三江南段景洪大勐龍地區基性高壓變質巖巖石地球化學特征及其大地構造意義*

孫載波 周家喜 周坤 趙楓 李小軍 趙江泰 吳嘉林 陳光艷

1. 云南省地質調查院，昆明 6502162. 云南省地質調查局，自然資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點實驗室，昆明 6500613. 云南大學地球科學學院， 云南省高校關鍵礦產成礦學重點實驗室，昆明 6505004. 中國地質大學, 地質過程與礦產資源國家重點實驗室, 北京 100083

位于三江造山系中南段的昌寧-孟連縫合帶，是青藏高原東南緣滇西地區一條重要的古特提斯縫合帶。作為岡瓦納大陸和歐亞陸塊分界的典型地區，它完整記錄了原特提斯洋的擴張、古特提斯洋的俯沖消減、洋盆閉合及閉合后陸-陸碰撞造山等一系列復雜演化歷史，為深入探討特提斯洋的形成演化和復雜的構造格架提供了重要的窗口。長期以來，昌寧-孟連縫合帶一直是國內外學者研究特提斯的熱點地區(劉本培等, 1993, 2002; 鐘大賚, 1998; Feng, 2002；潘桂棠等, 2003; 段向東, 2008; Jianetal., 2009a, b; 李文昌等, 2010;李靜等, 2015; 鄧軍等, 2016; 王冬兵等, 2016; 劉桂春等, 2017; 孫載波等, 2017a, b;王保弟等, 2018; Wangetal., 2019b)。尤為重要的是，隨著近年來在該縫合帶內高壓變質巖的連續發現，引起了國內外學者的廣泛關注，并取得了一系列重要進展(李靜等, 2015; 徐桂香等, 2016; 陳光艷等, 2017; 劉桂春等，2017；孫載波等, 2018；Wangetal., 2019b, 2020a)。有關帶內藍片巖的原巖類型、形成時代和變質作用等方面也取得了重要成果(周維全和林文信, 1982; 張儒瑗等, 1989, 1990; 趙靖, 1993; 趙靖等, 1994; Zhangetal., 2004；畢麗莎，2014; Fanetal., 2015;王舫等，2016；Wangetal., 2019a, 2020b；王慧寧等, 2019)。該變質巖帶是目前滇西地區延伸規模最大、保存最為完好、關注程度最高的高壓洋-陸俯沖-碰撞造山帶。高壓變質帶近南北向展布，已發現的藍片巖和榴輝巖主要分布于雙江勐庫、邦丙、瀾滄謙邁、惠民、景洪大勐龍等地區，斷續出露超過200km，向南一直延伸至緬甸境內(圖1)。李靜等(2015)通過1/5萬地質填圖，首次在雙江縣勐庫地區發現了退變榴輝巖，隨后彭智敏等(2019)和孫載波等(2019)分別在雙江邦丙和瀾滄謙邁等地也相繼報道了新發現的榴輝巖和藍片巖。本文報道的景洪大勐龍地區的高壓變質巖是云南省地質調查院近年開展的1/5萬填圖工作的新發現，然而，有關該地區高壓變質巖的礦物學、地球化學、變形-變質作用和同位素年代學等方面的研究還有待進一步深入探討。

滇西昌寧-孟連縫合帶內高壓變質巖的原巖組合比較復雜，前人報道了洋殼俯沖有關的EMORB、OIB型榴輝巖(孫載波等, 2017b; 中國地質調查局成都地質調查中心, 2018(1)中國地質調查局成都地質調查中心. 2018. 1:50000雙江、大芒光、文東幅區域地質礦產調查報告; Wangetal., 2019b)和類洋中脊型(MORB-like)榴輝巖(云南省地質礦產勘查院, 2019(2)云南省地質礦產勘查院. 2019. 1:50000下景張、新營盤、東崗、南北歸幅區域地質調查報告)，系統闡述了古特提斯洋片俯沖的性質、物質組成、年代格架及其變質演化特征。高壓變質巖的原巖組合比較復雜，包括不同成因的玄武質巖石、侵入于地殼中的超鎂鐵質巖石和變沉積巖(如云母片巖、硬玉石英巖、大理巖)等(Zhangetal., 1994; Ye and Hirajima, 1996; Jang, 1999)。本文在大量野外和系統巖相學研究工作的基礎上，重點對景洪大勐龍地區新發現的退變榴輝巖和藍片巖開展相關的主微量元素地球化學和鋯石U-Pb年代學的綜合研究，進一步深入探討其原巖特征、構造背景和變質時代，并與前人報道的OIB型榴輝巖進行對比，揭示三江南段昌寧-孟連古特提斯洋消減-閉合的演化過程及形成的構造背景。

