8～+12.11，將近80%鋯石的εHf(t)為正值，說明這些鋯石的母巖漿或寄存巖石的物質(zhì)主要來源于新生地殼。中元古代鋯石 （1374～1489 Ma） 的εHf(t)值 變 化 于+5.97～+12.11，對應(yīng)的模式年齡TDMC為1.46～1.82 Ga。而印支期鋯石的εHf(t)值均為負(fù)值（-6.82～-3.97）（附表2，圖9），對應(yīng)的模式年齡是1.53～1.78 Ga，二者模式年齡一致，說明后期的變質(zhì)過程沒有外來物質(zhì)的加入。

5 討論

5.1 變質(zhì)火成巖的形成時(shí)代和成因

巖相學(xué)和地球化學(xué)分析顯示在Kontum地塊采集的樣品中僅有兩件樣品是變質(zhì)火成巖。上述的定年結(jié)果顯示基性麻粒巖16KT5-1的原巖形成于1424±22 Ma，而花崗質(zhì)片麻巖的原巖形成于1468±29 Ma。盡管這兩個(gè)火成巖都形成于中元古代，但它們分別采自Kannack雜巖和Kham Duc雜巖，因此，它們并不直接構(gòu)成雙峰式巖漿活動。由于這些巖石至少遭受加里東期和印支期二期的強(qiáng)烈構(gòu)造作用和變質(zhì)作用疊加，因此，它們形成的構(gòu)造背景無法根據(jù)巖石組合和原始產(chǎn)狀來恢復(fù)，只能根據(jù)它們的巖石地球化學(xué)間接推斷。

基性麻粒巖16KT5-1的原巖為拉班玄武質(zhì)巖石，富集Rb、Ba、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Ti等高場強(qiáng)元素，符合典型島弧玄武質(zhì)巖石的地球化學(xué)特征（McCulloch and Gamble,1991）。該樣品的La/Nb比值為2.05（＞1.4），也顯示形成于島弧背景的巖石的特征。無論在主量元素判別圖解上（圖10a,b）還是微量元素判別圖解上（圖10c,d），該樣品都落在了島弧、活動大陸邊緣或與俯沖作用相關(guān)的區(qū)域。所以，可以推斷該基性巖很可能形成于與俯沖有關(guān)的大陸弧環(huán)境或活動大陸邊緣構(gòu)造背景。該基性巖的鋯石εHf(t)平均值為+5.66，說明它的原始巖漿起源于虧損的巖石圈地幔。

花崗質(zhì)片麻巖16KT18-1具有較高的SiO2、ALK和A/CNK(＞1.1)，但CaO為1.62%(＞1%)，且稀土表現(xiàn)為正常的右傾分配模式和中等的Eu虧損，是一個(gè)典型的S型花崗巖，而不是強(qiáng)演化的I或S型花崗巖。微量元素蛛網(wǎng)圖顯示Ba、Nb、Sr、P和Ti虧損，也表明了一個(gè)典型的殼源特征。實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，S型花崗巖多是源自于變質(zhì)沉積巖的部分熔融（Chappell,1999）。樣品16KT18-1的 Al2O3/TiO2（64.01） 小 于 100且 CaO/Na2O（0.42）大于0.3，表明該花崗質(zhì)巖漿的源區(qū)為變質(zhì)雜砂巖，并且形成于較高的初始熔融溫度條件下(Sylvester,1998)。在R1-R2圖解、(Y+Nb)-Rb圖解和Y-Nb圖解中，樣品均落在同碰撞花崗巖區(qū)（圖10e，f）。因此，筆者推測該地區(qū)S型花崗質(zhì)巖漿是在碰撞擠壓地殼加厚后減壓熔融形成。該花崗巖的巖漿鋯石具有正的εHf(t)值，說明源巖沉積巖的碎屑物質(zhì)主要來自新生地殼。

