王 舫,劉福來(lái),劉平華,蔡 佳,施建榮,冀 磊,劉利雙
(1. 自然資源部深地動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所, 北京 100037; 2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心, 天津 300170)
石鼓雜巖是出露于滇西北“三江”地區(qū)揚(yáng)子板塊與印支板塊結(jié)合部位的一套重要地層單元,該變質(zhì)雜巖經(jīng)歷了多期構(gòu)造-巖漿-變質(zhì)事件的改造,是研究特提斯構(gòu)造演化、揚(yáng)子板塊與印支板塊俯沖-碰撞的重要窗口。前人將該套變質(zhì)雜巖稱(chēng)之為“石鼓群”。石鼓群原指麗江縣石鼓以西一帶的淺變質(zhì)巖系,創(chuàng)名初稱(chēng)為“石鼓片巖”,時(shí)代劃為元古代。1965年云南區(qū)測(cè)隊(duì)將“石鼓片巖”改稱(chēng)為“石鼓群”,將其時(shí)代歸屬于早古生代;之后將其劃出羊坡組、隴巴組和塔城組3個(gè)組,其中羊坡組時(shí)代為古元古代(翟明國(guó)等,1993),而隴巴組和塔城組歸為新元古代。1990年,云南地礦局《云南省巖石地層》將其劃為震旦系。1∶25萬(wàn)中甸縣、貢山縣幅將石鼓群解體為古元古代的石鼓巖群(羊坡巖組和露西巖組)和新元古代的巨甸巖群(隴巴巖組和塔城巖組)(李昆瓊, 2003; 姚雪等, 2014)。羅改等(2017)通過(guò)對(duì)石鼓鎮(zhèn)仁義村附近石鼓巖群變質(zhì)基性巖中鋯石進(jìn)行U-Pb定年,首次在石鼓巖群中劃分出新元古代的變質(zhì)基性巖。沙紹禮等(2014)在1∶20維西幅(1)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)四分隊(duì). 1984. 1∶20萬(wàn)維西幅區(qū)調(diào)報(bào)告.填圖的基礎(chǔ)上,將石鼓群重新進(jìn)行了劃分,自下而上劃分為古元古代黎明巖群、中元古代新主巖群(哈吉洛巖組和露西巖組)和新元古代巨甸巖群(隴巴巖組和塔城巖組)。有關(guān)石鼓雜巖的歸屬問(wèn)題,沙紹禮等(2014)在歸納整理了上世紀(jì)80、90年代資料的基礎(chǔ)上,指出石鼓雜巖應(yīng)歸屬于甘孜-理塘板塊的結(jié)晶基底,并且認(rèn)為新主巖群、巨甸巖群可與蒼山巖群中的龍泉峰巖組、中和寺巖組以及北部的樂(lè)平山巖組對(duì)比,而蒼山群的溝頭箐巖群可與哀牢山群和雪龍山群對(duì)比;楊敬奎(2014)通過(guò)對(duì)石鼓雜巖上段變沉積巖巖石學(xué)、巖相學(xué)、地球化學(xué)特征綜合研究,結(jié)合鋯石年代學(xué)結(jié)果,認(rèn)為石鼓雜巖具有親揚(yáng)子構(gòu)造屬性;也有研究者通過(guò)石鼓變質(zhì)帶和點(diǎn)蒼山變質(zhì)帶的原巖建造、巖石組合和同位素年代學(xué)方面的對(duì)比研究,認(rèn)為石鼓和點(diǎn)蒼山變質(zhì)巖系具有相同的巖石建造,兩者在洱源地區(qū)相接,同屬揚(yáng)子板塊結(jié)晶基底(翟明國(guó)等, 1993; 崔峻豪等, 2014)。雖然都將石鼓雜巖劃歸為揚(yáng)子板塊結(jié)晶基底,但是,翟明國(guó)等(1993)認(rèn)為石鼓變質(zhì)帶屬滇東變質(zhì)巖區(qū)點(diǎn)蒼山-石鼓變質(zhì)帶的一部分,而哀牢山變質(zhì)帶和點(diǎn)蒼山變質(zhì)帶之間在變質(zhì)特征、原巖建造、火山巖形成時(shí)代等方面存在著差異;崔峻豪等(2014)認(rèn)為石鼓雜巖屬于石鼓-點(diǎn)蒼山-哀牢山變質(zhì)帶一部分,認(rèn)為哀牢山變質(zhì)帶可與石鼓變質(zhì)帶和點(diǎn)蒼山變質(zhì)帶相對(duì)比。
