腾冲新生代火山区(北纬24°45′~25°36′、东经98°20′~98°48′) 位于云南省西南边陲，东以高黎贡山脉为界，西与缅甸接壤。该区地处印度板块俯冲的最前缘，构造变形强烈，岩浆侵入活动频繁，高温地热异常显著，尤其是腾冲新生代强烈的火山活动使该区逐渐成为近年来我国火山学领域关注的热点地区之一。腾冲火山区分布着70多座火山(皇甫岗，1997)，并且地震活动频繁，是近期地质灾害频发的地区之一。最近，国土资源部深部探测技术与实验研究专项课题近期拟在腾冲火山区开展深部钻探研究，该钻探的科学目的是：通过对腾冲新生代火山岩的深部钻探研究，获得完整的火山岩岩芯样品，结合地表的火山岩研究，深入开展腾冲新生代火山活动历史以及成因研究，为进一步开展腾冲火山地热研究提供钻探资料。本文作为腾冲深部钻探的先导性研究成果之一，重点研究腾冲最新一期的火山岩的分布与岩浆演化特点以及它们与深部岩浆囊的关系，试图通过对腾冲最新一期的火山岩时空分布及其火山活动特点的研究，为钻探选址和进一步实施科学深钻提供科学依据。

长期以来，国内外研究者对腾冲火山岩地球化学及其成因开展较深入的研究(穆治国等，1987；丛柏林等，1994；樊祺诚等，1999，2001；王非等，1999；皇甫岗和姜朝松，2000；Chen et al., 2002; 赵勇伟和樊祺诚，2010；Zou et al., 2010；郭正府等，2011)。但是前人对于本区全新世三座火山(黑空山、打莺山和马鞍山) 的地球化学特征、岩浆源区特点及其演化关系的已有研究成果，尚不能满足上述腾冲科学深钻选址研究的要求。据此，本文在对腾冲火山区进行野外考察的基础上，重点对本区全新世三座火山(黑空山、打莺山和马鞍山) 的岩石学及地球化学特征、岩浆源区特点及其演化关系进行研究，目的是查明这3座火山喷发物的地球化学特点及其地下岩浆囊可能联系，为腾冲科学钻探选址服务。

腾冲地块位于三江构造带西部，夹于怒江和缅甸东部密支那缝合带之间(季建清等，2000)。腾冲新生代火山岩分布于狭窄的北东-北北东向的弧形盆地中，火山熔岩分布面积792km²(姜朝松，1998a)。主要为玄武岩类和安山岩类，属于高钾钙碱性岩系列。火山活动始于中新世，延续至全新世(17.8~0.09Ma，穆治国等，1987；姜朝松，1998b)。火山喷发活动具有明显的多期活动性质，呈现出从盆地中部向东、西两侧由新逐渐变老的特点(姜朝松，1998a)。以往多数的研究(樊祺诚等，1999，2001；皇甫岗和姜朝松，2000；赵勇伟和樊祺诚，2010) 表明，腾冲新生代火山活动可分为4期(图 1)：第一期(上新世，火山岩以玄武岩、橄榄玄武岩为主) 火山活动以东部陇川断裂带附近最强，向西减弱，以熔岩溢出为主；第二期(早更新世，火山岩以安山岩、橄榄玄武岩、英安质凝灰岩为主) 火山活动受大盈江-古永弧型断裂带控制，中心腾冲一带活动较强；第三期(晚更新世，火山岩以橄榄玄武岩、安山玄武岩为主) 火山活动分布于腾冲南北一线第二期火山活动范围内，是区内火山活动强度最弱的一期；第四期(全新世，火山岩以橄榄玄武岩、安山质玄武岩为主) 火山活动位于腾冲以北至固东街一带，呈南北向串珠状分布。

图 1

Fig. 1

图 1 腾冲火山岩分布图(据Wang et al., 2006，Zou et al., 2010) Fig. 1 Diagram of distribution of volcanic rocks of Tengchong (after Wang et al., 2006; Zou et al., 2010)

