滇西保山地块早古生代花岗岩类的年代学、地球化学及意义

引用本文

董美玲, 董国臣, 莫宣学, 朱弟成, 聂飞, 谢许峰, 王霞, 胡兆初. 2012. 滇西保山地块早古生代花岗岩类的年代学、地球化学及意义. 岩石学报, 28(5): 1453-1464 复制到剪切板

DONG ML, DONG GC, MO XX, ZHU DC, NIE F, XIE XF, WANG X and HU ZC. 2012. Geochronology and geochemistry of the Early Palaeozoic granitoids in Baoshan block, western Yunnan and their implications. Acta Petrologica Sinica, 28(5): 1453-1464(in Chinese with English abstract) 复制到剪切板

滇西保山地块早古生代花岗岩类的年代学、地球化学及意义

董美玲¹, 董国臣^1,2, 莫宣学^1,2, 朱弟成^1,2, 聂飞¹, 谢许峰¹, 王霞¹, 胡兆初³

1. 中国地质大学, 北京 100083;
2. 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;
3. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 武汉 430074

2012-02-01 收稿; 2012-04-10 改回.

基金项目: 地球化学及意义本文受国家重点基础研究发展规划项目(2009CB421002、2011CB403102)、111计划项目(B07011)、长江学者和创新团队发展计划(IRT1083)、深部探测技术与实验研究专项课题(Sinoprobe-04-02)、国土资源部公益性行业科研专项(201011054) 和中国地质调查局研究项目(1212011220920) 联合资助

第一作者简介: 董美玲, 女, 1986年生, 硕士生, 矿产普查与勘探专业, E-mail: dml_happy@126.com

通讯作者: 董国臣, 男, 1962年生, 博士, 教授, 主要从事岩石学及矿床学研究, E-mail: donggc@cugb.edu.cn

摘要: 位于滇西特提斯构造带保山地块的平河岩体，岩石类型主要为花岗岩、二长花岗岩，其次有少量的花岗闪长岩。4件样品的锆石U-Pb年龄变化于480~486Ma，表明这些花岗岩类侵位于早奥陶世。平河花岗岩类的K₂O/Na₂O值大于1，铝饱和指数(A/CNK) 为1.07~1.1，属高钾钙碱性过铝质花岗岩。岩石总体上富集大离子亲石元素和Pb，亏损高场强元素。明显富集轻稀土元素[(La/Yb)_N=4.33~7.05]，显示明显的负Eu异常(δEu=0.25~0.48)。4件样品58个测点的锆石ε_Hf(t) 值变化范围较大(主要集中于-12.4~-3.0之间)，对应的Hf同位素地壳模式年龄集中于2.2~1.7Ga。这些地球化学特征指示平河花岗岩类为S型花岗岩，主要来源于古老地壳物质(如砂屑岩) 的重熔，并不同程度地混入了幔源物质。平河花岗岩类与出露于中部拉萨地体的变质酸性火山岩存在可比性，可能代表了早古生代冈瓦纳大陆原特提斯边缘岩浆弧的一部分。

关键词: 早古生代花岗岩类地球化学锆石Hf同位素保山地块滇西

Geochronology and geochemistry of the Early Palaeozoic granitoids in Baoshan block, western Yunnan and their implications

DONG MeiLing¹, DONG GuoChen^1,2, MO XuanXue^1,2, ZHU DiCheng^1,2, NIE Fei¹, XIE XuFeng¹, WANG Xia¹, HU ZhaoChu³

1. China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
2. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
3. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

Abstract: The Pinghe granitoid pluton, located in the Baoshan block of the Tethyan belt, western Yunnan, consists mainly of granite and monzogranite with subordinate granodiorite. Zircon U-Pb ages of 480~486Ma for four samples from this pluton indicate that this pluton was emplaced during the Early Ordovician. The Pinghe granitoids are high-K calc-alkaline and peraluminous, with K₂O/Na₂O>1 and A/CNK=1.07~1.13. These rocks are enriched in large-ion lithophile elements (LILEs), light rare-earth elements (LREEs)[(La/Yb)_N=4.33~7.05] and Pb, and depleted in high field-strength elements (HFSEs). They show similar chondrite-normalized REE patterns, with negative Eu anomalies (δEu=0.25~0.48). 58 analyses from four samples have a wide range zircon ε_Hf(t) values (-12.4~-3.0) and varying Hf-isotope crustal model ages (2.2~1.7Ga). Such geochemical signatures indicate that the Pinghe granitoids are S-type granite in character and were derived mainly from anatexis of ancient crustal materials (such as greywacke) with varying contributions from mantle-derived components. The Pinghe granitoids are geochemically comparable to the coeval silicic metavolcanic rocks reported in the central Lhasa Terrane. It is suggested that the Baoshan block may represent a part of an Early Paleozoic magmatic arc in the Gondwana continental margin facing the proto-Tethyan Ocean.

Key words: Early Palaeozoic granitoids Geochemistry Zircon Hf isotope Baoshan block Western Yunnan

1 引言

许多地质学家认为，新元古代全球有Rodinia一个超级大陆存在，并位于南半球或赤道附近(李文昌等，2010)。前寒武纪末-早古生代初，泛大陆解体形成3大陆块群，即冈瓦纳大陆群、劳亚大陆群和规模较小的泛华夏大陆群，及其间的原特提斯洋(李兴振等，1999)。晚古生代以来，在劳亚和冈瓦纳这两个超大陆之间不断地有微小陆块，如Cimmerian地体(Sengǒr et al., 1988)、Sibumasu地体和拉萨地体等(Metcalfe, 1996; Jin, 2002; Wang et al., 2001)，从冈瓦纳北部裂离出来，增生到位于北部的古亚洲地体，构成了全球规模特提斯造山带。而滇西特提斯构造带是东特提斯造山带的重要组成部分之一，该地区的大地构造格局和演化对全球特提斯研究具有重要的地质意义，因此，长期以来成为众多研究者的关注热点。滇西特提斯构造带是由多个地块和地块相间的构造带组成的，如腾冲地块、保山地块、思茅地块和昌宁-孟连缝合带等(钟大赉，1998)。这些微陆块的起源分析和构造岩浆演化历史研究对于理解特提斯构造带的构造过程和演化历史是至关重要的，早期研究主要侧重于古生物古地理方面，岩浆岩方面的证据尚显不足。作者对出露于保山地块平河地区的花岗岩类开展了野外调研，本文目的是报道平河花岗岩类锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素数据和全岩元素地球化学数据，约束其岩浆源区，并探讨其构造意义。

2 地质背景和样品

滇西保山地块在大地构造上位于藏-滇-泰-马中间板块中段，向南与缅甸掸邦地块相连，东与昌宁-孟连结合带以柯街-南定河断裂为界，西与腾冲地块以泸水-潞西-瑞丽断裂为界，北部在碧江一带由于澜沧江断裂和怒江断裂汇拢而消失(图 1a)。最老地层是震旦系-寒武系公养河群，在晚寒武世至中侏罗世期间，保山地块以滨海台地沉积为主，缺失上石炭统、上二叠统和下三叠统，其他地层间均为假整合关系。下二叠世发育冈瓦纳相杂砾岩，早二叠世至中侏罗世发育多期大陆火山岩。晚古生代的生物群具有亲冈瓦纳特征。表明该地块是处于稳定的构造环境并与冈瓦纳大陆有亲缘关系(钟大赉，1998；Metcalfe, 1996; Ueno, 2000)。保山地块岩浆活动主要以前寒武纪末期、早古生代和中生代晚期为主(图 1b)，前寒武纪末期以西盟老街子花岗岩体为代表，规模较小，以岩株为主，其Rb-Sr等时线年龄为687Ma (李文昌等，2010)，同时在潞西志本山地区发育二云母花岗岩，其Rb-Sr等时线年龄为645Ma (张玉泉等，1990)；早古生代以平河岩体为代表，它是保山地块出露面积最大的花岗岩体，其Rb-Sr全岩等时线年龄为529.9Ma (金世昌和庄凤良，1988；陈吉琛，1987；李文昌等，2010；Chen et al., 2007; Liu et al., 2009)；中生代晚期呈小岩株零星产出，其同位素年龄约80~100Ma (Chen et al., 2007; 金世昌和庄凤良，1988)。