目前有關(guān)石鼓雜巖的年代地層歸屬存在較大的分歧,有研究者通過(guò)對(duì)石鼓雜巖中斜長(zhǎng)角閃巖Nd同位素研究,結(jié)果得到1 369.8 Ma和1 343.8 Ma的模式年齡,認(rèn)為石鼓雜巖屬于中元古界(翟明國(guó)等, 1993);但有研究者認(rèn)為該年齡可能代表了石鼓雜巖的變質(zhì)變形時(shí)代,而其原巖形成時(shí)代可能為古元古代(李昆瓊, 2003); 羅改等(2017)對(duì)石鼓雜巖中原巖為玄武巖的變質(zhì)基性巖進(jìn)行定年,得到833.9 ± 3.5 Ma的年齡,認(rèn)為該年齡代表了石鼓雜巖的年齡。此外,石鼓雜巖變質(zhì)作用研究也相對(duì)薄弱,對(duì)其下部二云斜長(zhǎng)片麻巖中白云母K-Ar年代學(xué)研究,得到258 Ma的主要變質(zhì)作用年齡(2)云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)四分隊(duì). 1984. 1∶20萬(wàn)維西幅區(qū)調(diào)報(bào)告.;同時(shí),根據(jù)石鼓變質(zhì)帶內(nèi)三疊紀(jì)地層發(fā)生變質(zhì),以及帶內(nèi)少量印支期花崗巖脈的侵入,推測(cè)石鼓雜巖遭受了印支期弱變質(zhì)作用的改造(沙紹禮, 1989; 楊敬奎, 2014)。本文選取石鼓-黎明地區(qū)石鼓雜巖中黑云母石英片巖及其深熔脈體中鋯石開(kāi)展詳細(xì)的年代學(xué)研究,通過(guò)對(duì)繼承鋯石和深熔鋯石進(jìn)行SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)測(cè)試,探討研究區(qū)石鼓雜巖變沉積巖的物質(zhì)來(lái)源以及變質(zhì)-深熔時(shí)代,為反演其構(gòu)造演化過(guò)程提供科學(xué)依據(jù)。
石鼓雜巖位于滇西北“三江”地區(qū),沿金沙江兩岸分布于麗江市石鼓鎮(zhèn)至塔城鄉(xiāng)一帶,向北延伸可至德欽縣拖頂附近,向南延伸至麗江石鼓附近,兩側(cè)為大的走向斷層分割(李昆瓊,2003)。西側(cè)以金沙江斷裂帶為界與昌都-蘭坪地塊相鄰,東側(cè)以甘孜-白漢場(chǎng)斷裂為界與上揚(yáng)子陸塊相鄰(羅改等,2017)。
原石鼓群,主要巖性包括黑云斜長(zhǎng)片麻巖、二云斜長(zhǎng)片巖、石英巖、二云片巖等,現(xiàn)解體為石鼓巖群和巨甸巖群(姚雪等, 2014; 羅改等, 2017; 圖1)。石鼓巖群為一套中深變質(zhì)巖系,自上而下可劃分為露西巖組和羊坡巖組。露西巖組主要巖石組合為二云石英片巖、二云斜長(zhǎng)石英巖和少量黑云變粒巖及綠泥鈉長(zhǎng)片巖;羊坡巖組主要巖石組合為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)二云石英片巖和少量變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖等。巨甸巖群為一套中淺變質(zhì)巖系,自下而上可劃分為塔城巖組和隴巴巖組。塔城巖組主要為千枚巖及少量變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、鈉長(zhǎng)綠泥片巖等,以含較多的變質(zhì)中基性火山巖為特征;隴巴巖組以千枚巖、變質(zhì)石英粉砂巖為主,見(jiàn)少量含硅泥質(zhì)板巖,以普遍含碳質(zhì)為特征。本研究主要對(duì)石鼓-黎明地區(qū)石鼓巖群羊坡巖組的兩處露頭進(jìn)行了詳細(xì)觀察,野外露頭可見(jiàn)深熔現(xiàn)象,大小不等的淺色長(zhǎng)英質(zhì)脈體呈橢球狀或不規(guī)則透鏡體沿片理/片麻理方向分布于變沉積巖中。由于石鼓鎮(zhèn)核桃坪附近石榴二云母石英片巖(SG2-1)(圖2a、2c、2e)中長(zhǎng)英質(zhì)透鏡體規(guī)模較小,故主要對(duì)其進(jìn)行野外觀察,手標(biāo)本及鏡下鑒定;而對(duì)黎明鄉(xiāng)北黑云母石英片巖(SG1-1)及其深熔脈體(SG1-2)(圖2b、2d、2f)進(jìn)行了系統(tǒng)采樣,并對(duì)兩件樣品中分選出的鋯石進(jìn)行了SHRIMP和LA-ICP-MS U-Pb年代學(xué)研究,結(jié)果表明該變沉積巖遭受了三疊紀(jì)變質(zhì)-深熔事件改造。