1 區域地質背景

景洪大勐龍地區新發現的退變質榴輝巖、藍片巖產于灣河蛇綠混雜巖南段，共發現退變榴輝巖二處、藍片巖二處(圖2)。灣河蛇綠混雜巖最早由1:25萬臨滄、滾龍幅發現并命名(云南省地質調查院，2003(3)云南省地質調查院. 2003. 1:250000臨滄縣、滾龍幅區域地質調查報告)，主要出露于雙江縣灣河-銀廠河一帶，南北延伸約25km，為臨滄花崗巖基內的一個巨大捕虜體，并認為是銅廠街蛇綠混雜巖經構造改造、花崗質巖漿頂托等作用形成的構造巖片。通過近年來的1:5萬地質填圖，該蛇綠混雜巖北起云縣頭道水，經雙江勐庫銀廠河、瀾滄黑河、景洪大勐龍一帶，向南延入緬甸(圖1)，其空間分布、物質組成、成礦作用和形成年代等方面都與西側銅廠街蛇綠混雜巖存在一定差異，區域上昌寧-孟連縫合帶是由早古生代灣河蛇綠混雜巖帶和晚古生代銅廠街蛇綠混雜巖組成的復雜板塊縫合帶(劉桂春等, 2017)。灣河蛇綠混雜巖巖石組成較復雜，現存巖石有白云石英片巖、綠片巖、英云閃長巖-斜長巖、紋層狀斜長角閃巖-變質(堆晶)輝長巖、輝石橄欖巖、藍片巖、退變榴輝巖等，代表了蛇綠巖套的遠洋沉積、洋底玄武巖、淺色巖系、鎂鐵質堆晶雜巖、變質橄欖巖、高壓-超高壓變質巖。

圖1 東南亞主要板塊構造帶分布(a, 據Sone and Metcalfe, 2008修改)及三江南段地質簡圖(b,據Burchfiel and Chen, 2013修改)Fig.1 Distribution of the principal continental blocks and suture zones in Southeast Asia (a, modified after Sone and Metcalfe, 2008) and geological map of the Changning-Menglian suture in southern Sanjiang orogenic belt (b, modified after Burchfiel and Chen, 2013)

滇西地區低溫高壓變質巖主要分布于雙江縣南榔、粟義、瀾滄縣上允、惠民和勐海縣西定一帶(周維全和林文信, 1982; Zhangetal., 1993; 鐘大賚, 1998)(圖2)，巖石類型包括藍閃多硅白云母片巖、綠泥綠簾藍閃鈉長片巖和石榴多硅白云母藍閃石英片巖等(Zhangetal., 1993; 趙靖, 1993; 畢麗莎, 2014; 彭智敏等, 2019)。前人通過對低溫高壓變質巖內多硅白云母和藍閃石進行Ar-Ar同位素定年獲得294～214Ma的變質年齡(趙靖等, 1994; Heppeetal., 2007; Fanetal., 2015; Wangetal., 2019a)，普遍認為該帶內藍片巖形成于二疊紀，并經歷了三疊紀藍片巖相變質作用的改造。

2 退變榴輝巖、藍片巖的野外產出特征及巖石學特征

退變榴輝巖主要產于大勐龍勐宋壩，在勐海縣老班章村子附近有少量出露。藍片巖主要有兩種類型：變質含火山沉積型藍片巖和變質中基性火山巖型藍片巖，前者產于大勐龍曼先坦村子，后者產于大勐龍勐宋壩村子一帶。由于老班章退變榴輝巖風化及蝕變較強，本次工作僅針對勐宋壩地區退變榴輝巖和藍片巖進行相關地球化學和同位素年代學研究，共采集4件退變榴輝巖和7件藍片巖地球化學樣品，1件退變榴輝巖鋯石測年樣品(圖2)。