图 1 滇西保山地块构造地质简图(a，据Shen et al., 2002修改)、保山地块平河花岗岩类的地质简图(b，据金世昌和庄凤良，1988修改) 和花岗岩类标本及显微镜下特征(c-f) 1-白垩系；2-二叠系；3-泥盆系；4-志留系；5-奥陶系；6-寒武系；7-早古生代花岗岩；8-燕山晚期花岗岩；9-采样位置 Fig. 1 Simplified tectonic map of the Baoshan block in western Yunnan Province (a, modified after Shen et al., 2002), simplified geological map of the Pinghe granitoids in Baoshan block (b, modified after Jin and Zhuang, 1988) and rock photograph and microphotographs of the Pinghe granitoids (c-f)

平河岩体位于龙陵-潞西地区，出露面积约1200km²，呈岩基产出。岩体侵位于下古生界-中寒武统公养河群类复理石和砂页岩建造(陈国达等，2004)，燕山晚期的花岗岩在其中部侵入，将平河岩基分成南北两部分(图 1b)。平河岩体主体岩性为花岗岩、二长花岗岩，含少量的花岗闪长岩。本文主要研究其主体岩性。岩石整体灰白色，中粗粒状，花岗结构(图 1c，e)，局部似斑状结构，斑晶为钾长石。斜长石An=27~38，为更长石-中长石，呈半自形板状，双晶纹不清晰，可见聚片双晶和卡纳复合双晶，斜长石中部具微弱的绢云母化(图 1d)。钾长石半自形-他形粒状，含量可达45%以上，具格子双晶和卡式双晶，微弱的碳酸盐化。石英呈他形粒状，个别具波状消光。暗色矿物多为黑云母，局部含角闪石，角闪石半自形(图 1f)，黑云母呈片状，绿泥石化明显。副矿物组合为锆石+磷灰石+榍石+磁铁矿，缺少高温高压矿物和石榴子石、堇青石等特征富铝矿物。

3 分析方法

主量元素在核工业北京地质研究院采用XRF法在6735仪器上分析完成，分析精度优于5%。微量元素在中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR) 利用Agilent 7500a ICP-MS分析完成。详细的测试方法和分析流程参见Liu et al.(2008a)的文章。分析结果见表 1。

表 1 平河花岗岩类的全岩主量元素(wt%)、微量元素(×10^-6) 分析结果 Table 1 Whole-rock major (wt%), trace (×10^-6) element data of the Pinghe granitoids

样品号	PH1139	PH1155	PH1155-1	PH1156	PH1156-1	MM1142	ZA1151	ZA1151-1
岩性	二长花岗岩	花岗岩	花岗岩	花岗岩	二长花岗岩	花岗岩	花岗岩	花岗岩
SiO₂	70.52	71.40	71.52	70.26	69.29	74.49	75.32	74.62
TiO₂	0.27	0.17	0.32	0.26	0.45	0.31	0.18	0.18
Al₂O₃	14.90	14.76	14.14	15.10	14.19	12.67	12.96	13.34
Fe₂O₃^T	2.68	2.02	3.03	2.63	3.96	2.40	1.70	1.64
MnO	0.08	0.06	0.06	0.06	0.06	0.04	0.05	0.05
MgO	0.67	0.53	0.91	0.89	1.35	0.54	0.36	0.34
CaO	1.95	1.64	2.41	1.90	2.24	1.36	0.91	0.97
Na₂O	3.34	3.12	2.73	2.99	2.75	2.64	2.84	3.00
K₂O	4.49	4.77	3.55	4.60	4.03	4.30	4.75	4.68
P₂O₅	0.11	0.06	0.09	0.08	0.13	0.09	0.08	0.08
烧失量	0.88	1.35	1.12	1.12	1.44	1.03	0.74	0.96
Al₂O₃/TiO₂	55.19	86.82	44.19	58.08	31.53	40.87	72.00	74.11
K₂O+Na₂O	7.83	7.89	6.28	7.59	6.78	6.94	7.59	7.68
K₂O/Na₂O	1.34	1.53	1.30	1.54	1.47	1.63	1.67	1.56
A/CNK	1.07	1.11	1.11	1.13	1.10	1.11	1.13	1.13
A/NK	1.44	1.43	1.70	1.53	1.60	1.41	1.32	1.33
CIPW标准矿物
石英(Q)	28.8	30.9	35.5	29.9	31.0	39.2	38.3	37.0
钙长石(An)	9.06	7.88	11.51	9.04	10.45	6.21	4.05	4.33
钠长石(Ab)	28.6	26.8	23.4	25.7	23.7	22.6	24.3	25.7
正长石(Or)	26.8	28.7	21.3	27.6	24.3	25.8	28.3	28.0
刚玉(C)	1.28	1.65	1.67	1.96	1.57	1.44	1.69	1.79
紫苏辉石(Hy)	3.06	2.41	4.07	3.62	5.56	2.52	1.74	1.66
钛铁矿(Il)	0.52	0.33	0.62	0.50	0.87	0.60	0.35	0.35
磁铁矿(Mt)	1.64	1.25	1.69	1.59	2.27	1.41	1.04	1.01
磷灰石(Ap)	0.26	0.14	0.22	0.18	0.31	0.22	0.18	0.19
Sc	6.59	7.43	9.76	8.34	12.3	5.81	5.05	4.81
V	25.5	17.3	34.9	31.8	57.0	23.5	12.8	11.8
Cr	3.19	9.42	16.9	11.6	20.7	9.15	6.47	6.08
Co	3.78	2.78	5.47	4.23	7.68	3.79	2.23	2.26
Ni	1.62	3.99	6.82	4.73	8.34	3.83	2.89	2.91
Ga	18.9	16.6	17.6	16.8	18.0	17.3	16.6	16.9
Rb	238	196	172	210	221	236	329	318
Sr	126	99.0	119	110	114	59.5	35.4	38.6
Y	28.6	40.8	39.4	39.1	36.2	46.2	45.0	43.7
Zr	136	94.4	144	113	161	157	81.6	93.8
Nb	16.9	10.2	12.6	9.76	14.5	14.5	11.0	11.0
Cs	11.1	5.48	8.66	13.3	14.8	13.8	27.4	27.2
Ba	378	635	804	719	552	354	195	222
La	22.2	30.8	38.0	29.8	40.0	37.9	27.4	29.9
Ce	44.4	64.5	78.8	61.7	81.9	76.8	66.8	66.8
Pr	5.42	7.43	8.96	6.99	9.36	8.64	6.53	7.17
Nd	21.1	28.8	34.8	27.1	35.7	32.0	23.6	26.0
Sm	5.03	6.87	7.31	6.19	7.66	6.76	5.55	5.89
Eu	0.68	0.83	0.99	0.96	0.92	0.70	0.45	0.53
Gd	4.68	6.68	7.07	5.98	7.08	6.70	5.49	5.71
Tb	0.82	1.19	1.16	1.05	1.14	1.22	1.10	1.13
Dy	4.78	6.99	6.82	6.60	6.69	7.51	7.16	7.10
Ho	0.96	1.42	1.38	1.32	1.27	1.54	1.45	1.48
Er	2.73	4.04	3.76	3.92	3.52	4.62	4.27	4.17
Tm	0.42	0.67	0.60	0.61	0.60	0.71	0.69	0.71
Yb	2.77	4.09	3.71	3.84	3.82	4.37	4.26	4.39
Lu	0.42	0.59	0.53	0.57	0.57	0.62	0.60	0.64
Hf	4.05	3.46	4.44	3.57	4.82	4.69	3.00	3.39
Ta	2.02	0.93	1.10	1.02	1.63	1.49	1.90	1.93
Pb	40.2	45.7	30.3	34.5	31.1	29.8	31.6	34.0
Th	16.6	18.1	17.4	14.0	18.4	23.7	22.2	21.8
U	9.14	3.04	3.45	3.97	3.64	10.28	6.61	7.36
Rb/Sr	1.89	1.98	1.45	1.90	1.94	3.96	9.30	8.25
Rb/Ba	0.63	0.31	0.21	0.29	0.40	0.67	1.69	1.43
Sr/Ba	0.33	0.16	0.15	0.15	0.21	0.17	0.18	0.17
∑REE	116	165	194	157	200	190	155	162
LREE/HREE	5.62	5.42	6.75	5.56	7.11	5.96	5.21	5.38
(La/Yb)_N	5.40	5.08	6.90	5.23	7.05	5.83	4.33	4.60
δEu	0.43	0.37	0.42	0.48	0.38	0.32	0.25	0.28
T_Zr(℃)	772	747	784	762	789	794	742	753
注：T_Zr(℃) 计算参见(Watson and Harrison, 1983)

表 1 平河花岗岩类的全岩主量元素(wt%)、微量元素(×10^-6) 分析结果 Table 1 Whole-rock major (wt%), trace (×10^-6) element data of the Pinghe granitoids

