崇山剪切带混合岩化长英质脉体锆石U-Pb年龄及其意义

郭小飞， 荆一洪， 刘佳琪

(1.江西理工大学资源与环境工程学院， 赣州 341000； 2. 江西理工大学江西省矿业工程重点实验室， 赣州 341000)

印度板块和欧亚板块碰撞造成了青藏高原的隆起。为了吸纳碰撞引起的陆内变形，藏东南三江地区发育了如哀牢山、崇山、高黎贡山等大型北北西-近南北向走滑剪切带[1-4]。造山带地区走滑剪切带是对造山过程的重要响应，可以作为不同块体的重要地质边界，对于块体的演化具有重要的控制作用。通常对于走滑剪切带的研究，可以在野外地质调查中进行露头尺度的详细构造形迹解析，也可以在室内对典型岩石样品进行显微组构和年代学分析。由于锆石U-Pb体系高封闭温度特征，其被广泛用于确定岩浆岩结晶年龄和各种变质作用峰期年龄[5-7]。三江地区东部的哀牢山剪切带和西部的高黎贡山剪切带前人已经进行了广泛的研究。例如，沿哀牢山-红河剪切带分布的花岗质岩石锆石U-Pb年代学结果表明，其左旋韧性剪切在约31 Ma开始，在27～21 Ma达到顶峰，并在相对较低的温度下在约20 Ma减缓[8-9]。哀牢山变质带花岗质岩石锆石年龄数据甚至暗示剪切作用可能在40 Ma已经开始，并至少持续到约22 Ma[10-11]。高黎贡山走滑断裂带中同剪切矿物的40Ar/39Ar测年结果表明，走滑剪切至少开始于约32 Ma，可能与东南亚其他主要剪切系统的开始时间相同[12]，其中糜棱岩产生15～16 Ma的40Ar/39Ar云母年龄，表明右旋走滑剪切发生在中新世[13]。然而，对于夹杂在二者之间的碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带相关问题仍然存在争议，比如它的剪切属性和剪切时限，以及其与邻区剪切带的关系。最近，黄亮等[14]获得了崇山剪切带漕涧地区约35 Ma的始新世糜棱岩化黑云二长花岗岩，认为是一套地壳部分熔融和壳幔相互作用的淡色花岗岩。这可能代表走滑深熔热隆阶段的产物[15]。

现通过对崇山剪切带进行详细的野外地质调查，及对带内发育的混合岩化长英质脉体进行激光剥蚀-等离子体质谱仪(laser ablation-inductive coupled plasma-mass spectrometer，LA-ICP-MS)锆石U-Pb测年，结合前人研究成果，讨论崇山剪切带走滑剪切属性和时代，以期为藏东南三江地区新生代以来的岩浆-构造演化提供年代学资料。

1 地质背景及岩石学特征

藏东南三江地区处在金沙江、澜沧江和怒江三江并流区域。作为横断山脉的重要组成部分，碧罗雪山-崇山-澜沧江构造带在地质历史时期经历了复杂的演化过程，如今已是复杂的构造混杂带(图1)。碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带大致可分为三部分：北段为碧罗雪山以北，向南延伸至中段崇山山脉，南段自临沧岩体经景洪向南进入泰国[16]。总体上呈长条线形展布，全长超过500 km，宽度2～20 km。碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带是保山地块与兰坪-思茅盆地的重要地质边界。剪切带内可见定向构造明显的片岩和片麻岩等岩石，也可见块状构造的斜长角闪岩等。由于新生代走滑构造作用的影响，各类岩石经历了从绿片岩相到高角闪岩相程度不等的变质作用。其中高级变质带主要由石榴子石-黑云母-矽线石片麻岩、长石斑晶眼球状片麻岩等组成，近似平行的低级变质带包括强褶皱的千枚岩和云母片岩等[17]。剪切带内经历混合岩化形成的各类长英质脉较为常见，分布范围和形态规模变化较大。

对崇山剪切带大理永平县永保桥地区进行了详细的野外地质考察，采集了代表性样品并磨片在显微镜下观察(图2)。在野外地质考察中，可以明显观察到岩石的σ型残斑[图2(b)、图2(c)]。显微镜下，样品显示S-C组构和矿物拉伸线理现象，并能观察到石英亚晶粒重结晶形成拉长状多晶条带[图2(d)]；局部视域下甚至可见典型的多米诺型书斜构造[图2(e)]。综合野外和室内分析工作，可以确定研究区经历了左旋剪切作用。获取的混合岩化长英质脉体采样位置如图2(a)所示，该地混合岩化强烈，可见明显的暗色基体和浅色脉体。采集的长英质脉体(CS-10)样品发育在整体的布丁构造中，颜色呈白色，块状构造，由长石(61%)、石英(33%)和少量白云母(5%)及锆石、磷灰石等副矿物组成。

图1 三江造山带地质简图Fig.1 Geological map of Sanjiang orogenic belt

图2 崇山剪切带永保桥地区岩石的野外和镜下特征Fig.2 Field and microscopic characteristics of rocks in Yongbao Bridge of Chongshan shear zone

