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  地质通报  2017, Vol. 36 Issue (10): 1760-1771  
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孙载波, 曾文涛, 周坤, 吴嘉琳, 李龚健, 黄亮, 赵江泰. 昌宁-孟连结合带奥陶纪洋岛玄武岩的识别及其构造意义——来自地球化学和锆石U-Pb年龄的证据[J]. 地质通报, 2017, 36(10): 1760-1771.
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Sun Z B, Zeng W T, Zhou K, Wu J L, Li G J, Huang L, Zhao J T. Identification of Ordovician oceanic island basalt in the Changning-Menglian suture zone and its tectonic implications:Evidence from geochemical and geochronological data[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(10): 1760-1771.
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基金项目

云南省科技领军人才培养计划项目《西南“三江”叠合成矿作用与成矿预测》(编号:2013HA001)和中国地质调查局项目《西南三江有色金属资源基地调查》(编号:121201010000150007)

作者简介

孙载波(1981-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事区域地质调查工作。E-mail:1553974947@qq.com

文章历史

收稿日期: 2017-03-01
修订日期: 2017-06-02
昌宁-孟连结合带奥陶纪洋岛玄武岩的识别及其构造意义——来自地球化学和锆石U-Pb年龄的证据
孙载波1, 曾文涛2, 周坤1, 吴嘉琳1, 李龚健3, 黄亮1, 赵江泰1    
1. 云南省地质调查院, 云南 昆明 650216;
2. 云南省地质环境监测院, 云南 昆明 650216;
3. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083
摘要: 西南三江昌宁-孟连构造带传统被认为是晚古生代古特提斯洋的缝合带。在该构造带中段铜厂街蛇绿混杂岩东侧勐勇-芒红一带,新识别出一套近南北向展布的灰绿色气孔-杏仁状玄武岩、安山玄武岩和硅质岩、浅变质泥质粉砂岩组成的火山-沉积岩系。对杏仁状玄武岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得其206Pb/238U年龄加权平均值为449.3±8.4Ma(MSWD=3.5),表明该套火山岩喷发于奥陶纪。元素地球化学特征表现为富铝(12.11%~15.04%)、富钠(K2O/N2O=0.03~0.44)、高Mg#值(45.9~61.7),同时,该套火山岩中MgO=6.78%~12.34%,平均为9.43%,Cr=58.6×10-6~636×10-6,平均为310.3×10-6,Ni=57.4×10-6~410×10-6,平均为202.1×10-6,Nb=18.9×10-6~32.8×10-6,平均为25.06×10-6,具有轻稀土元素强烈富集的"直线状"稀土元素配分模式,(La/Yb)N=5.25,(Ce/Yb)N=4.42,(Ce/Sm)N=1.68,稀土元素总量随全碱含量增大有升高的趋势,表明其为亚速尔型洋岛。总体上,该套火山岩具碱性OIB(洋岛玄武岩)的特征,可能是大洋板内热点前部熔融的产物。亚速尔型洋岛玄武岩的出现代表了特提斯洋盆内洋岛发育早期阶段的物质记录,为重新认识滇西南昌宁-孟连地区特提斯主洋盆开阔多岛洋的格局提供了丰富的岩石学依据。
关键词: 亚速尔型洋岛    碱性玄武岩    地球化学    LA-ICP-MS锆石U-Pb定年    奥陶纪    昌宁-孟连结合带    
Identification of Ordovician oceanic island basalt in the Changning-Menglian suture zone and its tectonic implications:Evidence from geochemical and geochronological data
SUN Zaibo1, ZENG Wentao2, ZHOU Kun1, WU Jialin1, LI Gongjian3, HUANG Liang1, ZHAO Jiangtai1     
1. Yunnan Institute of Geological Survey, Kunming 650216, Yunnan, China;
2. Yunnan Institute of Geological Environment Monitoring, Kunming 650216, Yunnan, China;
3. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
Abstract: The Changning-Menglian tectonic belt has been traditionally known as one of the Paleo-Tethys suture zones in the Sanjiang orogenic domain, Southwest China. This study focused on the newly found volcano-sedimentary rocks consisting of vesicular and amygdaloidal basalts, andesitic basalt, siliceous rock, and meta-mud siltstone in the Mengyong-Manghong area located to the east of the Tongchangjie ophiolitic rocks in the central Changning-Menglian suture zone. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating reveals that the 206Pb/238U weighted mean age of the amygdaloidal basalt is 449.3±8.4Ma(MSWD=3.5), suggesting that this suite of volcanic rocks was emplaced in Ordovician. The basaltic rocks are rich in Al2O3 (12.11%~15.04%), show high K2O/N2O ratios of 0.03~0.44 and high MgO (6.78%~12.34%, 9.43% on average) with high Mg# of 45.9~61.7, and Cr, Ni, Nb values of 58.6×10-6~636×10-6, 57.4×10-6~410×10-6 and 18.9×10-6~32.8×10-6 (310.3×10-6, 202.1×10-6 and 25.06×10-6 on average) respectively. They have flat chondrite-normalized REE patterns with low (La/Yb)N (averagely 5.25), (Ce/Yb)N (4.42 on average) and (Ce/Sm)N (1.68 on average). The ΣREE value of the basaltic rocks increases with the increasing of the total alkaline, which suggests that the rocks are similar to the Azores-type oceanic island basalts (OIB). Generally, this suite of volcanic rocks is alkaline with OIB affinity, which might have resulted from the melting of the head of the hotspot in the Intra-oceanic plate. The new discovery of the Azores-type OIB in the Changing-Menglian records the product of OIB activity in the Early Paleozoic evolution of Tethys Ocean, which provides important basic information for further understanding of the composite arc-basin system in the Tethyan domain of Southwest China.
Key words: Azores-type oceanic island    alkaline basalt    geochemistry    LA-ICP-MS zircon U-Pb dating    Ordovician    Changning-Menglian suture zone    

