曾昭光，楊恩林，梁國軍，張貴發(fā)，王華斌

(貴州省地礦局117地質(zhì)大隊，貴州 貴陽 550018)

造山帶火山巖是重朔造山帶巖漿演化史,認識造山帶的形成和演化的窗口，不同構造環(huán)境有特定的火山巖漿作用與之相伴 (夏林圻，2001)。仙諾地區(qū)位于老撾北部，其西部、南部與泰國接壤，在仙諾縣(B.Xiang-Nou)縣城西部約20km處班八拐中三疊世南團組底部新發(fā)現(xiàn)一套火山巖組合，筆者對該火山巖的產(chǎn)出、巖石、地球化學等特征進行了系統(tǒng)研究，探討其形成時代和構造背景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)在大地構造上位于特提斯構造域東段與西太平洋構造域的相交接地帶，隸屬于印支陸塊區(qū)(西界為瀾滄江-清萊-勞勿縫合帶，北東界為金沙江-哀牢山-馬江縫合帶)(李興振等，2004)，地質(zhì)構造比較復雜，其主要構造單元可與毗鄰的中國云南、越南、柬埔寨、泰國等的構造單元相互連接和延伸。該區(qū)所處的中南半島古生代為岡瓦納大陸與勞亞大陸之間、特提斯洋中的一系列具有前寒武紀結晶基底的海山、洋島。中生代以來，主體與勞亞古陸碰撞拼合相連為一體；新生代以來，位于逐漸隆起的青藏高原東南緣，伴隨著歐亞-印澳板塊的拼合碰撞與側向擠壓，成為逃逸構造活動帶的一部分。是由一系列古地塊群經(jīng)俯沖蛇綠混雜巖帶等多期改造拼合而成的復合地塊群(李興振等，2002)(圖1)。

1.侏羅系；2.上三疊統(tǒng)南遼組；3.上三疊統(tǒng)南團組；4.上三疊統(tǒng)杭村組；5.中三疊統(tǒng)帕江組；6.上二疊統(tǒng)玄武巖組；7.中二疊統(tǒng)潘達組；8.上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)冬卡組；9上石炭統(tǒng)孟南組；10.超基性侵入巖；11.斷層及傾角；12.地質(zhì)界線；13.角度不整合界線；14.平行不整合界線；15.火山巖組合層；Ⅲ1.景洪-素可泰火山?。虎?.思茅-彭世洛中新世代盆地及墨江-黎府火山?。虎?.萬象—呵叻中新生代盆地；Ⅲ4.南、北長山褶皺帶；①.寧昌-清邁蛇綠巖帶；②.難河-程逸-沙繳縫合帶；③.奠邊-黎府縫合帶；④紅河斷裂；⑤.馬江縫合帶；⑥色潘-三岐縫合帶圖1 老撾仙諾地區(qū)地質(zhì)略圖(圖a據(jù)李興振等修改，2004)Fig.1 Geological sketch map of B.Xiang-Nou area in Laos

研究區(qū)橫跨景洪-素可泰火山弧與思茅-彭世洛地塊，主體處于思茅-彭世洛地塊內(nèi)。自古生代以來，經(jīng)歷了裂解—閉合—碰撞—抬升漫長而復雜的演化過程，鑄就了現(xiàn)在復雜的構造格局(王承書，2002)。其形成和發(fā)展演化歷程受到了難河-程逸-沙繳縫合帶和以東的奠邊府-黎府縫合帶形成演化的控制，同時亦受西側景洪-素可泰火山弧及思茅-彭世洛中新生代盆地、墨江-黎府火山弧演化的制約(李興振等，2004)。

2 火山巖的分布及巖石特征

火山巖主要分布于河德憨—班八拐—桂普蘭地區(qū)，呈南北向展布，長約15km(圖1)，產(chǎn)于南團組底部，與下伏上三疊統(tǒng)杭村組呈平行不整合接觸，在班八拐出露較好，其厚度16.1m。以凝灰?guī)r與角礫巖組合出現(xiàn)(圖2)。凝灰?guī)r呈灰白色、灰色，具隱晶質(zhì)結構，層狀構造，變余凝灰結構，以晶屑、玻屑和次火山填隙物組成，巖石強脫玻、硅化、綠泥石化和泥化，礦物成分除了斜長石晶屑因聚片雙晶還保留可識別外，其余都僅具晶型假象；玻屑因退玻生成細粒狀石英集合體，僅保留玻屑形態(tài)或玻屑綠泥石化等。成分為晶屑10%，玻屑30%，填隙物60%，角閃石1%?，F(xiàn)將該火山巖剖面( 圖3)逐層描述如下。

a.角礫巖與凝灰?guī)r互層;b.礫巖；c.玻屑結構(正交偏光 目鏡10×物鏡5×)；d.斑狀結構(正交偏光 目鏡10× 物鏡5×)圖2 仙諾火山巖宏觀與微觀特征圖Fig.2 The Macroscopical and microcosmic feature of volcanic rock in B.Xiang-Nou

