老挝南部帕莱通双峰式火山岩锆石U-Pb定年及岩石地球化学特征

刘书生，范文玉，罗茂金，唐发伟，朱华平，陈文峰

1.成都理工大学地球科学学院，成都 610059 2.成都地质矿产研究所，成都 610081 3.西部汇源矿业有限公司，成都 611730

老挝南部帕莱通双峰式火山岩锆石U-Pb定年及岩石地球化学特征

刘书生1,2，范文玉2，罗茂金2，唐发伟2，朱华平2，陈文峰3

1.成都理工大学地球科学学院，成都 610059 2.成都地质矿产研究所，成都 610081 3.西部汇源矿业有限公司，成都 611730

老挝南部帕莱通(Phlaythong)矿区出露了一套双峰式火山岩组合，其基性端元为致密块状玄武岩，酸性端元为流纹岩。流纹岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为(229.0±2.0)Ma，属中-晚三叠世，代表双峰式火山岩形成时代。地球化学数据显示：玄武岩SiO2质量分数均值为50.70%，富TiO2、MgO、CaO和TFeO，具较低的全碱和P2O5，富集LILE(Sr、Rb、Ba、Th)和轻微亏损HFSE，轻稀土略微富集，Eu负异常不明显；流纹岩具有高的SiO2(平均质量分数为76.33%)和全碱，富钾(w(K2O)>w(Na2O))，极低的TiO2、MgO、CaO和TFeO，富Th、U和Zr，明显亏损Ta、Nb、Ba、Sr和Ti，轻稀土富集，显示明显的Eu负异常(δEu=0.31～0.82)特征。初步研究表明，玄武岩和流纹岩来自不同的岩浆源区，玄武岩由亏损的软流圈地幔受陆壳物质混染作用形成,流纹岩为壳源物质受幔源岩浆底侵加热之后熔融的产物。结合南海-印支地块构造演化特征，认为该双峰式火山岩形成于大陆板内裂谷环境。

双峰式火山岩；锆石U-Pb定年；地球化学；岩石成因；老挝

0 引言

老挝位于特提斯成矿域(地中海-喜马拉雅-东南亚),是东南亚中南半岛成矿带的重要组成部分[1-3]，处于太平洋板块和印度板块挟持地带，地质构造和岩浆活动强烈，尤其是中、新生代构造岩浆活动发育，蕴含着丰富的矿产资源。近年来，在老挝南部帕莱通(Phlaythong)地区发现一大型铁矿床，矿体直接出露于地表，平缓地覆盖在玄武岩之上。该铁矿与本区出露的火山岩关系密切，因此，探讨这类矿床所处的构造背景和形成机制尤为重要。但老挝地质矿产研究程度极低，关于地质背景、构造演化、矿床成因类型等问题缺乏系统研究，到目前为止，该区未有关于火山岩的精确年龄报道。本次以老挝南部帕莱通矿区出露的火山岩为研究对象，首次从岩石学、年代学及地球化学方面研究其岩浆成因及演化历史，进一步探讨其形成环境及构造意义，以期对该地区成岩与成矿关系提供新的信息。

1 地质概况及岩相学特征

帕莱通矿区大地构造处于南海-印支地块的万象-昆嵩微陆块，地处南海西布康-昆嵩构造岩浆岩带[3]的南西侧(图1A)。区域上主要由太古宙麻粒岩,元古宙角闪岩及多期次花岗岩、花岗混合岩构成。上覆三叠系碎屑岩、灰岩、流纹岩，中侏罗统砂岩、砾岩，新生界玄武岩和砂岩、砾岩。该微陆块岩浆活动强烈，从太古宙至新生代均有活动，前寒武纪至中生代主要为花岗岩类的侵入，而在中生代有大量的酸性和基性火山喷发，新生代以玄武岩为主。

帕莱通矿区出露的地层主要以上三叠统的基性、酸性火山岩为主(图1B)。酸性火山岩主要为流纹岩，出露于矿区的南部，地貌上多呈低缓的山丘突起；基性火山岩为致密块状铁质玄武岩、辉石玄武岩，直接覆于流纹岩之上，而在玄武岩之上为厚层状赤铁矿，玄武岩柱状节理发育(图2A，B)。其次，在矿区的西部出露上新统至更新统气孔状玄武岩，在玄武岩之上有层状磁铁矿产出。其中，上三叠统流纹岩和玄武岩形成双峰式火山岩组合，岩石特征如下：

