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滇中易门地区古元古界易门群罗洼垤组火山岩锆石U-Pb年龄及其构造热事件

刘军平, 宛胜, 李静, 邓仁宏, 赵江泰, 陈棵, 吴嘉林

刘军平, 宛胜, 李静, 邓仁宏, 赵江泰, 陈棵, 吴嘉林. 2021: 滇中易门地区古元古界易门群罗洼垤组火山岩锆石U-Pb年龄及其构造热事件. 地质通报, 40(7): 1024-1032. DOI: 10.12097/gbc.dztb-40-7-1024
引用本文: 刘军平, 宛胜, 李静, 邓仁宏, 赵江泰, 陈棵, 吴嘉林. 2021: 滇中易门地区古元古界易门群罗洼垤组火山岩锆石U-Pb年龄及其构造热事件. 地质通报, 40(7): 1024-1032. DOI: 10.12097/gbc.dztb-40-7-1024
LIU Junping, WAN Sheng, LI Jing, DENG Renhong, ZHAO Jiangtai, CHEN Ke, WU Jialin. 2021: Zircon U-Pb age and tectonic thermal event of the volcanic rocks from the Paleoproterozoic Yimen Group Luowadie Formation in Yimen area, Central Yunnan. Geological Bulletin of China, 40(7): 1024-1032. DOI: 10.12097/gbc.dztb-40-7-1024
Citation: LIU Junping, WAN Sheng, LI Jing, DENG Renhong, ZHAO Jiangtai, CHEN Ke, WU Jialin. 2021: Zircon U-Pb age and tectonic thermal event of the volcanic rocks from the Paleoproterozoic Yimen Group Luowadie Formation in Yimen area, Central Yunnan. Geological Bulletin of China, 40(7): 1024-1032. DOI: 10.12097/gbc.dztb-40-7-1024

滇中易门地区古元古界易门群罗洼垤组火山岩锆石U-Pb年龄及其构造热事件

基金项目: 

中国地质调查局项目《全国陆域及海区地质图件更新与共享》子项目《云南省系列地质图件数据处理与洋板块地质研究》 DD20190370

《云南1:5万二街、易门、鸣矣河、上浦贝幅区域地质调查》 DD20160017

云南省国土资源厅基金项目《云南省1∶5万撒马基幅、因民幅、贵城幅、舒姑幅区域地质调查》 D201905

详细信息
    作者简介:

    刘军平(1983-), 男, 在读博士生, 高级工程师, 从事区域地质与构造地质调查研究。E-mail: 271090834@qq.com

    通讯作者:

    李静(1964-), 男, 硕士, 教授级高工, 从事区域地质调查及技术管理工作。E-mail: lijing641229@163.com

  • 中图分类号: P534.3;P597+.3

Zircon U-Pb age and tectonic thermal event of the volcanic rocks from the Paleoproterozoic Yimen Group Luowadie Formation in Yimen area, Central Yunnan

  • 摘要:

    易门群是综合了元江撮科、易门铜厂、东川因民等地区的最新野外地质资料、同位素年代学资料后厘定的古元古界浅变质地层。其记录了地球发展演化早期的一系列重大地质事件,如古元古代早期的休伦冰期事件及紧随其后的地幔柱事件、简单多细胞生物的首现、狭义的Lomagundi碳同位素正漂移事件、富氧大气崩溃后的缺氧富硒沉积等。采用锆石激光剥蚀法(LA-ICP-MS)对易门地区的易门群罗洼垤组微晶凝灰岩、英安质凝灰岩进行了年龄测定,获得锆石U-Pb年龄加权平均值为2241±16 Ma、2252±14 Ma,2件样品的锆石Th/U值为0.2~1.0,均具清晰的振荡环带结构,为岩浆成因的锆石。结果表明,滇中易门地区罗洼垤组沉积时代为古元古代中期,可与元江撮科的地幔柱岩石构造组合及东川因民的罗洼垤组凝灰岩的时代对比。罗洼垤组沉积时代可能是Kenorland超大陆裂解作用在扬子陆块的响应。

    Abstract:

    Yimen Group is the Palaeoproterozoic weakly metamorphic strata determined by the latest "Yunnan Province Regional Geology"(second edition of revision) project, which integrates the latest field geological data and isotope chronology data of Yuanjiang Cuoke, Yimen Tongchang and Dongchuan Yinmin. It records a series of major geological events in the early stages of the Earth's evolution, such as the Early Paleoproterozoic Huron Ice Age event and the following mantle plume events, the first appearance of simple multicellular organisms, the narrow Lomagundi carbon isotope positive drift event, and hypoxic selenium-rich deposits after the collapse of oxygen-rich atmosphere. The LA-ICP-MS zircon dating method was used to date the Luowadie microcrystalline tuff and the dacite tuff in the Yimen Group of Yimen area. The zircon U-Pb dating yielded a weighted average age of 2241±16 Ma(MSWD=0.64, n=14), 2252±14 Ma(MSWD=0.71, n=13). The zircon Th/U ratio of the two samples is 0.2~1.0, both of which have a clear oscillating ring structure, indicating the zircon of magmatic origin. The study indicates that the sedimentary time of the Luowadie Formation in the Yimen area of the Yime area is Middle Paleoproterozoic, which can be compared with the mantle plume tectonic combination of the Yuanjiang Couke and the tuff in the Luowadie Formation of Dongchuan Yinmin. The sedimentary time of the Luowadie Formation may represent the response of Kenorland supercontinent splitting in Yangtze.

