滇東北鹽津地區(qū)中三疊統(tǒng)關(guān)嶺組底部綠豆巖年代學(xué)及地球化學(xué)研究*

劉建清 何利 陳風(fēng)霖 冉敬 何平 何佳偉

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081

綠豆巖是火山噴發(fā)后，經(jīng)空氣搬運(yùn)的火山灰降落沉積而成的凝灰?guī)r，經(jīng)成巖和古風(fēng)化作用，現(xiàn)多為粘土類的巖石(吳應(yīng)林等, 1989)。它廣泛分布于我國(guó)西南早、中三疊世地層間，因其顏色脆綠、常含硅質(zhì)豆粒而被稱為綠豆巖。目前，針對(duì)綠豆巖的研究相對(duì)較少，主要是在重慶及貴州地區(qū)開(kāi)展過(guò)少量的年代學(xué)及地球化學(xué)工作的研究，但對(duì)其他地區(qū)的綠豆巖的研究，則尚未涉及。2016年至2018年期間，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在云南東北部永善、鹽津等地投入了四個(gè)1/5萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)圖幅的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作項(xiàng)目，對(duì)滇東北鹽津地區(qū)綠豆巖進(jìn)行了年代學(xué)及地球化學(xué)特征的研究，本文即為這一項(xiàng)目的部分成果。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

根據(jù)《云南省地質(zhì)志》的劃分，研究區(qū)所在的一級(jí)構(gòu)造單位為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，二級(jí)構(gòu)造單元為滇東臺(tái)褶帶(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1982)(圖1)。經(jīng)過(guò)晉寧運(yùn)動(dòng)之后的加里東、海西、印支、燕山、喜馬拉雅各構(gòu)造期，該區(qū)沉積了震旦系、古生界、中生界、新生界的巨厚蓋層。區(qū)內(nèi)出露的震旦系至白堊系均為整合或平行不整合接觸，僅下白堊統(tǒng)與第四系之間為角度不整合接觸，表明該區(qū)沉積蓋層于晚燕山期褶皺定型。其中上古生界與下古生界的廣西運(yùn)動(dòng)造成的平行不整合是區(qū)內(nèi)最大的沉積間斷。關(guān)嶺組底部綠豆巖在鹽津-大關(guān)-雷波-永善-沐川四川盆地西南緣一帶地表廣泛分布，往南至云南昭通一帶因關(guān)嶺組沉積之后的抬升剝蝕而不發(fā)育。

區(qū)內(nèi)關(guān)嶺組底部綠豆巖層厚1m，位于下三疊統(tǒng)嘉陵江組三段(T1j3)與關(guān)嶺組一段(T2gl1)之間，二者為整合接觸。嘉陵江組三段下部為灰黃色鈣質(zhì)泥巖夾泥晶灰?guī)r，上部為灰黃色微含生屑泥晶白云巖，頂部為厚40cm的白云質(zhì)巖溶角礫巖、灰?guī)r及粉砂巖；關(guān)嶺組一段上部為紫紅等雜色中層狀泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)頁(yè)巖與泥灰?guī)r，下部為灰黃色中厚層狀微-泥晶灰?guī)r、白云巖夾粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，底部即為本文綠豆巖。

2 巖石學(xué)特征

本文綠豆巖樣品采自云南省鹽津縣物資公司上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖(P3e)-中三疊統(tǒng)關(guān)嶺組(T2gl)剖面中(圖2)，樣品采集點(diǎn)位置(28°1′31.73″N、104°8′9.65″E)。野外剖面上，綠豆巖厚約1m，層狀延伸穩(wěn)定。巖石呈翠綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，致密、細(xì)膩，顯致密狀斷口，礦物成分肉眼不可區(qū)分。多不顯沉積構(gòu)造，局部略顯水平層理。巖石硬度較小，抗風(fēng)化能力較弱，多呈細(xì)小碎塊狀。

圖2 綠豆巖野外照片

顯微鏡下觀察，綠豆巖主要由絹云母及少量砂屑、褐鐵礦組成。絹云母，含量>95%，為低溫?zé)嵋何g變礦物，淺黃綠色-灰白色，主要為白云母致密微晶結(jié)合體，呈顯微葉片狀、鱗片狀，密集定向排列，形成線狀構(gòu)造；砂屑含量>1%，以石英碎屑為主，少量白云母片。其中石英全為單晶，表面干凈，細(xì)小粒狀，分散狀不均勻分布。白云母，細(xì)小葉片狀，干涉色鮮艷，沿片理方向，分散狀分布；褐鐵礦含量少，細(xì)小粒狀，少量呈四方形，分散狀不均勻分布，從晶形上看，可能由黃鐵礦或磁鐵礦氧化而來(lái)。