流纹岩 呈灰白色，致密坚硬，斑状结构，块状构造。斑晶成分主要为石英(10%)、斜长石(>10%)及少量钾长石(5%)。石英斑晶粒径约为1 mm，呈棱角状，常有熔蚀并有碎裂； 斜长石斑晶，呈半自形柱状，已全被绢云母交代，仅有其假象;钾长石斑晶呈半自形柱状，仅有其残晶，残晶呈平行条纹(图2C,D)。基质中由隐晶状长英矿物组成(75%)，石英为主，钾长石次之，基质中有绢云母化。

图1 帕莱通矿区大地构造简图(A)及矿区地质图(B)Fig.1 Tectonic(A) and geological(B) sketch map of Phlaythong

致密块状玄武岩 呈灰绿色-黑绿色，斑状结构,基质呈间隐间粒结构、微嵌晶结构。斑晶主要为辉石，多呈半自形短柱状，有碎裂，0.4～0.5 mm；斜长石斑晶偶见，具环带构造，约0.3 mm。基质由斜长石微晶、单斜辉石、铁质组成:斜长石微晶占40%，无序排列，基本无蚀变；单斜辉石填于斜长石微晶的空隙中，并有斜长石微晶嵌入辉石中，构成嵌晶结构(图2E，F)。此外见铁质填于斜长石微晶的间隙中。

Qz.石英;Kp.钾长石;Pl.斜长石;Prx.辉石。A.流纹岩、玄武岩、赤铁矿空间关系；B.玄武岩柱状节理；C-D.正交偏光下流纹岩中石英斑晶(Qz)和钾长石残晶(Kp)；E-F.正交偏光下玄武岩中辉石与斜长石嵌晶结构。图2 帕莱通火山岩野外露头及显微照片Fig.2 Microscopic images of the bimodal volcanic rocks in Phlaythong

2 样品分析方法

本次对采自老挝南部帕莱通矿区14件新鲜的岩石样品(包括5件玄武岩，9件流纹岩样品)进行了全岩主量、稀土和微量元素分析，由中国地质科学院测试所(国家地质实验测试中心)完成。主量元素采用熔片XRF方法(国家标准GB/T14506.28-1993监控)在X荧光光谱仪3080E测试。其中，FeO采用容量滴定法(按GB/T14506.13-1993国家标准监控)，H2O+用重量法(国家标准GB/T14506.2-1993监控)分析，CO2用导电法(按标准GB9835-1988监控)，分析精度优于1%。稀土和微量元素采用Teflon溶样罐进行溶样，再经过ICP-MS进行测定(执行标准DZ/T0223-2001)，相对标准偏差优于5%。数据处理采用Geokit2012地球化学数据处理软件。

流纹岩样品(PWL6)锆石挑选由成都地质矿产研究所分析测试中心完成，破碎至80～120目，洗去粉尘，经淘选除去轻矿物，保留重矿物，再用永久磁铁除去磁铁矿等磁性矿物，经重液分选除去比重小于锆石的矿物，最后在双目镜下手工精选出用于定年的锆石。锆石SHRIMP U-Pb年龄是在中国地质科学院北京离子探针中心SHRIMP-II型离子探针仪器上测定。将样品锆石和RSES标准锆石(TEM,417Ma)一起在玻璃板上用环氧树脂固定,抛光到暴露出锆石的中心部位,用反光、透光照相，然后喷炭再通过阴极发光(CL)照相，最后测定锆石的U、Th和Pb同位素含量及定年。详细实验流程和原理参考文献[4-7]。应用Squid1.0和Isoplot3.0[8]程序进行数据处理，锆石中的普通铅采用实测204Pb校正。所有测点的误差均为1σ，采用年龄为206Pb/238U年龄，其加权平均值具有95%的置信度。样品PWL6的锆石U-Pb测年结果见表1。