昌宁-孟连结合带位于西南三江造山带南段,作为研究特提斯洋发展演化的理想构造带,一直备受地学界瞩目。前人关于该结合带的研究较多,涉及综合地层学[1-2]、构造古地理[3-4]、火山岩[5-9]、变质岩[10-11]等方面研究,均表明昌宁-孟连结合带由古特提斯主洋消减闭合而形成[1],且以该带为代表的古特提斯洋经历了完整的威尔逊旋回[5]。部分学者也提出该区域存在原特提斯洋盆[6-7, 12-14],然而对原特提斯洋盆的表现形式、演化产物及其形成时代,依然鲜有研究。

2014-2016年,云南省地质调查院在开展“云南1: 5万耿马县、香竹林、勐库等7幅区域地质调查”项目时,在铜厂街蛇绿混杂岩东侧重新厘定出一条近南北向展布的早古生代蛇绿混杂岩——奥陶纪湾河蛇绿混杂岩[15],并在该蛇绿混杂岩内发现南华纪退变质榴辉岩[16-18],从而为该地区早古生代特提斯构造发展演化研究奠定了基础。

在前人工作的基础上,笔者在开展大比例尺野外地质填图时,在铜厂街蛇绿混杂岩东侧勐勇-芒红一带新识别出一套近南北向展布的由灰绿色气孔-杏仁状玄武岩、安山玄武岩和硅质岩、浅变质泥质粉砂岩组成的火山-沉积岩系。前人根据区域岩石组合、变形变质等特征将其对比为二叠系拉巴组(Pl),并无可靠的时代依据。本文以该套基性火山岩为研究对象,开展了系统的岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究,分析了岩石成因及其岩浆源区特征,综合区域地质特征,进一步探讨岩石形成的构造环境。