綠豆巖全巖礦物X衍射分析結(jié)果表明：石英含量7%，粘土礦物含量93%。

3 樣品及分析方法

本次共逐層采集了9件綠豆巖樣品及綠豆巖上下層位6件沉積巖樣品，共計(jì)15件樣品進(jìn)行地球化學(xué)分析；采集了1件綠豆巖樣品進(jìn)行 LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析。樣品采集之前，先小心除去風(fēng)化體表面的堆積層，避免外來(lái)的鋯石混染，再采集新鮮的綠豆巖樣品。

3.1 鋯石U-Pb定年

樣品經(jīng)破碎、淘洗、磁選和重液分選后分離出鋯石，然后在雙目鏡下仔細(xì)挑出不同晶形、不同顏色的鋯石約100顆。鋯石樣品靶的制備與SHRIMP定年的樣品制備方法基本相同(宋彪等, 2002)。在開(kāi)始鋯石U-Pb定年分析前，先進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)分析，以確定鋯石顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。鋯石陰極發(fā)光圖像在南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司的Cameca電子探針儀器上完成，分析電壓為15kV，電流為10nA。本次LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年測(cè)試，在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，將193nm的ArF準(zhǔn)分子激光與Elan6100DCR型ICP-MS儀相接，使用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，應(yīng)用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參與物質(zhì)NIST SRM610進(jìn)行儀器的最佳化校正，應(yīng)用RSES參考鋯石TEMORA(417Ma)進(jìn)行元素的分餾校正，并采用91500(1064Ma)標(biāo)準(zhǔn)鋯石外部校正發(fā)進(jìn)行鋯石原位U-Pb分析(陳衛(wèi)鋒等, 2007)。樣品在測(cè)試過(guò)程中，204Pb信號(hào)較低，基本與背景值相當(dāng)，而207Pb和206Pb的信號(hào)比扣除背景后的204Pb信號(hào)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因而未做普通Pb的校正，詳細(xì)的測(cè)試方法及儀器參數(shù)見(jiàn)袁洪林等(2003)。每個(gè)鋯石微區(qū)原位測(cè)試點(diǎn)的同位素比值和U-Pb年齡由專用的ICPMSDataCal 8.3軟件計(jì)算，鋯石的U-Pb分析定年結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 鹽津綠豆巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)表

將獲得的定年數(shù)據(jù)利用Isoplot3(Ludwig, 2003)進(jìn)行了鋯石的諧和曲線和加權(quán)平均年齡的投影，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)多分布在諧和線上或諧和線的右側(cè)呈線狀分布。呈線狀分布的特征不同于發(fā)生過(guò)Pb丟失的鋯石的分布形式(李獻(xiàn)華等, 1996; Mezger and Krogstad, 1997; 陳道公等, 2001)，而與207Pb難以測(cè)準(zhǔn)有關(guān)，這種分布形式并不影響206Pb/238U比值，表明所測(cè)的鋯石顆粒在形成后U-Pb同位素體系是封閉的，基本沒(méi)有U或Pb的加入和丟失(袁洪林等, 2003; 徐夕生等, 2003; 丁興等, 2005)。對(duì)于具放射性Pb丟失的古老鋯石(>1000Ma)來(lái)說(shuō)，207Pb/206Pb年齡是對(duì)鋯石年齡最有效的估計(jì)，相對(duì)年輕的鋯石一般取206Pb/238U年齡(Cuietal., 2015)，故本文采取206Pb/238U年齡。樣品外部誤差2SD=STDEV.P(N1.N2.N2…Nx)×2(多次/長(zhǎng)期測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值)(Ludwig, 2003)，經(jīng)計(jì)算為3.01，樣品年齡值較為接近。