3 火山岩年代学

老挝地质工作程度较低，地层形成时代基本是通过化石定年、地层对比法而获得，对该套地层形成的精确年龄未有报道。因此，为了确定帕莱通矿区火山岩的形成时代，本次选择了这套双峰式火山岩酸性端元流纹岩进行锆石U-Pb定年，采样位置见图1B。

流纹岩定年样品中的锆石阴极发光图像显示(图3):锆石多呈半自形-自形长柱状及双锥状晶体，晶棱及晶面清楚，长轴多为150～200 μm，长短轴比一般为2∶1左右，大者可达4∶1(点6.1)；大部分锆石具有岩浆锆石的平直对称生长环带和扇状环带特征，个别锆石含有不透明包裹体;也有个别锆石颗粒见有核边结构，核部呈晕圆状，可能为继承的残留锆石，边部颜色均匀，震荡环带发育，且核部与边部接触界线规则。

样品的SHRIMP锆石U-Pb测年结果见表1。可以看出，全测点锆石的w(U)为(152.06～422.13)×10-6，w(Th)为(127.78～326.08)×10-6，Th/U为0.59～1.08，均大于0.3，显示了岩浆锆石的Th/U值典型特征[9]，说明这些锆石均为流纹岩形成时的岩浆结晶锆石。帕莱通流纹岩12颗锆石分析测点年龄其谐和性较好，表明这些锆石形成后其U-Pb同位素体系保持封闭状态，其中测点3.1为(243.1±7.3)Ma，年龄稍大，偏离主锆石群，可能为早期岩浆作用的继承性锆石，年龄计算时未作统计。其余11个测点206Pb/238U年龄为(224.4±3.5)～(233.9±4.1)Ma，构成非常集中的主锆石群，加权平均结果为(229.0±2.0)Ma(n=11，MSWD=0.66)(图4)，代表了流纹岩形成的时代。

表1 帕莱通流纹岩锆石SHRIMP U-Pb分析结果

注：Pbc代表普通铅,Pb*代表放射铅，普通铅经测定的204Pb校正。

图3 帕莱通流纹岩锆石阴极发光(CL)图像Fig.3 Cathodoluminescenece (CL) images of analyzed zircons from rhyolite in Phlaythong

图4 帕莱通流纹岩锆石SHRIMP U-Pb年龄谐和图Fig.4 Concordia diagram of SHRIMP U-Pb data of zircon from rhyolite in Phlaythong

4 地球化学特征

4.1 主量元素

帕莱通矿区玄武岩及流纹岩主量元素测试数据及相关参数列于表2。部分样品虽然野外观察均较新鲜，但仍有不同程度的蚀变，测试分析结果显示烧失量大于2.0%。由表2可以看出，该地区火山岩最突出的特点是w(SiO2)表现出不连续性:基性火山岩w(SiO2)为38.51%～50.22%，平均46.69%；酸性火山岩w(SiO2)为70.31%～77.76%，平均74.64%。其成分上体现出明显的Daly间断[10]，缺乏w(SiO2)为57.00%～68.00%的中性及中酸性火山岩。从w(SiO2)-w(K2O+Na2O)图解(TAS分类图，图5)可以看出，样品的投点基本落于玄武岩区和流纹岩区，成分上显示一套双峰式火山岩组合特征。

B.玄武岩；R.流纹岩；F.副长石岩；Ir. Irvine分界线(上方为碱性，下方为亚碱性)。图5 帕莱通火山岩全碱-硅(TAS)分类图解Fig.5 TAS diagram of volcanic rocks from Phlaythong

基性端元(玄武岩)具有低的w(SiO2)和中等的w(Al2O3)(12.96%～15.83%)，高的w(MgO)(6.00%～8.11%)、w(TFeO)(11.11%～24.14%)、w(CaO)(6.04%～8.78%)和w(TiO2)(1.42%～1.74%)，较低的w(Na2O+K2O)(2.39%～3.77%)和w(P2O5)(0.19%～0.46%)。Mg*为31.34～56.78。酸性端元(流纹岩)具有高w(SiO2)，高w(Na2O+K2O)(6.00%～8.32%)，且明显富钾(w(K2O)>w(Na2O))，中等w(Al2O3)(11.65%～15.42%)，w(MgO)、w(CaO)、w(TFeO)及w(TiO2)极低(分别为：0.14%～0.75%，0.08%～0.36%，1.00%～2.94%，0.17%～0.41%)。在w(SiO2)-w(K2O)判别图解(图6)中，玄武岩样品投点落入钙碱性系列，流纹岩表现为高钾钙碱性低Ti特征。

