三江南段勐海布朗山地区浅变质岩系碎屑锆石U-Pb,定年及其构造意义

孙载波, 段向东, 朱 才, 周 坤, 刘和松,赵江泰, 浦 涛, 赵 毅, 赵 枫

(1. 云南省地质调查院, 云南 昆明 650216; 2. 自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室,云南 昆明 650051; 3. 云南省地质调查局, 云南 昆明 650061; 4. 云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队, 云南 曲靖 655000; 5. 云南省核工业地质调查院, 云南 昆明 650106; 6. 云南大学地球科学学院, 云南 昆明 650500; 7. 内江师范学院地理与资源科学学院, 四川 内江 641100)

三江南段位于青藏高原的东南缘,为东特提斯构造域重要组成部分。

出露于该区的昌宁- 孟连缝合带呈南北向条带状分布,代表了东特提斯主洋盆残余,完整地记录了特提斯洋威尔逊旋回的全过程,为特提斯构造演化方面研究提供了重要的窗口(刘本培等, 1993, 2002; 钟大赉等, 1998; Fang et al.,1994; Wu et al., 1993; 潘桂棠等, 2003、2020;李文昌等, 2010; Metcalfe, 2013; 王保弟等,2018)。

在缝合带的东侧分布着大面积的变质杂岩系和临沧花岗岩基,变质杂岩自北向南依次包括崇山岩群、澜沧岩群和大勐龙岩群(周维全和林文信,1982; 卫管一等, 1984; 罗君烈, 1990; 翟明国等,1990; 钟大赉,1998),其中以澜沧岩群分布面积较大;临沧花岗岩基作为东南亚最大的一个复式岩基,与浅变质岩系之间为侵入接触关系,大量同位素年代学资料显示,该岩基主要侵入时代为中—晚三叠世(李兴林, 1996; 刘德利等, 2008; Wang et al.,2010; 孔会磊等,2012; Dong et al.,2013; 赵枫等,2018)。

近年来,在临沧花岗岩基西侧新发现(超)高压变质岩残块(李静等, 2015; 孙载波等,2019,2021; 彭智敏等, 2019)。

对该构造带的研究,无疑对解决昌宁-孟连缝合带原-古特提斯洋复杂的构造演化,具有重要的地质意义。

目前有关澜沧岩群的研究主要集中在双江、澜沧一带,虽取得了一定进展(Fan et al., 2015; 王舫等,2016;Xing et al.,2017;毕丽莎等,2018;Wang et al.,2019; 王慧宁等,2019; 陈政宇,2019),但也还存在诸多问题,例如澜沧岩群的进一步分解、各岩石组形成时代、物质来源以及所代表的大地构造意义等,还不是特别清楚。

锆石具有很强的抗风化和很高的封闭温度,其内部的U-Pb 同位素体系在较高的封闭温度下得以保存,尤其是碎屑锆石内部的年龄记录,限定沉积地层的时代,同时追踪地层的物源源区,是良好的指示矿物(Gehrels et al.,2003,2011; Liu et al.,2015)。

因此,本研究选取勐海布朗山地区澜沧岩群浅变质岩系为研究对象,对其代表性样品进行岩石地球化学、锆石U-Pb 年代学和Lu-Hf 同位素测试,旨在约束该套浅变质地层顶底时代和物源特征,探讨滇西地区原特提斯沉积-建造演化。

昌宁-孟连缝合带北起昌宁,经双江、铜厂街、老厂南至孟连,分隔着亲冈瓦纳的滇缅马地块(保山地块)和亲华夏大陆的印支地块(思茅地块),是三江特提斯构造域代表性的古特提斯闭合后主洋盆残余(钟大赉, 1998; Feng, 2002; Feng et al.,2004, 2008; Metcalfe, 2006, 2013a, 2013b, 2021;Sone et al., 2008; Wang et al., 2013; Fan et al.,2015; Wang et al.,2017;耿全如等,2021)(图1a)。滇西三江构造域包括保山地块、澜沧群沉积岩、临沧复合岩基/云县- 景洪火山岩带、思茅地块和华南地块。