海南島緊鄰印支地塊,通常被認(rèn)為是華夏地塊的延伸。在海南島的西南部也出露有中元古代的花崗質(zhì)片麻巖和變基性巖。地球化學(xué)特征顯示其中的變質(zhì)基性巖屬于島弧拉斑玄武巖,被認(rèn)為形成于活動大陸邊緣的俯沖環(huán)境（王可伏等,1994;許德如等,2000）。而海南島公愛地區(qū)出露的中元古代（1433～1450 Ma）花崗質(zhì)片麻巖也顯示出S型花崗巖的巖石地球化學(xué)特征，其源巖為類似于抱板群變沉積巖的陸殼物質(zhì)（張立敏等,2017）。海南島這些基性巖和花崗巖的巖相學(xué)、地球化學(xué)（包括同位素組成）和構(gòu)造特征均與Kontum地塊的中元古代巖石高度相似（圖10e）。由此，可以推測這兩個(gè)地區(qū)在中元古代時(shí)期經(jīng)歷了相似的構(gòu)造活動，并具有相似的基底組成，說明它們曾經(jīng)可能是相連的。中元古代是Columbia超大陸裂解時(shí)期，但在Kontum地塊和海南島卻發(fā)生著大洋俯沖作用，以及與擠壓構(gòu)造背景相關(guān)的S型花崗巖，這與超大陸的裂解不相符。因此，中元古代時(shí)期Kontum地塊與海南島很可能處于Columbia超大陸的邊緣。

圖10 Kontum地塊變質(zhì)火成巖的構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.10 Discrimination diagram of tectonic setting of the meta-igneous rocks.

5.2 不同時(shí)期變質(zhì)沉積巖物源區(qū)的風(fēng)化作用

對沉積巖中碎屑鋯石的U-Pb定年結(jié)果表明，Kontum地塊中這些變質(zhì)沉積巖是多期形成的，而且主要形成于前寒武紀(jì)（Wang et al.,2019;表2）。這些前寒武紀(jì)沉積作用大致可以分為五期：古元古代晚期（～1800 Ma）、古元古代晚期—中元古代早期（1700～1500 Ma）、中元古代早期（～1400 Ma）、中元古代晚期—新元古代早期（1300～＜1000 Ma）和新元古代晚期—早古生代（＜600 Ma）。

地球化學(xué)特征顯示，不同時(shí)期的沉積物顯示了不同的風(fēng)化程度和成熟度（圖4b）。本次研究采用CIA、ICV和PIA指數(shù)來討論源區(qū)的風(fēng)化程度（Nesbitt and Young,1982;Fedo et al.,1995）?；瘜W(xué)蝕變指數(shù)(CIA)能夠反映沉積巖物源區(qū)風(fēng)化程度的強(qiáng)弱，CIA指數(shù)越高，風(fēng)化程度越強(qiáng)（Nesbitt and Young,1982）。本次研究的變質(zhì)沉積巖的CIA值為52.2～87.81（平均值為63.68），表明不同樣品的源巖經(jīng)歷了不同程度的風(fēng)化過程。來自Dien Binh的三個(gè)樣品顯示了最強(qiáng)的風(fēng)化作用。成分變化指數(shù)（ICV）可以用來反映沉積物的成分成熟度（Cox et al.,1995），ICV指數(shù)越高，沉積物成分成熟度越低，再循環(huán)程度越低。我們的樣品的ICV變化于0.44～2.48，指示較低的成熟度（圖4b），與SiO2/Al2O3值所反映的成熟度情況相吻合。PIA的計(jì)算公式是PIA=[(Al2O3-K2O)/(Al2O3+CaO*+Na2O-K2O)]×100。該指數(shù)指示巖石中長石分解轉(zhuǎn)化為粘土礦物的程度。如果巖石新鮮，PIA指示約為50；而當(dāng)巖石中富含伊利石-蒙脫石-高嶺石礦物時(shí)，PIA則趨近于100（Fedo et al.,1995）。

