2012, Vol. 28
2. Department of Geology, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam;
3. 中国地质科学院地质研究所, 北京 100037
2. Department of Geology, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam;
3. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
大陆地壳的形成和演化, 是大陆动力学、板块构造理论的重要研究方向之一。越南西北部Phan Si Pan地区不仅出露有越南最古老的基底, 而且有多期岩浆活动, 对于大陆地壳的生长和演化、花岗岩的成因等方面的研究都具有重要的意义。Phan Si Pan地区位于印支地块和华南地块的结合处, 在东南亚乃至亚洲大地构造演化的研究中具有重要意义。但其构造属性和两个地块之间的缝合带划分还存在不同的观点(Findlay and Trinh, 1997；Sengor et al., 1988；Hutchison 1989；Metcalfe, 2005；Hieu等2009a, 2010；Hieu et al., 2012a)。因此很有必要对该区进行系统的研究, 以便探讨Phan Si Pan地区的构造归属和演化过程。很显然, 对该地区发育的花岗岩进行深入研究不仅对Phan Si Pan造山带的形成演化具有重要意义, 而且对花岗岩岩浆活动, 地壳形成与演化关系的理论研究也具有重要的意义。
越南西北部Phan Si Pan带是从西藏高原向东海的延伸部分, 与西藏高原具有相似的地壳演化历史和成矿作用的特征。该区发育较多的花岗岩。在1：50万地质图编制过程中, 依据K-Ar和Ar-Ar年龄(17~28Ma；Thuc and Trung, 1995; Trinh et al., 2004；Chi, 2004)和独居石U-Pb年龄(35Ma, Zhang and Scharer, 1999)将这些花岗岩被划归为晚中生代-早新生代。前人对Phan Si Pan新生代花岗岩划归为A型和I型花岗岩(Lan et al., 2000；Anh et al., 2002)。然而, 一直以来该地区的这些花岗岩缺乏相应的锆石U-Pb年龄和地球化学系统研究, 精确的锆石U-Pb年龄以及Hf同位素组成的研究对于Phan Si Pan地区新生代花岗岩的形成时代和成因具有重要的意义。因此, 本文对Phan Si Pan新生代花岗岩进行了LA-ICPMS锆石U-Pb测定, 并通过Hf同位素组成特征讨论Phan Si Pan地区新生代花岗岩的成因和地质意义。
1 地质背景越南西北部的岩石构造单元普遍地被认为是由两个断裂带, 即齐江断裂(Song Chay fault)和马江断裂(Song Ma fault)所控制(图 1)。早期的地质工作者将越南西北部划归为印支板块的一部分, 并认为主要由前寒武纪结晶基底和上覆古生代褶皱盖层组成, 沿沱江(Song Da, 或称黑水河)展布的中央部分出露一个大型的推覆体构造(Fromaget, 1937, 1941)。近几十年来, 越南西北部的岩石构造单元通常被认为是“西北部褶皱带”(Dovjikov, 1965)、“北部褶皱带”(Tri, 1977)或“中越地台”(Luong and Bao, 1982)的重要构成部分。
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图 1 东南亚构造简图(a, 据Lepvrier et al., 2004修改)和越南西北部Phan Si Pan地区简图(b, 据Hieu et al., 2012b) Fig. 1 Tectonic sketch of southeastern Asia (a, modified after Lepvrier et al., 2004) and sketch geological map of northern Vietnam (b, modified after Hieu et al., 2012b) |
根据岩石-构造特征, 前人将越南西北部划分出若干具有不同演化历史和属性的构造带。该地区的西北缘由经历多期变形和角闪岩相变质的元古代正片麻岩和副片麻岩组成。这些片麻岩被经历低级变质的新元古代-早寒武纪变沉积岩覆盖, 共同构成NW-SE向红河(Song Hong)复背斜的核部。秀丽盆地(Tu Le)分布在红河(Song Hong)断裂带的南西翼, 大部分由侵入前寒武纪基底的双峰式火山岩、铁镁质岩体和磨拉石沉积建造组成。中间地带为NW-SE向断裂沉陷带, 称为黑水河裂谷带。该沉陷带内的岩石组成、形成时代和成因以及后期变形特征复杂, 包括高级变质的早古生代陆源碳酸盐沉积和晚古生代-早中生代双峰式火山岩夹厚层陆源碳酸盐岩以及晚中生代陆相红层沉积。
越南西北部Phan Si Pan地区位于红河断裂带和沱江断裂带的之间, 岩基出露主要沿着东南-西北方向, 太古宙杂岩零星的分布。从晚古生代到新生代花岗岩岩浆活动强烈, 其规模之大、分布之广均居越南之首。以往认为, Phan Si Pan地区岩浆活动主要为新元古代和新生代岩浆活动, 最发育的是新生代花岗岩(Tri, 1977; Tien et al., 1977; Thuc and Trung, 1995)。但最近高精度锆石U-Pb年龄分析表明, 该区除了发育新生代的岩浆岩活动外, 还强烈发育太古代, 古元古代, 新元古代, 晚古生代-早中生代花岗岩岩浆活动(Hieu et al., 2009a, b, c, 2012)。
本文样品主要采自越南西北部Phan Si Pan带富碱花岗岩(图 2)。该岩体位于Sa Pa-Thac Bac地区, 哀牢山-金沙江-红河带。Phan Si Pan新生代岩体侵入的最老围岩是古元古代至早新元古代变质沉积岩系。侵入的最新围岩为秀丽盆地(Tu Le basin)晚古生代-早中生代和白垩纪的火成岩。主要岩性为黑云母花岗岩和花岗斑岩, 它们之间基本为过渡关系。
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图 2 Phan Si Pan地区花岗岩岩体的地质图简图及采样位置(据Leloup et al., 2001; Hieu et al., 2012b修改) Fig. 2 Sketch geological map of the Phan Si Pan granite showing sample localities (modified after Leloup et al., 2001; Hieu et al., 2012b) |
5件样品采自该岩体的中部(图 2)。样品V0882, V 0883坐标位置是N22°25′26″ E103°54′60″(图 2), 岩性为黑云母角闪石花岗岩, 岩石呈浅色, 细粒半自形粒状结构, 块状构造。主要矿物成分：钾长石(40%~50%)、石英(20%~25%)、斜长石(10%~20%)、黑云母(1%~3%)和普通角闪石(2%~3%), 其中, 他形粒状, 局部可见波状消光, 副矿物有磷灰石、锆石。样品V0870, 位于N22o26′27″ E103o56′06″, 岩性为花岗斑岩, 斑晶含量一般为15%~20%, 主要为石英(20%~25%)和长石(50%~55%), 有时也有黑云母和角闪石。钾长石为正长石或透长石。黑云母和角闪石有时可见暗化边。斑晶通常被基质熔蚀, 基质呈微花岗结构。样品V0868和V0869位于N22°25′27″ E103°54′06″, 岩性为黑云母花岗岩, 灰白色, 花岗结构, 块状构造, 按结构构造可分为细粒花岗岩、中粒花岗岩。主要矿物组成为石英(25%~30%)、斜长石(25%~28%)、钾长石(30%~35%)、黑云母(3%~9%), 普通角闪石少见。