3.2 全巖主量元素和微量元素分析

全巖主、微量元素分析在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心分析測(cè)試中心進(jìn)行。使用荷蘭帕納科公司的AXIOS型熒光光譜儀(XRF)進(jìn)行主量元素的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)流程依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14506.28—2010；采用賽默飛世爾公司的iCAP Q型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行微量元素的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)流程依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14506.30—2010。經(jīng)國(guó)家標(biāo)樣GDW07104的監(jiān)控，全巖主、微量元素的分析精度分別優(yōu)于5%和10%。分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鹽津地區(qū)綠豆巖及圍巖主量元素(wt%)與微量元素(×10-6)組成

4 分析結(jié)果

4.1 LA-ICP-MS定年結(jié)果

樣品YT中的鋯石多具“核-邊”雙層結(jié)構(gòu)，部分鋯石的核部CL較強(qiáng)，顯示巖漿鋯石的特征，具韻律環(huán)帶，而邊部CL強(qiáng)度弱，顯示重結(jié)晶鋯石的特征(圖3)。選擇具韻律環(huán)帶的巖漿鋯石，進(jìn)行40個(gè)點(diǎn)的定年分析，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)都位于諧和線上或附近(圖4)，獲得的年齡值集中在236～240Ma之間(表1)。其中測(cè)點(diǎn)10年齡為218Ma，可能是樣品采集到制靶過(guò)程中存在污染，該年齡不予考慮；測(cè)點(diǎn)03為416Ma，測(cè)點(diǎn)39為2424Ma，測(cè)點(diǎn)40為2259Ma，上述三個(gè)測(cè)點(diǎn)可能為巖漿噴發(fā)過(guò)程中捕獲的老鋯石；測(cè)點(diǎn)13諧和度為82%，測(cè)點(diǎn)28諧和度為86%，測(cè)點(diǎn)35諧和度為40%，上述三個(gè)測(cè)點(diǎn)諧和度較低，均低于90%。為此對(duì)上述極其個(gè)別年輕離群點(diǎn)、年齡明顯偏老鋯石，以及諧和度低于90%的7個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡予以刪除。對(duì)剩余33個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)加權(quán)平均值計(jì)算，獲得年齡為239.60±0.43Ma(MSWD=1.4)，屬于中三疊世早期。

圖3 鹽津地區(qū)綠豆巖鋯石陰極發(fā)光圖像

圖4 鹽津地區(qū)綠豆巖鋯石U-Pb年齡諧和圖(a)和數(shù)據(jù)離群性特征(b)

4.2 全巖地球化學(xué)特征

綠豆巖SiO2含量為58.83%～62.36%，平均60.53%；MgO含量為6.18%～7.04%，平均6.64%，相應(yīng)的Mg#值為87.18～89.22；K2O含量為7.00%～7.98%，平均7.63%；Al2O3含量為13.95%～16.18%，平均14.97%；Fe2O3含量為1.21%～1.42%，平均1.32%；FeO含量為0.17%～0.51%，平均0.38%；Na2O含量為最低0.0051%～0.023%，平均0.0111%；P2O5含量為0.17%～0.23%，平均0.19%。TiO2含量為0.24%～0.27%，平均0.25%。對(duì)該區(qū)綠豆巖常量元素在巖漿巖分類圖上投點(diǎn)(Middlemost, 1994)，投點(diǎn)于粗面英安巖(圖5a)，亞堿性系列，反映了一定堿質(zhì)含量，主要由K2O高含量引起的。經(jīng)計(jì)算該區(qū)綠豆巖CaO+Na2O+K2O(分子數(shù))< Al2O3(分子數(shù))；Al2O3(分子數(shù))> Na2O+K2O(分子數(shù))，故屬亞堿性系列。鋁飽和指數(shù)(A/NKC)為1.38～1.76，平均1.54，反映為強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖石。根據(jù)前人對(duì)世界典型火山巖化學(xué)成分分析結(jié)果，安山巖SiO2含量平均57.94%，流紋巖SiO2含量平均72.87%(Le Maiter, 1976)，本區(qū)綠豆巖SiO2含量表明為中性略偏酸性火山巖類。Le Maiter(1976)對(duì)世界典型火山巖主要化學(xué)成分分析同時(shí)表明，安山巖MgO平均含量3.33%，K2O平均含量1.62%，Al2O3平均含量17.02%，F(xiàn)e2O3平均含量3.27%，F(xiàn)eO平均含量4.04%，Na2O平均含量3.38%，TiO2平均含量0.87%。上述特征表明，該區(qū)綠豆巖具富K、Mg，貧Fe、Na、P、Ti的特點(diǎn)；Al含量略低，與典型安山巖平均含量接近。