1 地质背景和岩石学特征

勐勇-芒洪一带火山-沉积岩呈近南北向展布,南北延伸70~80km,东西宽1~3km,其西侧和东侧分别与铜厂街蛇绿混杂岩和泥盆系-石炭系南段组呈断层接触,局部被上三叠统三岔河组和中侏罗统花开左组以角度不整合覆盖(图 1)。本文选择勐勇老南掌剖面(PM007)为对象(图 2),进行了系统的地质与地球化学研究。老南掌剖面主要岩石类型为灰色浅变质泥质粉砂岩、岩屑石英砂岩(多呈透镜体)、硅质岩、气孔-杏仁状玄武岩、安山玄武岩、橄榄玄武岩、玄武质火山角砾岩和凝灰岩,灰绿色安山玄武岩中可见灰岩砾石。部分地段构造改造较强烈,导致岩石变形,其原岩总体上属一套浅变质火山岩-碎屑岩石组合。用于本次试验研究的火山岩类型主要有气孔-杏仁状玄武岩、杏仁状安山玄武岩和玄武质火山角砾熔岩,特征如下。

图 1 研究区地质简图(据参考文献修改) Fig.1 Geological map of the study area Q-第四系;N-古近系-新近系;J-侏罗系;T3-上三叠统;Pz2a-西部上古生界被动陆缘沉积;Pz2b-东部上古生界被动-主动陆缘沉积;Pz1a-西部下古生界大陆边缘沉积(勐统群);Pz1b-东部下古生界大陆边缘沉积(澜沧群);ξγE-古近纪正长花岗岩;ηγT2-中三叠世黑云二长花岗岩;γδP-二叠纪花岗闪长岩;O2β-中奥陶世玄武岩
图 2 耿马县勐勇镇老南掌实测剖面 Fig.2 Geological section of the Laonanzhang area in Menyong Town, Gengma Country 1-泥质粉砂岩;2-花岗质砂砾岩;3-晶屑岩屑凝灰岩;4-安山玄武质火山角砾熔岩;5-杏仁状玄武岩;6-浅变质泥质粉砂岩;7-浅变质岩屑砂岩;8-浅变质岩屑石英砂岩;9-浅变质长石石英砂岩;10-浅变质砂质角砾岩;11-浅变质凝灰质岩屑砂岩;12-浅变质绢云英安岩;13-砂质粉砂质板岩;14-泥质粉砂质板岩;15-绢云粉砂质板岩;16-砂质绢云泥质板岩;17-粉砂质绢云泥质板岩;18-泥质硅质板岩;19-千枚状板岩;20-绿泥绿帘阳起片岩;21-断层角砾岩;22-三叠系三岔河组一段;23-中奥陶世洋岛玄武岩;24-石炭系铜厂街蛇绿混杂岩;25-东部上古生界主动-被动大陆边缘沉积(相当于拉巴组地层);26-采样位置及样品编号

气孔-杏仁状玄武岩:灰绿色,少斑结构,基质具玻基交织结构,斜长石斑晶不同程度钠长石化、绿泥石化,零星分布,基质主要由隐晶质玻璃质(90%)和少量氧化铁质(3%)、斜长石(7%)组成。岩石发育圆-次圆状气孔,大部分气孔由钠长石、绿泥石和少量玻璃质充填构成杏仁状构造(图 3),少部分气孔无充填构造。

图 3 老南掌剖面灰绿色杏仁状玄武岩野外及显微镜下照片 Fig.3 Photograph and photomicrograph of the green amygdaloidal basalt in Laonanzhang section Ab—钠长石;Pl—斜长石;Chl—绿泥石

杏仁状安山玄武岩:灰绿色,隐晶结构,杏仁状构造,主要由隐晶玻璃质(95%)和少部分粒径≤ 0.1mm的长条状微晶斜长石(5%)、少量方解石等组成。岩石中次圆-不规则状气孔极发育,气孔中由隐晶鳞片状绿泥石和部分他形粒状方解石、石英、少量金属矿物等充填构成杏仁状构造。