圖2 研究區地質簡圖(據云南省地質調查院，2019①修改)Qhal-第四系全新統; Qhpl-第四系更新統; N2s-新近系上統三營組; J2h-侏羅系中統花開左組; T3xs-三疊系上統雪山組; CPl-石炭-二疊系龍洞河組; Dn-泥盆系南光組; Snk.-志留系南坑河巖組; O2-3h.-奧陶系中-上統惠民巖組; Z-O1ml.-震旦-奧陶系曼來巖組; Nhmj.-南華系勐井山巖組; Qbn.-青白口系南木林巖組; Pt1D. -古元古界大勐龍巖群; Wοφm-灣河蛇綠混雜巖; ηγE-古近紀紀二長花崗巖; γπE-古近紀紀花崗斑巖; ηγeT-三疊紀中粗粒二云二長花崗巖; ηγdT-三疊紀似斑狀中粗粒黑云二長花崗巖; ηγcT-三疊紀中粗粒黑云二長花崗巖; ηγbT-三疊紀似斑狀中細粒黑云二長花崗巖; ηγaT-三疊紀中細粒黑云二長花崗巖; γδT-三疊紀花崗閃長巖; δT-三疊紀閃長巖; γπT-三疊紀花崗斑巖; γδοT-三疊紀英云閃長巖; γδP-二疊紀花崗閃長巖; γδοP-二疊紀英云閃長巖; δμP-二疊紀閃長斑巖; νP-二疊紀輝長巖; ονP-二疊紀蘇長輝長巖; ξγO-奧陶紀正長花崗巖Fig.2 Geological map of the study area

圖3 景洪大勐龍地區退變榴輝巖和藍片巖野外及鏡下特征(a、b)勐宋壩退變榴輝巖；(c、d)老班章褐鐵礦化退變榴輝巖；(e、f)曼先坦白云石榴藍閃石英片巖；(g、h)勐宋壩藍閃綠泥綠簾鈉長片巖.Pl-斜長石；Hb-角閃石；Act-陽起石；Grt-石榴子石；Ph-多硅白云母；Chl-綠泥石；Ep-綠簾石；Gln-藍閃石；Ab-鈉長石；Spn-榍石；Qz-石英Fig.3 Field and microscopic characteristics of retrograde eclogites and blueschists in the Damenglong area, Jinghong City

勐宋壩退變質榴輝巖(D5603-1-1)，出露于大勐龍勐宋壩中緬邊境一帶，出露面積約5km2，主要巖石類型有：榴閃巖、含石榴子石斜長角閃片巖等(圖3a)，呈構造透鏡體產于白云鈉長石英片巖和斜長角閃巖中。根據野外和室內巖石薄片觀測，勐宋壩退變榴輝巖中主要礦物成分為石榴子石、角閃石、斜長石、綠簾石、綠泥石和少量金紅石、鈦鐵礦等組成。石榴子石呈自形，其內不規則裂紋發育，沿裂紋見纖閃石、鈉長石、綠泥石呈線紋狀充填、交代(圖3b)。含少量的石英、綠簾石、斜長石、金紅石包裹體。巖石變形較強，以片理面為變形面發生褶皺，形成褶皺片狀構造。

老班章退變榴輝巖(1811BZ-1-1)主要出露于勐海縣老班章停車場旁，出露寬度約0.5～2m，圍巖為褐鐵礦化白云鈉長片巖，榴閃巖蝕變較強具褐鐵礦化(圖3c)。根據野外和室內巖石薄片觀測，老班章退變榴輝巖中主要礦物成分為石榴石、角閃石、斜長石、綠簾石、石英等。因降壓退變形成斜長石+綠簾石+黑云母或斜長石+角閃石后成合晶，其中部分顆粒強烈鐵泥化，部分具石榴子石假象，大部分顆粒具斜長石構成退變反應邊結構(俗稱“白眼圈”結構)，在后期構造應力作用下，呈透鏡條痕狀平行片理定向分布(圖3d)。