圖 1 石鼓-塔城地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖以及樣品分布圖(據(jù)李昆瓊, 2003)Fig. 1 Regional geological map of Shigu-Tacheng area and its surrounding areas, showing the locations of major lithotectonic units and samples (after Li Kunqiong, 2003)
石榴二云母石英片巖(SG2),出露面積較大,在核桃坪村附近長(zhǎng)達(dá)1 km左右的范圍內(nèi)露頭巖性較為單一。露頭呈深灰色,鱗片狀、粒狀變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造(圖2a,2c),局部可見(jiàn)幾厘米大小的透鏡體狀或者不規(guī)則狀的長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈沿片麻理方向分布(圖2a)。主要礦物包括黑云母(10%~20%)、白云母(10%~20%)、斜長(zhǎng)石(10%~20%)和石英(40%~50%)。局部巖石可見(jiàn)含粗粒渾圓狀或橢圓狀石榴石,裂隙發(fā)育,顆粒大小0.2~1.0 mm不等,含量10%~15%(圖2c)。部分石榴石核部含有大量長(zhǎng)英質(zhì)礦物包裹體,而邊部包裹體含量相對(duì)較少或基本不含礦物包裹體(圖2e)。黑云母和白云母兩者呈鱗片狀,定向分布構(gòu)成片理,局部發(fā)生褶皺變形,另外可見(jiàn)黑云母蝕變?yōu)榫G泥石的現(xiàn)象(圖2e)。斜長(zhǎng)石呈不規(guī)則粒狀,顆粒大小0.2~0.8 mm不等。石英呈它形,不等粒粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小0.1~1.0 mm不等。其他礦物含量5%左右。
黑云母石英片巖(SG1-1),出露于玉龍納西族自治縣黎明鄉(xiāng)附近,露頭呈灰黃色,中細(xì)粒鱗片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造(圖2b,2d),局部有十幾厘米的透鏡體狀或者不規(guī)則狀長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈沿片麻理方向分布(圖2b)。主要礦物包括斜長(zhǎng)石(5%~15%)、黑云母(25%~35%)和石英(40%~50%)。斜長(zhǎng)石呈不規(guī)則粒狀,顆粒大小0.2~0.6 mm不等,可見(jiàn)聚片雙晶(圖2d)。黑云母呈褐色,細(xì)小鱗片狀,0.2~1.0 mm不等,定向分布構(gòu)成片理(圖2d)。石英呈它形,不等粒粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小0.1~0.5 mm不等,正交偏光下具波狀消光。其他礦物含量5%左右。
圖 2 石鼓-黎明地區(qū)變沉積巖及長(zhǎng)英質(zhì)脈體的野外照片及顯微照片(-)Fig. 2 Representative field photographs and microtexture photographs (-) of meta-sedimentary rocks and leucocratic felsic veins in the Shigu-Liming area, western Yunnan ProvinceGrt—石榴石; Bt—黑云母; Ms—白云母; Kfs—鉀長(zhǎng)石; Pl—斜長(zhǎng)石; Qz—石英; Chl—綠泥石Grt—garnet; Bt—biotite; Ms—muscovite; Kfs—K-feldspar; Pl—plagioclase; Qz—quartz; Chl—chlorite