锆石单矿物分选在河北省廊坊诚信地质技术服务公司完成。锆石阴极发光图像在中国地质科学院完成。利用锆石阴极发光图像，重点选择锆石的环带部分进行U-Pb同位素定年。锆石U-Pb同位素定年在中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室利用LA-ICP-MS分析完成。测试仪器为Agilent 7500a，激光剥蚀系统为GeoLas 2005。激光剥蚀斑束直径为32μm，激光剥蚀深度为20~40μm。对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu et al.(2008b，2010a，b) 详细描述。分析结果见表 2。

表 2 平河花岗岩类中的锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果 Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb analytical data of the Pinghe granitoids

测点号	U	Th	Pb	Th/U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb		²⁰⁷Pb/²³⁵U		²⁰⁶Pb/²³⁸U
测点号	(×10^-6)			Th/U	比值	1σ	比值	1σ	比值	1σ	Age (Ma)	1σ	Age (Ma)	1σ	Age (Ma)	1σ
PH1139：15个测点(不包括4，7，9测点) 加权平均年龄：486.3±5.5Ma, MSWD=0.66
1	6912	1907	682	0.28	0.0579	0.0015	0.6285	0.0161	0.0776	0.0007	524	40	495	10	481	4
2	18084	3147	1585	0.17	0.0555	0.0029	0.5978	0.0282	0.0781	0.0018	432	120	476	18	485	11
3	9031	2790	886	0.31	0.0593	0.0015	0.6533	0.0156	0.0789	0.0009	578	33	511	10	490	5
5	9530	1980	898	0.21	0.0593	0.0019	0.6470	0.0235	0.0776	0.0009	577	60	507	14	482	5
6	3493	1016	344.2	0.29	0.0549	0.0018	0.6030	0.0192	0.0786	0.0011	408	47	479	12	488	6
8	9052	5048	917	0.56	0.0558	0.0014	0.6112	0.0151	0.0784	0.0007	443	39	484	9	487	4
10	4674	1435	546	0.31	0.0602	0.0065	0.6801	0.0730	0.0819	0.0014	611	245	527	44	508	8
11	5896	1736	614	0.29	0.0595	0.0030	0.6705	0.0321	0.0818	0.0012	584	111	521	19	507	7
12	8920	3303	910	0.37	0.0596	0.0029	0.6512	0.0299	0.0792	0.0013	589	108	509	18	492	8
13	4216	1616	424.3	0.38	0.0578	0.0019	0.6293	0.0201	0.0782	0.0009	523	50	496	13	485	5
14	6073	3528	630	0.58	0.0616	0.0018	0.6670	0.0216	0.0785	0.0010	658	48	519	13	487	6
15	7116	1683	645.2	0.24	0.0577	0.0015	0.6072	0.0148	0.0758	0.0007	518	37	482	9	471	4
16	4643	957	422.8	0.21	0.0580	0.0016	0.6405	0.0190	0.0796	0.0011	528	40	503	12	494	7
17	3333	1386	326.1	0.42	0.0562	0.0015	0.6160	0.0180	0.0789	0.0011	458	41	487	11	490	6
18	5272	2041	510	0.39	0.0588	0.0015	0.6485	0.0175	0.0794	0.0009	561	38	508	11	492	6
PH1155：14个测点(不包括5，8，10，15测点) 加权平均年龄：486±12Ma, MSWD=2.0
1	504	175	46.51	0.35	0.0620	0.0039	0.6539	0.0369	0.0779	0.0017	672	84	511	23	484	10
2	1428	565	134.9	0.40	0.0597	0.0027	0.6218	0.0308	0.0747	0.0012	592	79	491	19	464	7
3	934	370	86.6	0.40	0.0619	0.0031	0.6510	0.0338	0.0760	0.0011	670	86	509	21	472	7
4	1068	241	95.5	0.23	0.0581	0.0027	0.6195	0.0294	0.0773	0.0013	534	75	490	18	480	7
6	584	241	60.8	0.41	0.0584	0.0032	0.6734	0.0381	0.0827	0.0013	543	96	523	23	512	8
7	1770	546	168.3	0.31	0.0583	0.0026	0.6448	0.0294	0.0797	0.0011	540	76	505	18	494	7
9	726	323	71.3	0.44	0.0571	0.0030	0.6300	0.0334	0.0796	0.0012	495	90	496	21	494	7
11	571	180	55.75	0.31	0.0596	0.0037	0.6589	0.0384	0.0817	0.0013	590	99	514	23	506	8
12	723	331	78.1	0.46	0.0615	0.0035	0.7115	0.0395	0.0847	0.0014	658	92	546	23	524	8
13	822	195	81.31	0.24	0.0565	0.0029	0.6583	0.0348	0.0853	0.0015	470	87	514	21	528	9
14	856	301	80.1	0.35	0.0570	0.0032	0.6001	0.0323	0.0772	0.0012	492	92	477	20	479	7
16	868	397	80.5	0.46	0.0635	0.0029	0.6365	0.0277	0.0736	0.0010	726	69	500	17	458	6
17	400	167	37.84	0.42	0.0637	0.0050	0.6779	0.0506	0.0779	0.0014	733	128	525	31	484	8
18	604	202	56.2	0.33	0.0554	0.0032	0.5831	0.0324	0.0763	0.0012	428	95	466	21	474	7
MM1142：12个测点(不包括1，2，4，5，8，13测点) 加权平均年龄：480±11Ma, MSWD=3.5
3	1424	274	124.1	0.19	0.0587	0.0020	0.6126	0.0216	0.0755	0.0011	555	52	485	14	469	6
6	3161	282	267.0	0.09	0.0559	0.0018	0.5801	0.0194	0.0747	0.0010	450	50	465	12	464	6
7	4844	605	461.1	0.12	0.0557	0.0016	0.6319	0.0175	0.0819	0.0009	441	42	497	11	508	5
9	3433	325	304.8	0.09	0.0570	0.0016	0.6256	0.0180	0.0795	0.0010	493	42	493	11	493	6
10	5327	511	448.7	0.10	0.0563	0.0014	0.5749	0.0141	0.0738	0.0006	464	40	461	9	459	4
11	2490	480	236.4	0.19	0.0577	0.0019	0.6495	0.0216	0.0828	0.0010	520	51	508	13	513	6
12	1466	262	127.2	0.18	0.0547	0.0020	0.5658	0.0208	0.0749	0.0009	401	62	455	13	466	5
14	2890	413	268.8	0.14	0.0559	0.0016	0.6095	0.0170	0.0790	0.0008	446	45	483	11	490	5
15	1338	384	117.4	0.29	0.0546	0.0019	0.5602	0.0202	0.0742	0.0009	395	60	452	13	461	5
16	1842	456	168.7	0.25	0.0555	0.0017	0.5979	0.0185	0.0776	0.0007	434	52	476	12	482	4
17	4750	586	415.9	0.12	0.0538	0.0013	0.5739	0.0136	0.0767	0.0006	361	40	461	9	476	3
18	1174	465	118.9	0.40	0.0561	0.0022	0.6493	0.0266	0.0830	0.0012	458	64	508	16	514	7
ZA1151：17个测点(不包括18测点) 加权平均年龄：480.4±5.7Ma, MSWD=1.05
1	1867	258	166.4	0.14	0.0543	0.0019	0.5839	0.0194	0.0774	0.0009	384	54	467	12	481	5
2	2576	778	238.6	0.30	0.0563	0.0017	0.6056	0.0192	0.0769	0.0010	466	48	481	12	478	6
3	3281	543	288.3	0.17	0.0557	0.0019	0.5877	0.0195	0.0757	0.0009	440	53	469	12	470	5
4	2044	602	189.4	0.29	0.0569	0.0019	0.6207	0.0211	0.0779	0.0009	488	55	490	13	484	5
5	3080	715	283.9	0.23	0.0560	0.0019	0.6130	0.0214	0.0783	0.0012	451	51	485	13	486	7
6	1911	676	177.3	0.35	0.0562	0.0036	0.5736	0.0353	0.0740	0.0010	460	144	460	23	460	6
7	1537	264	136.6	0.17	0.0576	0.0025	0.6201	0.0256	0.0776	0.0011	513	66	490	16	482	6
8	4340	905	375.8	0.21	0.0575	0.0018	0.6081	0.0191	0.0755	0.0010	510	46	482	12	469	6
9	2321	386	220.0	0.17	0.0553	0.0017	0.6486	0.0219	0.0835	0.0014	424	46	508	13	517	8
10	1898	1424	190.3	0.75	0.0578	0.0020	0.6190	0.0224	0.0762	0.0009	523	58	489	14	473	6
11	5593	904	518.0	0.16	0.0562	0.0018	0.6101	0.0188	0.0773	0.0009	461	48	484	12	480	5
12	7638	449	683.8	0.06	0.0627	0.0048	0.6887	0.0493	0.0796	0.0021	699	168	532	30	494	12
13	2430	566	236.0	0.23	0.0559	0.0020	0.5974	0.0217	0.0767	0.0008	450	62	476	14	476	5
14	2132	417	194.5	0.20	0.0536	0.0016	0.6104	0.0191	0.0813	0.0012	355	44	484	12	504	7
15	3760	491	321.9	0.13	0.0546	0.0015	0.5819	0.0162	0.0766	0.0009	397	41	466	10	476	6
16	2900	720	290	0.25	0.0541	0.0016	0.6065	0.0185	0.0805	0.0010	376	45	481	12	499	6
17	2352	390	230	0.17	0.0583	0.0024	0.6268	0.0264	0.0766	0.0011	542	67	494	16	476	7