圖3 仙諾火山巖地層層序圖Fig.3 The stratigraphic sequence of volcanic rocks in B.Xiang-Nou

上覆地層上三疊統(tǒng)南團組：粉砂巖、泥巖。

7.深灰色泥巖、粉砂巖。

-------- 整合接觸 --------

南團組底部礫巖、凝灰?guī)r層

厚16.1 m

6.凝灰?guī)r：灰色、淺灰色塊狀變余玻屑火山凝灰?guī)r，礦物組成有玻屑及火山灰、白鈦石、綠簾石和黃鉀鐵釩。其中玻屑呈各種不規(guī)則的弧形凹面體，玻屑之間為火山灰。玻屑和火山灰粒度變粗，白鈦石、綠簾石呈斑狀分散狀分布于巖石中。

4.3 m

5.礫巖：淺灰色塊狀礫巖。礫石含量約20%～50%，顆粒之間的膠結物為火山巖；礫巖風化面呈褐色，新鮮面呈灰褐色，礫徑約1～50 cm，磨圓度一般，顆粒較大者成分主要為火山物質(zhì)、凝灰?guī)r、安山巖、砂巖等，礫石的磨圓度較好。

6.5 m

4.凝灰?guī)r：灰色、淺灰色塊狀變余玻屑火山灰凝灰?guī)r，礦物組成有玻屑及火山灰、白鈦石、綠簾石和黃鉀鐵釩為特征。黏土礦物顆粒較粗，粒度大小0.5～2 cm。

2.3 m

3.礫巖：灰色礫巖。礫石含量約5%，膠結物為火山質(zhì)；礫徑約1～10 cm，呈次磨圓狀，礫石主要為凝灰?guī)r、火山角礫巖、砂巖、閃長巖等。

1.8 m

2.凝灰?guī)r：灰色、淺灰色塊狀變余玻屑火山灰凝灰?guī)r，礦物組成有玻屑及火山灰、白鈦石、綠簾石和黃鉀鐵釩。其中玻屑呈各種不規(guī)則的弧形凹面體，玻屑之間為火山灰。玻屑均已被黏土礦物代替。黏土礦物顆粒極細，呈隱晶-微晶集合體。白鈦石、綠簾石呈隱晶狀分散狀分布于巖石中。黃鉀鐵釩呈微細鱗片狀隱晶質(zhì)集合體。

1.2 m

-------- 平行不整合接觸 --------

1.下伏地層上三疊統(tǒng)杭村組：灰色、深灰色致密狀砂質(zhì)板巖。

3 樣品采集及測試分析

對仙諾縣班八拐出露火山巖組合進行1∶200地層剖面測量，對火山巖進行了詳細分層。在2、4、6層凝灰?guī)r中分別采集BW31、YD04、YD02、YD01+1、YD01樣品(圖3)進行主量元素、微量元素、稀土元素分析。樣品由澳實分析檢測集團-澳實礦物實驗室(廣州)測試分析，主量元素用荷蘭PANalytical生產(chǎn)的Axios儀器利用熒光光譜儀(XRF)測試分析，檢出14種氧化物。微量元素用美國Varian生產(chǎn)的ICP735-ES儀器分析，分析方法為巖石樣品四酸消解后利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)測定多元素含量，共檢出33種元素。稀土元素分析為堿熔法，即將巖石樣品加入到LiBO2熔劑中，混合均勻，在1 000°C以上的熔爐中熔化，利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)檢測31種元素，檢測儀器為美國Perkin Elmer公司生產(chǎn)的Elan 9000。