  • 滇中地区是研究扬子地台西缘前寒武纪地层的重要窗口,一直以来受到广大地质学者的青睐。1926年,朱庭祜将广泛出露于玉溪、晋宁、昆阳一带的浅变质地层称为昆阳层,划归寒武系[1];1942年,德国学者米士(Misch)将晋宁地区下震旦统“澄江砂岩”与下伏浅变质地层之间的区域性角度不整合命名为“晋宁运动”,并将该套浅变质地层命名为“昆阳系”,划归下震旦统[2]。1944年,许杰等将东川、会泽一带的浅变质地层称为昆阳系;1962年,全国地层委员会改称为前震旦系“昆阳群”[2],区域上共划分为8个组级岩石地层单位,即黄草岭组、黑山头组、大龙口组、美党组,被称为下亚群;因民组、落雪组、鹅头厂组、绿汁江组,被称为上亚群。各组级岩石地层单位的野外接触关系清晰,层序不存在争议。但上亚群、下亚群之间均为断层,上、下关系一直存在争议,并持续半个多世纪,简称“正八组”与“倒八组”之争。持“正八组”观点的研究者认为下亚群在上亚群之下,持“倒八组”观点的则相反;也有学者主张二者属横向变化关系[3-9]

    2010年,全国地层委员会在云南召开现场会,结合近年的高精度同位素年龄值,决定将下亚群称昆阳群,上亚群称东川群,仍划归中元古界;尹福光等介绍了这一新认识[10-13]。笔者认为,这一认识基本符合滇中地区的地质事实,但对于东川地区被因民组不整合覆盖的数千米厚的地层(即许杰1944年所称绿墩板岩、姑庄板岩)归属,并未提出具体的意见。

    2016年开始,云南省地质调查院在进行《云南省区域地质志》(第二版,修编)及云南1:5万二街幅等四幅区域地质调查工作中,通过大量的野外地质调查及系统的锆石U-Pb同位素年代学研究发现,滇中地区真正的中元古界出露面积很小;除汤丹—因民、晋宁—玉溪2个片区外,滇中其他地区出露的前寒武系浅变质岩系属中太古界—古元古界,并新建立了古元古界易门群、新太古界普渡河群、中太古界元江群,并进一步细分为15个组级岩石地层单元[14]。古元古界易门群细分为6个组级单元,包括阿不都组、罗洼垤组、亮山组、永靖哨组、西山村组、杉木箐组;它们记录了地球发展演化早期的一系列重大地质事件,如古元古代早期的休伦冰期事件及紧随的地幔柱事件、简单多细胞生物的首现、狭义的Lomagundi碳同位素正漂移事件、富氧大气崩溃后的缺氧富硒沉积等[14-21]

    李静等[14]对撮科地区罗洼垤组中的火山岩进行了锆石同位素年代学研究,获得2.29~2.24 Ga的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄;李静等[18]在易门地区古元古界易门群罗洼垤组顶部、亮山组下部的凝灰岩中获得锆石U-Pb年龄2175±31 Ma及2049±32 Ma;周邦国等[19]、朱华平等[20]在东川牛场坪一带的罗洼垤组中也获得了2.30~2.29 Ga的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄;刘军平等[15]在易门县铜厂乡易门群杉木箐组凝灰岩获得锆石U-Pb年龄为1842±26 Ma及1860±25 Ma。为进一步探讨易门群沉积时代、层序及大地构造属性等相关问题,依托云南1∶5万二街幅等四幅区域地质调查项目,通过野外地质调查及剖面测制,在云南易门地区易门群罗洼垤组发现多层微晶凝灰岩及英安质凝灰岩,以微晶凝灰岩及英安质凝灰岩为研究对象,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,准确确定了罗洼垤组沉积时代,进而限定了易门群沉积时限。