2 分析方法岩石主量元素测试在中国科学院地质与地球物理研究所元素分析实验室完成。先把样品熔制成玻璃饼, 然后采用X射线荧光光谱仪XRF-1500进行主量元素分析, 分析精度优于1%。岩石稀土和微量元素测试在合肥中国科技大学ICP-MS质谱仪上完成, 分析精度优于5%~10%。
在双目显微镜下选择透明的锆石颗粒, 将待分析的锆石颗粒用环氧树脂固定后, 磨蚀并抛光至锆石的核部出露。锆石阴极发光(CL)图像成像分析在中国科学院地质与地球物理研究所的CAMECA SX100型电子探针仪上进行, 工作条件是15kV加速电压和15~20nA束电流。锆石U-Pb年龄在地质过程与矿产资源国家重点实验室利用LA-ICP-MS方法测定, 激光束斑直径为32μm。实验中采用Ar作为剥蚀物质的载气, 国际标准锆石91500作为外标, NIST610作为内标, 分析方法及仪器参数类似于Yuan et al.(2004)。锆石测定点的同位素比值、U-Pb表面年龄和U-Th-Pb含量计算采用GLITTER程序。采用Anderson (2002)方法对普通Pb进行校正, 并采用ISOPLOT程序(Ludwig, 2001)进行锆石加权平均年龄计算及谐和图的绘制。
锆石原位Lu-Hf同位素测定在大陆动力学国家重点实验室装有193nm ArF激光器的Nu Plasma MC-ICP-MS仪器上完成, 其分析方法类于Wu et al.(2006)。激光束斑直径为32μm, 剥蚀频率为10Hz。用176Lu/175Lu=0.02669(DeBievre and Taylor, 1993)和176Yb/172Yb=0.5886(Chu et al., 2002)进行同量异干扰校正计算测定样品的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值。在样品测定期间, 获得锆石91500的176Hf/177Hf=0.282295±0.000006(n=111, 2σ)。εHf的计算采用176Lu衰变常数为1.865×10-11a-1(Scherer et al., 2001), 球粒陨石现今的176Hf/177Hf=0.282772和176Lu/177Hf=0.0332(Blichert-Toft and Albarede, 1997)；Hf亏损地幔模式年龄(tDM)的计算采用现今的亏损地幔176Hf/177Hf=0.28325和176Lu/177Hf=0.0384(Vervoort and Blichert-Toft, 1999)。
3 分析结果 3.1 主量和微量元素本文分析测试了5件样品主量和微量元素含量, 分析数据列于表 1中。根据图 3a中(Irvine and Baragar, 1971)的划分方法, Phan Si Pan新生代花岗岩主要落在碱性系列范围内；进一步根据SiO2-K2O协变图解图 3b, Phan Si Pan新生代花岗岩整体表现为高钾钙碱性系列, 另外还有两个样品落入钾玄岩系列, K2O / Na2O比值介于1.02~1.31之间, 具有明显富钾的特征, 在A/CNK-A/NK图解中可以看出(图 4), Phan Si Pan新生代花岗岩主要属于偏铝质和弱过铝质。
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表 1 Phan Si Pan新生代花岗岩岩主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)含量 Table 1 Major (wt%) and trace (×10-6) element contents of the Phan Si Pan granites |
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图 3 Phan Si Pan新生代花岗岩TAS系列划分图解(a)和Si2O-K2O协变图解(b) Fig. 3 TAS classification diagram (a) and Si2O-K2O diagram (b) of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
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图 4 Phan Si Pan新生代花岗岩A/CNK-A/NK-A/CNK图解 A/CNK, Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)分子个数比；A/NK, Al2O3/(Na2O+K2O)分子个数比 Fig. 4 A/CNK-A/NK diagram of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
该样品的稀土和微量元素配分形式如图 5所示。从整体上看, 它们普遍具有类似埃达克的性质。如强烈的轻、重稀土分异程度和极低的重稀土含量(图 5a)；明显富集大离子亲石元素和轻稀土元素, 亏损Nb, Ti等高场强元素和重稀土元素(Yb, Lu和Y)(图 5b)；Sr/Y和La/Yb比值高, 并具有明显的Sr正异常、Nb和Ti负异常等特征。Sr含量高达744×10-6~1316×10-6, Y和Yb分别低达6.93×10-6~8.06×10-6和0.52×10-6~0.71×10-6, Eu表现为弱正异常或弱负异常。上述高Sr和A12O3, 低Y和HREE等特征与Defant and Drummond (1990)和Kay and Kay (2002)定义的埃达克岩地球化学特征一致, 在Sr/Y-Y图解和Sr/Yb-Yb图解(图 6a, b)中样品落入埃达克岩区, 显示埃达克岩的地球化学特征。
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图 5 Phan Si Pan新生代花岗岩稀土元素陨石标准化配分图和微量元素地幔标准化蛛网图(球粒陨石标准化值和地幔标准化值引自Sun and McDonough, 1989) Fig. 5 Chondrite normalized REE patterns and primitive-mantle normalized trace element patterns of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region (normalization values after Sun and McDonough, 1989) |
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图 6 Phan Si Pan新生代花岗岩的Sr/Y-Y图(a, 据Defant and Drummond, 1990)和Sr/Yb-Yb图(b, 据Kay and Kay, 2002) Fig. 6 Sr/Y-Y diagram (a, after Defant and Drummond, 1990) and Sr/Yb-Yb diagram (b, after Kay and Kay, 2002) of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