在第2層的凝灰?guī)r中采集測年樣品，由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所對樣品進行加工，采用重力和磁選方法分選出鋯石。選出的鋯石在雙目鏡下，挑選完整、透明度高、無裂隙、體型較大的將其整齊的置于環(huán)氧樹脂中，磨至大部分鋯石一半處截面。制靶后先進行反射光、透射光顯微照相，選擇其中無裂隙、無包裹體的鋯石再進行陰極發(fā)光(CL)顯微照相。陰極發(fā)光顯微照相在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室(GPMR) JEOL-JXA-8100電子探針上完成。鋯石U-Pb同位素測年在中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室(GPMR)利用激光剝蝕等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)儀器分析完成。

4 地球化學特征

4.1 主量元素特征

在仙諾縣班八拐火山巖中采集5件樣品分析主量元素含量見表1。從表1中可看出，SiO2含量為56.13%～74.58%，為中-酸性系列 (英安質(zhì)凝灰?guī)r)，從下往上SiO2含量減少，從酸性到中性的變化。A12O3含量從下往上是增加，為13.9%～25.38%，MgO含量均較低，為0.43%～0.86%，其巖石多為高鋁低鎂的特征。TiO2、A12O3、Fe2O3、MgO含量隨著SiO2的增加而降低，由MnO、CaO與SiO2的含量變化一致;全堿含量(Na2O+K2O)為4.73%～5.74%，其變化與SiO2的含量趨勢大體一致，表現(xiàn)為典型的堿性-鈣堿性巖系列特征。研究區(qū)部分主量元素及其特征值在TAS 圖解中顯示(圖4)，該巖石類型為玄武安山巖、安山巖、英安巖,多數(shù)為亞堿性?；鹕綆r巖石化學及特征參數(shù)、CIPW標準礦物(表2)，參數(shù)特征如下。

Pc.苦橄玄武巖；B.玄武巖；O1.玄武安山巖；O2.安山巖；O3.英安巖；S1.粗面玄武巖；S2.玄武質(zhì)粗面安山巖；S3.粗面安山巖；T.粗面巖、粗面英安巖；F.副長石巖；U1.堿玄巖、碧玄巖；U2.響巖質(zhì)堿玄巖；U3.堿玄質(zhì)響巖、響巖；Ir.Irive分界線，上方為堿性，下方為亞堿性圖4 仙諾火山巖元素特征值TAS圖解Fig.4 TAS diagram of volcanic rocks in B.Xiang-Nou

(1)分異指數(shù)(DI)：為70.64～88.95，分異指數(shù)較高，說明巖漿分異演化程度較徹底，巖石酸性程度高。

(2)固結指數(shù)(SI)：為4.95～7.78，根據(jù)前人的研究成果，隨著巖漿分異程度增高，SI值變小，巖石酸性程度增高。小于40均是幔源原生巖漿經(jīng)過分異同化而成，可能是原生巖漿在地殼深處經(jīng)分異作用而衍生的巖漿或者為原生巖漿受地殼物質(zhì)混染而成。

(3)巖石堿度：里特曼指數(shù)(δ)：δ為0.61～1.76，小于<3.3，顯示巖石為鈣堿性巖。

堿度率(AR)：AR為1.5～2.33，在TAS圖上，多數(shù)投影于亞堿性巖石區(qū)。

(4)A/CNK 值： A/CNK變化范圍為1.58～3.78，大部分樣品的A/CNK都大于1，顯示樣品屬于過鋁質(zhì)系列。

4.2 微量元素特征

仙諾班八拐火山巖微量元素含量見表3，所有樣品均具有較低的Nb/Y值，在SiO2-Nb/Y圖解上(圖5)，主要在流紋英安巖范圍內(nèi)。英安質(zhì)凝灰?guī)r系列火山巖微量元素豐度變化較大，尤以Rb變化范圍最大，總體表現(xiàn)為大離子親石元素(Rb, Ba)的富集，高強場元素K、Ti豐度普遍較低。其分配模式呈現(xiàn)先隆起后呈弱的向右傾斜趨勢(圖6)，與中國金沙江帶(莫宣學等，1993)及世界島弧火山巖(BALEY,1981)相一致。

Subalkalbas.亞堿性玄武巖；Andesite.安山巖；Rhydac/Dac.流紋英安巖/英安巖；Rhyolite.流紋巖;com/pant.納閃堿流巖/堿流巖；Trachyte.粗面巖；Trachyand.粗面安山巖；Phonolite.響巖；Alkbas.堿性玄武巖；Ban/NPh.碧玄巖/霞石巖圖5 仙諾火山巖SiO2-Nb/Y分類圖解Fig.5 SiO2-Nb/Y classification diagram of volcanic rocks in B.Xiang-Nou