圖5 鹽津地區(qū)綠豆巖TAS圖解(a, 據(jù)Middlemost, 1994)及Zr/TiO2×0.0001-Nb/Y圖解(b, 據(jù)Winchester and Floyd, 1977)

就稀土元素而言，地殼中的REE總量比地球的平均值增高22.7倍，上地幔比地球增高2.4倍，下地幔比地球平均值降低0.4倍(Taylor and Mclcennan, 1985; 韓吟文等, 2002)。從該區(qū)綠豆巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線可以看出(圖6a)，其稀土元素含量是球粒隕石的10～100倍；由表2可以看出，該區(qū)綠豆巖稀土總量(∑REE)為169.1×10-6～262.8×10-6，平均217.6×10-6，反映出較高的稀土含量；同時(shí)，綠豆巖稀土元素配分曲線與圍巖配分曲線形態(tài)相似(圖6a)，這表明綠豆巖母巖形成過(guò)程中可能有地殼硅鋁質(zhì)的交代、混染。該區(qū)綠豆巖(La/Yb)N值為5.30～10.33，平均值6.76，輕稀土富集，重稀土虧損，球粒隕石配分曲線呈略向右傾斜；δEu呈強(qiáng)負(fù)異常，0.14～0.17，平均0.15。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蜘蛛圖中(圖6b)，綠豆巖標(biāo)準(zhǔn)化曲線與圍巖相似。綠豆巖以富集大離子親石元素(LILEs：Rb、K、Th、Zr等)，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSEs：Nb、Ta、Ti、P、Sr等)(圖6b)及極低的Cr(1.02×10-6～2.77×10-6)、Ni(1.02×10-6～2.37×10-6)含量為特征，與俯沖帶巖漿地球化學(xué)特征類似(Wilson, 1989; Takagietal., 1999)。應(yīng)用微量元素Nb/Y-0.0001×Zr/TiO2進(jìn)行巖石類型的研究，投點(diǎn)于英安巖區(qū)域(圖5b)(Winchester and Floyd, 1977)。

圖6 鹽津地區(qū)綠豆巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蜘蛛圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)

5 討論

5.1 定年結(jié)果

孫艷等(2017)對(duì)重慶銅梁地區(qū)綠豆巖LA-ICP-MS定年為245.86±0.98Ma；謝韜等(2013)對(duì)云南羅平生物群(安尼期)下部凝灰?guī)r(華南廣泛分布的綠豆巖)進(jìn)行了鋯石LA-ICP-MS定年，其年齡為246.60±1.40Ma；Lehrmannetal.(2006)對(duì)貴州關(guān)刀地區(qū)的多層火山凝灰?guī)r進(jìn)行了鋯石U-Pb定年，結(jié)果為246.77±0.13Ma、247.13±0.12Ma、247.32±0.08Ma、247.38±0.10Ma；Ovtcharovaetal.(2006)對(duì)廣西鳳金山金牙剖面的火山凝灰?guī)r鋯石定年，結(jié)果為248.12±0.41Ma；王彥斌等(2004)和鄭連第等(2010)對(duì)貴州望謨縣甘河橋剖面的火山凝灰?guī)rU-Pb定年結(jié)果得到分別為239.00±2.90Ma和247.60±1.4Ma；戴桐謨等(1995)應(yīng)用連續(xù)激光探針質(zhì)譜40Ar/39Ar法測(cè)定貴州青巖綠豆巖年齡為239.16±14.13Ma；胡世玲等(1996)對(duì)貴州遵義上邊新?lián)浯逯腥B統(tǒng)松子坎組最底部厚0.15～0.4m的玻屑凝灰?guī)r光片樣品進(jìn)行了激光質(zhì)譜40Ar/39Ar多階段升溫和全熔融等時(shí)年齡研究，得到一個(gè)樣品的坪年齡和等時(shí)年齡及另一個(gè)樣品的全熔融等時(shí)年齡分別為238.50±4.80Ma、238.90±4.80Ma、239.60±4.80Ma。從以上可以看出，包括中上揚(yáng)子在內(nèi)的華南地區(qū)下三疊統(tǒng)與中三疊統(tǒng)之間有多層凝灰?guī)r，這些凝灰?guī)r在中上揚(yáng)子地區(qū)多以綠豆巖的形式產(chǎn)出。前人對(duì)綠豆巖(凝灰?guī)r)的研究所獲年齡主要集中在246Ma和239Ma兩個(gè)時(shí)間段，其形成可能與該地區(qū)的兩次火山噴發(fā)有關(guān)：第一次為246～248Ma，第二次為238～239Ma。本次研究的滇東北鹽津地區(qū)關(guān)嶺組底部凝灰?guī)r(綠豆巖)，可能形成于第二次噴發(fā)過(guò)程。