图6 帕莱通火山岩w(SiO2)-w(K2O)判别图解Fig.6 w(SiO2)-w(K2O)diagrams of Phlaythong volcanic rocks

4.2 微量元素

基性端元与酸性端元火山岩的微量元素测试数据及相关参数列于表1中。从微量元素原始地幔标准化蛛网图上可以看出，两类不同岩性微量元素的分布规律略有不同。玄武岩样品(图7A)中大离子亲石元素LILE(Sr，Rb，Ba、Th等)表现富集特征，Sr富集最为明显；高场强元素HFSE(Ta，Nb，Zr，Hf，Ti，Y等)表现轻微的亏损。而流纹岩样品(图7B)则与玄武岩样品明显不同，富集Th、U和Zr，明显亏损Ba、Sr和Ti。在基性端元玄武岩Nb/U=26.38～34.86(平均29.48)，这个比值靠近原始地幔值(Nb/U≈30)[13]，而明显高于上陆壳平均值(Nb/U≈9)[14]。

A、C为玄武岩;B、D为流纹岩。原始地幔数据引自文献[11];球粒陨石数据引自文献[12]。图7 帕莱通双峰式火山岩微量元素原始地幔配分模式图(A,B)和稀土配分模式图(C,D) Fig.7 Plots of primitive mantle-normalized trace elements patterns (A,B) and plots of chondrite-normalized REE patterns (C,D) for the bimodal volcanic rocks in Phlaythong

4.3 稀土元素

老挝南部帕莱通矿区火山岩稀土元素分析结果及其主要参数列于表2中。数据显示：玄武岩的w(∑REE)较低且变化范围较小((49.42～68.43)×10-6，平均为60.48×10-6)，LREE/HREE值为3.42～4.08，平均为3.73，(La/Yb)N值为3.65～5.21，平均为4.40，轻稀土略微富集(图7C)；而流纹岩的w(∑REE)较高且变化较大((128.82～262.24)×10-6，平均为180.22×10-6)，LREE/HREE值为5.56～9.31，平均7.16，(La/Yb)N值为4.51～14.67，平均为7.53。δEu值范围也存在差异:玄武岩δEu值为0.95～1.13，平均为1.03，无明显的Eu异常；而流纹岩样品中δEu值为0.31～0.82，平均为0.51，存在明显的负Eu异常(图7D)。δCe值范围两者变化不大:玄武岩为0.88～0.94，平均0.91；流纹岩为0.52～1.40，平均0.92，表现无明显的Ce异常。个别样品发生了轻微的负Ce异常，可能是岩石遭受了一定程度的风化作用或源区物质固有特征的体现[15]。

5 讨论

5.1 火山岩的形成时代

从已有的资料显示，帕莱通矿区火山岩一直被认为是形成于早二叠世[16]。本次研究获得的年龄均是由震荡环发育的岩浆锆石所获得，可以代表锆石结晶的时间，年龄数据谐和性较好，加权平均年龄为(229.0±2.0)Ma，代表了老挝南部帕莱通矿区双峰式火山岩的形成年龄。

本次首次获得老挝南部流纹岩的高精度锆石U-Pb年龄，相比前人由生物化石推断的晚二叠世略晚，由于化石代表地层中沉积岩的年龄，存在一定的不一致性。同时，老挝的地质工作程度较低，并未做过详细的测年工作，仅由推断对比所得的年龄值需更进一步的考证。在本项目开展的过程中，对矿区出露的玄武岩测年，所获得的年龄为(223.0±6.0)Ma*罗茂金,刘书生,范文玉，等.老挝帕莱通铁矿普查报告(内部资料).成都：成矿地质矿产研究所，2012.，与流纹岩年龄相当，表明二者在时间上是同时形成的。因此，所得的年龄值可以代表该套双峰式火山岩的形成时代。根据国际地质年代划分方案[17]，该年龄值属于中-晚三叠世(T2-3)。