澜沧岩群位于澜沧江断裂以西,北起凤庆县,经云县、临沧、双江和澜沧县,向南至西双版纳州勐海县,呈长条状分布,并南延出国境(图1b)。云南区测队(1965)创名于澜沧县,将其时代划为寒武纪。

主要岩石为绢云石英片岩、绢云微晶片岩、千枚岩和板岩等,局部含有硅质岩夹层。

原岩为含长石石英砂岩、长石石英砂岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩、炭质页岩等,具复理石特征。

总体上仅相当于浅—中等变质程度。

前人将澜沧群进一步划分并保留了5 个岩石地层单位,时代为晚元古代,自下而上为:南木岭组、勐井山组、曼来组、惠民组、南坑组。

图1 东南亚大地构造分布图(a;据Sone and Metcalfe, 2008);三江保山和昌宁-孟连缝合带地质简图(b;据Burchfiel and Chen,2013; Li et al.,2015 修改)Fig.1 Tectonic framework of the southeastern Asia (a; modified from Sone and Metcalfe,2008) and simplified geological map of the Baoshan and Changning-Menglian suture zone (b; modified from Burchfiel and Chen,2013; Li et al.,2015)

勐海布朗山地区位于滇西昌宁- 孟连缝合带东南端,往南延伸进入缅甸境内。

1∶20 万勐海幅、勐马幅区域地质调查报告(1979),共划分了4 个组、6 个岩性段:阿克组下段(Pta1)、上段(Pta2),南勒组(Ptnl),巴夜组下段(Ptb1)、上段(Ptb2)和南木岭组下段(Ptnm1)、上段(Ptnm2),根据昆明地校雷作淇(1982)在澜沧惠民一带惠民组上部层位采获的微古植物化石,将其时代置于元古代;1∶25 万勐海幅(2012),根据相关研究资料,将该地区澜沧岩群划分了4 个岩组:南木岭岩组(Pt2n)、勐井山岩组(Pt2m)、曼来岩组(Pt2m)和惠民岩组(Pt2h),根据区域地质资料,将其时代置于中元古代。

近年来,云南省地质调查院(2020)①在该地区开展了1∶5 万区域地质调查,通过详细野外地质填图和室内研究,发现该地区主要由大面积澜沧岩群、布朗山花岗岩和湾河蛇绿混杂岩组成,地质构造较为复杂。

按岩石组合特征并结合同位素年代学资料,将该地区澜沧岩群分解为五个岩组:青白口纪南木岭岩组(Qbn)、南华纪勐井山岩组(Nhmj)、震旦—下奥陶统曼来岩组(Z—O1ml)、中—上奥陶统惠民岩组(O2-3h)和志留系南坑河岩组(Snk.)。

由于该地区变火山岩夹层较少,对各套地层时代的约束带来了一定困难,目前仅在曼来岩组内获得2 件变火山岩同位素年龄,分别为:472.5 Ma 和465.5 Ma(孙载波等,2021),其他岩组均缺少相关年代学资料,本次所采集的4 件浅变质岩样品均位于靠上部层位的南坑河岩组内,具体采样位置如图2 所示。

图2 研究区地质简图(据云南省地质调查院,2020①修改)Fig.2 Geological sketch map of the study area (modified from Yunnan Institute of Geological Survey,2020)

样品BLS-85-2 为片理化变质石英砂岩,灰白色,具变余中粗粒砂状碎屑结构,条痕条纹状定向构造(图3a),主要由石英(55%)、绢云母(15%)和长英质(25%)组成,含少量黑云母(5%)。

石英呈微透镜状—浑圆状(图3b),趋于定向,微碎裂化;绢云母呈隐晶片状,微网纹状聚集;长英质矿物呈隐微粒状,微网纹状聚集。

图3 布朗山浅变质岩野外及显微结构照片Fig.3 Field and microstructure photos of low-grade metamorphic rocks in the Bulangshan area

样品D0263-1-1 为片理化石英岩,灰白色,岩石具粒状变晶结构,片状构造,主要由石英(97%)组成,含少量绢云母(1%)和铁氧化物(2%),偶见锆石,石英颗粒粒度大小不等,具微弱的定向性,绢云母呈显微鳞片状,定向分布。