一個(gè)值得深入思考的問(wèn)題，華南廣泛分布的中、下三疊統(tǒng)之間凝灰?guī)r來(lái)自何處？與何時(shí)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)？結(jié)合區(qū)域地質(zhì)年代學(xué)的對(duì)比，我們認(rèn)為華南地區(qū)上述凝灰?guī)r層可能與古特提斯洋的關(guān)閉有關(guān)。

目前的研究表明，在華南南緣與印支地塊之間自云南哀牢山、雙溝至越南北部Song-Ma帶并向東延至海南邦溪-晨星，存在NWW-EW向的古特提斯洋(簡(jiǎn)平等, 1998; 沈上越等, 1998; 李獻(xiàn)華等, 2000; 梁新權(quán)等, 2005; Wangetal., 2010)。Xiaetal.(2019)、Xuetal.(2019)研究了哀牢山縫合帶東西兩側(cè)龍?zhí)督M及三疊系地層碎屑鋯石特征，來(lái)自縫合帶東側(cè)龍?zhí)督M碎屑鋯石年齡峰值為240Ma，來(lái)自華南地塊西部的下-中三疊統(tǒng)地層碎屑鋯石年齡峰值為254～251Ma，來(lái)自印支地塊東部中三疊統(tǒng)地層碎屑鋯石年齡峰值為246～242Ma，來(lái)自縫合帶兩側(cè)的上三疊統(tǒng)地層最年輕鋯石年齡為約230Ma，古特提斯洋在晚三疊世最終關(guān)閉實(shí)現(xiàn)陸-陸碰撞。以上資料反映出在哀牢山縫合帶兩側(cè)有246Ma、240Ma兩個(gè)較為集中的年齡數(shù)據(jù)。在綜合以上年代學(xué)資料，特別是在最新研究的基礎(chǔ)上，我們認(rèn)為揚(yáng)子地區(qū)關(guān)嶺組底部凝灰?guī)r(綠豆巖)很可能來(lái)自古特提斯洋向華南板塊俯沖導(dǎo)致的火山噴發(fā)，并遠(yuǎn)距離搬運(yùn)至中上揚(yáng)子地區(qū)。本文前述中上揚(yáng)子地區(qū)下-中三疊統(tǒng)之間多層凝灰?guī)r(綠豆巖)的兩個(gè)年齡值(246～248Ma、238～239Ma)可能對(duì)應(yīng)兩次較強(qiáng)的弧火山活動(dòng)過(guò)程，第二次火山噴發(fā)過(guò)程(與本次測(cè)年結(jié)果吻合)印支地塊、華南地塊進(jìn)一步靠近，逐漸向晚三疊世陸-陸碰撞(230Ma)過(guò)程轉(zhuǎn)化。

5.2 源區(qū)特征與巖石成因

綠豆巖是火山凝灰?guī)r，分析測(cè)試具有很高的燒失量(6.88%～7.83%)，指示樣品蝕變非常強(qiáng)烈(紀(jì)政等, 2018)，故其部分活動(dòng)性主量元素會(huì)發(fā)生遷出或者遷入。因此，其主量元素的巖石學(xué)分類僅具參考意義，而應(yīng)以微量元素巖石類型投點(diǎn)結(jié)果為準(zhǔn)。該區(qū)綠豆巖SiO2及K2O含量偏高，可能發(fā)生了二者的遷入現(xiàn)象，這種主量元素的遷入可能與多種地質(zhì)因素和過(guò)程有關(guān)。該區(qū)綠豆巖Mg#值(87.18～89.22)，與基性下地殼物質(zhì)部分熔融產(chǎn)生的巖漿明顯不同(Mg#值通常小于45)(Rapp and Watson, 1995; Rappetal., 1999)，巖漿的起源可能與板塊俯沖流體或熔體交代地幔楔的部分熔融(Yuetal., 2017)。