    易门群在滇中地区分布较广泛,是《云南省区域地质志》(第二版,修编)在前人工作成果基础上,通过大量的野外地质调查、锆石U-Pb同位素测定,综合了元江撮科、易门铜厂、东川牛场坪、东川小江西岸的地质资料新建立的岩石地层单位[8];研究区位于滇中易门地区,位于扬子陆块区(Ⅵ)之上扬子古陆块(Ⅵ-2)的楚雄陆内盆地(Ⅵ-2-12)和康滇基底断隆带(Ⅵ-2-11)2个三级构造单元的接壤地段,地层区划隶属华南地层大区扬子地层区(Ⅵ4)康滇地层分区(Ⅵ42)的楚雄地层小区(Ⅵ42-1)和昆明地层小区(Ⅵ42-2)的结合部。研究区出露地层为太古宇及元古宇(图 1),其中,罗洼垤组岩性组合为灰色凝灰质粉砂岩、凝灰质砂岩、灰白色英安质凝灰岩、微晶凝灰岩相间分布,局部夹硅质白云岩、叠层石白云岩、含锰质板岩

    图  1  云南易门地区大地构造位置(a、b)、地质简图及采样点(c)
    Pt1s—古元古界易门群杉木箐组;Pt1ls—古元古界易门群亮山组;Pt1l—古元古界易门群罗洼垤组;Pt1a —古元古界易门群阿不都组;Ar2e—中太古界元江群鹅头厂组;Ar2m—中太古界元江群曼林组;ξγ—钾长花岗岩
    Figure  1.  Tectonic location(a, b)and simplified geological map(c)showing sampling location in Yimen area, Yunnan

    本次研究的样品采自易门-罗茨断裂以西绿汁江深大断裂以东,地点在易门县铜厂乡石老虎山及大箐一带(图 2-ef)。罗洼垤组新发现的微晶凝灰岩、英安质凝灰岩与凝灰质粉砂岩、凝灰质砂岩相间产出;本次以微晶凝灰岩(D001)及英安质凝灰岩(D002)为研究对象。

    图  2  样品D001(a、b、e)和D002(c、d、f)野外露头、显微照片及采样岩性柱
    a—D001野外露头; b—D001显微照片; c—D002野外露头; d—D002显微照片; e—D001采样岩性柱; f—D002采样岩性柱
    Figure  2.  Outcrop photos, micrographs and sampling lithology columns of sample D001(a, b, e)and sample D002(c, d, f)

    浅灰白色微晶凝灰岩(D001):呈浅灰白色,玻基交织结构、溶蚀构造,部分区域可见似流动构造。标本切面中岩石由长英质微晶碎屑和隐晶质基质组成。微晶碎屑多呈长条状、透镜状、针状,在基质中具有明显的定向排列特征,并因为含量的不均一而表现出一定的层状特征,展示出一定的沉积特征,且在基质中发育一定量的气孔。隐晶质基质多为粘土物质。主要矿物为斜长石(25%~35%)和石英(5%~10%)。手标本及镜下特征见图 2-ab

    浅灰绿色英安质凝灰岩(D002):呈浅灰绿色,岩屑凝灰结构,块状构造,岩石由火山灰(60%~70%)、岩屑(20%~25%)、角砾(2%~5%)组成,岩屑以粗安岩、英安岩为主,少量安山岩,气孔少量发育,角砾为斑状玄武岩,火山灰细小难辨,显微结构特征是破碎状、无色透明的玻屑定向排列,且大部分已水化形成粘土。手标本及显微镜下照片见图 2-cd

    将浅灰白色微晶凝灰岩(D001)和浅灰绿色英安质凝灰岩(D002)2件样品经手工粉碎后,按常规重力及电磁法浮选出锆石颗粒,最后在实体镜下挑选出纯正锆石200余粒。其中,样品D001共分选出锆石90余粒,样品D002选出110余粒。锆石多为浅紫红色,个别呈褐色,粒状、短柱状、碎粒状,金刚光泽,透明,部分具磨蚀特征,锆石长80~150 μm,少数达200 μm。

    锆石分选在南京宏创地矿实验室完成,原岩样品经人工粉碎后,再经人工淘洗后去除轻矿物部分,将得到的重砂部分经电磁选后得到含有少量杂质的锆石样品,最后在双目镜下挑选出锆石晶体。选择晶形较好、无裂隙的锆石颗粒粘贴在环氧树脂表面制成锆石样品靶,打磨样品靶,使锆石的中心部位暴露出来,然后进行抛光。对锆石进行反射光、透射光显微照相和阴极发光(CL)图像分析,最后根据反射光、透射光及锆石CL图像选择代表性的锆石颗粒和区域进行U-Pb测年。

