第24卷 第2期2005年3月
岩 石 矿 物 学 杂 志
ACTA PETROLO GICA ET MIN ERALO GICA
Vol.24,No.2
40Ar/39Ar年龄及地质意义
董方浏1，莫宣学2，侯增谦1，王 勇3，毕先梅2，周 肃2
(1.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037;2.中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083;
3.东华理工学院地球科学系，江西抚州 344000)
摘 要：对侵位于云南兰坪中新生代红层盆地中的碱性岩进行了Ar-Ar同位素定年，获得永平卓潘碱性杂岩体的侵入年龄为36.70Ma，巍山莲花山碱性石英二长斑岩的侵入年龄为38.81Ma。兰坪盆地的构造演 化受控于古特提斯的闭合及印度与亚洲大陆碰撞的造山作用，盆地经历了陆内裂谷、拗陷盆地和走滑盆地3个阶段的发育过程。喜马拉雅期盆地处于走滑拉分阶段，可分为4个构造幕，碱性岩主要在第1构造幕期间侵入。盆地中的碱性岩体是青藏高原东缘总体呈NW走向的金沙江红河巨型富碱侵入岩带的组成部分。金沙江红河断裂带经历由转换压扭变形(42～24Ma)到转换张扭变形(24～16Ma)、再到东西向伸展(<16Ma)的过程，兰坪盆地的碱性岩发育于转换压扭变形期间。认为兰坪盆地碱性斑岩的侵入和盆地的喜马拉雅期构造演化主要受控于古特提斯扬子地块向西的俯冲板片遗迹引发的地幔上隆和部分熔融。
关键词：碱性岩体；喜马拉雅期;40Ar/39Ar年龄；地质意义；兰坪盆地；云南
中图分类号:P597.+3;P588.15 文献标识码:A 文章编号:1000-6524(2005)02-0103-07
40Ar/39Ar ages of Himalayan alkaline rocks in Lanping basin,
Yunnan Province,and their geological implications
DON G Fang-liu1,MO Xuan-xue2,HOU Zeng-qian1,WAN G Y ong3,B I Xian-mei2and ZHOU Su2
(1.Institute of M ineral Res ources,Chinese Academ y of G e ological S ciences,Beijing100037,China;2.S ch ool of E arth S ciences and Res ources,
China University of G eosciences,Beijing100083,China;3.East China Institute of Technology,Fuzhou344000,China)
Abstract:Alkaline intrusive rocks in Mesozoic-Cenozoic Lanping red bed basin of Yunnan Province were studied with the Ar-Ar isotope dating method.The results show that the Zhuopan alkaline intrusive complex in Y ong2 ping and the Lianhuashan alkaline beschtauite in Weishan have Ar-Ar plateau ages of36.70Ma and38.81Ma, respectively.Tectonic evolution of Lanping basin,controlled by closure of Palaeo-Tethys and collisional orogen between India plate and Asia continent,has undergone three evolutional ,intracontinental rift,sag basin and strike-slip basin.The Himalayan basin at the strike-slip stage can be divided into four tectonic phases. The intrusion of alkaline complex is the first tectonic phase.Alkaline intrusive rocks in Lanping basin make up part of alkaline-enriched intrusive belt along the NW-striking Jinshajiang-Honghe fractured zone in the eastern margin of Qinghai-Tibet plateau.During the tectonic evolution of Jinshajiang-Honghe fractured zone from tran2 sitional compressional-shear deformation(42～24Ma)and transitional extensional-shear deformation(24～16 Ma)to EW-striking extensional processes(<16Ma),alkaline rocks in Lanping basin were developed in the transitional compressional-shear deformation phase.The intrusion of alkaline complex and the tectonic evolution
收稿日期:20040830；修订日期:20041227
基金项目：国土资源大调查资助项目(20001020026003)；国家重点基础研究发展规划“973”资助项目(2002CB412600)
作者简介：董方浏(1964)，男，博士，高级工程师，现主要从事矿床地质勘察与研究工作。
in Himalayan period are controlled predominantly by mantle uplifting and partial melting generated by remnants of westward subducted Palaeo-Tethyan Yangtze block.