長(zhǎng)英質(zhì)脈體(SG1-2),在整個(gè)露頭上含量<5%。主要礦物為黑云母(5%~10%)、白云母(5%~10%)、鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石(40%~50%)、石英(40%~50%),其他礦物含量5%左右(圖2b、2f)。黑云母和白云母呈鱗片狀不規(guī)則的分布于長(zhǎng)英質(zhì)礦物之間,顆粒大小以0.5~1.0 mm為主(圖2f)。鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石呈不規(guī)則粒狀、短柱狀,顆粒大小0.5~1.5 mm不等,鉀長(zhǎng)石表面發(fā)生泥化,呈塵土狀(圖2f);斜長(zhǎng)石可見(jiàn)復(fù)合雙晶。
黑云母石英片巖及長(zhǎng)英質(zhì)脈體中的鋯石分選工作在河北省廊坊區(qū)調(diào)院礦物分離實(shí)驗(yàn)室完成。采用磁選和重液分選出鋯石顆粒,然后在雙目鏡下挑選出顆粒相對(duì)完整的鋯石晶體,與TEMORA(Blacketal., 2003)標(biāo)樣一起粘貼、拋光,制成SHRIMP定年的鋯石靶。制靶完成后進(jìn)行透反射光和陰極發(fā)光照相,觀察鋯石表面形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
鋯石U-Pb定年在北京離子探針中心SHRIMP II上完成。分析流程參考Williams(1998),數(shù)據(jù)處理采用SQUID和ISOPLOT程序(Ludwig, 2001)。實(shí)驗(yàn)分析中一次流O2-強(qiáng)度為3~5 nA,束斑大小為25~30 μm。每個(gè)分析點(diǎn)采用5組掃描。標(biāo)樣M257(U=840×10-6, Nasdalaetal., 2008)和TEM(206Pb/238U年齡為417 Ma, Blacketal., 2003)分別用于鋯石的U含量和年齡的校正。使用實(shí)測(cè)204Pb含量進(jìn)行普通鉛校正。同位素比值和單點(diǎn)年齡誤差為1σ。
在采用上述方法所制成的SHRIMP靶上,對(duì)黑云母石英片巖及長(zhǎng)英質(zhì)脈體中鋯石進(jìn)行LA-ICP-MS U-Pb原位定年,分析在南京聚譜檢測(cè)科技有限公司完成。193 nm ArF準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)由Teledyne Cetac Technologies制造,型號(hào)為Analyte Excite。四極桿型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)由安捷倫科技(Agilent Technologies)制造,型號(hào)為Agilent 7700x。準(zhǔn)分子激光發(fā)生器產(chǎn)生的深紫外光束經(jīng)勻化光路聚焦于鋯石表面,能量密度為6.0 J/cm2,束斑直徑為25 μm,頻率為6 Hz,共剝蝕45 s,剝蝕氣溶膠由氦氣送入ICP-MS完成測(cè)試。以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo),校正儀器質(zhì)量歧視與元素分餾;以標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1為盲樣,檢驗(yàn)U-Pb定年數(shù)據(jù)質(zhì)量;以NIST SRM 610為外標(biāo)(Liuetal., 2010a;Huetal., 2011)。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal 軟件離線處理(Liuetal., 2010a, 2010b)。年齡數(shù)據(jù)的U-Pb諧和圖、年齡分布頻率圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算同樣采用的是Isoplot v. 3.23程序(Ludwig,2003)。同位素比值和年齡誤差均為1σ。