虽然不同学者对腾冲新生代火山活动的期次划分有不同的认识例如，(穆治国等，1987；樊祺诚等，1999，2001；皇甫岗和姜朝松，2000；赵勇伟和樊祺诚，2010；姜朝松，1998a；王非等，1999；李大明等，2000；Zou et al., 2010)，但是都把黑空山、打莺山、马鞍山火山划归为本区最晚的一期火山喷发，时代为晚更新世或全新世(朱炳泉和毛存孝，1983；穆治国等，1987；姜朝松，1998b；王非等，1999；李大明等，2000)。例如，王非等(1999)利用铀系不平衡热电离质谱法实际测得马鞍山火山的最晚一次喷发的年龄是7500年前。皇甫岗和姜朝松(2000)通过查阅史料认为明代地理学家徐霞客描述的1609年火山事件是打莺山火山最新一次的喷发时间。本文以上述研究和史料记载为基础，将黑空山、打莺山和马鞍山三座火山的最近一次喷发时代划为全新世。

本文的18个岩石样品采集自黑空山、打莺山、马鞍山三座年轻火山及其周围熔岩流。主量、微量、同位素测试均由中国科学院地质与地球物理研究所实验室完成。主量元素的测定采用X-射线荧光光谱法(XRF)，在Shimadzu XRF-1700/1500上采用外标法测定，标样为中国国家一级岩石标样和日本地调所岩石标样，分析精度优于5%。微量元素和稀土元素采用酸溶法在ICP-MS Element Ⅱ(FINNIGAN MAT公司制造) 上测定，采用标准曲线法，以In内标校准仪器漂移。以国家标准参考物(花岗岩GSR1；安山岩GSR2；玄武岩GSR3) 进行质量监控。分析精度约5%~10%，一般情况下，元素含量大于10×10^-6的误差＜5%，元素含量小于10×10^-6的误差＜10%。Sr-Nd-Pb同位素用德国Finnigan公司生产的MAT-262RPQⅡ型热电离质谱仪测定。Sr同位素标样为NBS987，标准化比值为⁸⁶Sr/⁸⁸Sr=0.1194；Nd同位素标样为Jndi-1，标准化比值为¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd=0.7216，Sm-Nd全流程本底分别为100pg和50pg左右。Pb同位素标样为NBS981，Pb的全流程本底＜50pg。分析结果见表 1、表 2。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 腾冲全新世火山岩主量元素（wt%）和微量元素（×10-6）分析结果 Table 1 Major elements (wt%) and trace elements (×10-6) analysis results of the Holocene volcanic rocks in Tengchong

表 1 腾冲全新世火山岩主量元素（wt%）和微量元素（×10-6）分析结果 Table 1 Major elements (wt%) and trace elements (×10-6) analysis results of the Holocene volcanic rocks in Tengchong

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 腾冲全新世火山岩Sr-Nd-Pb分析结果 Table 2 Sr-Nd-Pb analysis results of the Holocene volcanic rocks in Tengchong 实验样号 87Sr/86Sr (2σ) 143Nd/144Nd (2σ) 206Pb/204Pb (2σ) 207Pb/204Pb (2σ) 208Pb/204Pb (2σ) HKS01 0.708429 0.000010 0.512238 0.000011 18.005 0.002 15.622 0.001 38.966 0.003 HKS02 0.708691 0.000010 0.512069 0.000012 17.872 0.001 15.623 0.001 39.011 0.003 HKS03 0.708402 0.000010 0.512211 0.000011 18.039 0.003 15.624 0.002 38.995 0.004 HKS04 0.708712 0.000010 0.512069 0.000011 17.972 0.001 15.627 0.001 38.981 0.004 HKS05 0.705862 0.000011 0.512413 0.000012 18.179 0.001 15.659 0.001 39.076 0.003 HKS06 0.706811 0.000011 0.512392 0.000013 18.147 0.003 15.634 0.003 38.962 0.007 DYS01 0.708933 0.000011 0.512186 0.000012 18.050 0.001 15.628 0.001 39.003 0.003 DYS02 0.70900 0.000011 0.512256 0.000012 18.045 0.002 15.630 0.001 39.017 0.004 DYS03 0.710575 0.000011 0.511969 0.000012 17.923 0.002 15.620 0.001 39.155 0.003 DYS04 0.710614 0.000009 0.511941 0.000013 17.920 0.002 15.620 0.002 39.155 0.004 DYS05 0.708699 0.000012 0.512204 0.000012 18.051 0.002 15.634 0.002 39.016 0.004 MAS01 0.706019 0.000011 0.512518 0.000013 18.252 0.002 15.627 0.001 38.974 0.003 MAS02 0.706032 0.00001 0.512524 0.000013 18.244 0.001 15.625 0.001 38.975 0.003 MAS03 0.706031 0.000012 0.512526 0.000012 18.240 0.002 15.625 0.002 38.971 0.005 MAS04 0.706192 0.000011 0.512492 0.000013 18.269 0.002 15.629 0.002 39.014 0.004 MAS05 0.707663 0.000015 0.512303 0.000013 18.118 0.002 15.639 0.002 39.037 0.004 MAS06 0.706456 0.00001 0.512406 0.000012 18.154 0.002 15.629 0.001 38.994 0.004 MAS07 0.707606 0.000013 0.512296 0.000012 18.111 0.002 15.629 0.001 39.007 0.003