第一期，最早期的沉積巖樣品（16KT6-1和16KT16-1） 的 CIA 是 57.25～57.93，PIA 是 69.18～72.94，表明沉積源巖只經(jīng)歷了低程度的風(fēng)化作用，沉積碎屑物的成熟度較低。第二期古元古代晚期（＜1716～1733 Ma）的沉積巖樣品（17KT34、17KT33-3和17KT45W）的CIA指數(shù)變化于67.60～76.59，顯示這些樣品的沉積源巖經(jīng)歷了中等的成熟度和風(fēng)化程度。巖石中也相對富集高嶺石等礦物，PIA指數(shù)相對偏高為88.73～94.52。其中，樣品17KT33-3遭受了最為強(qiáng)烈的風(fēng)化作用（CIA指數(shù)=76.59），沉積物的鋁質(zhì)黏土礦物含量也更多，PIA值幾乎趨于100。第三期中元古代（＜1423～1478 Ma）樣品17KT41-2和17KT41-3的沉積源巖經(jīng)歷了低程度風(fēng)化作用（CIA=55.33～58.40），沉積過程遭受了相對寒冷和干旱的氣候。第四期中元古 代 晚 期 (＜1034～1300 Ma)的 沉 積 巖 樣 品17KT33-2、 17KT29-4、 17KT20-2、 17KT29-5 和17KT33-1成分較為復(fù)雜，CIA指數(shù)變化為54.81～87.81，風(fēng)化程度從最強(qiáng)的變化到較弱的，而成熟度也從成熟變化為不成熟。其中樣品17KT33-2具有較高的CIA指數(shù)值（83.57），而ICV指數(shù)值較低（0.54），明顯低于UCC和PAAS，反映了溫暖、潮濕氣候下相對較強(qiáng)的風(fēng)化作用（Wang and Zhou,2013）。樣品17KT33-1的CIA指數(shù)最高達(dá)87.81，遭受了整個(gè)Kontum地塊最強(qiáng)烈的風(fēng)化作用。同時(shí)，巖石中富含伊利石-蒙脫石-高嶺石礦物，PIA指數(shù)為98.90趨近于100。其ICA指數(shù)小于0.5，也反映了沉積物質(zhì)很高的成熟度。第五期晚新元古代到早古生代的樣品17KT23-1和17KT23-2的沉積源巖只經(jīng)歷了低程度的風(fēng)化作用，CIA指數(shù)=52.50～53.12，PIA指數(shù)較低為66.46～67.24，而且沉積物質(zhì)的成熟度較低（ICV指數(shù)=1.82～2.00）。

表2 Kontum地塊變質(zhì)沉積巖的沉積時(shí)代Table 2 Sedimentation ages of the metasedimentary rocks in the Kontum Massif

