王婷，郭道軍，胡陽，龔曉波，王茜

(1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一○六地質(zhì)隊(duì)，成都 611130； 2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局攀西地質(zhì)隊(duì)，四川 西昌 615000)

0 引言

從四川康定到攀枝花仁和地區(qū)呈南北向展布的康滇地軸內(nèi)，發(fā)育有多套變質(zhì)程度不同的前寒武紀(jì)變質(zhì)系地層，構(gòu)成揚(yáng)子地臺(tái)西緣的基底[1]。其中康定巖群多被認(rèn)為是結(jié)晶基底，并在斜長角閃巖中獲得鋯石U-Pb年齡2451 Ma—2046 Ma[2-3]，其原巖生成時(shí)代屬古元古代。隨著研究工作的不斷深入，近年來1∶5萬、1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在該巖群中新獲許多青白口紀(jì)同位素年齡，如冕寧一帶變粒巖783 Ma—786 Ma、德昌一帶斜長角閃巖799 Ma—839 Ma等，因此，耿元生等認(rèn)為康定巖群形成于新元古代，“在揚(yáng)子地臺(tái)西緣并不存在太古宙—古元古代的結(jié)晶基底”[4]。而繼承鋯石年齡反映有古元古代—太古代地體存在。

本文對大田地區(qū)出露的斜長角閃巖進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，并結(jié)合巖石地球化學(xué)分析，旨在為該地區(qū)斜長角閃巖的形成時(shí)代提供進(jìn)一步研究資料，為建立區(qū)域早前寒武地層-構(gòu)造格架提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概述

出露于攀枝花市仁和區(qū)大田鎮(zhèn)一帶的康定巖群，李春昱、黃汲清、張兆瑾等稱其為“康定片麻巖”、“磨盤山結(jié)晶片巖”、“康定雜巖”等，并認(rèn)為其系康滇地區(qū)最古老的結(jié)晶基底。1∶20萬永仁幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查將本區(qū)出露的含斜長角閃巖的變質(zhì)巖地層劃分為下元古界會(huì)理群大田組，李復(fù)漢等將其稱為仁和群，并劃分為仰天窩組和大田組[3]；《四川巖石地層》將大田地區(qū)出露的變質(zhì)混合雜巖系定義為康定巖群，并自下而上劃分為咱里(巖)組和冷竹關(guān)(巖)組，其頂部與河口(巖)群為整合接觸[5]。

攀枝花大田地區(qū)的康定巖群咱里巖組主要為一套深變質(zhì)火山巖，巖性以深灰—灰色的中—細(xì)粒斜長角閃巖、黑云斜長角閃巖夾斜長角閃巖及暗綠色變質(zhì)玄武巖為主，局部有變質(zhì)碎屑巖(硅質(zhì)巖、含石墨片巖)等細(xì)小夾層(厚度以1～2 cm為主，多被后期構(gòu)造作用強(qiáng)烈改造)，組成了一套火山噴發(fā)-沉積建造韻律。

圖1 大田地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch of the Datian area1.康定巖群咱里巖組；2.康定巖群冷竹關(guān)巖組；3.震旦—第四系地層； 4.花崗巖；5.石英閃長巖—二長花崗巖—斜長花崗巖—花崗閃長巖；6.輝綠輝長巖； 7.韌性、脆性斷裂構(gòu)造；8.糜棱巖化帶及片理化帶；9.混合巖化及片理產(chǎn)狀

咱里巖組整體呈條帶狀分布于啊喇彝族鄉(xiāng)起查喇村—大田街—小阿喇一帶(圖1)，與冷竹關(guān)巖組的板巖、千枚巖、石英片巖等副變質(zhì)巖系，呈“整合”層狀產(chǎn)出。受變質(zhì)作用影響，火山巖巖石普遍發(fā)生角閃巖相變質(zhì)，巖石類型為斜長角閃巖，黑云斜長變粒巖，黑云角閃斜長片麻巖、變粒巖等，巖石組構(gòu)均已無保留。從地表片理及局部小褶皺構(gòu)造來看，咱里巖組巖石中發(fā)育一系列走向?yàn)楸睎|東向的褶皺構(gòu)造。其北部及南部均被南華紀(jì)—青白口紀(jì)二長花崗巖、斜長花崗巖、花崗閃長巖及黑云石英閃長巖(TGG組合)所圍。在康定巖群咱里巖組中大致以楊家灣—上那峨斷層為界，北部以片理化斜長角閃巖或斜長角閃片麻巖為主，片理極為發(fā)育，有較強(qiáng)烈的混合巖化現(xiàn)象。在斜長角閃巖露頭處多見片理化斜長角閃巖(圖2a)和具混合巖化現(xiàn)象的強(qiáng)片理化斜長角閃巖(圖2b)。