样品D5330-2-1 为劈理化凝灰质球粒状石英砂岩,浅灰色,球粒状砂屑结构,块状构造(图3c),主要由石英砂屑(68%)组成,含一定量的钾长石晶屑(20%)和少量蚀变斜长石晶屑(5%),由黏土矿物胶结,呈孔隙式胶结-颗粒支撑组构。

其中部分粒度较粗(中粗粒)石英砂屑圆度较好,呈圆状,粒度较细(粗粉砂级)石英砂屑多呈不规则状。

钾长石晶屑新鲜、干净,形状不规则,部分不同程度地保留原半自形板状外形特征(图3d),粒径多在中粗砂范围内。

斜长石晶屑已不同程度地绿帘石化,形状不规则,部分不同程度地保留原半自形板状外形特征,为凝灰碎屑。

样品D5957-1-1 为褶劈理化球粒状石英砂岩,浅灰白色,球粒状砂屑结构,块状构造(图3e),主要由石英砂屑(87%)组成,含少量的钾长石晶屑(3%)和斜长石晶屑(5%),由黏土矿物胶结,呈孔隙式胶结-颗粒支撑组构。

其中部分粒度较粗(中粗粒)石英砂屑圆度较好,呈圆状,粒度较细(粗粉砂级)石英砂屑形状极不规则、新鲜、干净,局部构成三联点平衡结构(图3f),可能为盆内沉积石英岩层破碎形成的碎屑岩。

锆石由河北省廊坊诚信地质服务有限公司代为挑选制靶。

首先将每件样品进行破碎、清洗、烘干和筛选,采用磁选和重液分离及双目镜下人工挑选,获得相对完整的锆石颗粒约400 粒。

锆石制靶后,进行锆石阴极发光照相(CL),以观察其内部结构。锆石阴极发光(CL)照相在武汉上谱分析科技有限责任公司完成,详细仪器参数见王伟等,2021。

样品 BLS-85-2、D0263-1-1、D5330-2-1 和 D5957-1-1 的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 原位定年和微量元素含量在武汉上谱分析测试有限公司进行。

详细的仪器参数和分析流程见Zong et al. (2017)。

实验分析过程中选取的激光束斑和频率分别为30 μm和5 Hz。

实验处理采用锆石标准91500 和玻璃标准物质NIST610 作外标分别进行同位素和微量元素分馏校正。

锆石年龄和微量元素分析采用软件ICPMSDataCal 完成(Liu et al.,2010a,2010b),U-Pb年龄计算使用Isoplot/Ex_ver3 (Ludwig, 2003)。

所有分析结果见附表1*数据资料请联系编辑部获取或登录网址https:/ /cjyttsdz.ijournals.cn/ch/reader/issue_browser.aspx。

主量元素、微量元素在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。

主量元素采用日本理学PrimusllX射线荧光光谱仪(XRF)分析完成;微量元素利用Agilent 7700e ICP-MS 等离子质谱仪分析完成。

详细的实验步骤和流程参照王冬兵等(2021)。

锆石原位Lu-Hf 同位素组成分析是在阴极发光(CL)图像和锆石U-Pb 定年基础上进行的。

锆石Lu-Hf 同位素原位分析所用的测试仪器为Neptune Plus 多接受器电感耦合等离子质谱仪(MC-ICPMS),利用193nm FX 激光器对锆石进行剥蚀, 激光剥蚀的束斑直径为32 μm,能量密度为10 ~11 J/cm2,频率为8 ~10 Hz。

详细仪器操作条件和分析方法同文献(Hu et al., 2012)。

分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、同位素质量分馏校正)采用软件ICPMSDataCal 完成(Griffin et al.,2000; Söderlund et al., 2004; Liu et al., 2010a,2010b)。

4.1 锆石结构

CL 阴极发光图下显示4 件样品锆石大部分呈它形浑圆状和椭圆形,磨圆度相对较好,表明其经历了一定距离的搬运磨蚀作用或经历了再旋回沉积作用,部分锆石具有中等磨圆且较自形,表明沉积物源较近。