綠豆巖微量元素中，Li含量為352×10-6～469×10-6，平均417×10-6。Li含量大于400×10-6是粘土巖類巖漿成因的標(biāo)志(郭其悌, 1975)，因此，從該區(qū)綠豆巖Li含量反映出其為巖漿成因粘土巖類。巖石具明顯的Nb和Ta虧損，以及明顯的Zr和Hf富集，指示安山質(zhì)巖漿在上升過(guò)程中有明顯的地殼混染(Yuetal., 2017)。

根據(jù)微量元素特征參數(shù)Nb*(Nb*=2Nb(巖石/原始地幔)/(Zr(巖石/原始地幔)+Mo(巖石/原始地幔));徐夕生和邱檢生, 2010)的計(jì)算，綠豆巖樣品的Nb*值為1.44～2.30，而大陸殼物質(zhì)和花崗質(zhì)巖石的Nb*通常小于1(徐夕生和邱檢生, 2010)，因此，推斷該區(qū)綠豆巖母巖并非來(lái)自板塊內(nèi)部的大陸地殼，而可能來(lái)自洋殼或匯聚的板塊邊緣。根據(jù)徐夕生和邱檢生(2010)的研究，Sr相對(duì)于Ce和Nd的虧損(即Sr的負(fù)異常)可能是斜長(zhǎng)石發(fā)生了分離結(jié)晶的緣故。本文綠豆巖的Sr*值(Sr*=2Sr(巖石/原始地幔)/(Ce(巖石/原始地幔)+Nd(巖石/原始地幔));徐夕生和邱檢生, 2010)為0.02～0.03，虧損嚴(yán)重，說(shuō)明其形成過(guò)程中存在斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶。此外，斜長(zhǎng)石分異對(duì)Eu的分配系數(shù)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它稀土元素，各類巖漿巖中Eu負(fù)異常的產(chǎn)生往往與斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異有關(guān)(韓吟文等, 2002)，本文區(qū)綠豆巖Eu負(fù)異常明顯，說(shuō)明在其母巖噴發(fā)之前經(jīng)歷了斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異。

據(jù)研究，俯沖板片或拆沉下地殼部分熔融產(chǎn)物與地幔反應(yīng)可形成安山質(zhì)巖漿，該巖漿具有埃達(dá)克巖高Sr/Y比值及低的Y和Yb含量的特征。該區(qū)綠豆巖反映的其母巖巖漿具有相對(duì)低的Sr/Y比值以及較高的Y和Yb含量，明顯不同于俯沖板片或拆沉下地殼來(lái)源的埃達(dá)克巖，而與典型的弧火山相似(圖7；Defant and Drummond, 1990)。說(shuō)明其巖漿的起源應(yīng)來(lái)自洋殼的俯沖，流體或熔體交代地幔楔的部分熔融。

圖7 鹽津地區(qū)綠豆巖Sr/Y-Y圖解(據(jù)Defant and Drummond, 1990)

5.3 構(gòu)造意義

滇東北鹽津地區(qū)中三疊統(tǒng)關(guān)嶺組底部綠豆巖具有典型的俯沖帶弧巖漿巖地球化學(xué)特征，其富集大離子親石元素和輕稀土元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素和重稀土元素，起源于受俯沖帶交代的虧損地幔，并可能有地殼沉積物的交代、混染。該區(qū)綠豆巖Zr/Nb值在11.86～18.58之間，落在島弧火山巖的Zr/Nb值范圍內(nèi)(Zr/Nb=0～60)。在Ta/Yb-Th/Yb(Pearce and Norry, 1979)構(gòu)造環(huán)境判別圖上，主要落點(diǎn)于活動(dòng)大陸邊緣范圍內(nèi)，偶見(jiàn)落在與洋內(nèi)島弧區(qū)的界線(圖8a)，可能反映了受洋殼消減作用比較明顯，綠豆巖的形成在與俯沖消減作用有關(guān)的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境。同時(shí)，根據(jù)前人相關(guān)研究成果，應(yīng)用Sc/Ni-La/Yb對(duì)綠豆巖進(jìn)行構(gòu)造環(huán)境的判別，投點(diǎn)于大陸邊緣弧和以及與演化的大洋弧共有的區(qū)域(圖8b)(Condie, 1989)。就巖石類型而言，前人研究表明，不成熟島弧以玄武巖和玄武安山巖為主，成熟島弧以安山巖和英安巖為主，成熟大陸邊緣弧以安山巖、英安巖和流紋巖為主(徐夕生和邱檢生, 2010)。根據(jù)Sc/Ni-La/Yb投點(diǎn)特征(圖8b)，也可以看出該區(qū)綠豆巖主要形成于與消減作用有關(guān)的成熟大陸邊緣弧。