K ey w ords:alkaline intrusive rocks;Himalayan period;40Ar/39Ar age;geological implication;Lanping basin; Yunnan Province
古特提斯的闭合、印度与亚洲大陆的碰撞造山作用制约了兰坪盆地的构造演化过程。在这个过程中，兰坪盆地经历了晚三叠世—早侏罗世陆内裂谷盆地、中侏罗世—白垩纪拗陷盆地和喜马拉雅期走滑盆地3个发育阶段，是一个由多个不同性质的单型盆地构成的大型复合盆地(侯增谦等,2003)。侵位于兰坪盆地的永平卓潘碱性杂岩体和巍山大莲花山石英正长斑岩体是青藏高原东缘总体呈NW走向巨型富碱侵入岩带的组成部分(张玉泉等,1987)。该富碱侵入岩带受调节印亚大陆碰撞应变的金沙江红河断裂带的控制(侯增谦等,2004)。对于该富碱侵入岩带，前人已做了大量研究，获得丰富的地质、地球
化学和同位素年龄资料(Tapponnier et al., 1976；谢应雯等,1995,1999；张玉泉等,1987, 1997；朱炳泉等,1992；钟大赉等,1989；蔡新平, 1992;Mo et al.,1991；莫宣学,2001；邓万明等, 1998a,1998b；曾普胜等,1999,2000)。前人主要探讨的是富碱斑岩带的成因及其演化过程，而富碱斑岩带的侵入与兰坪盆地的构造演化关系较少涉及。笔者试图探讨兰坪盆地的新生代构造活动与该富碱斑岩带的岩浆侵入活动关系，对兰坪盆地南部的卓潘岩体和大莲花山岩体进行了Ar-Ar同位素测年，本文将报道这次测年成果，并讨论其构造意义。
1 地质背景及岩体特征
郑超麟
兰坪盆地位于金沙江哀牢山与澜沧江两个板块结合带之间，东为扬子板块，西为保山微陆块(图1)。元古宙变质岩点苍山和哀牢山分布于东界，崇山和澜沧分布于西界。盆地构造演化受控于金沙江哀牢山断裂和澜沧江断裂及盆地中央中轴断裂系统(王宝禄等,2001)和近东西向的隐伏断裂系统(Xue et al.,2000；薛春纪,2002a,2003)。兰坪盆地主体是中生代凹陷区，习称滇西红层盆地，主要出露印支期(T3)含碳质变质杂砂岩、变质石英粉砂岩、绢云板岩及碳酸盐，燕山期(J—K)紫红砂岩、砂泥岩、粉砂岩等。从喜马拉雅期开始，盆地受走滑拉分作用的影响，沉积地层主要分布在裂陷带内，早喜马拉雅期(E1—E1-22
)
为含膏盐的泥岩和砂岩，晚喜山期(E32—Q)为砾岩、
含砾粗砂岩、火山熔岩、泥岩及煤线组合。
图1 兰坪盆地碱性岩分布略图
[据云南省地质矿产局(1990)改编]
Fig.1 Simplified geological map of alkaline rocks in
Lanping basin(modified after Bureau of G eology and
Mineral Resources of Yunnan,1990)
1.1 永平卓潘碱性杂岩体
永平卓潘杂岩体侵位于兰坪盆地西部拉分断裂的位置，呈近东西向长形状岩株产出(图1)，长约15 km，宽约5km，出露面积约40km2。围岩是白垩纪景新组、南新组和花开左组的紫红砂岩、砂砾岩和砂页岩。杂岩体的岩石类型比较复杂，主要有以下4种组合：第1种以碱性辉石岩为主(当霓辉石、黑云母、钠闪石含量增加时，分别变为霓辉岩、黑云辉石岩、钠闪辉石岩等)，有少量正长辉石岩、霞石正长辉
401 岩 石 矿 物 学 杂 志 第24卷
石岩等，主要分布于杂岩体的西部，约占总面积的25%。第2种以霓辉正长岩为主，是杂岩体的主体，当角闪石、钠闪石和黑云母含量增加时，可出现角闪霓辉正长岩、钠闪霓辉正长岩和黑云霓辉正长岩等，面积约占65%。第3种以碱性正长岩为主，有少量角闪正长岩等，主要沿岩体东西边部不规则状断续分布，面积约6%。第4种以霞石正长岩为主，有少量钙霞石正长岩、霓霞石正长岩等，主要沿岩体外侧边缘凸出部位呈长条状、不规则状断续分布，面积约4%。另外有大量的碱性辉长岩脉、辉石正长岩脉、碱性正长岩脉、石英正长岩脉、闪长岩脉、闪长斑岩脉、云煌岩脉及伟晶岩脉、石英脉等围绕岩体接触带分布。