圖2 斜長角閃巖野外露頭特征Fig.2 Field outcrop characteristics of plagioclase amphibolite a.片理化斜長角閃巖；b.具混合巖化現(xiàn)象的強(qiáng)片理化斜長角閃巖露頭； c.樣品采集處巖石特征；d.斜長角閃巖巖石特征

2 樣品采集與測試方法

本次研究采集的樣品為咱里(巖)組中的斜長角閃巖，采集位置地理坐標(biāo)E101°48′49″、N 26°18′19″，基巖新鮮，厚度大，無混合巖化現(xiàn)象(圖2c、圖2d)。

本次所采樣品的薄片鑒定結(jié)果顯示，斜長角閃巖具有細(xì)粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，礦物成分以斜長石、角閃石為主，含少量的黑云母、石英以及不透明礦物等。其中，斜長石呈他形粒狀，多發(fā)生絹云母化蝕變，含量(體積分?jǐn)?shù))35%～50%；角閃石呈他形粒狀—柱狀，與斜長石緊密鑲嵌，發(fā)生次閃石化，含量(體積分?jǐn)?shù))45%～60%。

鋯石U-Pb測試工作由中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心完成，采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)對鋯石進(jìn)行U-Pb測試。測試前選擇原巖石樣品經(jīng)粉碎、粗選后在雙目鏡下精選出155顆鋯石，然后按照相關(guān)要求進(jìn)行制靶、透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)圖像拍照，以確定鋯石顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇最佳的測試位置(圖3)。

巖石地球化學(xué)分析工作由國土資源部成都礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成。依據(jù)DZG20-02-2010，采用重量法、容量法、ICP-AES法等完成硅酸鹽分析，采用ICP-MS法完成稀土元素檢測分析，采用ICP-MS法及XRF法完成微量元素檢測分析。

3 分析結(jié)果與討論

3.1 鋯石特征及U-Pb年齡

根據(jù)鋯石陰極發(fā)光CL圖像(圖3)，挑選出的鋯石大多呈短柱狀，棱角分明，少數(shù)呈大小不一的橢球粒狀、長柱狀等，粒徑多在80 μm—120 μm之間，鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為均一的圖像，環(huán)帶較弱或無環(huán)帶特征，屬變質(zhì)成因。樣品中Th含量w(Th)=21.26×10-6～243.06×10-6，U含量w(U)=31.52×10-6～193.27×10-6，w(U)/w(Th)值為0.83～2.01，變化范圍較大。

選擇鋯石測點(diǎn)1—33號(hào)所示鋯石的核部與邊部之間的環(huán)帶過渡部位進(jìn)行測試，其U-Th-Pb分析結(jié)果見表1。鋯石U-Pb諧和年齡作圖結(jié)果(圖4a)表明，33個(gè)測點(diǎn)中有6個(gè)點(diǎn)偏離諧和線，其余均位于諧和線上，誤差較小，計(jì)算獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡807 Ma±4.8 Ma(MSWD=0.59)，這可能代表了區(qū)域性熱變質(zhì)事件或區(qū)域性角閃巖相變質(zhì)作用的時(shí)代。

圖3 斜長角閃巖鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像及U-Pb測點(diǎn)Fig.3 Zircon CL images and ages of plagioclase amphibolite

表1 斜長角閃巖鋯石U-Th-Pb分析結(jié)果Table 1 Results of zircon U-Th-Pb dating of plagioclase amphibolite

續(xù)表1：

圖4 斜長角閃巖鋯石U-Pb諧和年齡圖Fig.4 U-Pb concordia diagram of zircons from plagioclase amphibolite a.1—33號(hào)測點(diǎn)；b.34—43號(hào)測點(diǎn)

另外，選擇34—43號(hào)10個(gè)鋯石測點(diǎn)(w(U)/w(Th)值均大于1)在內(nèi)核位置進(jìn)行測試，分析數(shù)據(jù)見表1中所述，鋯石U-Pb諧和年齡圖(圖4b)除3個(gè)點(diǎn)偏離諧和線外，其余測點(diǎn)均位于諧和線上，誤差均勻，沒有鉛丟失，計(jì)算獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為778 Ma±6 Ma(MSWD=0.20)，結(jié)果顯示巖石明顯受到了后期變質(zhì)或熱液活動(dòng)的影響。