5.2 岩石成因

帕莱通矿区出露的火山岩仅有玄武岩和流纹岩两类，玄武岩直接覆盖于流纹岩之上，未见变形变质特征，形成时代均为中-晚三叠世(T2-3)，说明在时间、空间上紧密伴生，而且w(SiO2)缺少中性岩性段，成分上出现Daly间断，因此属于双峰式火山岩。

双峰式火山岩中玄武岩来自于地幔岩石的部分熔融已被公认，但流纹岩的来源则有不同的认识，因此，双峰式火山岩的成因实际上就是流纹岩的成因[18]。通常认为流纹岩成因有两种：一种是与玄武岩浆不同源，是地壳深熔作用形成或者是幔源岩浆与壳源熔体发生混合作用的产物，玄武岩浆仅为流纹岩的形成提供热源，这类流纹岩与其伴生的玄武质岩石的微量元素和同位素组成相差较大[19]，如东非裂谷[20]和Naivasha裂谷[21]。另一种则是与玄武岩浆同源，由玄武岩浆分离结晶作用形成，仅有微量或根本没有陆壳物质的加入[22-25]，其微量元素和同位素组成与伴生的玄武岩相似[26-28]。

本区双峰式火山岩中，基性火山岩与酸性火山岩相比，前者的TiO2、MgO、P2O5、TFeO质量分数较高，且与w(SiO2)呈明显正相关，表明磷灰石和钛铁矿没有发生明显的结晶分离[29]，而后者则具有极低的TiO2、MgO、P2O5和TFeO质量分数。它们的稀土元素配分模式也存在一定的差异，稀土总量(∑REE)上玄武岩较流纹岩变化范围小，从稀土元素配分模式图(图7C、D)中可见，虽然两类岩性稀土配分曲线均为右倾轻稀土富集型，但是，流纹岩特征值((La/Yb)N平均为7.53)则表明了轻重稀土存在较高程度的分馏，反映岩浆源区可能存在一定程度的部分熔融[15]。玄武岩Eu无明显异常，而流纹岩则表现出明显的Eu负异常，表明流纹岩在岩浆形成和演化期间斜长石结晶分离作用明显。在微量元素原始地幔标准化配分形式方面两者明显不同(图7A、B):基性火山岩明显富集Sr、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素(LILE)，Ta、Nb、Zr、Hf、Ti、Y等高场强元素(HFSE)表现一定程度的亏损；而酸性火山岩富集Th、U和Zr，明显亏损Ba、Sr和Ti。它们的不相容微量元素比值差异明显，如玄武岩Nb/U、Nb/Ta分别为26.38～34.86、14.70～16.98，流纹岩相应值分别为2.90～5.25、10.26～15.06。因此，认为本区的双峰式火山岩的2个端元并非同源，流纹岩不是玄武岩母岩浆结晶分异的产物，更可能是幔源岩浆与壳源物质部分熔融的产物。

5.2.1 玄武岩成因

本区玄武岩Mg*值为31.34～56.78，均低于原始岩浆参数65；w(Cr)为(161.00～229.00)×10-6，w(Ni)为(156.00～182.00)×10-6，也分别低于原始岩浆(300×10-6，250×10-6)[30]，表明该区玄武岩是原始岩浆经分异演化后的结晶产物[31]。它们具有轻稀土(LREE)和Th、U 轻微富集，Nb、Ta、Ti具有弱的负异常，说明受地壳混染作用使得Nb、Ta、Ti质量分数下降；(Th/Nb)N为1.18～1.64，平均1.38>1；高的Nb/La值、低的La/Ba，也表明是受到地壳混染大陆玄武岩的鲜明特点[32-33]。大陆玄武岩不管是否遭受地壳或岩石圈混染，它们都具有较高的w(Zr)(>70×10-6)和Zr/Y值(>3)；岛弧玄武岩总体是以具有较低的w(Zr)(<130×10-6)和Zr/Y值(<4)为特征[34]。帕莱通矿区玄武岩w(Zr)为(71.60～90.30)×10-6，平均为85.62×10-6，显示了岛弧玄武岩和大陆玄武岩的特点。但是，Zr/Y为4.62～4.94，平均4.79(>4)，表现为比较明显的大陆玄武岩特征，说明地壳(或岩石圈地幔)卷入了玄武岩的形成[35]。因此，本区玄武岩起源于亏损的软流圈地幔，在上涌过程中与壳源物质发生混染形成。