變火山沉積型藍片巖(PM013-2-2)，產于大勐龍曼先坦村子附近，主要為白云石榴藍閃石英片巖，呈構造殘片產于含石榴硬綠泥白云片巖、含石榴石多硅白云母片巖內(圖3e)。巖石具變斑細粒鱗片粒狀變晶結構，條帶條痕片狀構造。變斑晶為鐵鋁榴石(5%)、藍閃石(20%)，基質為石榴石(8%)、石英(51%)、黑云母(2%)、白云母(8%)、和微量綠簾石(圖3f)。

變中基性火山巖型藍片巖(PM025-6-2)，呈構造巖塊產于大勐龍勐宋壩一帶(圖3g)，主要巖性為灰綠色綠泥陽起藍閃片巖，巖石呈柱狀變晶結構，微網紋條痕片狀定向構造，主要礦物組成包括藍閃石(35%)、陽起石(30%)、綠簾石(18%)，次要礦物包括綠泥石(8%)、鈉長石(3%)、石英(2%)，少量副礦物榍石(3%)和金屬礦物(1%)(圖3h)。

3 分析方法

主、微量元素在武漢上譜分析科技有限責任公司完成。主量元素采用日本理學PrimusllX射線熒光光譜儀(XRF)分析完成；微量元素利用Agilent 7700e ICP-MS等離子質譜儀分析完成。用于ICP-MS分析的的樣品處理如下：(1)將200目樣品置于105℃烘箱中烘干12h；(2)準確稱取粉末樣品50mg置于Teflon溶樣中；(3)先后依次緩慢加入1mL HNO3和1mL高純 HF；(4)將Teflon溶樣彈放入鋼套，擰緊后置于190℃烘箱中加熱24h以上；(5)待溶樣彈冷卻，開蓋后置于140℃電熱板上蒸干，然后加入1mL HNO3并再次蒸干；(6)加入1mL高純HNO3、1mL MQ水和1mL 內標In(濃度為1×10-6)，再次將Teflon溶樣彈放入鋼套，擰緊后置于190℃烘箱中加熱12h以上；(7)將溶液轉入聚乙烯塑料瓶中，并用2% HNO3稀釋至100g以備ICP-MS測試。筆者對美國地質調查局(USGS)標準參考物質BHVO-2G，BCR-2G和BIR-1G進行了分析，結果表明微量元素分析精度和準確度均優于5%。

鋯石按照常規方法分選，最后在雙目鏡下挑純。將鋯石與一片RSES參考樣SL13及數粒TEMORA 1置于環氧樹脂中，然后磨制約一半，使鋯石內部暴露，用于陰極發光研究及隨后的SHRIMP U-Pb測試分析。鋯石陰極銀光照相(CL圖像)在中國地質科學院地質研究所電子探針研究室完成。鋯石SHRIMP U-Pb同位素分析在北京離子探針中心SHRIMP Ⅱ上進行。激光束斑大小為20～30μm，為防止鋯石表面的普通鉛和鍍金過程中的污染，測定前先對每個分析點進行2～3min的表面清洗。鋯石樣品分析原理和詳細流程參見Compstonetal.(1992)和Williams(1998)，樣品靶制作見宋彪等(2002)。在分析過程中，應用標準鋯石TEM(417Ma)進行元素間的分餾校正，206Pb/238U校正鋯石采用206Pb/238U =A(254UO+/238U+)(Claoueetal., 1995)；采用澳大利亞國立大學地學院標準鋯石SL13(年齡：572Ma；U含量：238×10-6)標定所測的鋯石的U、Th和Pb含量。運用ICPMSDataCal10.0軟件對鋯石U-Pb年齡以及Hf同位素數據進行離線處理，具體實驗操作流程與數據處理方法見Liuetal. (2008, 2010a, b)，衰變常數使用Steiger等推薦值(Steiger and J?ger, 1977)，普通鉛校正使用直接測定204Pb方法(Compstonetal., 1992)。本文所列數據均為統一測點連續5次分析的平均值，誤差為1σ，所有樣品均采用206Pb/238U年齡，加權平均年齡誤差為1σ，具95%的置信度。