玄武质火山角砾熔岩:岩石具火山角砾熔岩结构,主要由玄武质火山角砾组成,被玄武安山质熔岩胶结,火山角砾为玄武岩(具少斑结构,基质具玻基交织结构,稀疏杏仁状构造),次棱角状,粒径≤ 15.0mm,含量70%。胶结物为玄武质安山岩(具少斑结构,基质具粗玄结构),含量30%。

2 测试方法

锆石单矿物分选由河北省廊坊市诚信地质服务有限公司完成,在双目镜下手工挑纯。选取代表性的锆石颗粒制成环氧树脂样品靶。抛光后拍摄锆石的反射光、透射光及阴极发光(CL)显微照片,依据显微照片显示的锆石特点,选择合适的颗粒及颗粒的合适部位进行U-Pb同位素测定。

CL图像在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)HITACHI S3000-N型扫描电子显微镜上完成。锆石微区U-Pb同位素测定和锆石的微量元素含量在中国科学院地球化学研究所利用LA-ICP-MS分析完成,测试仪器为电感耦合等离子质谱仪(Agilent 7700x)准分子激光剥蚀系统(GeolasPro193nm)联机,激光器为ArF准分子激光器。激光剥蚀束斑直径为4~160μm,激光能量密度范围为1~45J/cm2,剥蚀频率为5Hz。试验中采用氦气作为剥蚀物质的载气,氩气为辅助气。详细的仪器操作条件和数据处理方法同相关文献[19-21]。用标准锆石91500校正Pb/U分馏,原始数据计算采用ICP-MS DataCa程序完成,U-Pb谐和图绘制和加权平均计算用Isoplot/Ex_ver3程序完成。

主量和微量元素在国土资源部中南矿产资源监督检测中心完成。主量元素采用XRF玻璃熔饼法完成,分析精度优于4%。微量元素样品在高压溶样弹中用HNO3和HF混合酸溶解2d,用VG Plasma-Quad Excell ICP-MS方法测试完成,对国际标准参考物质BHVO-1(玄武岩)、BCR-2(玄武岩)和AGV-1(安山岩)的同步分析结果表明,微量元素分析的精度和准确度一般优于10%,详细的分析流程见Liu等[20]

3 分析结果 3.1 锆石U-Pb年龄

用于本次同位素测年的样品(D0010-1-2)采自云南省耿马县勐勇镇老南掌剖面(PM007)22层灰绿色杏仁状玄武岩,锆石粒度普遍较小(50~80μm),锆石均呈短柱状自形晶,长宽比大多为2~3,锆石阴极发光(CL)图像(图 4)显示,大部分锆石具有明显的振荡环带且环带较宽,少量锆石为弱振荡环带,无继承性核、无变质增生边,属典型的岩浆结晶锆石。

图 4 老南掌杏仁状玄武岩代表性锆石阴极发光(CL)图像 Fig.4 CL images of selected zircons from Laonanzhang basalt

共测得24颗锆石的24个数据(表 1图 5),其206Pb/238U年龄范围为184±2~1642±19Ma。这些数据大致可分为3组,较年轻的年龄为184~265Ma(4、5、6、7、12、18号点),由于4、7号点谐和度较差,18号点可能代表了更年轻的岩浆锆石或是样品分选时的污染物,未参与计算,剩余5、6、12号点的206Pb/238U年龄加权平均年龄值为233.9±3.5Ma,MSWD=0.4,该组年龄值与区域上规模巨大的同碰撞型二长花岗岩的侵位时代基本一致,应属一次构造-热事件的反映;居中的年龄为365±5~482±6Ma(2、3、8、11、14~17、19~21、23、24号点),其中11、17、20、23号点明显属于离群值(怀疑有一定的混合原因),其余9个点的年龄加权平均值为449.3±8.4Ma(MSWD= 3.5),代表该火山岩的形成年龄;较老的年龄为768±8~1642±19Ma(1、9、10、13、22号点),该组年龄跨度较大,应属岩浆作用过程中捕获的不同时期的古老锆石。