4.3 稀土元素特征

火山巖稀土元素含量見表4，稀土元素含量相對較高，ΣREE為68.62×10-6～132.64×10-6，LaN/YbN=2.11～7.41，δEu 為0.49～0.98，略顯負異常，稀土元素配分模式圖上表現(xiàn)為明顯右傾的特征(圖7) 。在球粒隕石標準化的稀土配分模式圖上表現(xiàn)為輕稀土輕微富集和重稀土相對平坦的特征，無Eu異常或弱的正異?；蜇摦惓?圖7)。

圖6 仙諾微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element in B.Xiang-Nou

圖7 仙諾稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns in B.Xiang-Nou

5 構造環(huán)境分析

火山巖產(chǎn)于南團組底部，以礫巖與凝灰?guī)r互層呈韻律組合，且是下部顆粒小，往上變大的特征，表明可能為造山隆升剝蝕的陸相環(huán)境(朱延浙等，2007)。根據(jù)主量元素及其特征值該巖石類型為安山巖、英安巖、流紋巖,地球上大量的安山巖出現(xiàn)在活動造山帶及其活動強大的大陸邊緣和島弧上(宋叔和，1973)?？赡苁窃从趲r石蝕變部分樣品受到后期構造作用，部分元素含量失真，在火山巖的Rb/Y+Nb圖解中，投點較為分散(圖8)。由圖8得知，樣品元素特征值投圖為島弧環(huán)境，這與前人(范蔚茗等，2009，寇林林，2009)對測區(qū)劃分的構造環(huán)境相吻合。該火山巖A12O3含量為13.9%～25.38%，MgO含量為0.43%～0.86%。為高鋁低鎂的特征，符合古特提斯晚三疊世碰撞后隆升階段，巖石圈拆沉作用下形成的高鋁低鎂巖漿的特點(彭平頭，2006)。綜上所述，認為該火山巖大地構造背景為島弧環(huán)境，是中特提斯洋打開，古特提斯洋向古印支地塊俯沖閉合過程中的產(chǎn)物。

Syn-COLG.同碰撞花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖；ORG.洋脊花崗巖 ； VAG.火山島弧花崗巖圖8 Rb/Y+Nb圖解 (PEARCE J A,et al.1984)Fig.8 Rb/Y+Nb diagram

6 巖體形成時代討論

火山巖產(chǎn)于南團組底部，據(jù)南團組的巖石組合特征，區(qū)域上可與《云南省巖石地層》(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，2008)中滇西地區(qū)桃子組的碎屑巖對比，南團組的形成時代為晚三疊世。在凝灰?guī)r中選出的鋯石具有較明顯的巖漿鋯石震蕩環(huán)帶(圖9)，其年齡能夠代表火山巖噴出年齡。本次樣品共測試了24個點，24個巖漿鋯石的年齡范圍比較集中，且數(shù)據(jù)點在諧和圖中集中一致分布在曲線上及附近，所有測點206Pb/238U加權平均年齡為U-Pb年齡(215±1.4) Ma (圖10)，即該火山巖為晚三疊世巖漿活動的產(chǎn)物。

總之，該火山巖是中特提斯洋打開，古特提斯洋向古印支地塊俯沖閉合過程中的產(chǎn)物。

圖9 仙諾鋯石陰極發(fā)光(CL)圖Fig.9 CL images of zircon in B.Xiang-Nou

圖10 仙諾火山巖U-Pb年齡諧和圖Fig.10 Zircons U-Pb concordia diagram in B.Xiang-Nou

7 結論

(1)火山巖層產(chǎn)于三疊系南團組底部，具隱晶質(zhì)結構、斑狀結構、變余凝灰結構，可見晶屑、玻屑和次火山填隙物，以凝灰角礫巖與凝灰?guī)r互層為主。SiO2含量為56.13%～74.58%，為英安質(zhì)凝灰?guī)r(酸性系列)，據(jù)主量元素及其特征值，認為該巖石類型為玄武安山巖、安山巖、英安巖，可能來自于附近中酸性火山噴發(fā)活動。

(2)通過對火山巖元素地球化學特征以及同位素地球化學研究，表明該區(qū)的大地構造背景為島弧環(huán)境，是中特提斯洋打開，古特提斯洋向古印支地塊俯沖閉合過程中的產(chǎn)物?；鹕綆r的U-Pb定年為(215±1.4) Ma，是晚三疊世諾利期形成 。