4 分析結果

4.1 地球化學

4.1.1 退變榴輝巖

大勐龍地區勐宋壩退變榴輝巖主量、稀土及微量元素分析結果見表1。4件樣品的燒失量1.24%～1.33%，平均為1.28%，表明巖石發生了輕微蝕變。其中SiO2含量為49.64%～50.40%，平均為49.99%；Al2O3含量為12.97%～13.44%，平均為13.19%，Ti2O含量為2.35%～2.60%，平均為2.49%，Na2O含量為2.35%～3.28%，平均為2.60%，K2O含量為0.12%～0.13%，平均含量為0.13%，K2O/Na2O比值皆小于0.1，為0.04～0.06，具有富鈉貧鉀的特點。Mg#為46～58，平均為50.91，為分異演化程度中等的巖漿。

表1 景洪大勐龍地區退變榴輝巖與藍片巖地球化學數據(主量元素:wt%; 微量元素:×10-6)

續表1

圖4 景洪大勐龍地區退變榴輝巖Nb/Y-Zr/TiO2×0.0001圖解(a)和SiO2-FeOT/MgO圖解(b)(據Winchester and Floyd, 1976)Fig.4 Nb/Y vs. Zr/TiO2×0.0001 diagram(a)and SiO2 vs. FeOT/MgO diagram(b)for retrograde eclogite (after Winchester and Floyd, 1976)

圖5 景洪大勐龍地區退變榴輝巖球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a)和MORB標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值引自Sun and McDonough, 1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and MORB-normalized spidergrams (b) of retrograde eclogite (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

圖6 景洪大勐龍地區變基性藍片巖Nb/Y-Zr/Ti(a，據Pearce,1996)和Th-Co巖石分類圖解(b，據Hastie et al., 2007)Fig.6 Nb/Y vs. Zr/Ti diagram (a, after Pearce, 1996) and Th vs. Co classification diagram (b, after Hastie et al., 2007) for mafic blueschist in the Damenglong area, Jinghong City

圖7 景洪大勐龍地區變基性藍片巖球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a)和MORB標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值據Sun and McDonough, 1989)Fig.7 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and MORB-normalized trace element spidergrams (b) of mafic blueschist in the Damenglong area, Jinghong City (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

變質作用對榴輝巖微量元素的影響一直是個有爭議的問題，俯沖帶中的榴輝巖在流體作用下，大離子親石元素(Cs、Rb、Ba、Pb、Na、K)存在明顯的活動性，樣品中Na、K等堿金屬元素和Rb、Ba 等大離子親石元素含量變化較大且與燒失量(LOL)存在一定的相關性，表明在變質階段發生了多次的流體活動。因此，TAS圖解對原巖判別往往得到不可靠的結果，但對一些不活動元素而言則相對穩定，因而本文對樣品的巖石類型判別選用不活動元素分類圖解。在不活動元素Nb/Y-Zr/TiO2×0.0001圖解(圖4a)中，4件樣品全部落入到玄武巖-安山巖區域，在SiO2-FeOT/MgO圖解(圖4b)中，則落入到拉斑玄武巖區域。

退變榴輝巖稀土總量ΣREE為136.1×10-6～170.5×10-6，平均為150.7×10-6，LREE/ HREE為1.41～1.44，平均為1.42，(La/Yb)N為0.61～0.68，平均為0.65，δEu為0.85～0.89，平均為0.88，Eu具微弱的虧損，δCe為0.87～1.05，平均為0.99，具有較弱的Ce異常。球粒隕石標準化稀土元素配分曲線呈輕稀土弱虧損、重稀土平坦型的左傾正斜率分布(5a)，與N-MORB配分曲線總體相似。MORB標準化微量元素分布圖顯示(5b)，富集Rb、Th、Ta、Gd、Dy等元素， Pb、Pr、Tb虧損程度較低，總體分布形式與N-MORB微量元素分布形式相似。