5.3 不同時(shí)代沉積巖的形成環(huán)境

因?yàn)镵ontum地塊這些基底沉積巖都經(jīng)歷了較強(qiáng)的變質(zhì)作用，因此無法根據(jù)沉積巖中碎屑顆粒組成對其形成環(huán)境進(jìn)行判別。而不同沉積環(huán)境形成的沉積巖在地球化學(xué)特征上也表現(xiàn)出差異，所以本文將利用變質(zhì)沉積巖的地球化學(xué)特征來推斷其沉積時(shí)的構(gòu)造背景（Roser and Korsch,1986;Bhatia and Crook,1986）。K2O/Na2O-SiO2圖解和Th-Sc-Zr/10構(gòu)造環(huán)境判別圖被用來進(jìn)行環(huán)境判別，二圖獲得了相似的結(jié)論（圖11）。前面的分析顯示研究區(qū)域的變質(zhì)沉積巖大致可以劃分為五期。第一期古元古代晚期（～1800 Ma）的沉積巖16KT6-1落在了島弧環(huán)境。F1-F2判別圖顯示該樣品的物源來自基性火山巖（圖12），這和樣品形成于島弧環(huán)境相吻合。樣品16KT16-1也落入了大陸弧或活動大陸邊緣背景中，指示相同的構(gòu)造背景。第二期是古元古代晚期—中元古代早期（1700～1500 Ma） 的沉積巖(17KT34、17KT33-3和17KT45-W)，它們在K2O/Na2O-SiO2和Th-Sc-Zr/10判別圖上都落入了被動大陸邊緣區(qū)域。第三期中元古代早期（～1400 Ma）的沉積巖17KT41-2和17KT41-3均顯示活動大陸邊緣或大陸弧特征，其物源主要來自于酸性火山巖（圖12）。第四期是中元古代晚期—新元古代早期（1300～＜1000 Ma）的沉積盆地，該時(shí)期沉積巖的物質(zhì)來源相對復(fù)雜，包括再循環(huán)的石英砂巖、基性火成巖和中性火成巖（圖12）。樣品17KT33-2和17KT33-1顯示被動大陸邊緣特征。但是，在Th-Sc-Zr/10構(gòu)造環(huán)境判別三角圖解中，17KT33-1處于大陸弧和被動大陸邊緣的交界處，指示了被動大陸邊緣和活動大陸邊緣的過渡環(huán)境。在K2O/Na2O-SiO2圖解上，樣品17KT29-4、17KT20-2、17KT29-5都落入了活動大陸邊緣區(qū)域。所以，該時(shí)期的沉積盆地應(yīng)處于活動大陸邊緣和被動大陸邊緣過渡環(huán)境。最晚一期新元古代晚期—早古生代（＜600 Ma）的沉積環(huán)境也較為復(fù)雜。在K2O/Na2O-SiO2圖解上，樣品17KT23-1和17KT23-2分別落入被動大陸邊緣和活動大陸邊緣區(qū)域；而在Th-Sc-Zr/10判別圖中，二者均落入活動大陸邊緣區(qū)域。因主量元素的活動性較強(qiáng)，可能會出現(xiàn)錯判情況，微量元素性質(zhì)相對穩(wěn)定，所以該時(shí)期沉積盆地更可能是活動大陸邊緣環(huán)境，很可能是受到泛非期造山運(yùn)動的影響。

圖12 沉積物源區(qū)判別圖（Roser and Korsch,1988）；圖例如圖2Fig.12 Discrimination diagram of source componentsof the sedimentary rocks(after Roser and Korsch,1988);Legendsare asin Fig.2

圖11 沉積巖沉積環(huán)境判別圖(a)K2O/Na2O-SiO2（據(jù)Roser&Korsch,1986）；(b)Th-Sc-Zr/10(據(jù)Bhatia&Crook,1986)；圖例如圖2Fig.11 Discrimination diagrams of sedimentation environment of the sedimentary rocks.(a)K2O/Na2O-SiO2(after Roser&Korsch,1986);(b)Th-Sc-Zr/10(after Bhatia and Crook,1986);Legends are as in Fig.2

5.4 Kontum地塊前寒武紀(jì)地殼形成和演化

Kontum地塊的前寒武紀(jì)基底由不同時(shí)代的變質(zhì)沉積巖和少量的變質(zhì)火成巖組成。前人的研究主要涉及后期變質(zhì)作用的疊加改造（Nagy et al.,2001;Nakano et al.,2007a,b,2013;Tran et al.,2001），而對這些變質(zhì)巖原巖的形成時(shí)代和物質(zhì)組成沒有詳細(xì)的研究。Tran等（2001）對Kannack雜巖中一個(gè)麻粒巖的SHRIMP定年確定了其變質(zhì)時(shí)代是254 Ma，并在一顆變質(zhì)鋯石的核部獲得一個(gè)～1400 Ma的諧和年齡。Nakano等（2013）對該地區(qū)變質(zhì)巖和花崗巖開展的大范圍獨(dú)居石年代學(xué)研究也僅在一些獨(dú)居石的核部獲得了中元古代（1530～1340 Ma）的年齡。而大量的獨(dú)居石是兩期構(gòu)造熱事件 （245～230 Ma 和 460～430 Ma） 的產(chǎn)物。Lan等（2003）對該地區(qū)20個(gè)樣品的Nd同位素分析產(chǎn)生的虧損地幔Nd模式年齡變化于1.2～2.4 Ga，僅有一個(gè)例外，得到了太古代（2.7 Ga）的模式年齡。因此，他們認(rèn)為Kontum地塊的地殼主要形成于古元古代和中元古代，而太古代基底可能并不存在。Wang等（2019）詳細(xì)的定年工作支持Kontum地塊不存在太古代巖石，盡管這些變質(zhì)巖中包含了許多太古代的碎屑鋯石。本次工作顯示Kontum地塊不同時(shí)代的變質(zhì)巖石形成于不同的構(gòu)造背景。目前被確定的最早的巖石是形成于古元古代晚期的沉積巖，其最大的沉積年齡為1815～1846 Ma。它們沉積于活動大陸邊緣背景下，指示與俯沖作用有關(guān)，暗示有更老的大陸基底巖石。樣品16KT6-1的物源來自于基性物質(zhì)，和其島弧背景相吻合。到了古元古代晚期（＜1733～1717 Ma），沉積物以再循環(huán)物質(zhì)為主，沉積環(huán)境也變成被動大陸邊緣環(huán)境，指示這時(shí)的俯沖作用已經(jīng)停止。