該樣品中鋯石多呈橢球狀或渾圓狀,部分鋯石破碎呈不規(guī)則狀。顆粒相對(duì)完整的鋯石顆粒長(zhǎng)軸以150~200 μm為主,短軸以80~120 μm為主,長(zhǎng)寬比約為1.5~2.0。陰極發(fā)光圖像顯示大部分鋯石保留清晰的振蕩環(huán)帶,少部分鋯石環(huán)帶較弱或呈灰色無(wú)分帶結(jié)構(gòu),極少數(shù)鋯石發(fā)育灰色/黑色邊部(圖3a)。
本研究對(duì)14顆鋯石進(jìn)行了SHRIMP U-Pb定年(表1、圖4a),14個(gè)測(cè)試點(diǎn)中除了2個(gè)測(cè)試點(diǎn)(圖4a中編號(hào)為3、5)明顯不諧和,其余12個(gè)測(cè)試點(diǎn)均分布在諧和線附近。所有諧和測(cè)試點(diǎn)中有5個(gè)測(cè)試點(diǎn)分析在灰色/黑色鋯石邊部(點(diǎn)號(hào)為SG1-1-1、SG1-1-7、SG1-1-8、SG1-1-9和SG1-1-13),它們的U含量較高,為801 × 10-6~2 417 × 10-6,Th/U比值較低為0.01~0.07,206Pb/238U年齡變化于864.3 ± 9.2 Ma~784.7 ± 7.8 Ma之間(表1)。另外7個(gè)分析在弱環(huán)帶的部位(點(diǎn)號(hào)為SG1-1-2、SG1-1-4、SG1-1-6、SG1-1-10、SG1-1-11、SG1-1-12和SG1-1-14),具有相對(duì)較低的U含量,為246 × 10-6~1 464 × 10-6,Th/U比值較高為0.11~0.76,206Pb/238U年齡變化于881.9±9.6~806.5 ± 8.9 Ma之間(表1)。
圖 3 石鼓-黎明地區(qū)黑云母石英片巖及其長(zhǎng)英質(zhì)脈體中鋯石陰極發(fā)光圖像Fig. 3 Cathodoluminescence images of zircons from biotite quartz schist and leucocratic felsic vein in the Shigu-Liming area圓大小為30 μm,橢圓長(zhǎng)、短軸分別為30 μm、20 μm,代表年齡分析點(diǎn)位; U-Pb年齡結(jié)果亦在圖中標(biāo)出Circles (30 μm) and ellipses (length = 30 μm, width = 20 μm) show positions of U-Pb analytical sites, U-Pb ages are also plotted
同時(shí),對(duì)該樣品中陰極發(fā)光圖像顯示環(huán)帶較弱或呈灰色無(wú)分帶結(jié)構(gòu)的鋯石微區(qū),進(jìn)行了LA-ICP-MS U-Pb定年(圖3a),48個(gè)測(cè)試點(diǎn)獲得了諧和年齡(表2、圖4b)。除1顆諧和鋯石核部207Pb/206Pb年齡為2 557 ± 30 Ma(圖3a中編號(hào)為14),其余鋯石206Pb/238U諧和年齡主要集中于914~811 Ma之間,U含量變化范圍較大為74 × 10-6~1 854 × 10-6,具有較高的Th/U值,范圍為0.06~1.28。在鋯石U-Pb年齡頻率直方圖中顯示明顯的~858 Ma的年齡峰值(圖5a)。