表 2 平河花岗岩类中的锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果 Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb analytical data of the Pinghe granitoids

锆石Hf同位素组成分析是基于阴极发光(CL) 图像和锆石U-Pb定年测试的基础上进行的。锆石Lu-Hf同位素原位分析是在天津地质矿产研究所同位素实验室完成的，所用的测试仪器为NEPTUNE多接收器电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)，利用193nm FX激光器对锆石进行剥蚀，激光剥蚀的束斑直径为50μm，能量密度为10~11J/cm²，频率为8~10Hz。详细的分析技术和实验参见耿建珍等(2011)的论述。分析结果见表 3。

表 3 平河花岗岩类的锆石Hf同位素数据 Table 3 Zircon Hf isotopic data of the Pinghe granitoids

测点号	年龄(Ma)	¹⁷⁶Yb/¹⁷⁷Hf	¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf	¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf	2σ	(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_i	ε_Hf(0)	ε_Hf(t)	t_DM(Ma)	t_DM^C(Ma)	f_Lu/Hf
PH1139：15个测点(不包括4，7，9测点) 加权平均年龄：486.3±5.5Ma, MSWD=0.66
1	481	0.0371	0.0012	0.282290	0.000014	0.282280	-17.0	-6.8	1363	1885	-0.96
2	485	0.0784	0.0023	0.282330	0.000016	0.282309	-15.6	-5.7	1347	1815	-0.93
3	490	0.0814	0.0024	0.282300	0.000019	0.282278	-16.7	-6.7	1394	1881	-0.93
5	482	0.0660	0.0020	0.282334	0.000019	0.282316	-15.5	-5.5	1330	1802	-0.94
6	488	0.0606	0.0017	0.282323	0.000018	0.282307	-15.9	-5.7	1337	1818	-0.95
8	487	0.0840	0.0024	0.282313	0.000019	0.282291	-16.2	-6.3	1375	1855	-0.93
10	508	0.0941	0.0026	0.282325	0.000019	0.282300	-15.8	-5.5	1367	1821	-0.92
11	507	0.0766	0.0021	0.282296	0.000018	0.282276	-16.8	-6.4	1389	1875	-0.94
12	492	0.0532	0.0014	0.282292	0.000019	0.282279	-17.0	-6.6	1369	1879	-0.96
13	485	0.0521	0.0014	0.282330	0.000020	0.282317	-15.6	-5.4	1315	1798	-0.96
14	487	0.0711	0.0019	0.282352	0.000019	0.282334	-14.9	-4.8	1303	1759	-0.94
15	471	0.0698	0.0018	0.282337	0.000021	0.282321	-15.4	-5.6	1320	1799	-0.95
16	494	0.0508	0.0013	0.282330	0.000019	0.282318	-15.6	-5.2	1313	1791	-0.96
17	490	0.0488	0.0014	0.282294	0.000018	0.282281	-16.9	-6.6	1365	1875	-0.96
18	492	0.0859	0.0024	0.282278	0.000024	0.282255	-17.5	-7.4	1428	1932	-0.93
PH1155：14个测点(不包括5，8，10，15测点) 加权平均年龄：486±12Ma, MSWD=2.0
1	484	0.0263	0.0008	0.281661	0.000029	0.281654	-39.3	-28.9	2215	3269	-0.98
2	464	0.0436	0.0012	0.282174	0.000018	0.282163	-21.1	-11.3	1529	2155	-0.96
3	472	0.0492	0.0014	0.282203	0.000022	0.282190	-20.1	-10.2	1495	2090	-0.96
4	480	0.0455	0.0012	0.282172	0.000018	0.282161	-21.2	-11.1	1531	2150	-0.96
6	512	0.0523	0.0015	0.282165	0.000021	0.282151	-21.5	-10.7	1551	2152	-0.96
7	494	0.0971	0.0027	0.282208	0.000025	0.282183	-19.9	-10.0	1541	2091	-0.92
9	494	0.0588	0.0015	0.282194	0.000022	0.282180	-20.4	-10.1	1512	2098	-0.95
11	506	0.0374	0.0010	0.281806	0.000020	0.281796	-34.2	-23.4	2030	2941	-0.97
12	524	0.0394	0.0011	0.282205	0.000020	0.282194	-20.1	-8.9	1479	2048	-0.97
13	528	0.0409	0.0011	0.282142	0.000020	0.282131	-22.3	-11.0	1567	2185	-0.97
14	479	0.0423	0.0011	0.282169	0.000020	0.282159	-21.3	-11.1	1531	2155	-0.97
16	458	0.0488	0.0013	0.282045	0.000024	0.282034	-25.7	-16.0	1710	2445	-0.96
17	484	0.0219	0.0006	0.281935	0.000018	0.281930	-29.6	-19.1	1831	2660	-0.98
18	474	0.0532	0.0014	0.282184	0.000021	0.282172	-20.8	-10.8	1521	2129	-0.96
MM1142：12个测点(不包括1，2，4，5，8，13测点) 加权平均年龄：480±11Ma, MSWD=3.5
3	469	0.0620	0.0017	0.282396	0.000018	0.282381	-13.3	-3.5	1232	1666	-0.95
6	464	0.0434	0.0011	0.282391	0.000020	0.282381	-13.5	-3.6	1220	1668	-0.97
7	508	0.0603	0.0016	0.282410	0.000019	0.282394	-12.8	-2.2	1209	1611	-0.95
9	493	0.0853	0.0022	0.282425	0.000023	0.282404	-12.3	-2.1	1208	1598	-0.93
10	459	0.1225	0.0034	0.282365	0.000019	0.282336	-14.4	-5.3	1337	1772	-0.90
11	513	0.0781	0.0021	0.282401	0.000020	0.282380	-13.1	-2.5	1240	1639	-0.94
12	466	0.0732	0.0020	0.282361	0.000020	0.282344	-14.5	-4.9	1292	1752	-0.94
14	490	0.0585	0.0016	0.282398	0.000020	0.282383	-13.2	-3.0	1227	1647	-0.95
15	461	0.0679	0.0018	0.282417	0.000021	0.282402	-12.6	-3.0	1205	1625	-0.95
16	482	0.0528	0.0015	0.282392	0.000017	0.282379	-13.4	-3.3	1230	1663	-0.96
17	476	0.1231	0.0032	0.282411	0.000027	0.282383	-12.8	-3.3	1260	1657	-0.91
18	514	0.0399	0.0010	0.282403	0.000019	0.282393	-13.1	-2.1	1200	1610	-0.97
ZA1151：17个测点(不包括18测点) 加权平均年龄：480.4±5.7Ma, MSWD=1.05
1	481	0.0361	0.0010	0.282273	0.000019	0.282264	-17.7	-7.4	1382	1921	-0.97
2	478	0.0700	0.0020	0.282374	0.000018	0.282356	-14.1	-4.2	1273	1716	-0.94
3	470	0.0727	0.0020	0.282368	0.000022	0.282351	-14.3	-4.6	1281	1733	-0.94
4	484	0.0445	0.0013	0.282341	0.000016	0.282330	-15.2	-5.0	1295	1771	-0.96
5	486	0.0543	0.0015	0.282376	0.000020	0.282363	-14.0	-3.8	1253	1696	-0.96
6	460	0.0408	0.0011	0.282346	0.000019	0.282337	-15.0	-5.3	1281	1770	-0.97
7	482	0.0201	0.0005	0.282127	0.000018	0.282122	-22.8	-12.4	1565	2235	-0.98
8	469	0.0611	0.0016	0.282370	0.000020	0.282356	-14.2	-4.4	1266	1722	-0.95
9	517	0.0849	0.0022	0.282346	0.000020	0.282324	-15.1	-4.5	1323	1762	-0.93
10	473	0.0676	0.0018	0.282222	0.000019	0.282206	-19.4	-9.6	1484	2054	-0.95
11	480	0.0727	0.0019	0.282344	0.000017	0.282327	-15.1	-5.2	1312	1779	-0.94
12	494	0.0776	0.0020	0.282332	0.000021	0.282313	-15.6	-5.4	1336	1801	-0.94
13	476	0.0867	0.0022	0.282374	0.000020	0.282355	-14.1	-4.3	1280	1720	-0.93
14	504	0.0550	0.0014	0.282260	0.000020	0.282246	-18.1	-7.5	1414	1944	-0.96
15	476	0.0586	0.0015	0.282331	0.000018	0.282318	-15.6	-5.6	1317	1802	-0.95
16	499	0.0580	0.0015	0.282390	0.000022	0.282376	-13.5	-3.0	1234	1658	-0.96
17	476	0.1683	0.0045	0.282386	0.000022	0.282345	-13.7	-4.6	1349	1740	-0.86
注：ε_Hf(t)=10000×{[(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_S-(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_S ×(e^λt-1)]/[(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_{CHUR, 0}-(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR×(e^λt-1)]-1}.t_DM=1/λ×ln{1+[(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_S-(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_DM]/[(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_S-(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_DM]}.t_DM^C=t_DM-(t_DM-t)×[(f_cc-f_s)/(f_cc-f_DM)].f_Lu/Hf=(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_S/(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR-1.其中:λ=1.867×10^-11/a (Soderlund et al., 2004); (¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_S和(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_S为样品测量值; (¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR=0.0332，(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_{CHUR, 0}=0.282772;(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_DM=0.0384，(¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_DM=0.28325(Blichert-Toft and Albarede, 1997; Griffin et al., 2000); (¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_平均地壳=0.015; f_cc=[(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_平均地壳/(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR]-1; f_s=f_Lu/Hf; f_DM=[(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_DM/(¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf)_CHUR]-1; t为锆石结晶年龄