锆石颗粒长轴100 ~150 μm,短轴在50 ~100 μm 之间,长宽比在 1∶1 ~1∶3 之间。

锆石阴极发光图像显示,锆石具有不同类型的内部结构特征,部分具有清晰的岩浆振荡环带,少部分锆石环带较弱或无环带,表明物源的复杂性和多样性(图 4)。

锆石的 U 含量变化于 14 × 10-6~1586 ×10-6之间,Th 的含量变化于 5 × 10-6~1651 × 10-6之间,Th/U 比值均大于0.1(附表2*)。

结合锆石结构具有明显的振荡环带和>0.1 的Th/U 比值,表明澜沧群碎屑锆石具有典型的岩浆锆石特点。

有7 颗具有明亮的无震荡环带锆石具有明显低的Th/U 比值( <0.1),暗示他们可能是变质锆石(Hoskin and Ireland 2000)。

图4 布朗山地区浅变质岩部分碎屑锆石阴极发光图像(实线圆圈和数字代表锆石U-Pb 分析点和锆石编号,虚线圆圈代表Hf 分析点,括号内数字为εHf(t)值)Fig.4 Cathodoluminescence images of detrital zircons from low-grade metamorphic rocks in the Bulangshan area

4.2 锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年

样品BLS85-2-1 的50 个分析点除17 号点谐和度较低(81%)偏离谐和线外,其余都在92%以上,落在谐和线附近(图5),年龄范围为328 ~ 3203 Ma,最年轻1 颗锆石年龄为328 ±4 Ma,其他锆石年龄均大于430 Ma。

综合的年龄频谱图显示(图5a),该样品存在522 ~499 Ma、603 ~583 Ma 和1190 ~1101 Ma 三个集中区,所有锆石的Th/U 比值范围变化较大,为0.10 ~7.23。

图5 布朗山地区浅变质岩碎屑锆石 U-Pb 年龄谐和图(a、c、e、g)和年龄频谱图(b、d、f、h)Fig.5 U-Pb age concordia (a、c、e、g) and frequency plots (b、d、f、h) of detrital zircon grains from the low-grade metamorphic rocks in the Bulangshan area

样品 D0263-1-1 的85 个分析点谐和度都在93%以上,均落在谐和线附近,年龄范围为3133 ~336 Ma,除两颗最年轻的锆石(336 Ma、339 Ma)外,其他锆石年龄均大于484 Ma。

总体上,该样品所有年龄展示出两个主要年龄群,564 ~551Ma 和1185~1043 Ma(图5a),所有锆石的Th/U 比值范围变化较大,为 0.01 ~2.97。

样品 D5330-2-1 的 80 个分析结果谐和度都在91%以上,均落在谐和线附近,年龄范围为341 ~2966 Ma,除4 颗年轻锆石(341 Ma、348 Ma、359 Ma、371 Ma)外,其他锆石年龄均大于448 Ma。

所有年龄呈现出三个主要年龄群,520 ~496 Ma、582 ~562 Ma 和 1196 ~1059 Ma(图 5a),他们的Th/U 比值范围变化较大,为0.01 ~2.01。

样品D5957-1-1 的80 个分析点结果谐和度都在93%以上,均落在谐和线附近,年龄范围为349 ~2599 Ma,除4 颗年轻锆石(349 Ma、369 Ma、373 Ma、378 Ma)外,其他锆石年龄均大于490 Ma。

所有年龄结果显示出两个主要的年龄群,579 ~561 Ma 和1225 ~1047 Ma(图5h),其Th/U 比值变化范围变化较大,为0.10 ~3.37。

4.3 锆石Lu-Hf 同位素

对 3 件样品(D0263-1-1、D5330-2-1 和 D5957-1-1)中与U-Pb 定年测点相同点或结构相似的部位,且谐和度大于90%的锆石开展Hf 同位素测试,分析结果如附表2 所示。