表 1 老南掌玄武岩(D0100-1-2)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素数据 Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb dating results of the Laonanzhang basalt
图 5 老南掌杏仁状玄武岩锆石U-Pb年龄谐和图 Fig.5 U-Pb concordia diagram of zircon from the Laonanzhang basalt
3.2 全岩元素组成

各类岩石的主量元素含量按11项氧化物标准化并进行全铁调整后的数值如表 2所示。从9件火山岩测试结果看,烧失量在3.23%~11.66%之间,平均为5.13%。9件样品的SiO2含量为46.5%~52.8%,平均为47.11%;Al2O3为12.11%~15.04%,MgO为6.78%~12.34%,平均为9.43%;K2O/N2O=0.03~0.44,表现出富钠的特点;TiO2为1.79%~3.0%,为1.97%;P2O5为0.21%~0.34%,平均为0.26%,CaO为7.88%~12.98%,平均为9.29%。

表 2 老南掌玄武岩的全岩主量、微量和稀土元素测试数据 Table 2 Whole-rock major, trace and rare earth elements analyses of the Laonanzhang basalt

稀土元素总量(∑REE)中等,∑REE=134.41×10-6~218.58×10-6,球粒陨石标准化曲线(图 6-a)呈现向右倾斜的特征,与现代洋岛拉斑玄武岩(OIB)的配分曲线相似,而明显不同于洋中脊玄武岩(N-MORB和E-MORB)[22-23]。该套玄武岩的(La/Yb)N=4.66~5.84,平均为5.25;表明轻、重稀土元素的分馏并不强,故稀土元素的配分曲线向右平缓倾斜,总趋势为全碱含量高者稀土元素总量较高。(Ce/Yb)N=3.92~5.26,平均为4.42,(Ce/Sm)N= 1.56~1.82,平均为1.68,这些特征都与亚速尔型洋岛碱性玄武岩特征一致[24-27]

图 6 老南掌剖面火山岩稀土元素配分模式(a)和微量元素蛛网图(b)(标准化值据参考文献[23]) Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle normalized trace element diagram(b)of the Laonanzhang basalt OIB—洋岛玄武岩;E-MORB—富集洋中脊玄武岩;N-MORB—正常洋中脊玄武岩

在原始地幔标准化微量元素蛛网图(图 6-b)中,大离子亲石元素(LILE)Sr(6.19×10-6~39.69×10-6)、K(10.3×10-6~115.0×10-6)、Ba(6.46×10-6~62.35×10-6)明显亏损,而高场强元素(HFSE)Th(1.27×10-6~2.31×10-6)、Nb(18.9×10-6~32.8×10-6)等含量较高(无亏损),Zr(139×10-6~221×10-6)、Hf(4.04×10-6~5.85×10-6)含量变化不大,总体上表现为洋岛或板内玄武岩常见的大隆起形式。

4 讨论 4.1 岩浆岩成因

本文测试的9件火山岩元素组成结果显示,该套火山岩具有富铝、富钠、高镁、高钛和中等磷的特征。全岩烧失量较大(3.23%~11.66%),表明岩石皆有不同程度的蚀变。因此,本文主要采用不活动元素用于岩石成因讨论。