4.1.2 藍片巖

大勐龍地區變基性藍片巖的主量、稀土及微量元素分析結果見表1。樣品SiO2含量為44.40%～48.89%，平均為47.16%，MgO含量為5.63%～6.37%，對應的Mg#指數為45～48；CaO含量為6.60%～8.88%，Fe2O3含量為6.79%～8.70%；TiO2含量2.55%～2.88%，均大于2%；Al2O3含量為13.28%～14.59%，非常低的K2O(0.04%～0.22%)含量和P2O5(0.21%～0.30%)含量，總體特征與典型大洋中脊玄武巖(N-MORB)十分相似(Sun and McDonough, 1989)。樣品中Cr、Ni含量較低(Cr=69.08×10-6～119.8×10-6；Ni=32.95×10-6～59.45×10-6)，明顯低于原生玄武巖巖漿范圍(Cr=300×10-6～500×10-6；Ni=300×10-6～400×10-6)(Ferryetal., 1978)，這些特征表明藍片巖的原巖可能經歷顯著的橄欖石、單斜輝石等鎂鐵質礦物的分離結晶作用。采用對蝕變火山巖及變質火山巖非常有效的Th-Co分類圖解(Hastieetal., 2007)(圖6b)，除1件樣品投到鈣堿性玄武巖區域內，其余樣品均投入到拉斑玄武巖區域內，采用Nb/Y-Zr/Ti圖解(Pearce, 1996)(圖6a)進行判斷，樣品均落入到亞堿性玄武巖-安山巖區域內。

樣品稀土總量(∑REE)變化于177.3×10-6～244.8×10-6，比典型的N-MORB稀土總量偏高(39.11×10-6)(Sun and McDonough, 1989)，輕稀土明顯虧損(La/Yb)N=0.75～0.79，不具明顯的Eu負異常(δEu=0.80～0.88)，在球粒隕石標準化稀土元素配分圖上(圖7a)，所有樣品顯示總體平緩、輕稀土虧損的配分模式，與典型的正常型洋中脊玄武巖(N-MORB)類似。在MORB標準化微量元素蛛網圖中(圖7b)，高場強元素(Pb、Gd、Tb、Dy)和大離子親石元素(Rb、Ba、Eu)含量具有較大變化區間，其他元素含量變化范圍穩定，整體表現出近乎平直的配分模式。

4.2 鋯石U-Pb年齡

本文重點對大勐龍地區勐宋壩1件退變榴輝巖樣品(D5603-1-1)進行了同位素年代學研究，共測定了30顆鋯石，U-Pb定年結果見表2。鋯石多為半自形結構，板柱狀為主，粒度一般較小，長軸80～120μm，短軸30～60μm，長寬比多為1:1至1:1.5，CL圖像具有相對較強發光效應(灰色-灰白色)和弱發光效應(灰黑色)兩種類型(圖8)，鋯石內部均勻，具無分帶到弱分帶特征，少數發育冷杉葉結構，顯示典型變質鋯石的特征。

具有弱發光效應(灰黑色)鋯石放射性成因鉛(Pb*)含量較高，多在11.1×10-6～31.5×10-6，具有相對較強發光效應(灰色-灰白色)鋯石放射性成因鉛(Pb*)含量較低，多在0.99×10-6～2.54×10-6；Th的含量在0.3×10-6～17.8×10-6之間，U的含量在33×10-6～993×10-6之間，Th/U在0.002～0.301之間。27個分析點的206Pb-238U年齡在215～238Ma之間，在諧和線上相對較集中，加權平均年齡為230.3±1.7Ma(MSWD=2.9)(圖9)，另外3個分析點被排除，其中1個年齡值明顯偏離諧和線，另外2個年齡偏老(322±49Ma、280±25Ma)。

表2 景洪大勐龍地區退變榴輝巖(樣品D5603-1-1)鋯石SHRIMP U-Pb 定年結果

圖8 大勐龍地區勐宋壩退變質榴輝巖(樣品D5603-1-1)鋯石陰極發光圖及測點位置Fig.8 CL images and analytical positions of zircons from the Mengsongba retrograde eclogite (Sample D5603-1-1) in the Damenglong area