表 3 平河花岗岩类的锆石Hf同位素数据 Table 3 Zircon Hf isotopic data of the Pinghe granitoids

4 分析结果 4.1 锆石U-Pb年代学

本文在详细调研的基础上，选择岩体不同部位代表性样品对平河岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年。样品中锆石颗粒自形程度高，多为长柱状晶体，部分短柱状，长约100~300μm，长宽比为1.5:1~3:1，锆石阴极发光图像可见清晰的生长环带(图 2e)，锆石的Th/U比值均大于0.1(Th/U=0.15~1.47)，为典型的岩浆成因锆石(Hoskin and Schaltegger, 2003)。在分析过程中，我们选择锆石环带边部打点，每个样品分析18个点，在剔除个别异常点后，锆石的U、Th、Pb同位素成分数据及谐和年龄列于表 2。

图 2 平河花岗岩类锆石U-Pb年龄谐和图(a-d) 和阴极发光图像(e) Fig. 2 U-Pb age concordia plots (a-d) and cathodoluminescence (CL) images (e) of zircon grains from the Pinghe granitoids

样品PH1139中15个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄值为486.3±5.5Ma (MSWD=0.66)，在U-Pb年龄谐和图上分析点均分布在谐和线上或其附近(图 2a)，显示很好的谐和性，表明锆石形成后U-Pb同位素体系是基本封闭的，没有U或Pb同位素的明显丢失或加入，测试结果真实可信。样品PH1155中14个测点和样品MM1142中12个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为486±12Ma (MSWD=2.0) 和480±11Ma (MSWD=3.5)，在U-Pb年龄谐和图上分析点均分布在谐和线上并且沿线分布(图 2b，c)，有个别点年龄达到510~530Ma，可能是残留继承锆石的影响结果。样品ZA1151中17个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为480.4±5.7Ma, MSWD为1.05，其U-Pb年龄谐和图(图 2d) 除3个异常点外其余谐和性良好。本次测定的年龄结果均在允许误差范围内，可以确定平河花岗岩类的形成年龄为480~486Ma，属早奥陶世。

4.2 全岩地球化学

平河岩体富硅，SiO₂为69.29%~75.32%，K₂O+Na₂O为6.28%~7.89%，以全碱含量较高为特征，K₂O/Na₂O>1(表 1)，属于高钾钙碱性系列(图 3a)，与Liu et al.(2009)报道的同期花岗岩类样品的投点范围(图 3阴影部分) 相比，硅含量更高。根据常量元素化学成分计算的标准矿物进行岩石分类，岩石类型主要为花岗岩，其次为二长花岗岩(图 4)。铝饱和指数A/CNK的值为1.07~1.13，与Liu et al.(2009)报道的结果一致，均为铝过饱和系列(图 3b)，投点落在I-S型花岗岩分界线的S型一侧。标准矿物计算结果中，所有样品均含有标准刚玉分子，含量为1.28%~1.98%，均大于1%，同样具备S型花岗岩特征。这些特征表明，平河花岗岩类为高钾钙碱性过铝质S型花岗岩。

图 3 平河花岗岩类的K₂O-SiO₂图解(实线据Peccerillo and Taylor, 1976; 虚线据Middlemost, 1985) 和A/CNK-A/NK图解(据Maniar and Piccoli, 1989) Fig. 3 K₂O-SiO₂(solid line after Peccerillo and Taylor, 1976; dash line after Middlemost, 1985) and A/CNK-A/NK (after Maniar and Piccoli, 1989) plots for the Pinghe granitoids

图 4 平河花岗岩类的QAP图解(据Streckeisen, 1976) Fig. 4 QAP classification diagram for the Pinghe granitoids (after Streckeisen, 1976)

平河花岗岩类稀土元素总量变化较大(表 1)，变化于116×10^-6~200×10^-6，稀土元素分配曲线呈右倾平缓样式，与Liu et al.(2009)报道的结果一致，花岗岩具有明显的负铕异常(图 5a)(δEu=0.25~0.48)，富集轻稀土元素，(La/Yb)_N为4.3~7.1。微量元素原始地幔标准化图解中(图 5b)，本文数据曲线型式与Liu et al.(2009)报道的结果类似，均富集Rb、K等大离子亲石元素(LILEs) 和Pb，相对亏损Nb、Ta、P、Zr、Ti等高场强元素(HFSEs)。Sr、Ba呈明显负异常，表明花岗岩岩浆部分熔融或结晶分异过程中具有斜长石的分离。Rb/Sr值为1.45~9.30，均大于1，Sr/Ba值为0.15~0.33，均小于0.5，显示S型花岗岩特征(刘振声和王洁明，1994)。

图 5 平河花岗岩类的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图及微量元素原始地幔标准化蛛网图球粒陨石标准化数值据Boynton, 1984；原始地幔标准化数值据Sun and McDonough, 1989 Fig. 5 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element patterns for the Pinghe granitoids

4.3 锆石Hf同位素特征

本文分析的4件样品锆石的¹⁷⁶Yb/¹⁷⁷Hf和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值范围分别为0.1683~0.0201和0.0045~0.0005(表 3)，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值几乎都小于0.002，表明这些锆石在形成以后，仅具有较少的放射成因Hf的积累，因而可以用初始¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值代表锆石形成时的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值(吴福元等，2007)。考虑到4件样品的f_Lu/Hf的平均值在-0.96~-0.92之间，明显小于镁铁质地壳的f_Lu/Hf(-0.34，Amelin et al., 2000) 和硅铝质地壳的f_Lu/Hf(-0.72，Vervoort et al., 1996)，故二阶段模式年龄更能反映其源区物质从亏损地幔被抽取的时间(或其源区物质在地壳的平均存留年龄)。4件样品共58颗锆石的ε_Hf(t) 值显示较大的变化范围，集中-12.4~-3.0之间(图 6)，对应的地壳模式年龄t_DM^C集中在2.2~1.7Ga。

图 6 平河花岗岩类的ε_Hf(t) 值-U-Pb年龄图解 Fig. 6 ε_Hf(t) values vs. U-Pb ages plot of the Pinghe granitoids