表 2 腾冲全新世火山岩Sr-Nd-Pb分析结果 Table 2 Sr-Nd-Pb analysis results of the Holocene volcanic rocks in Tengchong

腾冲火山区样品的全岩主量元素测试结果(表 1) 表明：黑空山火山岩的SiO₂含量介于53.80%~59.86%之间，属于中性火山岩，MgO含量为3.11%~5.01%，CaO含量为5.09%~6.91%，全碱(NaO+K₂O) 含量为6.41~7.27%。打莺山火山岩SiO₂含量为58.58%~67.68%，属于酸性火山岩，其MgO含量较低，介于1.69%~2.68%之间，CaO含量为3.51%~4.76%，全碱(NaO+K₂O) 含量为7.01%~7.59%。马鞍山火山岩的SiO₂含量为49.16%~58.45%，MgO含量较高，为3.62%~7.21%，CaO含量为5.37%~7.80%，全碱(NaO+K₂O) 含量为5.29%~7.13%。在马鞍山火山岩中，除了样品MAS05的SiO₂含量为57.44%和样品MAS07的SiO₂含量为58.45%外，其余5个样品SiO₂含量均介于49.16%~51.53%之间，属于基性火山岩。上述成分特征表明，腾冲全新世三座火山(黑空山、打莺山、马鞍山) 的喷发物的主量元素含量之间存在着较明显的差异，但是这三座火山成分之间似乎还存在着由基性(马鞍山) 到中性(黑空山) 最终演化为酸性(打莺山) 火山岩的趋势。

腾冲全新世火山岩以粗面玄武岩、玄武粗安岩、粗安岩和英安岩为主(图 2)，属于高钾钙碱性系列(图 3)。火山岩的TiO₂、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、P₂O₅、CaO与SiO₂之间存在负相关关系；然而，K₂O与SiO₂具有良好的正相关关系(图 4)。说明随着火山岩SiO₂含量增加，MgO与CaO含量减少，全碱含量(NaO+K₂O) 增加(图 2)。上述特征进一步证实：腾冲全新世三座火山的喷发物成分之间存在着分离结晶的演化关系，显示了从马鞍山经黑空山至打莺山火山岩成分的演化程度逐渐增强的趋势。这一认识与前人(樊祺诚等，1999；赵勇伟和樊祺诚，2010) 的研究结论是一致的。

图 2

Fig. 2

图 2 腾冲全新世火山岩TAS图(据Le Meitre et al., 1989) 虚线范围代表藏南火山岩，其数据来源于Chen et al.(2010); Gao et al.(2007); Miller et al.(1999) Fig. 2 TAS diagram of Holocene volcanic rocks of Tengchong (after Le Meitre et al., 1989) Dashed part represents post-collisional K-rich rocks of South Tibet, data for post-collisional K-rich rocks in South Tibet after Chen et al.(2010); Gao et al.(2007); Miller et al.(1999)

图 3

Fig. 3

图 3 腾冲全新世火山岩SiO2-K2O (据Richwood, 1989) 虚线范围代表藏南火山岩，其数据来源同图 2 Fig. 3 SiO2-K2O diagram of Holocene volcanic rocks of Tengchong (after Richwood, 1989) Dashed part represents post-collisional K-rich rocks in South Tibet, data are the same as those in Fig. 2

图 4

Fig. 4

图 4 腾冲全新世火山岩Harker图解 虚线范围代表藏南火山岩，其数据来源同图 2 Fig. 4 Harker diagram of Holocene volcanic rocks of Tengchong Dashed parts represent post-collisional K-rich rocks in South Tibet, data are the same as those in Fig. 2