Zr/TiO2-Nb/Y判别图解中,所有投点全部落入碱性系列玄武岩(图 7-a)中。全岩微量、稀土元素配分形式右倾及无Nb、Ta等高场强元素亏损现象(图 6)显示,岩浆岩具有典型的OIB特征。玄武岩样品具有高的Nb/Yb(8.26~10.93),Th/Yb(0.53~0.71)值,在Nb/Yb-Th/Yb判别图解图(图 7-b)中均靠近OIB端元。此外,玄武岩具有高的Nb/U值(平均值为44.8),与原始地幔(Nb/U=30)接近,明显高于地壳(Nb/U=9)[30];而Nb/La值介于1.09~1.3之间,平均值为1.2,明显高于典型MORB(洋中脊玄武岩)(小于1.0)[30],说明该地区玄武岩未受到明显的地壳物质混染,且具有富集地幔源区起源的洋岛玄武岩特征。在La-La/Nb和Nb-Nb/Th图解(图 8)中,玄武岩总体处在典型洋岛碱性玄武岩范围内。在TiO2-10MnO-10P2O5判别图解(图 9)中,所有样品点落入洋岛拉斑玄武岩区域内;在Ti/100-Zr-3Y(图 9)和Zr-Zr/Y图解中(图略),所有样品点落入板内玄武岩区域内。综上所述,老南掌剖面玄武岩是深部热地幔柱活动的产物。

图 7 老南掌火山岩Nb/Y-Zr/TiO2×0.0001(a)和Nb/Yb-Th/Yb(b)图解[28-29] Fig.7 The Nb/Y-Zr/TiO2×0.0001(a)and Nb/Yb-Th/Yb(b)diagrams OIB—洋岛玄武岩;E-MORB—富集洋中脊玄武岩;N-MORB—正常洋中脊玄武岩
图 8 火山岩Nb-Nb/Th和La-La/Nb图解[31] Fig.8 The Nb-Nb/Th and La-La/Nb diagrams MORB—洋中脊玄武岩;OIB—洋岛玄武岩;IAB—岛弧玄武岩
图 9 火山岩TiO2-10MnO-10P2O5和Ti/100-Zr-3Y图解[32-33] Fig.9 The TiO2-10MnO-10P2O5 and Ti/100-Zr-3Y diagrams
4.2 岩浆作用构造环境 4.2.1 岩浆岩成生时代

一般认为,岩浆成因锆石的Th/U值大于0.3,且Th和U之间具有明显的正相关性,而变质重结晶锆石Th/U值小于0.1[34-35]。按照这一判别准则,本文测定的24颗锆石的Th/U=0.25~1.12,均属岩浆锆石。目前的锆石同位素年龄研究中,对锆石成因的复杂性及锆石U-Pb同位素体系在后期构造-热事件中的“重置”往往认识不足,解释不尽合理。本文2组锆石的Th/U=0.15~1.11,按前述判定准则均属岩浆锆石,即在一块3kg的岩石样品上有t1= 449.3±8.4Ma,t2=223.9±3.5Ma两期岩浆锆石,暗示所采样品经历了2次岩浆过程,显然不符合逻辑,也与已知的地质事实不符。

第二组年龄(加权年龄449.3±8.4Ma)的时代,与相邻南汀河地区铜厂街蛇绿混杂岩中堆晶辉长岩的年龄439 ±2.4~473±3.8Ma[14]相近,也与该蛇绿混杂岩中英云闪长岩的年龄448.6±1.5 Ma(项目组数据,另文发表)一致。第一组年龄(加权年龄223.9±3.5Ma)的时代,与区域上规模巨大的后碰撞成因临沧花岗岩基形成时代基本一致。本文将449.3±8.4Ma解释为岩浆岩的结晶年龄,而223.9± 3.5Ma代表后期岩浆-热事件的年龄。主要依据包括:①本次研究的锆石皆来自杏仁状玄武岩,杏仁体由后期热液充填作用而成(如223.9Ma左右的热液),该过程中可能有后期岩浆或热液锆石的带入;②区域上223.9Ma左右的岩浆岩烘烤作用,导致449.3~223.9Ma期间的放射性Pb发生丢失,目前测定的约223.9Ma锆石中的Pb,是该年龄之后,由于同位素体系的放射作用重新积累而成。