5 讨论 5.1 岩浆侵位时代

平河岩体侵位于中寒武统公养河群中，其侵位时代一直广受关注(陈吉琛，1987; 金世昌和庄凤良，1988; 吕伯西等，1993; Chen et al., 2007; Liu et al., 2009; 李文昌等，2010)。早期研究利用花岗闪长岩黑云母K-Ar法，认为其侵位于466Ma (吕伯西等，1993)，利用平河岩体中花岗闪长岩株的Rb-Sr全岩等时线，认为平河岩体侵位于495Ma、526Ma和529.9Ma (吕伯西等，1993; 李文昌等，2010)。最近，Liu et al.(2009)采用锆石SHRIMP U-Pb定年方法，获得平河花岗岩类的侵位年龄为498~502Ma；Chen et al.(2007)采用LA-ICP-MS U-Pb定年方法，获得的侵位时代为466Ma、472Ma和495Ma。本文采用LA-ICP-MS定年方法，在平河岩体4件代表性的花岗岩样品中获得了486.3±5.5Ma (PH1139)、486±12Ma (PH1155)、480±11Ma (MM1142) 和480.4±5.7Ma (ZA1151) 的锆石U-Pb年龄。上述可靠的锆石U-Pb年龄数据表明，平河岩体侵位于466~502Ma，主体形成时间为480~490Ma (图 7)。

图 7 平河花岗岩类的锆石年龄柱状图 Fig. 7 Histogram of zircon ages of the Pinghe granitoids

5.2 源区性质

锆石Hf同位素作为有力的示踪工具已广泛应用于一些重要地球化学储库(如亏损地幔、球粒陨石和地壳等) 的源区判别(吴福元等，2007)。对岩浆锆石Hf同位素的研究表明，具有低的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf以及ε_Hf(t) 值的岩石往往指示其源区为地壳或经过地壳的混染；而具有较高的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf以及ε_Hf(t) 值的岩石直接来自地幔或由幔源物质分异的新生壳源物质(Peter and Roland, 2003)。平河岩体具有较低的锆石ε_Hf(t) 值(-12.4~-3.0)，在ε_Hf(t) 值-U-Pb年龄图解(图 6) 中，样品点均落在球粒陨石演化线附近及以下的下地壳区域，表明其岩浆可能来源于古老地壳的重熔，其较大的变化范围(约10个ε单位) 暗示其源区发生了不同程度幔源物质的注入(朱弟成等，2009; Zhu et al., 2009，2011)。

由于花岗岩中Rb、Sr、Ba等元素主要赋存在长石和黑云母中，可利用Rb-Sr-Ba系统比值确定源区的成分(Sylvester, 1998)。平河岩体南部5个样全部落入贫粘土源区，北部3个样(MM1142、ZA1151和ZA1151-1) 落入富粘土源区(图 8a)，可能暗示平河岩体北部较南部源区粘土含量高。花岗岩中CaO/Na₂O比值主要受源区中斜长石/粘土比例的控制，过铝质花岗岩的CaO/Na₂O比值可作为源区的重要判别标志(Sylvester, 1998)。实验表明，由贫斜长石、富粘土源产生的过铝-强过铝花岗岩的CaO/Na₂O比值(＜0.3) 小于由富斜长石、贫粘土源产生的同类花岗岩(CaO/Na₂O>0.3)(Sylvester, 1998)。平河岩体过铝质花岗岩类的CaO/Na₂O比值为0.32~0.88，指示其可能来源于砂屑岩岩石的重熔(图 8b)。另外，后碰撞花岗岩的Al₂O₃/TiO₂常随CaO/Na₂O比值降低而增加(Sylvester, 1998; 肖庆辉等，2002)，而平河岩体的CaO/Na₂O和Al₂O₃/TiO₂比值投影点也全部落入砂屑岩源区(图 8b)，进一步证实其物源区与砂屑岩有关。

图 8 平河花岗岩类Rb/Ba-Rb/Sr (a) 和CaO/Na₂O-Al₂O₃/TiO₂(b) 图解(据Sylvester, 1998) Be-澳大利亚拉克伦褶皱带中Bethanga岩体；Mo-阿尔卑斯造山带中的Moschumandl岩体；Vy-海西造山带中的Vysoky-Kamen岩体；Sh-喜马拉雅造山带中的Shisha Pangma岩体 Fig. 8 Rb/Ba-Rb/Sr (a) and CaO/Na₂O-Al₂O₃/TiO₂(b) diagram of the Pinghe granitoids (after Sylvester, 1998)

据研究表明(Sylvester, 1998)，过铝质花岗岩中的Al₂O₃/TiO₂比值可以作为源区岩石部分熔融温度的指示剂，当岩石的Al₂O₃/TiO₂比值>100时，源区部分熔融温度＜875℃，当岩石的Al₂O₃/TiO₂比值＜100时，源区部分熔融温度>875℃，且Al₂O₃/TiO₂比值与形成温度成反消长关系。平河岩体花岗岩的Al₂O₃/TiO₂比值为32~87，均小于100。结合较高的全岩锆饱和温度(747~794℃)(表 1)，表明平河花岗岩类岩浆的形成温度相对较高。

综上所述，平河岩体可能是古老地壳物质(以砂屑岩为主) 在温度较高的条件下经部分熔融形成，并伴随着不同程度幔源物质的注入。

5.3 岩浆事件及其构造意义

本文的年代学数据表明，滇西平河岩体侵位于早古生代。实际上，早古生代岩浆活动在滇西保山、腾冲和贡山等地区非常普遍(见：Zhu et al., 2012及该文文献)，如腾冲地块坝竹河花岗岩锆石U-Pb年龄为456Ma (丛峰等，2009)；贡山地区古当片麻状花岗岩锆石U-Pb年龄为487Ma (Song et al., 2007)；保山地块除龙陵-潞西地区外，其他地区也有早古生代岩体分布(图 1a)，如平河岩体南部羊卜寨一带花岗岩黑云母K-Ar年龄值为456Ma，地块北部志本山岩体花岗岩全岩等时线年龄值为472.7Ma (陈吉琛，1987)。最近，Zhu et al.(2012)在中部拉萨地体北缘的控错地区，发现了寒武纪末期变质酸性火山岩(锆石U-Pb年龄为493~495Ma)。在中部拉萨地体发生寒武纪岩浆活动的同时，在南部拉萨地体(约496Ma；Dong et al., 2010) 也发生了基本同期的岩浆活动。这些研究表明，保山地块与拉萨地体在晚寒武世-早奥陶世均发生了几乎同期的岩浆活动。

平河花岗岩类较低的高场强元素丰度(如：Nb=9.76×10^-6~16.9×10^-6；Zr=81.6×10^-6~161×10^-6) 和变化的锆石ε_Hf(t) 值(-12.4~-2.1)，与中部拉萨地体的变质酸性火山岩高场强元素含量及锆石ε_Hf(t) 值[ε_Hf(t)=-13.9~-4.6](Zhu et al., 2012) 非常相似，它们都可能来源于古老基底物质的重熔并伴随着不同程度幔源物质的注入。另外，保山地块中南部地区存在下中奥陶统地层缺失的现象(表现为平行不整合或微角度不整合)(黄勇等，2012)，也与中部拉萨地体北缘申扎东部地区发现的寒武-奥陶纪角度不整合(李才等，2010) 相当。这些构造岩浆信息表明，保山地块和拉萨地体在晚寒武世末期-早奥陶世早期都可能经历了一次重要的构造事件，并具有类似的岩石成因。

最近的研究表明，早古生代位于澳大利亚北缘的拉萨地块的构造岩浆记录可对比于印度大陆北缘，很可能代表了早古生代冈瓦纳大陆原特提斯边缘岩浆弧的一部分(Zhu et al., 2012; 朱弟成等，2012)。由于保山地块很可能裂离自澳大利亚边缘(见：Zhu et al., 2012及该文文献)，考虑到时代、地球化学性质和构造记录的可对比性，本文提出，保山地块可能与古地理上位于印度大陆北缘一侧的特提斯喜马拉雅和古地理上位于澳大利亚北缘一侧的拉萨地体一样，可能代表了面向原特提斯洋一侧的早古生代岩浆弧的一部分。

6 结论

(1) 滇西保山地块平河岩体侵位于480~486Ma，表明该地区在早奥陶世发生了大规模酸性岩浆作用。

(2) 平河岩体花岗岩、二长花岗岩属高钾钙碱性系列，具有壳源过铝质S型花岗岩特征。全岩主量元素地球化学特征结合其负且变化范围大的锆石ε_Hf(t) 值(-12.4~-3.0)，指示这些花岗岩类可能是古老地壳物质(以砂屑岩为主) 在温度较高的条件下经部分熔融形成，并伴随着不同程度幔源物质的注入。