另外，与藏南拉萨地块的碰撞后钾质火山岩的成分相比，腾冲全新世火山岩除了K₂O的含量偏低和Al₂O₃的含量较高外，其他氧化物的含量没有显示出明显的差异(图 2、图 3、图 4)。表明两者的主量元素氧化物(除了氧化铝和氧化钾以外) 含量不存在显著的差异。

在腾冲全新世火山岩中，打莺山火山岩的∑REE最高，δEu最低，打莺山火山岩的∑REE=280.3×10^-6~370.7×10^-6，δEu=0.44~0.67，(La/Yb)_N为20.77~26.76。相反，马鞍山火山岩的∑REE最低，马鞍山火山岩的∑REE=152.2×10^-6~296.5×10^-6，δEu=0.69~0.90，(La/Yb)_N为9.79~18.68。黑空山火山岩的∑REE数值具有上述两者之间，其∑REE=195.9×10^-6~328.4×10^-6，δEu=0.62~0.84，(La/Yb)_N为11.93~24.95。腾冲三座全新世火山(黑空山、打莺山、马鞍山) 喷发物的稀土元素含量特征与球粒陨石标准化配分型式基本相同(图 5)，均呈现出轻稀土(LREE) 富集的右倾型分配模式；它们的LREE分异程度相对较高，而HREE分馏程度较低。

图 5

Fig. 5

图 5 腾冲全新世火山岩稀土元素、微量元素变异图解(球粒陨石标准值和原始地幔标准值据Sun and McDonough, 1989) 虚线范围代表藏南火山岩，其数据来源同图 2 Fig. 5 REE and trace element diagram of Holocene volcanic rocks of Tengchong (the chondrite-normalized values and the primative mantle-normalized values after Sun and McDonough, 1989) Dashed parts represent post-collisional K-rich rocks in South Tibet, data are the same as those in Fig. 2

上述三座火山喷发物的微量元素地球化学特征总体相似(图 5)，均显示出大离子亲石元素的强烈富集和高场强元素的相对亏损。所有的研究样品都表现为Rb、Th、U、K、Pb、Nd的正异常，Nb、Ta、Sr、P、Ti的负异常，尤其是具有明显的Nb、Ta的负异常，暗示可能具有岛弧或活动大陆边缘火山岩的特征(Guo et al., 2005，2006)。从马鞍山经黑空山到打莺山火山，三组岩石的强不相容元素Rb、Th、U、Pb等平均含量依次增加(马鞍山火山岩Rb=59.50×10^-6，Th=14.43×10^-6，U=1.53×10^-6，Pb=11.94×10^-6；黑空山火山岩Rb=94.24×10^-6，Th=24.37×10^-6，U=2.28×10^-6，Pb=18.95×10^-6；打莺山火山岩Rb=142.7×10^-6，Th=36.07×10^-6，U=3.56×10^-6，Pb=28.66×10^-6)。但是三座火山的高场强元素Nb、Ta等平均含量的变化趋势不明显，它们的含量分别为：马鞍山火山岩Nb=24.26×10^-6，Ta=1.48×10^-6；黑空山火山岩Nb=22.66×10^-6，Ta=1.43×10^-6；打莺山火山岩Nb=23.74×10^-6，Ta=1.63×10^-6。另外，打莺山火山岩具有最低的Cr、Ni含量，分别为13.89×10^-6~41.46×10^-6和18.03×10^-6~26.33×10^-6；马鞍山火山岩的Cr、Ni含量最高，分别是65.34×10^-6~188.3×10^-6和33.44×10^-6~102.0×10^-6；黑空山火山岩Cr、Ni含量分别是37.70×10^-6~61.59×10^-6和33.51×10^-6~57.71×10^-6。研究表明，Cr、Ni含量越低则岩浆演化程度越高。腾冲全新世火山岩的上述稀土和微量元素特点及其变化趋势进一步证实这三座火山之间存在着分离结晶的演化关系。腾冲全新世火山岩与藏南碰撞后钾质火山岩的REE分配模式以及不相容微量元素的地球化学特征基本一致(图 5)；但是腾冲火山岩的稀土配分图解相对较平缓，LREE和LILE的含量较低，而HREE相对较高。