选取代表性的2个Phan Si Pan花岗岩样品用于LA-ICP-MS微区锆石U-Pb定年分析。共获得35个锆石颗粒37个分析点数据, 分析结果列于表 2中。图 7给出代表性的锆石颗粒阴极发光图像, 显示大部分颗粒具有岩浆成因的内部生长结构。
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表 2 Phan Si Pan新生代花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果(样品V0882和V0870) Table 2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb analytical data of the Phan Si Pan granite (sample V0882 and V0870) |
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图 7 Phan Si Pan新生代花岗岩代表性锆石阴极发光(CL)图像 圆圈为锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析位置 Fig. 7 Cathodoluminescene images of typical zircon grains of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
黑云母花岗岩(V0882)锆石颗粒主要为浅黄色, 不太自形, 呈短柱状。阴极发光显示所有锆石颗粒具有岩浆成因的内部环带, 少量颗粒具有残留锆石核, 大部分颗粒没有增生环带。共选取13颗锆石进行了13个数据点分析, 仅有4个测点(V0882-3, V0882-5, V0882-9, V0882-13)给出较老表面年龄值(~45Ma, ~43Ma, ~47Ma, ~47Ma), 应属于残余锆石部分, 其它分析点的206Pb/238U表面年龄值均小于40Ma左右。U和Th含量分别为80×10-6~1527×10-6和36.21×10-6~3324×10-6(表 2)。其Th/U比值变化在0.38~2.29之间, 类似于岩浆成因的锆石Th/U比值。样品大部分没有锆石后期放射成因Pb丢失, 在锆石U-Pb同位素一致图中除了些残留锆石点分布分散外大部分数据点分布相当集中在38Ma左右(图 8a)。需要注意的是, 在接近38Ma (206Pb/238U)时, 分析点的表面年龄谐和度接近于100%。因此, 38Ma年龄值该代表岩浆岩形成时代。
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图 8 Phan Si Pan新生代花岗岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄 Fig. 8 U-Pb ages of zircon grains of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region obtained by the LA-ICPMS dating method |
花岗斑岩(V0870)锆石长-短柱状, 岩浆成因环带发育(图 7), 大部分的锆石没有增生边, 共分析22颗锆石24个数据点, 其中有两个分析点(V0870-1, V0870-18)给出较老的表面年龄值(~47Ma, ~42Ma)可能是残留锆石。岩浆锆石U、Th含量和Th/U比值分别为209×10-6~3960×10-6、139×10-6~12776×10-6、0.32~4.84(表 2)。在锆石U-Pb年龄接近38Ma左右大部分的锆石206Pb/238U年龄分布点相当集中, 206Pb/238U加权平均年龄为38.42±0.96Ma (MSWD=0.30)(图 8b)。可以较好地代表锆石结晶时代。
3.3 锆石Hf同位素特征根据锆石U-Pb定年结果, 选择Phan Si Pan岩体V0882样品和V0870样品, 利用LA-MC-ICP-MS进行了代表性的锆石颗粒的微区Hf同位素分析, 结果列于表 3。分析结果表明, Phan Si Pan新生代花岗岩的锆石具有相对低的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf比值, 分别为0.001897~0.041056和0.000077~0.001625。Phan Si Pan花岗岩的锆石具有不均一的Hf同位素组成, 其εHf(t)值变化范围较大, 为-5.5至+7.3(图 9), 模式年龄值变化范围为423Ma至914Ma、主要集中在700~800Ma (图 10a), 平均地壳模式年龄为652Ma至1466Ma、集中在(1.1~1.3Ga)(图 10b)。
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表 3 Phan Si Pan花岗岩样品V0882和V0870的锆石Lu-Hf同位素组成特征 Table 3 Zircon Lu-Hf isotopic composition of the Phan Si Pan granite (sample V0882 and V0870) |
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图 9 Phan Si Pan花岗岩锆石Hf同位素组成特征 Fig. 9 Zircon Hf isotopic composition of of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
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图 10 Phan Si Pan花岗岩锆石Hf同位素tDM1(Ma)模式年龄(a)和tDM2模式年龄(b) Fig. 10 Histogram of Hf model ages tDM1(a) and tDM2(b) of zircons of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
前人对本区花岗岩时代的确定主要依据K-Ar、Ar-Ar法和Rb-Sr全岩等时线法获得的年龄(Thuc and Trung, 1995; Chi, 2004; Leloup et al., 2001；Trinh et al., 2004)和极少的独居石U-Pb年龄(Zhang and Scharer, 1999), 详细的锆石年代学资料极少。由于K-Ar、Ar-Ar体系具有较低的封闭温度, 因此这些K-Ar、Ar-Ar年龄能否准确代表岩浆岩的侵位结晶时代还有待于进一步的研究, 已报道的岩体K-Ar和Ar-Ar年龄为17~28Ma可能是岩体冷却年龄或后期构造作用导致K-Ar、Ar-Ar同位素体系重置的结果。在误差范围内, 本岩体的K-Ar和Ar-Ar年龄与紧邻的哀牢山-红河剪切带主要构造活动时间一致(35~17Ma, Leloup et al., 1995), 因此, 哀牢山-红河剪切带的第三纪构造活动有可能是重置本研究花岗岩K-Ar同位素体系的原因之一(Hieu等, 2009)。对于Rb-Sr全岩等时线法给出的年龄变化在40~58Ma左右(Chi, 2004)、野外观察表明这些花岗岩岩体中有的含有围岩的捕获体或与围岩发生同化混染作用, 导致Rb-Sr等时线年龄的含义不确定。本文对2个代表性岩体2个样品的锆石U-Pb同位素LA-ICPMS测定结果表明, Phan Si Pan新生代岩体的锆石U-Pb年龄为38Ma左右, 本文所测定的锆石均为具有内部环带结构的自形和半自形岩浆锆石, 所测样品的锆石数据点均位于U-Pb协和线上及其附近, 所以38Ma左右能够代表岩体的结晶年龄。