由此可見(jiàn),分析在灰色/黑色鋯石邊部的5個(gè)SHRIMP年齡結(jié)果與分析在弱環(huán)帶的部位或無(wú)分帶鋯石微區(qū)(除207Pb/206Pb年齡為2 557 ± 30 Ma)的54個(gè)年齡(7個(gè)SHRIMP年齡和47個(gè)LA-ICP-MS年齡)結(jié)果具有一致性。但是,5個(gè)SHRIMP年齡結(jié)果具有相對(duì)較高的U含量和相對(duì)較低的Th/U值,表明其鋯石形成于巖漿演化晚期,受到自身變質(zhì)作用的影響。
該樣品中鋯石多呈半自形、橢球狀,少量鋯石呈渾圓狀。大部分鋯石顆粒長(zhǎng)軸以60~120 μm為主,短軸以30~60 μm為主,長(zhǎng)寬比約為1.5~2.0。陰極發(fā)光圖像顯示,大部分鋯石具有核-邊結(jié)構(gòu)(圖3b),其核部保留清晰的振蕩環(huán)帶或呈灰色無(wú)分帶結(jié)構(gòu),邊部呈黑色普遍較窄(均小于40 μm)。
對(duì)16顆鋯石邊部進(jìn)行了SHRIMP U-Pb定年(表3、圖4c),大部分年齡結(jié)果落在諧和線附近。其中11個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡變化于241.6 ± 2.5 Ma~ 174.4 ± 4.1 Ma之間(表3),其Th和U含量變化范圍較大,分別為29 × 10-6~4 349 × 10-6和295 × 10-6~6 221 × 10-6,Th/U值變化范圍為0.02~0.72。另外Th/U值較小(<0.1)、在諧和圖上分布比較集中的5個(gè)測(cè)點(diǎn)(點(diǎn)號(hào)為SG1-2-1、SG1-2-3、SG1-2-10、SG1-2-11和SG1-2-15),其206Pb/238U年齡變化于224.5 ± 3.3 Ma~ 197.0 ± 3.0 Ma之間,可能代表了該長(zhǎng)英質(zhì)脈體的深熔時(shí)代。
同時(shí),對(duì)該樣品中陰極發(fā)光圖像保留清晰的振蕩環(huán)帶或呈灰色無(wú)分帶結(jié)構(gòu)的鋯石核部,進(jìn)行了LA-ICP-MS U-Pb定年(圖3b)。55個(gè)測(cè)試點(diǎn)獲得了諧和年齡(表4、圖4d),207Pb/206Pb年齡范圍為2 637~743 Ma,其Th和U含量變化范圍較大,分別為1 × 10-6~934 × 10-6和80 × 10-6~1 730 × 10-6,Th/U比值變化范圍較大為0.003~4.23(表4)。在鋯石U-Pb年齡頻率直方圖中明顯呈~852 Ma的年齡峰值,另外還具有1 840~1 670 Ma和~2 495 Ma的年齡次峰(圖5b)。
圖 4 石鼓-黎明地區(qū)黑云母石英片巖及其長(zhǎng)英質(zhì)脈體中鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 4 Concordia diagrams for zircons from biotite quartz schist and leucocratic felsic vein in the Shigu-Liming area
圖 5 石鼓-黎明地區(qū)黑云母石英片巖及其長(zhǎng)英質(zhì)脈體中諧和鋯石U-Pb年齡分布頻率直方圖Fig. 5 U-Pb age histograms for U-Pb zircon analyses from biotite quartz schist and leucocratic felsic vein in the Shigu-Liming area
沉積巖中碎屑鋯石年代學(xué)研究可以為探討源區(qū)物質(zhì)組成、主要巖漿事件以及沉積盆地的構(gòu)造背景等提供重要信息(Griffinetal., 2004; Condieetal., 2005; Cawoodetal., 2012)。楊敬奎(2014)在石鼓群上段(相當(dāng)于巨甸巖群塔城巖組)變沉積巖中獲得~2.4 Ga和~1.9 Ga的古元古代碎屑鋯石年齡,認(rèn)為此兩組年齡與揚(yáng)子板塊早期最具代表性的兩期構(gòu)造-巖漿事件時(shí)代相吻合;~1.6 Ga和~1.4 Ga的碎屑鋯石年齡,將其解釋為石鼓群存在兩期中元古代巖漿事件;1.0~0.6 Ga的碎屑鋯石年齡,表明石鼓群同樣也經(jīng)歷了新元古代巖漿活動(dòng);另外,510~237 Ma的鋯石年齡被認(rèn)為是來(lái)自岡瓦納古大陸的物質(zhì)或者與該期的巖漿事件有關(guān)。