腾冲全新世火山岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr范围位于0.705862~0.710614之间，介于大洋玄武岩(MORB和OIB) 和藏南碰撞后钾质火山岩(0.709140~0.738410) 之间(图 6)。¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值范围在0.511941~0.512526之间，低于MORB (0.512448~0.513081) 和OIB (0.512193~0.513241)；高于藏南火山岩(0.511817~0.512263)。腾冲全新世火山岩的Sr-Nd同位素比值主要落在GLOSS范围内，个别基性岩样品落在OIB范围之内，所有样品点均位于EMⅡ地幔端元范围之内及其附近。表明腾冲全新世火山岩源区为EMⅡ富集地幔，EMⅡ型地幔被普遍认为是俯冲和再循环的壳源物质与地幔岩发生混合作用的产物(Hart, 1984)。腾冲火山岩放射性成因Pb的变化范围(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.962~39.155；²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.620~15.659；²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.872~18.269) 低于藏南火山岩(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=39.48~40.06；²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.68~15.84；²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.46~18.93)。在²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb图(图 7) 上，样品点集中在EMⅠ、EMⅡ和OIB混合区域，进一步证实腾冲全新世火山岩源区为富集地幔，较高的放射性成因Pb同位素组成暗示有壳源物质加入。

图 6

Fig. 6

图 6 腾冲全新世火山岩Nd-Sr同位素相关图 EMⅡ，EMⅠ，OIB和MORB区域范围来源于Hofmann (1979)，GLOSS范围来源于Plank and Langmuir (1998)and Guo et al.(2006，2007)；符号同图 2，空心符号数据来源于Wang et al.(2006)和赵勇伟和樊祺诚(2010); 藏南火山岩数据来源于Chen et al.(2010); Gao et al.(2007); Miller et al.(1999) Fig. 6 Nd-Sr isotope diagram of Holocene volcanic rocks of Tengchong Fields for EMⅡ, EMⅠ, OIB and MORB after Hofmann (1979), Global Subducting Sediment (GLOSS) after Plank and Langmuir (1998)and Guo et al.(2006, 2007); Symbols are as in Fig. 2, other symbols after Wang et al.(2006)and Zhao and Fan (2010); data for post-collisional K-rich rocks in South Tibet after Chen et al.(2010); Gao et al.(2007); Miller et al.(1999)

图 7

Fig. 7

图 7 腾冲全新世火山岩Pb-Sr-Nd同位素相关图 EMⅡ，EMⅠ，OIB和MORB区域范围来源于Hofmann (1979)，GLOSS范围来源于Plank and Langmuir (1998)and Guo et al.(2006，2007)；符号同图 2.小图中的箭头代表藏南火山岩Pb同位素分布趋势，空心符号数据来源于Wang et al.(2006)和赵勇伟和樊祺诚(2010).藏南火山岩数据来源于Chen et al.(2010); Gao et al.(2007); Miller et al.(1999) Fig. 7 Pb-Sr-Nd isotope diagram of Holocene volcanic rocks of Tengchong Fields for EMⅡ, EMⅠ, OIB and MORB after Hofmann (1979), Global Subducting Sediment (GLOSS) after Plank and Langmuir (1998)and Guo et al.(2006, 2007). Symbols are as in Fig. 2, other symbols are from Wang et al.(2006)and Zhao and Fan (2010). Data for post-collisional K-rich rocks of South Tibet after Chen et al.(2010); Gao et al.(2007); Miller et al.(1999). Arrow with solid line in the inset represents the trend of the compositions of post-collisional K-rich rocks in South Tibet

前人的研究对腾冲火山岩的成因和岩浆来源给出了不同的解释。例如，朱炳泉和毛存孝(1983)认为腾冲火山岩的岩浆源区是一个同位素不平衡的富集地幔，由于板块俯冲作用，大量的地壳物质被带入上地幔。这些含水的地壳物质熔融后在俯冲带形成同位素不平衡或局部不均一的交代地幔源，该地幔源熔融形成腾冲火山岩。穆治国等(1987)通过对Sr-Nd同位素的研究表明，腾冲火山岩具有“异常”大陆的特征，并且岩浆经历了渐进的地壳混染过程。丛柏林等(1994)指出，青藏高原及其东邻地区的地壳和上地幔中存在着异常的低密度层，岩浆可能来源于该低密度层或受到了其强烈混染，腾冲新生代火山岩具有明显的岛弧或活动陆缘属性，它们是俯冲造成的地幔楔滞后重熔的结果。樊祺诚等(1999，2001) 认为腾冲火山岩的同位素地球化学成分具有原始地幔与EMⅡ地幔端源混合的特征，提出高钾钙碱性岩浆成因与壳幔相互作用有关。赵勇伟和樊祺诚(2010)提出由于俯冲洋壳的重新熔融导致晚第三纪以来腾冲地区高钾钙碱性岩浆的火山活动，因此腾冲大陆板内构造环境出现了具有岛弧或大陆边缘火山岩地球化学特征的现象。尽管上述观点存在差异，但是多数研究者认为腾冲火山岩的成因与板块俯冲有关。