杂岩体岩石化学特征表现为SiO2不饱和的中基性岩石,SiO2含量变化于46.50%～61.34%; Al2O3含量偏高，为偏铝质岩石;TiO2含量低，铁镁指数>0.5，铁质为主;K2O、Na2O含量高,K2O> Na2O，钾质为主;σ值>5.7，以碱性过碱性为主，属钾玄岩系(shoshonite series)岩石。
1.2 大莲花山石英二长斑岩体
大莲花山各救母斑岩位于兰坪盆地东南部，巍山县城西，靠近红河断裂(图1)。岩体围岩主要为晚三叠世麦初箐组灰砂岩、细砂岩等及早侏罗世漾江组紫红砂岩、粉砂岩。斑岩由大莲花山岩、白劳山岩、大佛山岩等组成。较大岩体面积2～12km2，呈岩墙、岩株产出，小岩体面积仅数百平方米，呈岩株、岩枝星散分布或密集成。岩性主要以正长斑岩和二长斑岩为主，由于石英、黑云
母、角闪石、辉石相对含量的变化，还可出现石英正长斑岩、黑云石英二长斑岩、角闪二长斑岩、角闪石英二长斑岩、含石英黑云辉石二长岩等。围岩蚀变一般较弱，见有烘烤褪、绢云母化、轻度角岩化并可见黑云母雏晶斑点板岩等。
大莲花山石英二长斑岩体是大莲花山各救母斑岩的组成部分，位于岩的西端，岩体由大莲花山岩株及兴和厂、小河村、小龙潭、头台等岩枝组成。大莲花山岩株出露面积达5km2。岩性主要为石英二长斑岩，在岩体东部及北部，见有正长斑岩、含石英黑云辉石二长斑岩等。石英二长斑岩内含正长斑岩的小“捕虏体”，说明石英二长斑岩稍晚于正长斑岩侵入。
斑岩体岩石化学特征表现为SiO2含量在61.74%～66.48%变化，平均为64.56%，主要属中性岩类;K2O+Na2O含量变化在8.35%～10.28%之间，平均为9.32%，为碱性岩体。
2 样品采集与分析方法
中国科学院地球化学研究所曾用K-Ar法测定卓潘碱性杂岩体辉石正长岩中的黑云母成岩年龄为37Ma，云南第一区调队和成都地院用K-Ar法测定大莲花山岩体云闪二长花岗斑岩中的黑云母成岩年龄为48Ma(转引自张玉泉等,1987)，限于当时K-Ar 法测年的可信度，笔者采用Ar-Ar法重新测定。
波士顿矩阵
对卓潘碱性杂岩体，笔者于岩体北部龙门到西村公路采集了霓辉正长岩样品(ZP7-4)，镜下观察黑云母
基本未蚀变。将霓辉正长岩在洁净环境下清洗和破碎，用常规摇床和手工法分离出黑云母，经立体显微镜下检查纯度达98%。对大莲花山各救母斑岩，笔者于大莲花山采集了石英二长斑岩样品(L H31)，镜下观察钾长石斑晶基本未蚀变，将石英二长斑岩在洁净环境下清洗和破碎，用常规摇床和手工法分离出钾长石斑晶，经立体显微镜下检查纯度达97%。样品用超声波在丙酮和蒸馏水中清洗数次，直至溶液清净为止，倾干溶液后，将样品置于100℃烘干后备用。
快中子照射在中国原子能科学研究院的49-2核反应堆中完成，中子能量为1.86×1017n/cm2，照射时间为7h58min，快中子积累通量为1.86×1017 n/cm2。用作中子通量监测的标样是我国周口店黑云母Z BH-25,K含量为7.6%，年龄为133.2Ma。样品在中国地质大学(北京)地学研究中心同位素年代学实验室MM5400质谱仪上完成，采用电阻炉阶段升温加热方法。40Ar/39Ar测试数据经过质量歧视校正、大气氩校正及干扰元素同位素校正,37Ar的放射性衰变校正采用的半衰期为35.1d，年龄计算采用的40K衰变常数为5.543×1010/a，年龄误差以1σ给出。
3 分析结果
非你莫属之藏龙卧虎对兰坪盆地碱性岩形成时代的测定采用永平卓潘碱性岩体霓辉石正长岩黑云母和大莲花山石英二长斑岩钾长石斑晶，它们的40Ar/39Ar阶段升温年龄分析结果列于表1。分析结果给出了平坦的坪年龄，也给出了相关性很好的等时线年龄(图2)。ct
克隆人
501
第2期 董方浏等：云南兰坪盆地喜马拉雅期碱性岩40Ar/39Ar年龄及地质意义
表1 云南兰坪盆地碱性岩40Ar/39Ar 阶段升温测年数据
T able 1 40
Ar-39Ar incremental heating analytical d ata of alkaline rocks in Lanping b asin ,Yunnan Province
温度/℃(40Ar/39Ar )m (36Ar/39Ar )m (37Ar/39Ar )m (40Ar 放/39Ar k )m
39
Ar (×10-8ccSTP )
39
Ar/%
40
Ar 放/40Ar 总/(%)年龄/Ma 误差/Ma