4.2 Phan Si Pan埃达克质花岗岩成因讨论从常量元素特征上看, Phan Si Pan新生代花岗岩岩体SiO2平均含量70.29%(≥56%), AI2O3平均16.30%(≥15%), MgO平均1.11%(<3%), K2O平均5.23%, K2O+Na2O平均9.97%, K2O/Na2O平均1.11, 明显具有高钾富碱的特征, 属于高钾钙碱性或钾玄岩岩石系列(图 3)。从微量元素、稀土元素特征上看, Phan Si Pan新生代岩体高场强元素HFSE (Nb、P、Ti)相对亏损, Sr含量高(744×10-6~1316×10-6), Y主要集中在6.93×10-6~8.06×10-6之间(均小于18×10-6), Yb处在0.52×10-6~0.71×10-6之间(均小于1.9×10-6), LREE/HREE变化于11.28~24.55, 具有明显的轻稀土富集的特点, Sr/Y平均137.83(>40), La/Yb平均51.02 (>20), Sc变化于1.59×10-6~3.5×10-6之间(<10×10-6), δEu平均为1.24, 无明显异常或略显正异常, 显示出埃达克质岩的微量元素和稀土元素地球化学特征。因此, Phan Si Pan新生代花岗岩岩体具有埃达克质岩的地球化学特征。它们具有高SiO2含量(>58%)说明它们并非地幔橄榄岩局部熔融的幔源岩石系列, 而是一套陆壳岩石在特定条件下部分熔融产生的壳源酸性岩石系列。由于石榴石优选富集Y和重稀土, 而斜长石的分解将使熔体中大量富集Sr。因此, 该地区岩石的地球化学特征, 表明它们应源自石榴石稳定的相当于榴辉岩相的源区类型。越南西北部Phan Si Pan带是从西藏高原向东海的延伸部分, 随着西藏高原的陆壳增厚(Turner et al., 1996；Chung et al., 1998), 下地壳将由角山岩相转变为石榴石岩相, 这是斜长石将分解, 并向熔体中释放大量的Sr和Eu (赖绍聪, 2003), 在这种条件下有西藏高原加厚陆壳下部局部熔融产生的壳源酸性岩浆必然具有埃达克质岩的地球化学特征。以上研究结果表明, 本区埃达克质岩仍是直接起源于加厚的陆壳底部, 其源区物质应向当与榴辉岩的组成, 而明显不同于俯冲大洋板块和折沉下地壳部分熔融形成的埃达克岩。另外, 大多数样品具有低的Th含量(8.33×10-6~16.38×10-6)(表 1), 也暗示它们不能来自折沉下地壳的部分熔融(Wang et al., 2007)。同样, Phan Si Pan埃达克质岩也不可能来自含水地幔橄榄岩的部分熔融, 因为含水地幔橄榄岩产生的熔体具有低的SiO2含量小于55%(Green, 1980；Jahn and Zhang, 1984；Baker et al., 1995)。综上所述, 加厚下地壳的部分熔融作用是Phan Si Pan新生代埃达克质岩最可能的形成机制。
Phan Si Pan埃达克质岩的锆石Hf同位素组成有较大的变化范围, εHf(t)值的变化范围为-5.5至+7.3, 单阶段Hf模式年龄变化范围为423~914Ma, 显示了Phan Si Pan花岗岩锆石颗粒Hf同位素组成的不均一性。锆石是岩浆岩中的常见矿物, 而且具有高的Hf含量、低的Lu含量和Lu/Hf比值, 锆石形成后没有明显的放射性成因Hf的积累, 所测定176Hf/177Hf比值基本代表了其形成时体系的Hf同位素组成(Kinny and Maas, 2003)。Phan Si Pan新生代埃达克质岩锆石Hf同位素组成的不均一性应该反映花岗岩形成时的物源特征, 暗示Phan Si Pan新生代埃达克质岩有着复杂的源区组成。根据两阶段Hf同位素模式年龄计算, Phan Si Pan新生代埃达克质岩tDM2(Hf)值主要集中在652Ma至1466Ma, 暗示Phan Si Pan新生代埃达克质岩可能主要由新元古代-中元古代地壳物质部分熔融形成, 锆石εHf(t)变化范围很大可能代表源区不同成分、不同年代的基底岩石的贡献, 显示岩石形成的物质具有复杂的源区。在εHf(t)-t演化图上, Phan Si Pan新生代埃达克质岩的大多数锆石Hf同位素组成落在新(中)元古代地壳与亏损地幔演化趋势线之间(图 11), 可能暗示壳-幔混合作用是Phan Si Pan新生代埃达克质岩形成的主要方式。
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图 11 Phan Si Pan花岗岩的锆石εHf(t)-206Pb/238U年龄投影图 Fig. 11 Plot of εHf(t) vs. age of zircons of the Cenozoic granite in Phan Si Pan region |
Phan Si Pan岩体位于哀牢山-金沙江-红河带, 从形成时间上来看, 新生代Phan Si Pan花岗岩的形成可能与印度-亚洲大陆碰撞形成了红河区域性走滑断裂系统有关, 并导致软流圈地幔上涌, 最终诱发交代岩石圈地幔的部分熔融而形成埃达克质岩有关。哀牢山-金沙江-红河带是近几十年来国内外地球科学界研究的热点地区之一。相伴有同时期的高钾钙碱性岩浆在这条带分布广泛, 如位于扬子板块的玉龙岩体, 侵位时间为37~41Ma (唐仁鲤等, 1995；梁华英, 2002；Hou et al., 2003；Jiang et al., 2006)、马厂箐岩体(35~38Ma, 罗君烈和李志伟, 2001；梁华英等, 2004；王登红等, 2006)、西范坪岩体(33.5~47.5Ma, 徐士进等, 1997；傅德明, 1996)。这些新生代岩浆活动被认为与印度-亚洲大陆板块碰撞有关(如：张玉泉等, 1987；Turner et a1., 1996；Chung et a1., 1997；1998；Yin and Harrison, 2000；Hou et a1., 2003；Jiang et al., 2006)。但是对它们的成因和构造背景的认识存在不同观点, 如同碰撞成因(王登红等, 2006)、后碰撞成因-俯冲大陆物质交代岩石圈地幔部分熔融形成的(Turner et al., 1996；Miller et al., 1999)、裂谷环境作用成因(张玉泉和谢应雯, 1997)、或两个板块碰撞导致区域地壳增厚变形, 晚始新世后开成一个张性环境(Chung et al., 1997)。
本文研究的越南西北部Phan Si Pan新生代花岗岩为黑云母花岗岩, 并具有埃达克质特点, 与后碰撞(或同碰撞晚期)环境增厚下地壳熔融成因相一致。其形成年龄~38Ma, 对应印度-亚洲大陆碰撞形成了红河带区域性走滑运动。该运动可能导致软流圈地幔上涌、烘烤上覆中元古代、新元古代地壳物质并使其发生部分熔融作用。同时, 源自深部的具有较高εHf(t)值的幔源基性岩浆不同程度地混染壳源成因的花岗质岩浆, 可以形成锆石Hf同位素组成的不均一特征。这一成因过程可以用于解释越南西北部Phan Si Pan新生代埃达克质岩具有壳-幔相互作用特征的主要成因方式。