本文所研究的火山岩样品的Sr-Nd-Pb同位素地球化学成分均集中于EMⅡ范围之内及其周围，样品点大部分落在GLOSS (大洋沉积物) 范围内，证明源区可能有洋壳物质参与。腾冲火山岩的Pb同位素组成也与EMⅡ和大洋沉积物的Pb同位素特征相似。另外，腾冲全新世火山岩具有高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr、低¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值，高²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值的特征，通常认为是源区富集地幔部分熔融的产物。腾冲地区紧邻密支那及怒江古缝合带(钟大赉等，2000)，推测腾冲火山岩源区的形成可能与上述古大洋的俯冲作用有关。

通过上述对腾冲全新世火山岩的主量元素(图 4)、稀土元素和微量元素(图 5) 与Sr-Nd-Pb同位素地球化学(图 6、图 7) 的研究认为：腾冲火山岩与藏南碰撞后钾质火山岩的源区是不同的。它们与藏南碰撞后火山岩的成分存在较显著的差异，暗示着其成因的差别。腾冲全新世三座火山的地球化学数据反映出从基性向中性和酸性演化特征，黑空山、打莺山和马鞍山岩浆演化程度以打莺山最高、黑空山次之、马鞍山最低。在稀土元素配分图上(图 5)，腾冲火山岩均表现出Eu的负异常。通常认为Eu的负异常与斜长石分离结晶作用有关(樊祺诚等，1999)，岩浆演化程度越高，就有更多的斜长石结晶，打莺山火山岩稀土配分图表现出更强烈的Eu的负异常，说明其岩浆演化程度最高。腾冲全新世三座火山喷发物的微量元素地球化学特征基本相似，都富集大离子亲石元素La、Rb、K、U、Th，亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti，高场强元素和大离子亲石元素具有较明显的分异。打莺山火山岩具有最低的Cr、Ni含量，马鞍山火山岩Cr、Ni含量最高。从REE和微量元素含量和配分图(表 2、图 5) 进一步证实了三座火山岩浆演化程度存在差异。以往研究(樊祺诚等，1998) 认为，P、Ti负异常说明可能有辉石、钛铁氧化物和磷灰石的结晶分异作用；Sr、Eu负异常可能与斜长石的分离结晶作用有关，说明腾冲全新世火山岩岩浆演化过程早期有辉石、钛铁氧化物和磷灰石的结晶分异，岩浆上升过程中以斜长石的分离结晶作用为主(樊祺诚等，1999；赵勇伟和樊祺诚，2010)，将三组火山岩的主量、稀土、不相容微量元素进行对比分析得出：黑空山、打莺山、马鞍山三座火山岩浆具有同源的特征，但经历程度不同的结晶分异演化形成一套粗面玄武岩-玄武粗安岩-粗安岩-英安岩，从基性到中、酸性的火山岩组合。

通过研究，本文得到以下结论：

(1) 黑空山火山岩、打莺山火山岩和马鞍山火山岩的主量、微量元素特征反映出三座火山岩浆为同源，并且经过不同程度的岩浆演化形成了粗面玄武岩-玄武粗安岩-粗安岩-英安岩的岩石组合。打莺山火山岩的演化程度最强、黑空山次之、马鞍山火山岩的演化程度最弱；

(2) 通过Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究，推测腾冲全新世火山岩源区是EMⅡ富集地幔，富集作用与古洋壳的多阶段俯冲有关；

(3) 腾冲火山区的黑空山火山岩、打莺山火山岩和马鞍山火山岩与藏南碰撞后钾质火山岩的Sr-Nd-Pb同位素地球化学成分存在着明显的不同，暗示两者的源区存在差异。