所有锆石的176Lu/177Hf 均小于0.002,显示出177Hf 的低放射成因。

根据各自锆石 U-Pb 年龄值计算 εHf(t)、tDM和t2DM值。

样品D0263 的20 个Hf 同位素分析显示,176Hf/177Hf 比值变化范围为0.281136 ~0.282834。

其中碎屑锆石年龄 2503 ~ 336 Ma 的 εHf(t) 值介于-15.3和9.6,一阶段模式年龄tDM值为2988 ~570 Ma,二阶段模式年龄t2DM值为3286 ~731 Ma。

样品D5330 的20 个Hf 同位素分析给出176Hf/177Hf 比值为0.281810 ~0.282353。

碎屑锆石年龄1579 ~359 Ma 的 εHf(t)值介于 -21.9 和 8.1,一阶段模式年龄tDM值为1983 ~868 Ma,二阶段模式年龄t2DM值为2864 ~1152 Ma。

对样品D5957 进行了20 个锆石点的Hf 同位素分析,其176Hf /177 Hf 比值变化范围为0.280918 ~0.282469。

其中年龄为 2560 ~346 Ma 的锆石 εHf(t)值介于-21.4 和7.3,一阶段模式年龄tDM值为3169 ~1100 Ma,二阶段模式年龄t2DM值为3538 ~1486 Ma。

全岩主量元素和微量元素分析结果见附表3*。4 件样品w(SiO2)较高,变化于92.30% ~94.49%,w(TiO2)变化于0.18% ~0.24%,w(Al2O3)变化于2.71% ~ 4.15%,w(Fe2O3) 变化于 0.33% ~0.86%,w(FeO)变化于0.18% ~0.50%,w(MgO)变化于0.21% ~0.33%,w(K2O)变化于0.68% ~1.19%,w(MnO)(0 ~0.02%)、w(CaO)(0.04% ~0.05%)、w(Na2O)(0.01% ~0.06%)和w(P2O5)(0.01% ~0.03%)含量较低,与岩石主要矿物为石英、钾长石和少量绢云母一致。

4 件样品LREE 富集(La/Yb)N=6.64 ~13.30,HREE 相对亏损,分馏程度低(Gd/Yb)N= 1.11 ~ 2.24,Eu 负异常明显δEu=0.62 ~0.73,稀土配分曲线展示出轻稀土富集,重稀土相对平缓,与澳大利亚晚太古代沉积岩(PAAS, Mclennan,1989)及活动大陆边缘和大陆岛弧杂砂岩稀土配分曲线一致(图6a)。

在微量元素蛛网图上,与 PAAS 相比,Th、U、K、Zr、Hf 等元素明显富集,而Sr 元素亏损程度较高,其他元素则基本一致(图6b)。

图6 布朗山地区浅变质岩稀土配分模式图和微量元素蛛网图(据Sun and McDonough,1989)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element spider gram of thelow-grade metamorphic rocks in the Bulangshan area (after Sun and McDonough,1989)

锆石具有较强的抗风化能力,可以保存原岩的基本信息,长英质岩浆区形成的锆石具有明显的振荡环带,而基性岩浆源区的锆石成分环带明显。

布朗山地区浅变质岩大部分碎屑锆石具有明显的成分震荡环带,表明其物源岩浆源区以长英质岩浆为主。

全岩的V/(V +Ni)比值是判别氧化还原环境的重要标志(Lewan, 1984),正常海相沉积物平均V/(V+Ni)≤0.5,当V/(V +Ni)比值大于0.8 时,表明沉积岩固结时海水中含有一定量的H2S,沉积物位于还原环境下沉淀(Hatch and Leventhal,1992)。

布朗山地区浅变质岩的全岩成分中V/(V+Ni)在0.81 ~0.87 之间,指示该套浅变质岩系是在较深且还原的海水条件下形成。

综上所述,布朗山地区浅变质岩原岩均属海相沉积岩类。

6.1 沉积时限

有关澜沧岩群的沉积时代长期存在着争论,1965 年命名时,云南地质局区测队董致中、王自廉根据牙形刺、微古植物,将其时代归为寒武纪或早寒武世;部分学者根据古藻类和微古植物化石,将其划为古元古代(云南省地质矿产局, 1990);卫管一等(1984)将采集的古藻类和微古植物化石认定为古元古代,可能部分属于寒武纪。