圖9 大勐龍地區勐宋壩退變榴輝巖(樣品D5603-1-1)鋯石SHRIMP U-Pb 諧和曲線圖及加權平均年齡Fig.9 The zircon SHRIMP U-Pb concordiant diagram and weighted average age of Mengsongba retrograde eclogite (Sample D5603-1-1) in the Damenglong area

圖10 景洪大勐龍地區退變榴輝巖不活動元素構造環境判別圖(a)Zr/Y-Zr圖解(Pearce and Norry, 1979)；(b)V-(Ti/10000)圖解(Shervais, 1982).WPB-板內玄武巖；MORB-大洋中脊玄武巖；IAB-島弧玄武巖Fig.10 Tectonic discrimination diagrams of retrograde eclogites in the Damenglong area, Jinghong City

5 討論

5.1 原巖性質和構造環境

元素的遷移率受多種因素控制，包括礦物的穩定性，流體的物理和化學性質以及流體與巖石的相互作用。通常認為，巖石在俯沖帶中轉化為榴輝巖時，REE和HFSE的溶解度最低，因此可用于確定物源特征(Spandleretal., 2004)。在榴輝巖中，石榴子石包含了絕大部分的HREEs和Y，HFSEs(Nb、Ta、Zr、Hf等)則賦存在金紅石和鋯石中。對于本文中的退變質榴輝巖和藍片巖，發育明顯的角閃巖化，討論原巖的性質及其相關的構造背景具有一定局限性。然而，大多數樣品的不相容元素(Th、Nb、Sm、Pb等)與HREEs和Y具有較好的相關性，表明這些不相容元素在變質階段沒有發生明顯的元素變化，可以用于高壓變質巖的原巖性質和構造環境的討論。

5.1.1 退變榴輝巖

大勐龍地區勐宋壩退變榴輝巖Nb和Ta含量分別為2.30×10-6～2.70×10-6和0.19×10-6～0.21×10-6，Nb/La變化在0.36～0.46之間(平均為0.42，小于1)，Hf/Ta變化在17.45～23.79之間(均大于5)，La/Ta變化在27.60～37.00之間(平均為31.20，大于15)，其總體特征與N-MORB和島弧玄武巖類似，而與E-MORB和板內玄武巖(包括OIB)相差較大(Condie,1989)。樣品(La/Yb)N=0.61～0.68，具有平緩的、輕稀土微弱虧損的稀土配分模式(圖5a)，表明其巖漿可能源于虧損地幔。在傳統的Zr/Y-Zr和Ti/1000-V構造環境判別圖解上(圖10a, b)，樣品均顯示了MORB巖漿巖的親緣性；在Th/Yb-Nb/Yb圖解中(圖略)，4件樣品均落入到地幔演化線外靠近N-MORB區域。綜上所述，該地區退變榴輝巖的原巖可能形成于正常的大洋中脊環境。

5.1.2 藍片巖

基性藍片巖Nb和Ta的含量分別為2.40×10-6～4.14×10-6和0.14×10-6～0.32×10-6，Nb/La變化于0.24～0.41之間(平均為0.38，小于1)，Hf/Ta變化于20.4～56.4之間(平均為27.6，大于5)；La/Ta變化于31.2～74.5之間(平均為38.7，大于15)，總體特征與N-MORB和島弧玄武巖類似，而與E-MORB和板內玄武巖(包括OIB)相差較大(Condie,1989)。樣品(La/Yb)N=0.75 ～ 0.79，具有平緩的、輕稀土虧損的稀土配分模式(圖7a)，表明其巖漿可能源于虧損地幔。在MORB標準化蛛網圖上，顯示與N-MORB相似性，同時具有Nb、Ta、Ti的虧損和不相容元素的富集，表明沒有熱點活動的疊加和俯沖帶物質的加入。在傳統的Zr/Y-Zr構造環境判別圖解上(圖11a)，樣品均顯示了MORB巖漿巖的親緣性。利用N-MORB、E-MORB、島弧和大陸巖漿巖的Th-Hf/3-Ta三角圖解(Wood, 1980)(圖11b)進一步判斷，除1件樣品落入到島弧拉板玄武巖區域內，其余樣品均全部落入到正常型洋中脊玄武巖區域內。Th和Nb對于大洋玄武巖的分類以及俯沖帶物質的識別具有重要意義(Pearce, 2008)，在相應的Th/Yb-Nb/Yb圖解上(圖11c)，所有樣品均落入地幔演化線附近N-MORB區域。Th、Ta和Hf地球化學性質相近，Th/Hf和Ta/Hf比值在部分熔融和分離結晶作用中影響較小，可以用它們的相關圖解判斷巖石形成的構造環境(汪云亮等，2001)，在Th/Hf-Ta/Hf圖解上(圖11d)，除1件樣品落入到大洋島弧玄武巖區域內，其余樣品均全部落入到正常型洋中脊玄武巖與大洋島弧玄武巖界線附近。由此可見，大勐龍勐宋壩藍片巖的原巖可能形成于正常的大洋中脊環境。