5 结论锆石LA-ICPMS U-Pb定年结果表明, 越南西北部Phan Si Pan地区新生代花岗岩形成于始新世, 成岩年龄为38Ma。该岩石为高钾钙碱性-钾玄系列, 并具有埃达克岩的地球化学特征。Hf同位素组成表明, 该岩体可能主要由中(新)元古代地壳物质部分熔融形成, 同时, 源自深部的具有较高εHf(t)值的幔源基性岩浆与壳源成因的花岗质岩浆发生了不同程度地混染, 表现出强烈的壳-幔相互作用。越南西北部Phan Si Pan地区新生代花岗岩和扬子地块-(哀牢山-金沙江-红河带)高钾富碱的岩石形成的时代和机制具有密切的关系, 形成于后碰撞(同碰撞晚期)环境, 可能与印度-亚洲大陆碰撞导致红河带区域性走滑断裂系统的形成有关。
致谢 西北大学柳小明教授和第五春荣博士在实验分析过程提供了帮助；两位评审人提出了许多有益的建议；在此一并表示衷心的感谢。| [] | Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204Pb. Chem. Geol, 192: 59–79. DOI:10.1016/S0009-2541(02)00195-X |
| [] | Anh TT, Hoa TH, Dung PT. 2002. Granites of the Ye Yen Sun complex and their significance in tectonic interpretation of the early Cenozoic stage in west Bac Bo. Journal of Geology (Series B), 19-20: 43–53. |
| [] | Baker MB, Hischmann MM, Ghiorso MS, Stolper EM. 1995. Compositions of near-solidus peridotite melt from experiments and thermodynamic calculations. Nature, 375: 308–311. DOI:10.1038/375308a0 |
| [] | Blichert-Toft JE, Albarede F. 1997. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and the evolution of the mantle-crust system. Earth Planet. Sci. Lett., 148(1): 243–258. |
| [] | Chi NT. 2004. Report on petrological and mineralization of alkaline magma in northern Vietnam. Institute of Geosciences and Mineral Resources, 254 (in Vietnamese) |
| [] | Chu NC, Taylor RN, Chavagnac V, Nesbitt RW, Boella RM, Milton JA, Germain CR, Bayon G, Burton K. 2002. Hf isotope ratio analysis using multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry: An evaluation of isobaric interference corrections. J. Anal. Atom. Spectrom, 17: 1567–1574. DOI:10.1039/b206707b |
| [] | Chung SL, Lee TY, Lo CH, Wang PL, Chen CY, Yem NT, Hoa TT, Wu GY. 1997. Intraplate extension prior to continental extrusion along the Ailao Shan-Red River shear zone. Geology, 25: 311–314. DOI:10.1130/0091-7613(1997)025<0311:IEPTCE>2.3.CO;2 |
| [] | Chung SL, Lo CH, Lee TY, Zhang YQ, Xie Y, Li XH, Wang KL, Wang PL. 1998. Diachronous uplift of the Tibetan Plateau starting 40 Myr ago. Nature, 394: 769–773. DOI:10.1038/29511 |
| [] | DeBievre P, Taylor PDP. 1993. Table of the isotopic compositions of the elements. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes, 123(2): 149–146. DOI:10.1016/0168-1176(93)87009-H |
| [] | Defant MJ, Drummond MS. 1990. Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere. Nature, 347: 662–665. DOI:10.1038/347662a0 |
| [] | Dovjikov AE. 1965. Geology of Northern Vietnam. Hanoi: Technical and Scientific Publisher. |
| [] | Findlay RH, Trinh PT. 1997. The structural setting of the Song Ma region, Vietnam and the Indochina plate boundary problem. Gondwana Res, 1: 11–33. DOI:10.1016/S1342-937X(05)70003-4 |
| [] | Fromaget J. 1937. Etudes geologiques sur de Nord-Quest du Tonkin et le Nord du Haut-Laos. Bull. Survey, Geol. Ind. ⅩⅩⅢ, fasc. 1, Hanoi |
| [] | Fromaget J. 1941. L'Indochine Francaise sa structure geologique, ses mines et leurs relation possibles avec tectonique. Hanoi, Bull. Geol. de I'Ind., Vol. 26 |
| [] | Fu DM. 1996. Non-ferrous metals, precious metal metallization series and metallization regularity in Intracontinental orogenic belts of the southwestern margin of Yangtze Platform. In: Luo YN (ed.). Orogen Geology and Mineral Resources of the Southwestern Margin of Yangtze Platform. Chengdu: Sichuan Science and Technology Press, 120-128 (in Chinese) |