    U-Pb同位素定年在湖北省地质实验室测试中心岩石矿物研究室(D001)及武汉上谱分析科技有限岩石矿物研究室(D002)利用LA-ICP-MS分析完成。测试仪器采用的是由美国Coherent Inc公司生产的GeoLasPro全自动版193 nm ArF准分子激光剥蚀系统(LA)和美国Agilent公司生产的7700X型电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)联用构成的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析系统(LA-ICP-MS)。另外,激光剥蚀系统配置了由澳大利亚国立大学开发研制的匀化器,由10根长度不同的细PV管组成,激光剥蚀产生的细小粉末样品通过匀化器装置后,因通过长短不同的管道所需的时间略有不同而使样品脉冲信号得到平滑,能有效地降低激光脉冲剥蚀样品而产生的信号波动。锆石微量元素含量利用NIST610为外标,Si为内标进行定量计算[22-24]。锆石U-Pb定年分析采用锆石标准物质91500为外标进行同位素分馏校正,每分析6~8个样品点分析2次91500。样品测试时,背景信号采集10 s,样品剥蚀40 s,管路吹扫10 s,信号采集时间总共为60 s。样品的同位素比值和元素含量采用ICPMSDataCal 9.0进行处理分析,加权平均年龄的计算及锆石年龄谐和图的绘制采用Isoplot 3.0[25]完成。采用206Pb/238U年龄,其加权平均值的误差为2σ,206Pb/238U(和207Pb/206Pb)平均年龄误差为95%置信度。

    本次用于锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试的样品采集位置见图 1,样品分析数据见表 1。根据阴极发光(CL)图像,2件样品锆石可分为2类: 第一类锆石自形程度较好,棱角分明,发育韵律环带,为典型的岩浆结晶锆石[26-28];第二类锆石多呈自形-半自形,边部有一定程度的磨圆,具核-边结构,无明显环带结构,核部具扇形结构或椭圆状结构,可能为岩浆上升过程中捕获的围岩锆石(图 3);部分锆石边部普遍发育灰白色较窄增生边,后期可能经历了构造热事件的改造[22-23]