近年来,有学者对澜沧岩群内变火山岩和浅变质碎屑岩样品进行锆石同位素年代学研究,分别获得火山岩482 ~454 Ma 的形成年龄和碎屑岩465 ~452 Ma 的最小年龄峰值(Nie et al.2015; Xing et al., 2017; 王舫等,2017; 李灿峰, 2018; 徐云飞等, 2018; 陈政宇,2019),其时代应为早古生代。

关于该带内变火山岩的岩石地球化学特征也比较复杂,耿马大兴一带的变火山岩为一套大洋低钾拉斑玄武岩,具典型洋中脊玄武岩的特征(云南省地质调查院,2017②);粟义小黑江一带的蓝片岩,岩石地球化学显示典型洋岛玄武岩(Wang et al.,2019; Fan et al.,2015)特征;澜沧上允—惠民一带的变火山岩,显示的是与原特提斯洋俯冲相关的岛弧或活动大陆边缘的构造背景(Nie et al.,2015; Xing et al.,2017)。由于布朗山地区澜沧岩群变火山岩较少,仅在曼来岩组中获得2 件变火山岩的锆石 U-Pb 年龄为472.5 Ma 和465.5 Ma(孙载波等,2021),其他几套地层均缺乏可靠的古生物化石与同位素年代学证据。

最年轻的碎屑锆石年龄在沉积岩中可以代表地层的最老年龄(Andersen,2005)。

本次碎屑锆石的U-Pb 测年研究样品全部采于靠上部层位的南坑河岩组内,4 件浅变质岩中最年轻的碎屑锆石年龄峰值为ca.328 Ma,说明该套地层的形成时代应该不早于ca. 328 Ma,可能属于晚古生代南段组(DCn),并非志留系南坑河岩组(Snk.)。

6.2 盆地物源区

锆石Lu-Hf 同位素研究结果表明,年龄在2.4~2.6 Ga 的4 颗锆石εHf(t)和二阶段模式年龄分别为-1.7 ~ -8.1 和3.1 ~3.5Ga,表明沉积物源的岩浆源区有古老地壳成分的加入。

年龄集中在1.2 ~1.9 Ga 的锆石(9 颗),εHf(t)值为 -5.4 ~8.7,指示物源的岩浆源区是新生地壳和古老地壳的混合源区。

2 个主要年龄峰值570 Ma 和1140 Ma 碎屑锆石年龄变化于580 ~489 Ma 和1178 ~944 Ma,εHf(t)值变化于-0.3 ~ -21.9 和-5.4 ~6.9,其中超过80%的颗粒为负值,表明在新元古代时期源区为古老地壳的组分(图7)。

图7 布朗山地区浅变质岩碎屑锆石年龄-εHf(t)图解Fig.7 U-Pb age (Ma) vs. εHf(t) diagram of the low-grade metamorphic rocks in the Bulangshan area

碎屑锆石的U-Pb 年龄频谱是讨论沉积物源和盆地分析的必要手段。

本次研究选取布朗山地区4件浅变质岩石进行锆石U-Pb 年龄和Hf 同位素测试。

碎屑锆石年龄变化明显,图4 显示碎屑锆石年龄主要集中分布于590 ~ 560 Ma 和1225 ~ 1043 Ma,590 ~560 Ma 岩浆作用对应于东、西冈瓦纳等地块碰撞拼合的泛非事件,1225 ~1043 Ma 的成岩活动与全球格林威尔造山期相当,暗示了澜沧群的物质来源主要为泛非期和罗迪尼亚超大陆聚合-裂解过程中的岩浆活动。

结合前人的研究,值得注意的是590 ~560 Ma 和1225 ~1043 Ma 的年龄峰值与羌塘地块的年龄模式一致,表明具有共同的源区。

590~560 Ma 年龄峰值来自冈瓦纳的昆加造山带和印度北部造山带,1225 ~1043 Ma 的年龄峰值与南段组和保山地块的年龄模式一致,表明其物质源区为东冈瓦纳北缘(Liu et al.,2020)。