2 分析方法

选择采集到的新鲜样品邮寄到广州市拓岩检测技术有限公司进行锆石单矿物的挑选和制靶工作。为精确检查锆石的内部结构，随后进行透射光和反射光显微照相及阴极发光(cathodoluminescence，CL)图像分析。锆石U-Pb年代学分析测试在桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室的多接收电感耦合等离子体质谱仪(NWR-193、Agilent 7500CX型)上进行测定，具体分析流程见文献[18]。应用ICPMSDataCal数据处理软件对分析测试原始数据进行分馏校正及计算[19]，采用TEMORA作外标。样品数据处理采用Ludwig 2001 SQUID 1.02及ISOPLOT程序[20]。

3 分析结果

从崇山剪切带大理永平县永保桥地区采集到的混合岩化长英质脉(CS-10)中，典型锆石颗粒CL图像、Th/U比值以及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图如图3所示。具体的定年分析数据见表1。

图3 崇山剪切带混合岩化长英质脉体典型锆石CL图像和Th/U比值及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图Fig.3 Typical zircon CL images， Th/U ratios and their LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia age plot of migmatized felsic vein in Chongshan shear zone

表1 崇山剪切带混合岩化长英质脉体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析结果Table 1 The analysis results of zircon U-Pb of LA-ICP-MS migmatized felsic vein in Chongshan shear zone

CS-10样品在CL图像上显示大部分锆石颗粒为自形长柱状，长短轴比值一般大于2，长轴直径一般在80～160 μm。大部分锆石颜色较浅，表明其U含量不高。此外，测试的锆石颗粒显示典型震荡生长环带，所有测点的Th/U比值在0.20～1.54。综合前述特征，表明所采样品锆石是典型岩浆成因锆石。

对典型锆石颗粒进行LA-ICP-MS定年，分析测试时避开有裂纹和存在包裹体的地方，一共分析了14个测点。锆石U-Pb谐和图可以看出测试结果落在谐和线附近，其206Pb/238U加权平均年龄为(24.6±2.0) Ma (加权平均方差为2.9)。综合分析可知，这一年龄代表混合岩化长英质花岗岩脉的岩浆结晶年龄。

4 讨论

研究区经历了复杂的地质演化过程如特提斯洋的演化和印欧碰撞过程，剪切带岩石受到了多期次岩浆变质作用的影响。统计了碧罗雪山-崇山-澜沧江构造带新生代以来的岩浆变质作用年龄记录(表2)，可以看出新生代以来的岩浆变质作用集中在55～13 Ma。值得注意的是，锆石U-Pb年龄自始新世到早中新世都有，而40Ar/39Ar年龄则普遍处于渐新世至中新世(图4)。所获得的崇山剪切带内混合岩化长英质脉体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(24.6±2.0)Ma，锆石CL图像特征和Th/U比值显示其为典型岩浆成因，代表了晚渐新世的一期岩浆作用。对应于西南三江造山带38～23 Ma的走滑剪切深熔阶段，强烈走滑剪切作用伴随着深熔花岗岩(脉)的侵入[21]。

由于多期地质作用的叠加和块体各向异性，碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带地质演化复杂。新生代以来，有学者认为碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带经历了多次脆、韧性变形改造[17， 25]。其他学者如尹福光等[21]和史鹏亮等[26]的综述性文章中也提到了类似的观点，相比于哀牢山剪切带和高黎贡山剪切带的确切归属，碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带剪切属性不甚明朗。在崇山剪切带大理永平县永保桥地区进行的野外和室内观测资料表明，其左行走滑剪切特征明显。那么，碧罗雪山和澜沧江段是否也为统一的左行走滑还是具有不同的剪切属性？近年来一些学者通过构造几何学、运动学和岩石变形分析等方法逐步确定了碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带的剪切属性。如图5所示，块体运动角度α反映出地块运动方向不同，在同一研究区，进行运动学分解得到的剪切方向可以是截然不同的结果。按照构造几何学和运动学特征，对其进行新生代剪压应变分解，得到碧罗雪山以北、碧罗雪山-崇山段以及澜沧江段分别以右行走滑、左行走滑和右行走滑为特征[27]。由于印度-欧亚板块碰撞并非南北向的正向碰撞[28-29]，同时，被交切块体边缘走滑速度也有差异，甚至会造成不同程度的旋转[30-31]。故而，碰撞造成的陆壳变形在不同走滑剪切带和同一剪切带的不同方向都有可能存在应对的差异性。

表2 碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带新生代年龄记录Table 2 Cenozoic age records of Biluoxueshan-Chongshan-Lancangjiang shear zone

图4 碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带锆石U-Pb和 Ar-Ar年龄数据统计分布Fig.4 Statistical distributions of the U-Pb ages and Ar-Ar ages in Biluoxueshan-Chongshan-Lancangjiang shear zone

图5 碧罗雪山-崇山-澜沧江应变带块体运动方向与运动学分解模式[27]Fig.5 Kinematic decomposition and block movement direction model of Biluoxueshan-Chongshan-Lancangjiang strain zone[27]

5 结论

通过对崇山剪切带大理永平县永保桥地区野外和室内分析得到以下结论。

(1)观测资料显示研究区为左行走滑剪切。带内混合岩化长英质脉体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(24.6 ± 2.0) Ma，表明该带在晚渐新世处于剪切深熔阶段

(2)碧罗雪山-崇山-澜沧江剪切带与邻区哀牢山剪切带和高黎贡山剪切带及其控制的内部块体虽然应对陆内变形的方式有所差异，但都是印度和欧亚板块碰撞条件下青藏高原东南缘响应的重要地区。