3.2 巖石地球化學(xué)特征

(1)主量元素特征

斜長角閃巖的主量元素分析數(shù)據(jù)見表2。從表2可知，斜長角閃巖SiO2含量平均為w(SiO2)=43.20%～50.88%；w(Na2O+K2O)=2.17%～3.50%，平均3.02%，w(Na2O)>w(K2O)；TiO2含量w(TiO2)=0.49%～3.43%；Al2O3含量較高，w(Al2O3)值普遍大于11%；CaO含量高于MgO，w(CaO)平均為10.36%，w(MgO)平均為7.73%。

斜長角閃巖樣品A/CNK<1，A/NK=2.04～2.90，平均3.39，屬正常玄武巖類。SI=21.06～69.22，屬分異型巖漿。w(TiO2)<2%、w(Na2O+K2O)<5%，具島弧玄武巖特征。從巖石化學(xué)TAS圖解(圖5a)及w(Zr)/w(TiO2)—w(Nb)/w(Y)圖解(圖5b)可見，絕大多數(shù)樣品落入玄武巖區(qū)。

(2)稀土元素特征

表3為斜長角閃巖的稀土元素分析數(shù)據(jù)。從表3可知，斜長角閃巖稀土元素總體具高豐度，w(ΣREE)值(不含Y)一般為81.61×10-6～120.93×10-6；δEu較穩(wěn)定，一般在0.94～1.17，δCe為0.82～1.16，虧損不明顯，表明原生巖漿生成之后，可能只經(jīng)歷過很弱的結(jié)晶分離作用而具幔源巖漿特征。配分曲線呈平坦或略具右傾(圖6a)，輕稀土富集相對較高，而重稀土輕度富集；配分曲線與洋島玄武巖相似，而且配分曲線十分協(xié)調(diào)，表明為同源巖漿演化序列。

斜長角閃巖稀土元素特征值w(La)N/w(Yb)N=2.84～6.60，w(Ce)N/w(Yb)N=2.06～5.92，w(Eu)/w(Sm)=0.20～0.40，w(Sm)/w(Nd)=0.20～0.25，表明斜長角閃巖物源來自上地幔。

表2 斜長角閃巖的主量元素分析結(jié)果Table 2 Analysis of major elements of the amphibolite

圖5 斜長角閃巖的TAS圖解(a)和w(Zr)/w(TiO2)—w(Nb)/w(Y)圖解(b)Fig.5 TAS diagram (a) and w(Zr)/w(TiO2)—w(Nb)/w(Y) diagram (b) of amphibolite (a圖底據(jù)Maitre，1988；b圖底據(jù)Winchester，1977)

(3)微量元素特征

表4為斜長角閃巖的微量元素分析數(shù)據(jù)。從表4可知，斜長角閃巖微量元素組成中，w(Rb)/w(Sr)=0.05～0.16，比值普遍較低；w(Ti)/w(Y)=154～257，小于350；w(Ti)/w(V)=11.3～118.1，除DT7號(hào)樣品外均小于30；w(Hf)/w(Th)=1～22，除DT2號(hào)樣品外均小于8；w(Ce)/w(Nb)=6.0～9.5，均大于2。

斜長角閃巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖6b)顯示巖石具有明顯的Nb、Sr、P、Ti等元素的虧損，與大陸裂谷玄武巖微量元素組合的特征相似。Ti的負(fù)異常顯示其可能屬于島弧系統(tǒng)巖漿巖成因，或者是受到了地殼混染的大陸玄武巖。

3.3 討論

區(qū)內(nèi)康定(巖)群咱里巖組表現(xiàn)為遭受了不同程度區(qū)域混合巖化的中—高級(jí)變質(zhì)巖，在化學(xué)成分和稀土地球化學(xué)方面，混合巖與其賦存層位巖石成分有對應(yīng)關(guān)系，表明其具有原地轉(zhuǎn)化性質(zhì)。在混合巖化較弱部分或殘留體中，野外可見部分層理，雖受變形變質(zhì)改造，原始產(chǎn)狀及結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同程度遭受破壞，但總體化學(xué)成分未發(fā)生根本改變。在(al+fm)-(c+alk)—Si圖解中，巖石多落入火山巖區(qū)和火山巖與泥質(zhì)沉積巖區(qū)界線處，在w(SiO2)—w(TiO2)圖解中大部分投入火成巖區(qū)。結(jié)合地表露頭特征，巖石風(fēng)化程度、片理化發(fā)育程度在個(gè)別區(qū)域具有一定的韻律特征，且發(fā)現(xiàn)有細(xì)小硅質(zhì)巖、含石墨片巖層發(fā)育，也指示原巖可能具有噴發(fā)韻律特征，綜合推斷原巖可能為基性火山巖，如大洋拉斑玄武巖等。覆于其上的冷竹關(guān)(巖)組下部變粒巖、淺粒巖原巖為鈣堿性中酸性火山巖、火山碎屑巖，逐漸向上過渡為原巖由砂巖、粉砂巖、頁巖構(gòu)成的復(fù)理石建造，大地構(gòu)造環(huán)境上也體現(xiàn)了由洋殼到過渡殼的演化過程。