| [] | Green TH. 1980. Island-arc and continent-building magmatism: Areview of petrogenetic models based on experimental petrology and geochemistry. Tectonophysics, 63: 367–385. DOI:10.1016/0040-1951(80)90121-3 |
| [] | Hieu PT, Chen FK, Zhu XY, Wang W, Nguyen TBT, Bui MT, Nguyen QL. 2009a. Zircon U-Pb ages and Hf isotopic composition of the Posen granite in northwestern Vietnam. Acta Petrologica Sinica, 25(12): 3141–3152. |
| [] | Hieu PT, Chen F, Me LT, Tu VL, Thuy NTB. 2009b. U-Pb age of zircon in Ye Yen Sun complex granite in the Northwest Vietnam and its implications. J. Earth Sci., 31(1): 23–29. |
| [] | Hieu PT, Chen F, Wang F, Tam BM, Thuy NTB and Hoa TX. 2009c. Zircon U-Pb ages and Hf isotopic and geochemical characteristics of alkali granites in northwestern Vietnam. IAGR Annual Convention & 6th International Symposium on Gondwana to Asia, Hanoi Vietnam |
| [] | Hieu PT, Chen F, Zhu XY, Wang F. 2010. Zircon ages of paragneisses from the Sin Quyen Formation in northern Vietnam and their geological significances. Earth Science, 35: 201–210. |
| [] | Hieu PT, Chen F, Me LT, Thuy NTB, Siebel W, Lan TG. 2012a. Zircon U-Pb ages and Hf isotopic compositions from the Sin Quyen Formation: The Precambrian crustal evolution of northwest Vietnam. International Geology Review, 54(13): 1548–1561. DOI:10.1080/00206814.2011.646831 |
| [] | Hieu PT, Chen F, Thuy NTB, Cuong NQ and Li SQ. 2012b. Geochemistry and zircon U-Pb ages and Hf isotopic composition of Permian alkali granitoids of the Phan Si Pan in northwestern Vietnam. Journal of Geodynamics, doi.org/10.1016/j.jog.2012.03.002 |
| [] | Hou ZQ, Ma HW, Zaw K, et al. 2003. The Yulong porphyry copper belt: Product of large-scale strike-slip faulting in eastern Tibet. Economic Geology, 98: 125–145. |
| [] | Hutchison C. 1989. Geological Evolution of South-east Asia. Clarendon Press. |
| [] | Irvine TN, Baragar WRA. 1971. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Can. J. Earth Sci., 8: 523–548. DOI:10.1139/e71-055 |
| [] | Jahn BM, Zhang JQ. 1984. Archean granulite gneisses from eastern Sino-Korean Province, China: Rare earth geochemistry and tectonic implication. Contributions to Mineralogy and Petrology, 85: 224–243. DOI:10.1007/BF00378102 |
| [] | Jiang YH, Jiang SY, Ling HF, Dai BZ. 2006. Low-degree melting of a metasomatized lithospheric mantle for the origin of Cenozoic Yulong monzogranite-porthyry, east Tibet: Geochemical and Sr-Nd-Pb-Hf isotopic constraints. Earth Planet. Sci. Lett., 241: 617–633. DOI:10.1016/j.epsl.2005.11.023 |
| [] | Kay RW, Kay SM. 2002. Andean adakites: Three ways to make them. Acta Petrologica Sinica, 18: 303–311. |
| [] | Kinny PD and Maas R. 2003. Lu-Hf and Sm-Nd isotope systems in zircon. In: Hanchar JM and Hoskin PWO (eds.). Zircon. Rev. Mineral Geochem., 53(1): 327-341 |
| [] | Lai SC. 2003. Indentification of the cenozoic adakitic rock association from Tibetan Plateau and its tectonic significance. Earth Science Frontiers, 4(10): 407–415. |
| [] | Lan CY, Chung SL, Shen JS, et al. 2000. Geochemical and Sr-Nd isotopiccharacteristics of granitic rocks from northern Viet Nam. Journal of Asian Earth Sciences, 18: 267–280. DOI:10.1016/S1367-9120(99)00063-2 |