ZP7-4Bi 黑云母，称重0.14g ,J =0.001214，卓潘霓辉石正长岩中55082.01590.2312160.0060413.68720.116vistabootpro
0.53
26.8829.73 3.9365052.50640.1168930.0056417.96020.2150.9742.2538.910.7074027.32140.0332720.0033717.4850 1.273 5.7768.4037.890.3883019.50040.0070620.0012217.4090 6.09727.6190.5837.730.3892017.56000.0021110.0008916.9315 5.18923.5096.8636.710.3699019.16380.0073840.0031716.9774 1.492 6.7689.9836.800.37107020.53600.0119790.0092316.9921 1.319 5.9784.8736.830.37115018.12870.0044160.0040716.8193 3.73916.9393.6636.460.36125017.45140.0023420.0117816.7557 2.33310.5796.5036.330.36150026.70980.0323360.0875417.1572
0.306 1.3968.6137.190.43L H31-Or 钾长石，称重0.15g ,J =0.001312，大莲花山石英二长斑岩中5502251.42917.0405150.23143171.00040.0110.0318.90365.0302.0700564.8604 1.6144990.05062
87.77830.0630.1825.87196.58.26800153.74810.4161810.0352530.76510.2070.5829.7971.360.9190057.86430.1270000.3243020.35920.604 1.6943.1147.540.50100024.30290.0240530.0226217.192311.43232.0174.3240.230.40106018.98050.0090490.0125716.3027 2.213 6.2087.6138.170.38113021.60740.0173350.0116116.4812 3.2629.1379.1938.580.38120022.53130.0195220.0123016.758
9 4.66013.0577.5139.220.39128019.19740.0084790.0090316.68779.35926.2188.5239.060.39150019.70480.0102390.0158016.6756
3.904
10.93
86.50
39.03
0.39
测试单位：中国地质大学(北京)海洋地质研究中心；测试者：周肃。
图2 云南兰坪盆地碱性岩40Ar/39Ar 测年谱图和等时线图
Fig.2 40
Ar-39Ar stepwise heating age spectra and isochron diagram of alkaline rocks in Lanping basin ,Yunnan Province
6
01 岩 石 矿 物 学 杂 志 第24卷
永平卓潘碱性岩体辉石正长岩黑云母坪年龄为36.70±0.15Ma(1σ)(图2a)，对应的39Ar析出量达65.1%,40Ar/36Ar初始比值为306±57,40Ar/36Ar -39Ar/36Ar等时线年龄为36.49±0.43Ma(图2b)，基本与K-Ar法所获得的年龄一致。
大莲花山石英二长斑岩钾长石斑晶坪年龄为38.81±0.17Ma(1σ)(图2c)，对应的39Ar析出量达69.9%,40Ar/36Ar初始比值为303±97,40Ar/36Ar -39Ar/36Ar等时线年龄为38.6±2.5Ma(图2d)，明显比前人的K-Ar年龄小10Ma。