表3 斜長角閃巖的稀土元素分析結(jié)果Table 3 Analysis of REE of the amphibolite

表4 斜長角閃巖的微量元素分析結(jié)果Table 4 Analysis of trace elements of the amphibolite

圖6 斜長角閃巖的稀土元素配分模式圖(a)和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b)Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution pattern (a) and primitive mantle-normalized pattern spidegram (b) of trace elements of amphibolites (標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun和McDonough，1989)

前人在不同區(qū)域獲得了從新太古代至古元古代[2,6]、中元古代[7-8]、新元古代[4,9-12]的較多鋯石年齡數(shù)據(jù)，指示區(qū)域上存在古老基底，康定雜巖(康定巖群)的斜長角閃巖、麻粒巖、片麻巖等高級(jí)變質(zhì)巖是多期次不同強(qiáng)度的變質(zhì)作用相疊加改造的結(jié)果。筆者本次獲得了單顆鋯石206Pb/238U最大年齡為847 Ma±13 Ma，多數(shù)鋯石年齡數(shù)據(jù)集中在770 Ma—815 Ma，加權(quán)平均年齡792 Ma±7.6 Ma，與該地層周圍分布的巖體成巖時(shí)期、混合巖化中的淺色體的鋯石年齡數(shù)據(jù)(730 Ma—772 Ma，待發(fā)表)基本一致，與區(qū)域上晉寧造山運(yùn)動(dòng)活動(dòng)時(shí)間可以對應(yīng)，可能反映了康定巖群斜長角閃巖的原巖形成后遭受的較強(qiáng)的一次變質(zhì)作用，變質(zhì)程度最終達(dá)到角閃巖—高角閃巖相，伴隨著深熔鋯石的形成[13]。姚建在本區(qū)出露的黑云斜長混合巖、角閃斜長混合巖、石英閃長巖中獲得了740 Ma—930 Ma的鋯石U-Pb年齡，并認(rèn)為其為混合巖化作用的時(shí)限，原巖形成時(shí)間為古元古代[14]。筆者在研究區(qū)周邊的巖漿巖中獲得青白口紀(jì)巖漿成巖年齡，在東部黎溪—姜驛增生雜巖帶中的石英巖中獲得2241 Ma±16 Ma的碎屑鋯石年齡，其中最年輕的碎屑鋯石年齡為1807 Ma±33 Ma(待發(fā)表)，雖鋯石來源尚不明確，但也指示了區(qū)域上不可否認(rèn)地存在太古宙—古元古代的結(jié)晶基底。目前尚未有準(zhǔn)確的年代學(xué)證據(jù)證明本區(qū)的斜長角閃巖原巖時(shí)代屬于結(jié)晶基底，但結(jié)合對混合巖、混合巖化作用的測試研究成果，以及區(qū)域上大量的年代學(xué)數(shù)據(jù)資料，將其原巖成巖時(shí)代置于新太古代至古元古代，推斷其起始主要變質(zhì)作用時(shí)期為古元古代末期，同時(shí)在青白口紀(jì)末期、南華紀(jì)均遭受了不同程度的變質(zhì)作用，最終形成角閃巖相。

4 結(jié)語

通過對大田地區(qū)康定巖群咱里(巖)組中斜長角閃巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)、鋯石U-Pb年齡分析，得出以下認(rèn)識(shí)：

(1)咱里(巖)組斜長角閃巖中獲得鋯石U-Pb年齡807 Ma±4.8 Ma，內(nèi)核獲得的778 Ma±6 Ma年齡值與晉寧期主體巖漿活動(dòng)一致，指示巖石受多期熱變質(zhì)作用事件影響，鋯石發(fā)生了深熔，從而具有較弱的環(huán)帶特征。

(2)斜長角閃巖的野外地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征等指示其原巖可能為基性火山巖(玄武巖等)，地表露頭上具有噴發(fā)旋回韻律特征。變質(zhì)后的巖石中殘留的鉀長石等高角閃巖相的變質(zhì)作用由于尚無可靠的年代學(xué)依據(jù)，結(jié)合目前混合巖、混合巖化斜長角閃巖的測試研究以及區(qū)域上康定巖群年代學(xué)資料，將其變質(zhì)作用時(shí)期歸為古元古代末期。