5.2.2 流纹岩成因

根据前述，本区流纹岩与基性岩浆并非同源，不是基性岩浆结晶分异的产物。流纹岩高的w(SiO2)和极低的w(MgO)，表明也不可能是幔源岩石直接熔融的产物。岩石具有明显的Eu负异常，强烈的亏损Sr、Ba、Ti等元素，表明源区物相中有斜长石、磷灰石、角闪石、钛铁矿残留[36]。事实上，对于如此高w(SiO2)的酸性岩浆而言，很难发生强烈的分离结晶作用[29]。因此流纹岩更可能是壳源岩石的部分熔融的产物。

前人研究[37]表明，地壳(俯冲洋壳、铁镁质下地壳、长英质上地壳)深熔作用可以形成流纹岩岩浆。岩石中低的w(Sr)、高w(Y)和贫w(Al2O3)的特征与由俯冲洋壳部分熔融形成的高w(Sr)、低w(Y)和富w(Al2O3)的埃达克岩[38]特征明显不同，可以排除其由俯冲洋壳部分熔融产生。低的Nb/Ta值(10.26～15.06)也排除了来自沉积地层或蚀变的硅质洋壳(Nb/Ta>17[39])。流纹岩低的Ti/Y值(0.26～0.98)和Ti/Zr值(2.85～9.83)也表明其为典型的陆壳岩石部分熔融的产物[40-41]，Rb丰度((139.0～194.0)×10-6)明显低于分异成因的岩浆岩(>270.0×10-6)。因此，说明帕莱通矿区流纹岩直接起源于陆壳部分熔融[42]，基性岩浆活动伴随的高热流为陆壳物质的部分熔融提供了热源。

6 构造环境及地质意义

双峰式火山岩可以形成于大陆裂谷、洋内岛弧，也可以形成于活动大陆边缘和弧后盆地的初始阶段[43]。

帕莱通矿区玄武岩富集大离子亲石元素LILE (Sr、Rb、Ba、Th等)，Sr富集最为明显，轻微的亏损高场强元素HFSE (Ta、Nb、Zr、Hf、Ti、Y等)，明显不同于洋中脊玄武岩(MORB)严重亏损大离子亲石元素、而Ta、Yb等元素的丰度值较高的特点，也显示其与岛弧玄武岩(IAB)的差别，具有板内玄武岩(WPB)的分布特点[44]。在Ti/100-Zr-3Y图解投点中落在板内玄武岩范围之内(图8)。一般来说，大陆板内玄武岩的Th/Ta>1.6，Ta/Hf>0.1(拉斑玄武岩Ta/Hf=0.1～0.3，碱性玄武岩Ta/Hf>0.3)。其中：典型裂谷玄武岩的Th/Ta=1.6～4.0，陆内拉张带或初始裂谷玄武岩的Th/Ta>4(一般为4～10)；陆内热柱成因玄武岩的Ta/Hf>0.3，Th/Ta值变化较大[46]。帕莱通矿区玄武岩的Th/Ta=2.44～3.05(在1.6～4.0内)，Ta/Hf=0.23～0.30(在0.1～0.3内)，这与典型的大陆裂谷玄武岩系：克温拉湾(Keweenawan)古裂谷玄武岩(加拿大一侧)[47]、东非大裂谷西支卢旺达碧玄岩-粗面岩系、东非大裂谷西支Kivu中新世至现代玄武岩[48]、峨眉山玄武岩[49]等特征一致。在Th/Hf-Ta/Hf判别图解上投点落入陆内裂谷及陆缘裂谷拉斑玄武岩区(Ⅳ1)(图9)。综上表明，帕莱通矿区玄武岩为典型的陆内裂谷型玄武岩，进而表明该地区的双峰式火山岩形成于大陆板内裂谷环境。