不难看出,40Ar/39Ar坪年龄与40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等时线年龄都很吻合，两者40Ar/36Ar初始比值变化在306±57～303±97，与大气氩成分(295.5)比较，在误差范围内，反映所得年龄值具有较高的可信度。样品坪年龄与加权平均年龄基本一致，年龄坪波动不大，反映后期地质作用对岩体的影响不大。
4 讨论和结论
4.1 高钾岩浆活动对应的动力学背景
侵位于兰坪盆地的永平卓潘碱性杂岩体和巍山大莲花山石英正长斑岩体是青藏高原东缘总体呈NW走向巨型富碱侵入岩带的组成部分，此富碱斑岩带主要沿金沙江红河断裂带展布。对富碱斑岩带的大量地质、地球化学研究和同位素年龄的测定认为，该富碱斑岩带侵入时间主要集中在两个时期，即40～28Ma和16～0Ma，前者主要是高钾岩浆活动，岩体沿整个金沙江红河带及该带的北部延长带分布，而后者主要是高钾岩浆活动，岩体沿红河断裂带南带和印支块体的南部分布(Wang et al., 2001)。前人认为高钾岩浆活动所对应的金沙江红河断裂带动力学背景为:42～24Ma(始新世—渐新世)为转换压扭变形阶段,24～16Ma(早—中中新世)为转换张扭变形阶段,<16Ma(新近纪以来)为东西向伸展(Wang et al.,2001)。
本区位于印度亚洲大陆碰撞形成的青藏高原东缘，在构造上，该区是吸纳和调节印度亚洲大陆碰撞应力应变的构造转换带，在喜马拉雅期表现为大规模的陆内变形，金沙江红河断裂带是最主要的走滑断裂带。本文所获得的永平卓潘碱性岩体等时线年龄为36.49Ma，大莲花山石英二长斑岩等时线年龄为38.6Ma，对应的金沙江红河带动力学性质应为转换压扭变形性质。
4.2 高钾岩浆活动与兰坪盆地的演化
前人认为兰坪盆地的构造演化经历了晚三叠世—早侏罗世陆内裂谷盆地、中侏罗世—白垩纪拗陷盆地和喜马拉雅期走滑盆地3个阶段的发育过程(侯增谦等,2003)。对于兰坪盆地喜马拉雅期的构造演化根
据地层间不整合关系可划分为以下4个构造幕：第1幕介于中始新世与晚始新世之间(时限约38Ma)，表现为果郎组(E2g)与宝相寺组(E2b)之间的不整合；第2幕介于渐新世与中新世之间(时限约23Ma)，表现为宝相寺组(E2b)与三号沟组(N1sh)之间的不整合；第3幕介于中中新世与晚上新世之间(时限约10.4～3.4Ma)，表现为三营组(N2s)与三号沟组(N1sh)之间的不整合；第4幕介于第三纪与第四纪之间(时限约1.6Ma)，表现为区域性隆升和不整合(云南省地质矿产局,1990)。这与区域上的喜马拉雅期高钾岩浆岩活动时间基本一致，可以证实二者之间存在相同的动力学背景。盆地内的富碱斑岩侵入主要在第1构造幕。
4.3 岩浆活动受控的深部动力学过程
富碱侵入岩带区域上主要表现为成带分布，在带状分布中又表现为相对集中的成片分布，钟大赉等(2000)认为成片分布受控于两组区域性断裂的交叉，如剑川鹤庆六合、北衙片区及永胜战河、大理海东祥云巍山片区分别处在北北西向金沙江红河断裂与北北东向剑川丽江断裂和近南北向程海断裂的交会部位；个旧金平片区处在红河断裂与南盘江断裂的交叉地域，并认为岩体侵入有多期多阶段的特点，具体表现为：伴随始于65～60Ma的印度与亚洲大陆的陆陆碰撞造山作用，沿着金沙江红河断裂就有碱性岩体侵入，早期主要呈零星分布，如宁蒗脂肪沟、鹤庆北衙红泥塘、宾川干海子、云南金厂箐、巍山各救母、巍山大莲花山、金平南板桥等；于中始新世与晚始新世之间(约38Ma)，即本区喜马拉雅期第1幕开始，即有大量的碱性斑岩侵入，遍布整个碱性岩带，一直持续到23Ma之后，碱性斑岩
侵入嘎然而止，只有少量的喷出岩分布，如剑川组(N2j)的粗面岩等，说明23Ma之后，即喜马拉雅期第2幕开始，控制碱性岩带分布的金沙江红河断裂性质发生了转变，这与Tapponnier等(1990)认为断裂由左行转化为右行正好吻合。始于38Ma的大规模碱性斑岩侵入，不仅沿金沙江红河断裂分布，而且已经波及到兰坪盆地内部，在拉张背景下，使永平卓潘岩
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第2期 董方浏等：云南兰坪盆地喜马拉雅期碱性岩40Ar/39Ar年龄及地质意义
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