(3) 保山地块和拉萨地体在时代、地球化学性质和构造记录方面的可对比性，显示保山地块可能代表了早古生代冈瓦纳大陆原特提斯边缘岩浆弧的一部分。

参考文献

[]	Amelin Y, Lee DC and Halliday AN. 2000. Early-middle Archaean crustal evolution deduced from Lu-Hf and U-Pb isotopic studies of single zircon grains. Geochimica et Cosmochimica Acta, 64: 4205–4225. DOI:10.1016/S0016-7037(00)00493-2
[]	Blichert-Toft J and Albarede F. 1997. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and the evolution of the mantle-crust system. Earth and Planetary Science Letters, 148: 243–258. DOI:10.1016/S0012-821X(97)00040-X
[]	Boynton WV. 1984. Geochemistry of the rare earth elements: Meteorite studies. In: Henderson P (ed.). Rare Earth Element Geochemistry. Elsevier, 63-114
[]	Chen JC. 1987. Discussion on the age division and the selects of isotopic age determination for granitic rock in western Yunnan. Yunnan Institute of Geological Sciences, 6(2): 101–113.
[]	Chen FK, Li XH, Wang XL, Qiu LL and Wolfgang S. 2007. Zircon age and Nd-Hf isotopic composition of the Yunnan Tethyan belt, southwestern China. International Journal of Earth Sciences, 96: 1179–1194. DOI:10.1007/s00531-006-0146-y
[]	Chen GD, Peng SL, Dai TG, Yang XY, Wu YZ, Lai JQ, Liu JS, Liu YN, Wang L, Yang M, Hu B and Dong J. 2004. Copper-polymetallic Crustbody Geotectonics Metallogeny of Yunnan Province. Changsha: Central South University Publishing House: 1-423.
[]	Cong F, Lin SL, Li ZH, Zou GF and Geng QR. 2009. Zircon U-Pb age of gneissic granites in the Tengchong block, western Yunnan. Acta Geologica Sinica, 83(5): 651–658.
[]	Dong X, Zhang ZM and Santosh M. 2010. Zircon U-Pb chronology of the Nyingtri Group, Southern Lhasa Terrane, Tibetan Plateau: Implications for Grenvillian and Pan-African provenance and Mesozoic-Cenozoic metamorphism. Journal of Geology, 118: 677–690. DOI:10.1086/656355
[]	Geng JZ, Li HK, Zhang J, Zhou HY and Li HM. 2011. Zircon Hf isotope analysis by means of LA-MC-ICP-MS. Geological Bulletin of China, 30(10): 1508–1513.
[]	Griffin WL, Pearson NJ, Belousova E, Jackson SE, van Achterbergh E, O'Reilly SY and Shee SR. 2000. The Hf isotope composition of cratonic mantle: LAM-MC-ICPMS analysis of zircon megacrysts in kimberlites. Geochimica et Cosmochimica Acta, 64: 133–147. DOI:10.1016/S0016-7037(99)00343-9
[]	Hoskin PWO and Schaltegger U. 2003. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Reviews of Mineralogy and Geochemistry, 53(1): 27–62. DOI:10.2113/0530027
[]	Huang Y, Hao JX, Bai L, Deng GB, Zhang GX and Huang WJ. 2012. Stratigraphic and petrologic response to Late Pan-African movement in Shidian area, western Yunnan Province. Geological Bulletin of China, 31(2-3): 306–313.
[]	Jin SC and Zhuang FL. 1988. Study of melting inclution in granites at Longling in Luxi area. Journal of Kunming Institute of Technology, 13(5): 1–15.
[]	Jin XC. 2002. Permo-Carboniferous sequences of Gondwana affinity in Southwest China and their paleographic implications. Journal of Asian Earth Sciences, 20: 633–646. DOI:10.1016/S1367-9120(01)00084-0
[]	Li C, Wu YW, Wang M and Yang HT. 2010. Significant progress on Pan-African and Early Paleozoic orogenic events in Qinghai-Tibet Plateau: Discovery of Pan-African orogenic unconformity and Cambrian System in the Gangdese area, Tibet, China. Geological Bulletin of China, 29(12): 1737–1744.
[]	Li WC, Pan GT, Hou ZQ, Mo XX, Wang LQ, et al. 2010. Archipelagic-basin, Forming Collision Theory and Prospecting Techniques along the Nujiang-Lancangjiang-Jinshajiang Area in Southwestern China. Beijing: Geological Publishing House: 1-490.
[]	Li XZ, Liu WJ, Wang YZ, Zhu QW, Du DX, Shen GF, Liu CJ, Que MY, Yang SH, Li DM and Feng QL. 1999. The Tectonic Evolution and Metallogenesis in the Tethys of the Nujiang-Lancangjiang-Jinshajiang Area, Southwestern China. Beijing: Geological Publishing House: 1-276.
[]	Liu S, Hu RZ, Gao S, Feng CX, Huang ZL, Lai SC, Yuan HL, Liu XM, Coulson IM, Feng GY, Wang T and Qi YQ. 2009. U-Pb zircon, geochemical and Sr-Nd-Hf isotopic constraints on the age and origin of Early Palaeozoic I-type granite from the Tengchong-Baoshan block, western Yunnan Province, SW China. Journal of Asian Earth Sciences, 36: 168–182. DOI:10.1016/j.jseaes.2009.05.004
[]	Liu YS, Hu ZC, Gao S, Günther D, Xu J, Gao CG and Chen HH. 2008a. In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard. Chemical Geology, 257: 34–43. DOI:10.1016/j.chemgeo.2008.08.004
[]	Liu YS, Zong KQ, Kelemen PB and Gao S. 2008b. Geochemistry and magmatic history of eclogites and ultramafic rocks from the Chinese continental scientific drill hole: Subduction and ultrahigh-pressure metamorphism of lower crustal cumulates. Chemical Geology, 247: 133–153. DOI:10.1016/j.chemgeo.2007.10.016
[]	Liu YS, Gao S, Hu ZC, Gao CG, Zong KQ and Wang DB. 2010a. Continental and oceanic crust recycling-induced melt-peridotite interactions in the Trans-North China Orogen: U-Pb dating, Hf isotopes and trace elements in zircons of mantle xenoliths. Journal of Petrology, 51: 537–571. DOI:10.1093/petrology/egp082
[]	Liu YS, Hu ZC, Zong KQ, Gao CQ, Gao S, Xu J and Chen HH. 2010b. Reappraisement and refinement of zircon U-Pb isotope and trace element analyses by LA-ICP-MS. Chinese Science Bulletin, 55: 1535–1546. DOI:10.1007/s11434-010-3052-4
[]	Liu ZS and Wang JM. 1994. Geological Characteristics of Granites from Southern Tibet. Chengdu: Sichuan Science Publishing House: 1-133.
[]	Lv BX, Wang Z, Zhang ND, Duan JZ, Gao ZY, Shen GF, Pan CY and Yao P. 1993. Granitoids in the Sanjiang Region (Nujiang-Lancangjiang-Jinshajiang Region) and Their Metallogenic Specialization. Beijing: Geological Publishing House: 1-238.
[]	Middlemost EAK. 1985. Magmas and Magmatic Rocks. London: Longman: 1-266.
[]	Maniar PD and Piccoli PM. 1989. Tectonic discrimination of granitoids. Geological Society of America Bulletin, 101: 635–643. DOI:10.1130/0016-7606(1989)101<0635:TDOG>2.3.CO;2
[]	Metcalfe I. 1996. Gondwana land dispersion, Asian accretion and evolution of eastern Tethys. Australian Journal of Earth Sciences, 43: 605–623. DOI:10.1080/08120099608728282