    表  1  LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析数据
    Table  1.  U-Th-Pb data of zircons using LA-ICP-MS method
    测点 Th/U 同位素比值 年龄/Ma
    207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U
    样品D001(微晶凝灰岩)
    1 0.4 0.1513 0.0028 9.3205 0.2487 0.4445 0.0094 2261 31 2370 25 2371 42
    2 0.2 0.1493 0.0027 8.8506 0.1959 0.4298 0.0087 2239 31 2323 20 2305 39
    3 0.5 0.0821 0.0014 1.8998 0.0396 0.1673 0.0030 1250 33 1081 14 997 16
    4 0.1 0.0931 0.0014 3.4197 0.0674 0.2657 0.0050 1500 28 1509 16 1519 25
    5 0.6 0.0920 0.0017 2.8903 0.0611 0.2271 0.0040 1533 35 1379 16 1319 21
    6 0.4 0.1349 0.0042 7.9974 0.2588 0.4288 0.0062 2163 55 2231 29 2301 28
    7 0.2 0.1386 0.0025 7.0851 0.1350 0.3675 0.0032 2210 25 2122 17 2018 15
    8 0.5 0.1489 0.0029 8.5814 0.1677 0.4151 0.0037 2333 33 2295 18 2238 17
    9 0.3 0.1250 0.0044 5.3810 0.2137 0.3117 0.0076 2029 63 1882 34 1749 37
    10 0.1 0.0649 0.0019 0.8373 0.0308 0.0934 0.0024 772 63 618 17 576 14
    11 0.3 0.1464 0.0028 7.9844 0.1570 0.3921 0.0035 2266 32 2229 18 2133 16
    12 1.5 0.0970 0.0023 3.2621 0.0765 0.2420 0.0022 1569 43 1472 18 1397 12
    13 0.4 0.0832 0.0021 2.1315 0.0533 0.1848 0.0018 1273 44 1159 17 1093 10
    14 0.4 0.1452 0.0027 8.4514 0.1623 0.4186 0.0035 2270 32 2281 18 2254 16
    15 0.4 0.1459 0.0051 11.1252 0.6086 0.5440 0.0177 2298 60 2534 51 2800 74
    16 1.0 0.1053 0.0025 4.6771 0.1110 0.3206 0.0035 1720 43 1763 20 1793 17
    17 0.3 0.1418 0.0029 8.3667 0.1778 0.4244 0.0040 2250 35 2272 19 2280 18
    18 0.3 0.1407 0.0027 8.0905 0.1673 0.4134 0.0042 2236 34 2241 19 2231 19
    19 0.3 0.1407 0.0027 8.1905 0.1673 0.4341 0.0042 2233 32 2235 18 2231 19
    20 0.3 0.1409 0.0025 8.0528 0.1674 0.4128 0.0046 2234 34 2240 19 2231 19
    21 0.2 0.1386 0.0025 7.0851 0.1350 0.3675 0.0032 2210 25 2122 17 2018 15
    22 0.8 0.1435 0.0021 8.5018 0.1212 0.4268 0.0034 2269 25 2286 13 2291 15
    23 0.2 0.1398 0.0018 7.9435 0.1432 0.4112 0.0052 2225 23 2225 16 2220 24
    24 0.4 0.1436 0.0039 8.6393 0.4036 0.4250 0.0113 2272 42 2301 43 2283 51
    样品D002(英安质凝灰岩)
    1 0.3 0.1394 0.0031 7.2570 0.1956 0.3757 0.0081 2220 38 2144 24 2056 38
    2 0.2 0.2205 0.0049 15.7498 0.4467 0.5171 0.0136 2984 36 2862 27 2687 58
    3 0.6 0.1398 0.0028 7.0806 0.1868 0.3613 0.0059 2225 35 2122 24 1988 28
    4 0.5 0.1497 0.0030 8.3100 0.1792 0.3980 0.0040 2342 33 2265 20 2160 18
    5 0.4 0.1544 0.0030 7.8538 0.1558 0.3652 0.0036 2395 33 2214 18 2007 17
    6 1.3 0.1391 0.0032 7.7147 0.2333 0.3946 0.0072 2216 40 2198 27 2144 33
    7 0.8 0.1512 0.0032 7.7515 0.1900 0.3670 0.0060 2361 36 2203 22 2015 28
    8 0.2 0.1512 0.0032 9.1010 0.2009 0.4306 0.0049 2359 37 2348 20 2308 22
    9 0.1 0.1294 0.0028 5.8176 0.1859 0.3192 0.0074 2090 38 1949 28 1786 36
    10 0.2 0.1157 0.0032 4.3521 0.1360 0.2703 0.0040 1891 50 1703 26 1542 20
    11 0.3 0.1406 0.0034 6.6673 0.1858 0.3406 0.0032 2235 41 2068 25 1889 15
    12 0.2 0.1623 0.0033 8.9415 0.2883 0.3913 0.0080 2480 29 2332 29 2129 37
    13 0.3 0.1277 0.0032 5.4734 0.1501 0.3085 0.0040 2066 44 1896 24 1733 20
    14 0.1 0.1231 0.0033 5.1251 0.1362 0.3002 0.0029 2067 47 1840 23 1692 14
    15 0.2 0.1278 0.0027 5.7280 0.1523 0.3227 0.0057 2078 37 1936 23 1803 28
    16 0.4 0.1486 0.0035 7.7632 0.2491 0.3714 0.0067 2329 40 2204 29 2036 31
    17 1.3 0.2237 0.0058 15.6306 0.4189 0.5019 0.0066 3009 42 2854 26 2622 28
    18 0.7 0.1704 0.0045 10.8101 0.4066 0.4400 0.0096 2562 45 2507 35 2351 43
    19 0.7 0.1781 0.0042 11.8782 0.3834 0.4707 0.0088 2636 40 2595 30 2487 38
    20 0.5 0.2880 0.0052 23.0218 0.4475 0.5750 0.0055 3407 28 3228 19 2928 23
    21 0.8 0.1402 0.0020 7.5871 0.1422 0.3916 0.0061 2231 24 2183 17 2130 28
    22 0.4 0.1417 0.0016 8.4561 0.1424 0.4325 0.0061 2250 20 2281 15 2317 27
    23 0.8 0.1412 0.0023 7.3362 0.1773 0.3774 0.0099 2243 28 2153 22 2064 47
    24 0.7 0.1432 0.0017 8.3691 0.1606 0.4233 0.0076 2266 16 2272 17 2275 35
    25 0.5 0.1455 0.0019 8.7200 0.1648 0.4336 0.0074 2294 22 2309 17 2322 33
    26 0.2 0.1442 0.0036 7.1560 0.2586 0.3537 0.0069 2280 43 2131 32 1952 33
    27 0.3 0.1400 0.0031 9.1023 0.1847 0.4557 0.0086 2228 39 2348 19 2421 38
    28 0.8 0.1414 0.0022 8.7799 0.1537 0.4491 0.0069 2244 26 2315 16 2391 31
    29 0.6 0.1419 0.0022 9.1328 0.1608 0.4643 0.0072 2250 26 2351 16 2458 32
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    图  3  微晶凝灰岩(D001)及英安质凝灰岩(D002)代表性锆石阴极发光(CL)图像
    Figure  3.  The CL images of zircons from quartz crystal tuff(sample D001)and dacitic tuff(sample D002)

    微晶凝灰岩(D001)的锆石均为无色透明,以柱状、短柱状为主,长度变化于80~150 μm之间,长宽比为1.0~2.0,少部分锆石边部具有熔蚀现象,锆石CL图像显示明显的振荡韵律环带(图 3-a)。选择24颗锆石进行了定年分析。所有的分析点都位于谐和线上或其附近(图 4-a),其中有14颗锆石数据较集中(图 4-b),锆石的Th/U值为0.2~0.8,具有典型的振荡环带,为岩浆成因,且获得了较一致的206Pb/238U年龄,年龄加权平均值为2241±16 Ma(MSWD=0.64,n=14),说明微晶凝灰岩形成于古元古代中期,也代表了罗洼垤组的沉积年龄;D001-8测点位于锆石继承核上,振荡环带结构不清,磨圆度较好,且具核-边结构(图 4-a),测得年龄应为继承性锆石年龄[27],锆石年龄为2333 Ma,为古元古代继承性锆石;D001-3、4、5、6、9、10、12、13、16共9个测点位于振荡环带结构不明显的增生边上,且Th/U值较低(D001-4、10为0.1),年龄为618~1720 Ma,可能对应多期构造热事件年龄,但不能排除混合年龄的可能性[22]