圖8 鹽津地區(qū)綠豆巖Th/Yb-Ta/Yb圖解(a,據(jù)Pearce and Norry, 1979)和La/Yb-Sc/Ni圖解(b,據(jù)Condie, 1989)

一個(gè)值得重視的問(wèn)題，上述兩個(gè)構(gòu)造環(huán)境判別圖都有少量洋內(nèi)島弧的落點(diǎn)，這一特征指示出在以俯沖消減作用有關(guān)的活動(dòng)邊緣火山弧活動(dòng)背景下，可能同時(shí)還存在在少量洋內(nèi)島弧的火山噴發(fā)。根據(jù)Xiaetal.(2019)的研究，240Ma左右中三疊世時(shí)，哀牢山洋向東西兩側(cè)俯沖，此時(shí)哀牢山洋尚未關(guān)閉，洋殼向兩側(cè)俯沖，在洋盆東側(cè)的華南地塊西緣發(fā)育火山弧和弧后盆地，隨著洋殼的俯沖消減，洋盆于晚三疊世(230Ma)最終關(guān)閉，導(dǎo)致陸-陸碰撞(Xuetal., 2019)。此次定年，該綠豆巖年齡為239.60±0.43Ma，與上述240Ma十分接近，因此，分析認(rèn)為，哀牢山洋盆在這一時(shí)期，向東部的華南板塊俯沖，主要導(dǎo)致了火山英安巖的噴發(fā)，同時(shí)，在大洋中有少量的火山島弧噴發(fā)，這些火山灰一并帶到中上揚(yáng)子地區(qū)，形成沉-凝灰?guī)r(綠豆巖)。

火山灰的長(zhǎng)距離搬運(yùn)，說(shuō)明具有強(qiáng)烈的火山爆發(fā)活動(dòng)，且?guī)r漿具有較多的地殼組分參與，這與活動(dòng)大陸邊緣和島弧環(huán)境的火山巖組合和火山噴發(fā)特點(diǎn)具一致性(路風(fēng)香和桑隆康, 2002; 李松彬等, 2013)。因此，從其巖石組合、噴發(fā)特點(diǎn)以及稀土、微量元素特征來(lái)看，可能主要形成于活動(dòng)大陸邊緣(或陸緣弧)的環(huán)境。

6 結(jié)論

本文的主要結(jié)論如下：

(1)滇東北鹽津地區(qū)綠豆巖噴發(fā)年齡為239.60±0.43Ma，其原巖物質(zhì)可能形成于中上揚(yáng)子地區(qū)中、下三疊統(tǒng)火山巖的第二次噴發(fā)，是240Ma左右未完全關(guān)閉的哀牢山洋向東俯沖過(guò)程中大陸邊緣弧火山噴發(fā)所形成的火山灰物質(zhì)被長(zhǎng)距離搬運(yùn)至中上揚(yáng)子地區(qū)沉降而成。

(2)該區(qū)綠豆巖主量元素SiO2具有中性偏酸性特點(diǎn)，巖石類型投點(diǎn)于粗面英安巖區(qū)域，為亞堿性系列，強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖石；綠豆巖形成過(guò)程中，主量元素可能存在活性組分的遷入、遷出，根據(jù)微量元素，巖石類型投點(diǎn)于英安巖；后者可能更可靠。

(3)所研究樣品微量元素及稀土元素具有與圍巖相似的標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線，稀土總量(∑REE)較高，富集大離子親石元素和輕稀土元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素和重稀土元素。推測(cè)綠豆巖的形成在與俯沖消減作用有關(guān)的活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境，伴隨有少量洋內(nèi)島弧的噴發(fā)，其原巖起源于受俯沖帶交代的虧損地幔，并有地殼物質(zhì)的交代、混染。