5.2 昌寧-孟連縫合帶內高壓變質巖構造背景對比

高壓變質帶北部雙江勐庫地區退變榴輝巖同時具有 E-MORB和OIB地球化學特征，與羌塘地區片石山榴輝巖類似，應形成于洋中脊和熱點疊加的構造環境(張修政等, 2010, 2014; Zhaietal., 2011; 孫載波等, 2017b; Xuetal., 2020)；雙江邦丙地區藍閃榴輝巖具E-MORB巖石地球化學特征，而榴閃巖具OIB巖石地球化學特征(中國地質調查局成都地質調查中心，2018)，前者可能形成于洋中脊環境，而后者可能與地幔柱熱點有關；瀾滄黑河地區榴輝巖具 E-MORB和弧火山巖雙重巖石地球化學特征(云南省地質礦產勘查院，2019)，說明該地區榴輝巖形成環境較為特殊。雙江-粟義一帶藍片巖，由西往東構成了三條各具特色的南北向低溫高壓變質帶：大芒光房藍片巖帶、粟義藍片巖帶和南榔藍片巖帶，巖石的變質程度從綠片巖相向藍片巖相過渡，變質礦物組合由低壓礦物向高壓礦物轉變，所反映的構造環境由洋中脊到島弧環境(云南省地質調查院，2003)，變基性藍片巖原巖為OIB型玄武巖，形成于與地幔柱活動有關的洋島海山環境(王舫等，2016；Wangetal., 2019a)。瀾滄惠民地區含藍閃石變基性巖，原巖具島弧或活動大陸邊緣火山巖的地球化學特征，富集輕稀土元素，來源于富集地幔(從柏林等，1993；鐘大賚，1998)。

6 結論

通過本文詳細的巖石地球化學和鋯石U-Pb年代學研究，并結合前人資料的綜合分析，獲得以下主要認識：

(1)三江南段景洪大勐地區新發現的退變榴輝巖和基性藍片巖具有N-MORB地球化學特征，應形成于大洋中脊構造環境，其主體是古特提斯洋殼俯沖消減的產物。

(2)退變榴輝巖變質鋯石SHRIMP U-Pb年齡為230.3±1.7Ma，代表了榴輝巖峰期變質世代，與區域榴輝巖和藍片巖峰期變質時代完全吻合，充分證明昌寧-孟連造山帶在中-晚三疊世發生了深俯沖并經歷高壓-超高壓變質作用。

(3)昌寧-孟連高壓變質帶榴輝巖和藍片巖具N-MORB、E-MORB和OIB型復雜的巖石地球化學特征，可能形成于洋中脊和熱點疊加的構造環境，與羌塘地區高壓變質類似，同屬古特提斯洋主洋盆。

致謝本文的測試分析得到北京離子探針中心和武漢上譜分析測試有限公司實驗室工作人員的幫助；論文成文過程中得到云南省地質調查局李靜、段向東和云南省地質調查院徐桂香三位教授級高工的指導；楊崇輝研究員和董永勝教授對文章提出了寶貴修改意見，為文章進一步完善提供了極大幫助，在此一并表示衷心的感謝。