    图  4  样品D001锆石U-Pb谐和图(a、b)及样品D002锆石U-Pb谐和图(c、d)
    Figure  4.  The U-Pb ages of zircons from sample D001(a, b)and sample D002(c, d)

    英安质凝灰岩(D002)的锆石为无色透明或浅黄色,半自形-自形,形态有长柱状、短柱状、粒状和不规则状,粒径大小在110~180 μm之间,颗粒长宽比为1.2~2.5。选择29颗锆石进行定年分析。所有分析点位于谐和线上或其附近(图 4-c),其中,有14颗锆石数据较集中(图 4-d),具有典型的振荡环带,为岩浆成因,且获得了较一致的206Pb/238U年龄,年龄加权平均值为2252±14 Ma(MSWD=0.71,n=13),代表了英安质凝灰岩的形成年龄,也代表了罗洼垤组的沉积年龄,为古元古代中期;部分测点可见继承性锆石的残留核,具典型的核-边结构,核部表现为弱的发光性(测点2、4、5、7、8、12、16、17、18、19、20),Th/U值较小(D002-17为1.3),该年龄应为捕获老锆石年龄值;锆石D002-9、10、13、14、15共5个点均位于振荡环带结构不明显的增生边上,Th/U值较低(D001-9、14为0.1),锆石年龄在1891~2090 Ma之间,其中4个测点数据较集中,得到的206Pb/238U年龄为2075±24 Ma,可能为一期重要的构造热事件年龄[22-23]

    易门群是滇中地区扬子基底岩系的重要组成部分,记录了地球发展演化早期的一系列重大地质事件,如古元古代早期的休伦冰期事件及紧随其后的地幔柱事件、简单多细胞生物的首现、狭义的Lomagundi碳同位素正漂移事件、富氧大气崩溃后的缺氧富硒沉积等[14]。在滇中易门群地层序列中,罗洼垤组占据较重要的位置,发育大量的火山岩,其上为亮山组碎屑岩系,其下为阿不都组冰碛杂砾岩、滨海相砂岩夹白云岩,是沉积环境转换期的产物,也是研究易门群时代及构造属性的重要层位。

    本次研究的样品微晶凝灰岩和英安质凝灰岩的锆石具有明显的岩浆结晶成因特征,所获得的岩浆结晶年龄分别为2241±16 Ma、2252±14 Ma,该年龄限定了罗洼垤组属古元古代中期,与元江撮科、东川因民等地的罗洼垤组的地质年代相当;与元江撮科地区2350~2200 Ma的地幔柱岩石构造组合(刘桂春,未发表成果)为同一地质时期的产物,可能是Kenorland超大陆裂解作用在扬子陆块的响应。在易门群顶部的杉木箐组凝灰岩中获锆石U-Pb年龄1.85 Ga[15],撮科地区阿不都组近底部的火山岩获得了2.35 Ga的U-Pb锆石LA-ICP-MS年龄[14],与本文在罗洼垤组凝灰岩中所获年龄值构成了较完整的地层-年代序列,表明易门群为形成于1.85~2.35 Ga的连续沉积充填序列。

    《云南省区域地质志》(第二版、修编)及云南1:5万二街等四幅区调项目在滇中许多关键地区的火山岩及侵入岩中获得了3.08~1.85 Ga的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,指示扬子西缘存在太古宙—古元古代地质体。本次2件样品共获得53个有效的U-Pb同位素年龄值。其中,年龄值大于2252 Ma的11颗锆石应为岩浆上升过程中捕获的继承性锆石,年龄为2329~3407 Ma。结合最新区域相关同位素研究资料,笔者认为: ①有1粒锆石的207Pb/206Pb年龄值为3407±28 Ma,说明滇中地区可能还存在古太古代地质体;②有2粒锆石的207Pb/206Pb年龄值为2984±29.3 Ma及3009±42 Ma,与全球Kenorland超大陆事件及板块构造体制启动时间一致;与红龙厂地区中太古界元江群岔河组(Ar2c)火山岩锆石年龄3073~2977 Ma相当(李静,未发表数据);③有2粒锆石的207Pb/206Pb年龄值为2562±45 Ma、2636±40 Ma,属新太古代晚期;④有6粒锆石的207Pb/206Pb年龄值为2329~2395 Ma,与岔河花岗岩2.36 Ga的锆石U-Pb年龄相当[29],可能是Kenorland超大陆裂解初始阶段的岩浆活动。