| [] | Leloup PH, Lacassin R, Tapponnier P, Scharer U, Zhong DL, Liu XH, Zhang S, Ji SC, Phan TT. 1995. The Ailao Shan-Red river shear zone (Yunnan, China): Tertiary transform boundary of Indochina. Tectonophysics, 251: 3–84. DOI:10.1016/0040-1951(95)00070-4 |
| [] | Leloup PH, Arnau N, Lacassin R, Kienast JR, Harrison TM, Trinh PT, Replumaz A, Tapponnier P. 2001. New constraints on the structure, thermochronology and timing of the Ailao Shan Red River shear zone, SE Asia. JGR, 106: 6657–6671. DOI:10.1029/1999JB900211 |
| [] | Lepvrier C, Maluski H, Vu VT, Leyreloup A, Phan TT, Nguyen VV. 2004. The Early Triasic Indosinian orogeny in Vietnam (Truong Son Belt and Kontum massif): Implication for the geodynamic evolution of Indochina. Tectonophysics, 393: 87–118. DOI:10.1016/j.tecto.2004.07.030 |
| [] | Liang HY. 2002. New advances in the research on mineralization of porphyry copper deposits in southeastern margin of Qinghai-Xizang Plateau. Mineral Deposits, 21: 365. |
| [] | Liang HY, Xie YW, Zhang YQ. 2004. Forming K-rich alkalescence rock restrict the metallogenic of Cu: Machangqing Cu deposit as an example. Natural Science Progress, 14(1): 116–120. |
| [] | Ludwig KR. 2001. Isoplot/Ex, rev 2.49: A geochronological tookit for Microsoft Excel. Berkerley Geochron Center Spec. Publ. No. 1a, 1-58 |
| [] | Luo JL, Li ZW. 2001. New advances of magma in Himalaya and its metallogeny in central-western Yunnan. Yunnan Geology, 20(3): 229–242. |
| [] | Luong TD and Bao NX. 1982. Geological Map of Vietnam Scale 1:500 000. Department of Geology, Hanoi (in Vietnamese) |
| [] | Metcalfe I. 2005. Southeast. In: Elsevier Encyclopedia of Geology. Elsevier Ltd., 169-196 |
| [] | Miller C, Schuster R, Kolltzli U, Frank W, Purtscheller F. 1999. Post-collisonal potassic and ultrapotassic magmatism in SW Tibet: Geochemical and Sr-Nd-Pb-O isotopic constraints for mantle source characteristics and petrogenesis. Journal of Petrology, 40: 1399–1241. DOI:10.1093/petroj/40.9.1399 |
| [] | Scherer E, Munker C, Mezger K. 2001. Calibration of the lutetium-hafnium clock. Science, 293(5530): 683–687. DOI:10.1126/science.1061372 |
| [] | Sengor AMC, Altiner D, Cin A, Ustaomer T and Hsu KJ. 1988. Origin and assembly of the Tethyside orogenic collage at the expense of Gondwana land. In: Audley-Charles MG and Hallam A (eds.). Gondwana and Tethys. Geol. Soc. Spec. Publ., 37: 119-181 |
| [] | 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 the Ocean Basins. Spec. Publ. Geol. Soc., 42: 313-345 |
| [] | Tang RL, Luo HS. 1995. The Geology of Yulong Porphyry Copper (Molybdenum) Ore Belt, Xizang (Tibet). Beijing: Geological Publishing House: 1-320. |
| [] | Tien PC, Hai TQ, Huu LD, et al. 1977. The Problems of Northwest Geology in Vietnam. Hanoi: Technical and Scientific Publisher. |
| [] | Tri TV. 1977. Geology of Vietnam: Northern Part. Hanoi: Technical and Scientific Publisher. |
| [] | Trinh PT, Vinh HQ, et al. 2004. Cenozoic deformation and thermodynamic evolution of Phan Si Pan zone. J. Geol. Hanoi, A 285: 11–21. |
| [] | Thuc DD and Trung H. 1995. Vietnam geology part of Ⅱ magma. Hanoi: Department of Geology and Mineral Resources Survey, 89-93 (in Vietnamese) |
| [] | Turner S, Arnaud, N, Liu J, Kelley S, Van Calsteren P, Deng W. 1996. Post-collision, shoshonitic volcanism on the Tibetan Plateau: Implications for convective thinning of the lithosphere and the source of ocean island basalt. Journal of Petrology, 37: 45–71. DOI:10.1093/petrology/37.1.45 |