本研究對(duì)石鼓-黎明地區(qū)黑云母石英片巖中碎屑鋯石進(jìn)行U-Pb定年,得到年齡范圍為2 557~785 Ma。同時(shí)對(duì)深熔長(zhǎng)英質(zhì)脈體中鋯石進(jìn)行研究,陰極發(fā)光圖像顯示明顯的核-邊結(jié)構(gòu),其核部顯示碎屑鋯石特點(diǎn)(圖3b)。核部年齡范圍為2 637~743 Ma,與寄主巖石年齡一致(黑云母石英片巖,2 557~811 Ma),表明該長(zhǎng)英質(zhì)脈體中的鋯石是在深熔過(guò)程中從寄主巖石中捕獲的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,黑云母石英片巖及其深熔長(zhǎng)英質(zhì)脈體中鋯石存在858~852 Ma的主要年齡峰值。根據(jù)前人研究資料,揚(yáng)子板塊西緣廣泛分布新元古代中酸性和基性侵入巖(e.g. Zhouetal., 2002; Li Xianhuaetal., 2002, 2003; Li Zengxiangetal., 2003; Zhouetal., 2006; Zhao and Zhou, 2007; Huangetal., 2008; Zhaoetal., 2008; Zhuetal., 2008; 劉俊來(lái)等, 2008; Wangetal., 2011; Linetal., 2012; Caietal., 2014),其中部分巖體(例如,關(guān)刀山巖體、格宗巖體)的形成時(shí)代為~860 Ma(徐士進(jìn)等,1996; Zhouetal., 2002; Sun and Zhou, 2008;耿元生等, 2008; Duetal., 2014)。同樣,揚(yáng)子板塊西緣(例如,大紅山群、河口群等)也存在大量古元古代火山巖(e.g. Greentree and Li, 2008; 楊紅等, 2012; 范宏鵬等, 2015),近年來(lái)在揚(yáng)子板塊西緣也陸續(xù)有大量太古代-古元古代碎屑鋯石年齡的報(bào)道(e.g. Sunetal., 2009; Zhaoetal., 2010; 朱華平等, 2011; Wangetal., 2013)。綜合上述,表明石鼓-黎明地區(qū)出露的該套變沉積巖的主要物質(zhì)來(lái)源可能為揚(yáng)子板塊西緣新元古代巖漿巖,同時(shí)太古代-古元古代基底巖石也為其提供了部分物質(zhì)來(lái)源。
變沉積巖中最年輕一組碎屑鋯石年齡可以用來(lái)限定沉積時(shí)代(劉福來(lái)等, 2015)。本研究中黑云母石英片巖及其深熔脈體最年輕一組碎屑鋯石年齡峰值為858~852 Ma,表明石鼓-黎明地區(qū)變沉積巖的沉積時(shí)代應(yīng)在~852 Ma之后。該變沉積巖系在地層劃分上屬于李昆瓊(2003)、姚雪等(2014)劃分的古元古代石鼓巖群羊坡巖組,屬于沙紹禮(2014)劃分的古元古代黎明巖群。由此可見(jiàn),不論是以上哪種劃分方案,均將該套變沉積巖系時(shí)代劃歸為古元古代。羅改等(2017)在羊坡巖組中識(shí)別出新元古代基性巖。結(jié)合以往資料,本次研究結(jié)果表明,石鼓巖群羊坡巖組的形成時(shí)代需要重新限定,該巖組中至少存在部分形成于新元古代或新元古代之后的變質(zhì)基性巖和變沉積巖系。