    年龄小于2241 Ma的锆石共16粒,其中5粒锆石207Pb/206Pb年龄值为2029~2090 Ma,与易门地区侵入于西山村组的石英脉锆石U-Pb年龄相当[30]。5粒锆石的207Pb/206Pb年龄为1858~1891 Ma,与易门群杉木箐组时代相当,可能与Columbia超大陆的汇聚时限一致[15, 30-32]。4粒锆石的207Pb/206Pb年龄为1500~1720 Ma,与Columbia超大陆的裂解时限大致相当[33-35]。2粒锆石的207Pb/206Pb年龄为1250~1273 Ma,与区域上的格林威尔造山运动相当。以上继承性锆石及后期热事件改造的锆石年龄可与扬子陆块西缘重要的区域构造-热事件对比[36-41]

    (1) 易门群罗洼垤组微晶凝灰岩和英安质凝灰岩锆石U-Pb年龄加权平均值分别为2241±16 Ma、2252±14 Ma,认为滇中易门地区罗洼垤组沉积时代为古元古代中期,限定了易门群沉积时代为1.85~2.35 Ga。

    (2) 微晶凝灰岩和英安质凝灰岩存在继承性锆石及后期变质锆石年龄可与扬子陆块西缘3.4 Ga、2.5 Ga、2.3 Ga、2.0 Ga、1.8 Ga、1.5 Ga、1.2 Ga、0.6 Ga等多期重要的区域构造-热事件对比。

    致谢: 锆石LA-ICP-MS分析和阴极发光照片得到南京宏创地质勘查技术服务有限公司袁秋云、湖北省地质实验室测试中心岩石矿物研究室朱丹、潘诗洋及武汉上谱分析科技有限实验人员的帮助,审稿专家提出了宝贵的修改意见,在此一并表示衷心感谢。
  • 图  1   云南易门地区大地构造位置(a、b)、地质简图及采样点(c)

    Pt1s—古元古界易门群杉木箐组;Pt1ls—古元古界易门群亮山组;Pt1l—古元古界易门群罗洼垤组;Pt1a —古元古界易门群阿不都组;Ar2e—中太古界元江群鹅头厂组;Ar2m—中太古界元江群曼林组;ξγ—钾长花岗岩

    Figure  1.   Tectonic location(a, b)and simplified geological map(c)showing sampling location in Yimen area, Yunnan

    图  2   样品D001(a、b、e)和D002(c、d、f)野外露头、显微照片及采样岩性柱

    a—D001野外露头; b—D001显微照片; c—D002野外露头; d—D002显微照片; e—D001采样岩性柱; f—D002采样岩性柱

    Figure  2.   Outcrop photos, micrographs and sampling lithology columns of sample D001(a, b, e)and sample D002(c, d, f)

    图  3   微晶凝灰岩(D001)及英安质凝灰岩(D002)代表性锆石阴极发光(CL)图像

    Figure  3.   The CL images of zircons from quartz crystal tuff(sample D001)and dacitic tuff(sample D002)

    图  4   样品D001锆石U-Pb谐和图(a、b)及样品D002锆石U-Pb谐和图(c、d)

    Figure  4.   The U-Pb ages of zircons from sample D001(a, b)and sample D002(c, d)