4.2.2 昌宁-孟连构造带早古生代岩浆岩记录

本文新揭示昌宁-孟连结合带中段勐勇地区基性玄武岩中的锆石结晶年龄为449.3±8.4Ma,反映该地区发育一套晚奥陶世末期的中基性火山岩系。

近年来的地质调查与研究进展揭示,在滇西地区发现由早古生代特提斯洋盆俯冲消减形成的岛弧型中基性-中酸性岩浆作用记录。云县-景谷火山弧带大中河地区新识别出一套晚志留世(421.3±2.3Ma、418.8±3.5Ma)具大陆边缘岛弧型中基性-中酸性火山岩组合[36];南汀河蛇绿混杂岩中堆晶岩和辉长岩的锆石U-Pb年龄为444~439Ma,岩石地球化学特征显示其同时具有洋中脊和岛弧性质[14];牛井山蛇绿混杂岩中英云闪长岩的锆石U-Pb年龄为468Ma,岩石地球化学特征显示其具有高硅埃达克岩性质[37];澜沧惠民一带的澜沧群绿片岩的锆石U-Pb年龄为456Ma,岩石地球化学特征显示其具岛弧性质[38],澜沧曼来、上允一带的澜沧群绿片岩的锆石U-Pb年龄为454~462Ma,岩石地球化学特征显示其具岛弧性质[39];保山地块东缘云岭花岗岩中二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为454Ma,岩石地球化学特征显示其为具高硅、钙碱性、强过铝质的S型花岗岩[40];2013-2015年,重庆川东南地质队承担的云南1: 5万蚂蚁堆、头道水等4幅区调项目,在临沧花岗岩基中发现奥陶纪火山弧型花岗岩。

4.2.3 OIB型岩浆岩生成构造环境

按其大地构造背景(洋盆演化的不同阶段),洋岛可分为亚速尔型和夏威夷型2类,亚速尔型洋岛主要由碱性玄武岩及其分异物组成,夏威夷型洋岛除碱性玄武岩及其分异物外还有拉斑玄武岩(早期)和高碱的基性岩(如霞石岩)[41]。本文研究的主体显然都是碱性玄武岩,岩石的(Ce/Yb)N值较低,约为4.42,(Ce/Sm)N值约为1.68,与亚速尔型洋岛碱性玄武岩特征[42]一致。

昌宁-孟连缝合带东侧发育的晚奥陶世-志留纪俯冲岛弧型火山岩,意味着原特提斯洋处于俯冲的状态,因此在该时期它是一个成熟的大洋。勐勇地区晚奥陶世OIB火山岩的发现,反映了该时期原特提斯洋中发育有地幔热柱。OIB火山岩呈孤立状态分布,与岛弧岩浆岩无共生关系,说明其形成于原特提斯大洋俯冲下盘,即大洋岩石圈板片内部。因此,勐勇玄武岩生成于成熟原特提斯洋岩石圈内的地幔热柱环境。关于昌宁-孟连缝合带早古生代OIB火山岩的成因和构造环境,尚待进一步区域地质和地球化学工作的制约。

5 结论

首次在昌宁-孟连结合带内识别出一套奥陶纪玄武岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为449.3± 8.4Ma,岩石地球化学特征表明,该套玄武岩具高镁富铌的特点,具碱性洋岛玄武岩的特征,可能是大洋板内热点前部熔融的产物,且具有亚速尔型洋岛碱性玄武岩特征,是特提斯洋盆内洋岛发育早期阶段的物质记录,为重新认识滇西南昌宁-孟连地区特提斯主洋盆开阔多岛洋的格局提供了丰富的岩石学依据。

致谢: 云南省地质调查院教授级高工李静认真审阅本文并提出了许多宝贵的修改意见,LA-ICPMS锆石U-Pb同位素测试得到中国科学院地球化学研究所周家喜副研究员的指导和帮助,审稿专家对论文进行了详细审阅并提出宝贵的修改意见,在此一并表示衷心的感谢。

参考文献
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