從黑云母石英片巖中呈透鏡體狀或不規(guī)則狀分布的長(zhǎng)英質(zhì)脈體中分選出的鋯石,其邊部陰極發(fā)光圖像呈灰色/黑色弱環(huán)帶或者無(wú)分帶結(jié)構(gòu)(圖3b),并且具有較低的Th/U比值,表現(xiàn)深熔鋯石特點(diǎn)(Rubattoetal., 2001, 2009; Imayamaetal., 2012)。該深熔鋯石邊部225~197 Ma的定年結(jié)果,代表了熔體結(jié)晶、長(zhǎng)英質(zhì)脈體的形成年齡(Caoetal., 2019)。楊敬奎(2014)對(duì)塔城巖組2件變沉積巖樣品中鋯石進(jìn)行定年得到多組年齡,其中兩組主要年齡之一為300~200 Ma,認(rèn)為該巖組受到該時(shí)期構(gòu)造巖漿作用影響較大,推測(cè)變質(zhì)時(shí)代為海西期-印支期。若該論文中510~237 Ma、被認(rèn)為是來(lái)自岡瓦納古大陸的物質(zhì)或者與該期的巖漿事件有關(guān)的鋯石年齡可信,表明該變沉積巖應(yīng)該形成于中三疊紀(jì)之后,其變質(zhì)年齡范圍應(yīng)進(jìn)一步限定在237~200 Ma之間。本文得到的石鼓巖群羊坡巖組變沉積巖深熔時(shí)代與楊敬奎(2014)得到的巨甸巖群塔城巖組變沉積巖變質(zhì)時(shí)代在誤差范圍內(nèi)一致,表明石鼓巖群和巨甸巖群變沉積巖普遍遭受了中生代變質(zhì)-深熔事件的改造。
查明中生代變質(zhì)-深熔事件在揚(yáng)子板塊西緣與印支板塊之間的空間展布,建立變質(zhì)-深熔事件年代格架,對(duì)深入了解古特提斯洋閉合過(guò)程具有重要意義。近年來(lái)隨著變質(zhì)作用以及年代學(xué)研究的深入,沿金沙江-點(diǎn)蒼山-哀牢山變質(zhì)帶有多處二疊紀(jì)-三疊紀(jì)變質(zhì)事件的報(bào)道。Cao等(2015)對(duì)金沙江變質(zhì)帶斜長(zhǎng)角閃巖中巖漿鋯石核部進(jìn)行LA-ICP MS分析,得到242 Ma的結(jié)晶年齡,對(duì)石榴片巖中白云母進(jìn)行40Ar/39Ar年代學(xué)分析,得到224 Ma的變質(zhì)年齡,進(jìn)而將金沙江變質(zhì)帶的峰期變質(zhì)年齡限定在242~224 Ma之間。Liu等(2013)和Ji 等(2019)分別將點(diǎn)蒼山-哀牢山變質(zhì)帶變質(zhì)雜巖的變質(zhì)時(shí)代限定在249~230 Ma和227~220 Ma之間,并通過(guò)詳細(xì)的巖相學(xué)和變質(zhì)作用研究,確定峰期條件可達(dá)高壓麻粒巖相。根據(jù)前人觀點(diǎn),石鼓雜巖屬于石鼓-點(diǎn)蒼山-哀牢山變質(zhì)帶的一部分(崔峻豪等,2014),其中,點(diǎn)蒼山-哀牢山雜巖帶變質(zhì)雜巖普遍記錄了中生代和古新世-中新世多期變質(zhì)-深熔事件(Liuetal., 2013, 2015; Jietal., 2019)。本文研究表明石鼓巖群羊坡巖組變質(zhì)雜巖遭受中生代變質(zhì)-深熔事件改造,而石鼓巖群是否存在古新世-中新世多期變質(zhì)-深熔事件的記錄,還有待于進(jìn)一步工作。
(1) 石鼓-黎明地區(qū)變質(zhì)雜巖普遍發(fā)生深熔。變沉積巖深熔脈體中鋯石邊部陰極發(fā)光圖像呈弱環(huán)帶或者無(wú)分帶結(jié)構(gòu),并具有較低的Th/U值。對(duì)該類(lèi)深熔鋯石微區(qū)進(jìn)行定年,得到年齡范圍為225~197 Ma,代表了該區(qū)變沉積巖的深熔時(shí)代。
(2) 石鼓-黎明地區(qū)變沉積巖及其深熔脈體中碎屑鋯石定年得到2 637~743 Ma的年齡范圍,其主要年齡峰值為858~852 Ma,表明該套變沉積巖的沉積時(shí)代應(yīng)晚于~852 Ma,并且其物質(zhì)來(lái)源復(fù)雜,主要為揚(yáng)子板塊西緣新元古代巖漿巖,同時(shí)太古代-古元古代基底巖石也為其提供了部分物質(zhì)來(lái)源。
致謝感謝楊淳、劉建輝、車(chē)小超等在鋯石SHRIMP U-Pb定年工作中給予的幫助;感謝李亮等在鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年工作中的幫助。感謝編輯老師和審稿專(zhuān)家認(rèn)真審閱本文,并提出許多寶貴的修改意見(jiàn)。