6.3 古地理位置

碎屑锆石样品采自临沧地体中澜沧群的变质地层,前人对临沧地体的归属存在一定的争议,究竟是来源于思茅地块的大陆弧还是一个独立的大陆地块,至今尚未有定论(Liu et al., 2020)。

沉积体系中的碎屑锆石年龄频谱是重建大地构造背景、建立古大陆构造演化和判别不同大陆间亲缘关系的最有效方法之一(Li et al., 2018)。

将布朗山地区碎屑锆石年龄频谱与思茅地块泥盆—石炭纪碎屑锆石年龄频谱对比(图8),发现两者存在较大的差异,布朗山地区碎屑锆石年龄峰值为590 ~560 Ma 和1225 ~1043 Ma,而思茅地块碎屑锆石年龄主要集中在447 Ma 和964 Ma(Wang et al., 2014),表明两者具有不同的物源供给,但思茅地块碎屑岩与滇西孟连芒信南段组建组剖面碎屑岩锆石年龄峰值(曾文涛等,2017)较相似。

图8 布朗山地区浅变质岩(a)与临沧地块南段组(b)(刘桂春等,2017)、思茅地块(c)(Wang et al.,2014)、拉萨地块(d) (Zhu et al., 2012)、西澳大利亚(e) (Cawood and Nemchin,2000)、羌塘(f)(Zhu et al.,2012)碎屑锆石年龄谱系图Fig.8 Relative U-Pb age probability for detrital zircons of different area including the Bulangshan(a), Nanduan(b),Simao Block(c), Lhasa Block(d), West Australia(e) and Qiangtang(f)

结合前人发表的碎屑锆石年龄和岩浆岩证据,拉萨、羌塘、保山和腾冲地块均具有东冈瓦纳北缘的亲和性,同时,伴随着原特提斯洋向南的俯冲作用,拉萨、羌塘、保山和腾冲地块发育了早古生代的岩浆活动(510 ~460 Ma)和寒武纪—奥陶纪存在的角度不整合(Ding et al., 2015; Dong et al., 2013;Hu et al., 2015; Wang et al., 2012; Zhao et al.,2014; Zhu et al., 2012; Li et al., 2014, 2015)。

岛弧火山岩同时期在澜沧岩群中广泛发育(Nie et al.,2015; Xing et al.,2017)。

综上所述,布朗山地区浅变质岩中碎屑锆石为异地来源并且物源比较复杂,可能来自东印度板块东冈瓦纳北缘特提斯喜马拉雅造山带,与原特提斯和古特提斯大洋演化相关。

(1)布朗山地区浅变质岩最年轻的碎屑锆石年龄为328 Ma 左右,该年龄限定了其沉积时代应该不早于早石炭世,说明该套浅变质地层并非志留系南坑河岩组,可能为泥盆—石炭系南段组。

(2)布朗山地区浅变质岩碎屑锆石主要是岩浆成因的,2 个主要年龄区间分别为576 ~489 Ma 和1178 ~1052 Ma,对应的εHf(t)值分别为-21.9 ~-0.3和-5.4 ~6.9。

表明这两个阶段物质源区分别来自古老地壳物质的重熔和新生地壳组分的参与。

(3)布朗山地区浅变质岩的物源可能来自东冈瓦纳北缘的特提斯喜马拉雅构造带。

致谢:河北廊坊诚信地质服务有限公司帮助完成锆石样品的挑选工作;武汉上谱分析测试有限公司完成年代学数据和主量、微量和稀土元素的分析测试工作;论文撰写过程中得到中国科学院广州地球化学研究所彭头平研究员的悉心指导;两名审稿专家和期刊编委对稿件的建设性意见和建议提升了论文质量,在此一并表示诚挚的感谢。

注释:

①云南省地质调查院,2020. 1∶50000 曼各、小街、大勐龙、万纳兰、勐宋坝幅区域地质调查报告[R]

②云南省地质调查院,2017. 1∶50000 香竹林、勐勇、勐撒、懂过等七幅区域地质矿产调查报告[R]