但到了中元古代中期（1470～1420 Ma），Kontum地塊的一側(cè)又受到洋殼俯沖作用的影響，形成了起源于虧損地幔的島弧拉斑玄武巖。與此同時(shí)，匯聚板塊邊緣發(fā)生碰撞作用，導(dǎo)致了S型花崗質(zhì)巖漿的形成。這些基性和酸性火山巖很快被剝蝕，成為同時(shí)沉積的大陸弧背景下的沉積巖的碎屑物質(zhì)。這一期沉積巖的地球化學(xué)特征也指示它們形成于與俯沖作用有關(guān)的活動大陸邊緣或大陸弧環(huán)境。另外，該時(shí)期沉積物質(zhì)的風(fēng)化程度低且成熟度低（圖4b），也驗(yàn)證了其快速剝蝕堆積，碎屑物質(zhì)沒有經(jīng)歷長距離的搬運(yùn)過程。

在經(jīng)歷了～1.45 Ga的與俯沖作用相關(guān)的巖漿活動和沉積作用之后，Kontum地塊的巖漿活動逐漸減弱，這時(shí)（第四期）的沉積作用表現(xiàn)為從活動大陸邊緣環(huán)境向被動大陸邊緣環(huán)境的過渡。碎屑物的組成復(fù)雜，沉積物質(zhì)的風(fēng)化程度和成熟度變化不一。之后作為Gondwana超大陸的組成部分，在新元古代晚期，Kontum地塊的沉積作用又開始顯示出活動大陸邊緣的特征。因此，Kontum地塊雖然是Columbia和Gondwana超大陸的組成部分，但它始終處于超大陸的邊緣，因而構(gòu)造背景呈現(xiàn)出從活動大陸邊緣或大陸弧環(huán)境向被動大陸邊緣環(huán)境的周期性轉(zhuǎn)變。

6 結(jié)論

（1）Kontum地塊的前寒武紀(jì)基底由不同時(shí)代的變質(zhì)沉積巖和少量的變質(zhì)火成巖組成。最早的基底變質(zhì)巖是形成于古元古代晚期（1815～1846 Ma）的沉積巖。

（2）少量的火成巖形成于中元古代（～1.45 Ga）。其中基性巖為拉班玄武巖，形成于島弧環(huán)境；酸性巖為S型花崗巖，形成于同碰撞環(huán)境，為新生地殼重熔形成。

（3）Kontum地塊的前寒武紀(jì)沉積作用大致可以分為五期。其地球化學(xué)特征顯示了沉積盆地從古元古代晚期到早古生代早期從活動大陸邊緣或大陸弧背景向被動大陸邊緣環(huán)境的周期性轉(zhuǎn)變。

（4）Kontum地塊是Columbia和Gondwana超大陸的組成部分，但它很可能一直處于超大陸的邊緣。

致謝野外考察和采樣得到了越南胡志明城市科技大學(xué)范孝忠副教授的極大幫助，在此表示衷心感謝。另外，感謝武兵先生和楊濤博士在鋯石U-Pb定年和Hf同位素分析中給予的幫助。文中附表1，2為在線材料，見高校地質(zhì)學(xué)報(bào)網(wǎng)站下載中心（https://geology.nju.edu.cn/CN/column/column86.shtml）