| [] | Vervoort JD, Blichert-Toft J. 1999. Evolution of the depleted mantle: Hf isotope evidence from juvenile rocks through time. Geochim. Cosmochim. Acta, 63: 533–556. DOI:10.1016/S0016-7037(98)00274-9 |
| [] | Wang DH, Ying HL, Liang HY, et al. 2006. Cenozoic Continental Dynamics and Large-scale Mineralization in Southwest Sanjiang Area. Beijing: Geological Publishing House: 1-208. |
| [] | Wang Q, Wyman DA, Zhao ZH, Xu JF. Bai ZH, Xiong XL, Dai TM, Li CF, Chu ZY. 2007. Petrogenesis of Carboniferous adakites and Nb-enriched arc basalts in the Alataw area, northern Tianshan Range (western China): Implications for Phanerozoic crustal growth in the Central Asia orogenic belt. Chem. Geol., 236: 42–64. DOI:10.1016/j.chemgeo.2006.08.013 |
| [] | Wu FY, Yang YH, Xie LW, Yang JH, Xu P. 2006. Hf isotopic compositions of the standard zircons and baddeleyites used in U Pb geochronology. Chem. Geol., 234: 105–126. DOI:10.1016/j.chemgeo.2006.05.003 |
| [] | Xu SJ, Shen WZ, Wang RC, Lu JJ, Lin YP, Ni P, Luo YN, Li LZ. 1997. Characteristics and origin of the Xifanping porphyry copper deposit, Yanyuan County, Sichuan Province. Acta Mineralogica Sinica, 17: 56–62. |
| [] | Yin A, Harrison TM. 2000. Geologic evolution of the Himalayan-Tibetan orogen. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 28: 211–280. DOI:10.1146/annurev.earth.28.1.211 |
| [] | Yuan HL, Gao S, Liu XM, Li HM, Gunther D, Wu FY. 2004. Accurate U-Pb age and trace element deteminations of zircon by laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry. Geostand. Newsl, 28: 353–370. DOI:10.1111/ggr.2004.28.issue-3 |
| [] | Zhang LS, Scharer U. 1999. Age and origin of magmatism along the Cenozoic Red River shear belt, China. Contrib. Mineral. Petrol., 134: 67–85. DOI:10.1007/s004100050469 |
| [] | Zhang YQ, Xie YWn, Tu GC. 1987. Preliminary studies of the alkali-rich intrusive rocks in the Ailaoshan-Jinshajiang Belt and their relationship with rift tectonics. Acta Petrologica Sinica(1): 17–25. |
| [] | Zhang YQ, Xie YW. 1997. Chronology and Nd-Sr isotopes of the Ailaoshan-Jinshajiang alkali-rich intrusions. Science in China (Series D), 27(4): 289–293. |
| [] | HieuPT, 陈福坤, 祝禧艳, 王伟, NguyenTBT, BuiMT, NguyenQL. 2009. 越南西北部Posen花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成特征. 岩石学报, 25(12): 3142–3152. |
| [] | HieuPT, 陈福坤, 祝禧艳, 王芳. 2010. 越南西北部地区Sinh Quyen岩组副片麻岩的锆石年龄及其地质意义. 地球科学, 35(2): 201–210. |
| [] | 傅德明. 1996.扬子地台西南缘陆内造山带有色, 稀贵金属矿床成矿系列及成矿规律.见:骆耀南主编.扬子地台西南缘陆内造山带地质与矿产论文集.成都:四川科学技术出版社, 120-128 |
| [] | 赖绍聪. 2003. 青藏高原新生代埃达克质岩的厘定及其意义. 地学前缘, 4(10): 407–415. |
| [] | 梁华英. 2002. 青藏高原东南缘斑岩铜矿成岩成矿研究取得新进展. 矿床地质, 21: 365. |
| [] | 梁华英, 谢应雯, 张玉泉. 2004. 富钾碱性岩体形成演化对铜矿成矿制约--以马厂箐铜矿为例. 自然科学进展, 14(1): 116–12. |
| [] | 罗君烈, 李志伟. 2001. 云南中西部喜马拉雅期岩浆及成矿研究新进展. 云南地质, 20(3): 229–242. |
| [] | 唐仁鲤, 罗怀松. 1995. 西藏玉龙斑岩铜(钼)矿带地质. 北京: 地质出版社: 1-320. |
| [] | 王登红, 应汉龙, 梁华英, 等. 2006. 西南三江地区新生代大陆动力学过程与大规模成矿. 北京: 地质出版社: 1-208. |
| [] | 徐士进, 沈渭洲, 王汝成, 陆建军, 林雨萍, 倪培, 骆耀南, 李立主. 1997. 四川盐源西范坪斑岩铜矿特征和成因. 矿物学报, 17(1): 55–62. |
| [] | 张玉泉, 谢应雯, 涂光炽. 1987. 哀牢山金沙江富碱侵入岩及其裂谷构造关系初步研究. 岩石学报(1): 17–25. |
| [] | 张玉泉, 谢应雯. 1997. 哀牢山-金沙江富碱侵入岩年代学和Nd、Sr同位素特征. 中国科学(D辑), 27(4): 289–293. |