[]	Peccerillo R and Taylor SR. 1976. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58: 63–81. DOI:10.1007/BF00384745
[]	Peter DK and Roland M. 2003. Lu-Hf and Sm-Nd isotope systems in zircon. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 53(1): 327–341. DOI:10.2113/0530327
[]	Sengǒr AMC, Altiner D, Cin A, Ustaomer T and Hsü KJ. 1988. Origin and assembly of the Tethyside orogenic collapse at the expense of Gondwana Land. In: Audley-Charles MG and Hallam A (eds.). Gondwana and Tethys. Geological Society of London, Special Publications, 37: 119-181
[]	Shen SZ, Shi GR and Fang ZJ. 2002. Permian brachiopods from the Baoshan and Simao blocks in western Yunnan, China. Journal of Asian Earth Sciences, 20: 665–682. DOI:10.1016/S1367-9120(01)00062-1
[]	Soderlund U, Patchett PJ, Vervoort JD and Isachsen CE. 2004. The ¹⁷⁶Lu decay constant determined by Lu-Hf and U-Pb isotope systematics of Precambrian mafic intrusions. Earth and Planetary Science Letters, 219: 311–324. DOI:10.1016/S0012-821X(04)00012-3
[]	Song SG, Ji JQ, Wei CJ, Su L, Zheng YD, Song B and Zhang LF. 2007. Early Paleozoic granite in Nujiang River of Northwest Yunnan in southwestern China and its tectonic implications. Chinese Science Bulletin, 52(17): 2404–2406.
[]	Streckeisen AL. 1976. Classification of the common igneous rocks by means of their chemical composition: A provisional attempt. Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Monatshefte, 1: 1–15.
[]	Sun SS and McDonough WF. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. In: Saunders AD and Norry MJ (eds.). Magmatism in Ocean Basins. Geological Society of London, Special Publications, 42: 313-345
[]	Sylvester PJ. 1998. Post-collisional strongly peraluminous granites. Lithos, 45: 29–44. DOI:10.1016/S0024-4937(98)00024-3
[]	Ueno K. 2000. Permian fusulinacean faunas of the Sibumasu and Baoshan blocks: Implications for the paleogeographic reconstruction of the Cimmerian continent. Geoscience Journal, 4: 160–163.
[]	Vervoort JD, Pachelt PJ, Gehrels GE and Nutman AP. 1996. Constraints on early Earth differentiation from hafnium and neodymium isotopes. Nature, 379: 624–627. DOI:10.1038/379624a0
[]	Wang XD, Ueno K, Mizuno Y and Sugiyama T. 2001. Late Paleozoic faunal, climatic, and geographic changes in the Baoshan block as a Gondwana-derived continental fragment in southwest China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 170(3-4): 197–218. DOI:10.1016/S0031-0182(01)00228-0
[]	Watson EB and Harrison TM. 1983. Zircon saturation revisited: Temperature and compositional effects in variety of crustal magma types. Earth and Planetary Science Letters, 64: 295–304. DOI:10.1016/0012-821X(83)90211-X
[]	Wu FY, Li XH, Zheng YF and Gao S. 2007. Lu-Hf isotopic systematics and their applications in petrology. Acta Petrologica Sinica, 23(2): 185–220.
[]	Xiao QH, Deng JF, Ma DS, Hong DW, Mo XX, Lu XX, Li CZ, Wang XW, Ma CQ, Wu FY, Luo ZH and Wang T. 2000. The Ways of Investigation on Granitoids. Beijing: Geological Publishing House: 1-294.
[]	Zhang YQ, Xie YW and Cheng ZL. 1990. Rb-Sr isochron age for tin-bearing granites in the Sanjiang region. Acta Petrologica Sinica, 6(1): 75–81.
[]	Zhong DL. 1998. Paleo-Tethyan Orogenic Belt in the Western Parts of the Sichuan and Yunnan Provinces. Beijing: Science Press: 1-231.
[]	Zhu DC, Mo XX, Niu YL, Zhao ZD, Wang LQ, Liu YS and Wu FY. 2009. Geochemical investigation of Early Cretaceous igneous rocks along an east-west traverse throughout the central Lhasa Terrane, Tibet. Chemical Geology, 268: 298–312. DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.09.008
[]	Zhu DC, Mo XX, Wang LQ, Zhao ZD, Niu YL, Zhou CY and Yang YH. 2009. Petrogenesis of highly fractionated I-type granites in the Zayu area of eastern Gangdese, Tibet: Constraints from zircon U-Pb geochronology, geochemistry and Sr-Nd-Hf isotopes. Science in China (Series D), 52(9): 1223–1239. DOI:10.1007/s11430-009-0132-x
[]	Zhu DC, Zhao ZD, Niu YL, Mo XX, Chung SL, Hou ZQ, Wang LQ and Wu FY. 2011. The Lhasa Terrane: Record of a microcontinent and its histories of drift and growth. Earth and Planetary Science Letters, 301: 241–255. DOI:10.1016/j.epsl.2010.11.005
[]	Zhu DC, Zhao ZD, Niu YL, Yildirim D, Wang Q, Ji WH, Dong GC, Sui QL, Liu YS, Yuan HL and Mo XX. 2012. Cambrian bimodal volcanism in the Lhasa Terrane, southern Tibet: Record of an Early Paleozoic Andean-type magmatic arc in the Australian proto-Tethyan margin. Chemical Geology. DOI:10.1016/j.chemgeo.2011.12.024
[]	Zhu DC, Zhao ZD, Niu YL, Wang Q, Yildirim D, Dong GC and Mo XX. 2012. Origin and Paleozoic tectonic evolution of the Lhasa Terrane. Geological Journal of China Universities, 18(1): 1–15.
[]	陈国达, 彭省临, 戴塔根, 杨心宜, 吴延之, 赖健清, 刘继顺, 刘石年, 王力, 杨牧, 胡斌, 董军. 2004. 云南铜-多金属壳体大地构造成矿学. 长沙: 中南大学出版社: 1-423.
[]	陈吉琛. 1987. 滇西花岗岩类时代划分及同位素年龄值选用的讨论. 云南地质, 6(2): 101–113.
[]	丛峰, 林仕良, 李再会, 邹光富, 耿全如. 2009. 滇西腾冲地块片麻状花岗岩的锆石U-Pb年龄. 地质学报, 83(5): 651–658.
[]	耿建珍, 李怀坤, 张健, 周红英, 李惠民. 2011. 锆石Hf同位素组成的LA-MC-ICP-MS测定. 地质通报, 30(10): 1508–1513.
[]	黄勇, 郝家栩, 白龙, 邓贵标, 张国祥, 黄文俊. 2012. 滇西施甸地区晚泛非运动的地层学和岩石学响应. 地质通报, 31(2-3): 306–313.
[]	金世昌, 庄凤良. 1988. 龙陵-潞西地区花岗岩矿物中熔融包裹体研究. 昆明理工学报, 13(5): 1–15.
[]	李才, 吴彦旺, 王明, 杨韩涛. 2010. 青藏高原泛非-早古生代造山事件研究重大进展--冈底斯地区寒武系和泛非造山不整合的发现. 地质通报, 29(12): 1737–1744.
[]	李文昌, 潘桂堂, 侯增谦, 莫宣学, 王立全, 等. 2010. 西南"三江"多岛弧盆-碰撞造山成矿理论与勘查技术. 北京: 地质出版社: 1-490.
[]	李兴振, 刘文均, 王义昭, 朱勤文, 杜德勋, 沈敢富, 刘朝基, 阙梅英, 杨时惠, 李定谋, 冯庆来. 1999. 西南三江地区特提斯构造演化与成矿(总论). 北京: 地质出版社: 1-276.
[]	刘振声, 王洁明. 1994. 青藏高原南部花岗岩地质地球化学特征. 成都: 四川科技出版社: 1-133.
[]	吕伯西, 王增, 张能德, 段建中, 高子英, 沈敢富, 潘长云, 姚鹏. 1993. 三江地区花岗岩类及其成矿专属性. 北京: 地质出版社: 1-328.
[]	吴福元, 李献华, 郑永飞, 高山. 2007. Lu-Hf同位素体系及其岩石学应用. 岩石学报, 23(2): 185–220.
[]	肖庆辉, 邓晋福, 马大铨, 洪大卫, 莫宣学, 卢欣祥, 李志昌, 汪雄武, 马昌前, 吴福元, 罗照华, 王涛. 2002. 花岗岩研究思维与方法. 北京: 地质出版社: 1-294.
[]	张玉泉, 谢应雯, 成忠礼. 1990. 三江地区含锡花岗岩Rb-Sr等时线年龄. 岩石学报, 6(1): 75–81.
[]	钟大赉. 1998. 滇川西部古特提斯造山带. 北京: 科学出版社: 1-231.
[]	朱弟成, 莫宣学, 王立全, 赵志丹, 牛耀龄, 周长勇, 杨岳衡. 2009. 西藏冈底斯东部察隅高分异I型花岗岩的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素制约. 中国科学(D辑), 39(7): 833–848.
[]	朱弟成, 赵志丹, 牛耀龄, 王青, YildirimD, 董国臣, 莫宣学. 2012. 拉萨地体的起源和古生代构造演化. 高校地质学报, 18(1): 1–15.


岩石学报 2012, Vol. 28 Issue (5): 1453-1464	PDF