    表  1   LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析数据

    Table  1   U-Th-Pb data of zircons using LA-ICP-MS method

    测点 Th/U 同位素比值 年龄/Ma
    207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U
    样品D001(微晶凝灰岩)
    1 0.4 0.1513 0.0028 9.3205 0.2487 0.4445 0.0094 2261 31 2370 25 2371 42
    2 0.2 0.1493 0.0027 8.8506 0.1959 0.4298 0.0087 2239 31 2323 20 2305 39
    3 0.5 0.0821 0.0014 1.8998 0.0396 0.1673 0.0030 1250 33 1081 14 997 16
    4 0.1 0.0931 0.0014 3.4197 0.0674 0.2657 0.0050 1500 28 1509 16 1519 25
    5 0.6 0.0920 0.0017 2.8903 0.0611 0.2271 0.0040 1533 35 1379 16 1319 21
    6 0.4 0.1349 0.0042 7.9974 0.2588 0.4288 0.0062 2163 55 2231 29 2301 28
    7 0.2 0.1386 0.0025 7.0851 0.1350 0.3675 0.0032 2210 25 2122 17 2018 15
    8 0.5 0.1489 0.0029 8.5814 0.1677 0.4151 0.0037 2333 33 2295 18 2238 17
    9 0.3 0.1250 0.0044 5.3810 0.2137 0.3117 0.0076 2029 63 1882 34 1749 37
    10 0.1 0.0649 0.0019 0.8373 0.0308 0.0934 0.0024 772 63 618 17 576 14
    11 0.3 0.1464 0.0028 7.9844 0.1570 0.3921 0.0035 2266 32 2229 18 2133 16
    12 1.5 0.0970 0.0023 3.2621 0.0765 0.2420 0.0022 1569 43 1472 18 1397 12
    13 0.4 0.0832 0.0021 2.1315 0.0533 0.1848 0.0018 1273 44 1159 17 1093 10
    14 0.4 0.1452 0.0027 8.4514 0.1623 0.4186 0.0035 2270 32 2281 18 2254 16
    15 0.4 0.1459 0.0051 11.1252 0.6086 0.5440 0.0177 2298 60 2534 51 2800 74
    16 1.0 0.1053 0.0025 4.6771 0.1110 0.3206 0.0035 1720 43 1763 20 1793 17
    17 0.3 0.1418 0.0029 8.3667 0.1778 0.4244 0.0040 2250 35 2272 19 2280 18
    18 0.3 0.1407 0.0027 8.0905 0.1673 0.4134 0.0042 2236 34 2241 19 2231 19
    19 0.3 0.1407 0.0027 8.1905 0.1673 0.4341 0.0042 2233 32 2235 18 2231 19
    20 0.3 0.1409 0.0025 8.0528 0.1674 0.4128 0.0046 2234 34 2240 19 2231 19
    21 0.2 0.1386 0.0025 7.0851 0.1350 0.3675 0.0032 2210 25 2122 17 2018 15
    22 0.8 0.1435 0.0021 8.5018 0.1212 0.4268 0.0034 2269 25 2286 13 2291 15
    23 0.2 0.1398 0.0018 7.9435 0.1432 0.4112 0.0052 2225 23 2225 16 2220 24
    24 0.4 0.1436 0.0039 8.6393 0.4036 0.4250 0.0113 2272 42 2301 43 2283 51
    样品D002(英安质凝灰岩)
    1 0.3 0.1394 0.0031 7.2570 0.1956 0.3757 0.0081 2220 38 2144 24 2056 38
    2 0.2 0.2205 0.0049 15.7498 0.4467 0.5171 0.0136 2984 36 2862 27 2687 58
    3 0.6 0.1398 0.0028 7.0806 0.1868 0.3613 0.0059 2225 35 2122 24 1988 28
    4 0.5 0.1497 0.0030 8.3100 0.1792 0.3980 0.0040 2342 33 2265 20 2160 18
    5 0.4 0.1544 0.0030 7.8538 0.1558 0.3652 0.0036 2395 33 2214 18 2007 17
    6 1.3 0.1391 0.0032 7.7147 0.2333 0.3946 0.0072 2216 40 2198 27 2144 33
    7 0.8 0.1512 0.0032 7.7515 0.1900 0.3670 0.0060 2361 36 2203 22 2015 28
    8 0.2 0.1512 0.0032 9.1010 0.2009 0.4306 0.0049 2359 37 2348 20 2308 22
    9 0.1 0.1294 0.0028 5.8176 0.1859 0.3192 0.0074 2090 38 1949 28 1786 36
    10 0.2 0.1157 0.0032 4.3521 0.1360 0.2703 0.0040 1891 50 1703 26 1542 20
    11 0.3 0.1406 0.0034 6.6673 0.1858 0.3406 0.0032 2235 41 2068 25 1889 15
    12 0.2 0.1623 0.0033 8.9415 0.2883 0.3913 0.0080 2480 29 2332 29 2129 37
    13 0.3 0.1277 0.0032 5.4734 0.1501 0.3085 0.0040 2066 44 1896 24 1733 20
    14 0.1 0.1231 0.0033 5.1251 0.1362 0.3002 0.0029 2067 47 1840 23 1692 14
    15 0.2 0.1278 0.0027 5.7280 0.1523 0.3227 0.0057 2078 37 1936 23 1803 28
    16 0.4 0.1486 0.0035 7.7632 0.2491 0.3714 0.0067 2329 40 2204 29 2036 31
    17 1.3 0.2237 0.0058 15.6306 0.4189 0.5019 0.0066 3009 42 2854 26 2622 28
    18 0.7 0.1704 0.0045 10.8101 0.4066 0.4400 0.0096 2562 45 2507 35 2351 43
    19 0.7 0.1781 0.0042 11.8782 0.3834 0.4707 0.0088 2636 40 2595 30 2487 38
    20 0.5 0.2880 0.0052 23.0218 0.4475 0.5750 0.0055 3407 28 3228 19 2928 23
    21 0.8 0.1402 0.0020 7.5871 0.1422 0.3916 0.0061 2231 24 2183 17 2130 28
    22 0.4 0.1417 0.0016 8.4561 0.1424 0.4325 0.0061 2250 20 2281 15 2317 27
    23 0.8 0.1412 0.0023 7.3362 0.1773 0.3774 0.0099 2243 28 2153 22 2064 47
    24 0.7 0.1432 0.0017 8.3691 0.1606 0.4233 0.0076 2266 16 2272 17 2275 35
    25 0.5 0.1455 0.0019 8.7200 0.1648 0.4336 0.0074 2294 22 2309 17 2322 33
    26 0.2 0.1442 0.0036 7.1560 0.2586 0.3537 0.0069 2280 43 2131 32 1952 33
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-09
  • 修回日期:  2020-04-15
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2021-07-14

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