图8 帕莱通玄武岩Ti/100-Zr-3Y构造判别图解(底图据文献[45])Fig.8 Ti/100-Zr-3Y tectonic setting discrimination plot of basic volcanic rocks of Phalaythong(base map modified after reference[45])

Ⅰ.板块发散边缘N-MORB；Ⅱ1.大洋岛弧玄武岩区；Ⅱ2.陆缘岛弧及陆缘火山弧玄武岩区；Ⅲ.大洋板内洋岛、海山玄武岩及T-MORB、E-MORB区；Ⅳ1.陆内裂谷及陆缘裂谷拉斑玄武岩区；Ⅳ2.陆内裂谷碱性玄武岩区；Ⅳ3.大陆拉张带(或初始裂谷)玄武岩区；Ⅴ.地幔热柱玄武岩区。底图据文献[46]。图9 Th/Hf-Ta/Hf构造判别图解Fig.9 Th/Hf-Ta/Hf identification of tectonic setting of basalts

事实上，A型俯冲作用始于三叠纪初，保山-掸泰地块的前缘俯冲于印支地块前缘之下[3]，暗示了此时期(T1)帕莱通地区整体处于挤压状态，而双峰式火山岩是拉张环境下的产物。因此，该双峰式火山岩的出现表明，在中-晚三叠世(T2-3)帕莱通地区存在局部的拉张，处于短暂的应力松弛状态。进而暗示了T2-3时期保山-掸泰地块向印支地块俯冲作用已停止，昌宁-孟连-清迈-庄他武里-劳勿缝合带关闭，统一的东南亚板块形成，东南亚进入了板内活动阶段(这与陈永清等[3]研究结论吻合)。而在这一阶段，帕莱通矿区处于板内裂谷环境，由于局部拉张使得挤压应力释放引起软流圈物质持续上涌，岩浆在上升过程中受到了壳源熔体的混染，并发生了橄榄石、辉石、斜长石的结晶分异作用形成基性岩浆；这些基性岩浆伴随的高热流使地壳物质部分熔融形成酸性岩浆，进而形成现在的双峰式火山岩。而且基性岩中铁质含量高，与该地区如此大规模的赤铁矿成因关系密切(另文讨论)。可见，帕莱通双峰式火山岩的确定，对揭示该区域构造演化以及寻找与之相关的火山-沉积型铁矿具有地质指导意义。

7 结论

1)帕莱通矿区出露的火山岩在时空上紧密伴生，由基性岩(玄武岩)和酸性岩(流纹岩)组成，缺乏w(SiO2)为57.00%～68.00%的中性及中酸性岩性段，成分上出现明显的Daly间断，属于双峰式火山岩。该双峰式火山岩SHRIMP锆石U-Pb测年为(229.0±2.0)Ma，属中-晚三叠世构造岩浆活动的产物。

2)双峰式火山岩中，基性和酸性2个端元的稀土、微量元素特征存在着明显的差异，它们来自不同的源区。基性火山岩起源于亏损的软流圈地幔，受陆壳物质混染作用形成；酸性火山岩则是来源于壳源岩石的部分熔融。

3)帕莱通矿区双峰式火山岩形成于大陆板内裂谷环境。中-晚三叠世，东南亚进入了板内活动时期。这一时期，帕莱通矿区处于裂谷拉张背景，拉张作用使得挤压应力释放引起软流圈物质持续上涌，形成双峰式火山岩。这套双峰式火山岩的形成与该区大型铁矿床关系密切。

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Zircon U-Pb Dating and Geochemistry Characteristics of the Bimodal Volcanic Rocks in Phlaythong Area, Southern Laos

Liu Shusheng1,2，Fan Wenyu2，Luo Maojin2，Tang Fawei2，Zhu Huaping2，Chen Wenfeng3

1.CollegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China2.ChengduInstituteofGeologyandMineralResources，Chengdu610081,China3.WesternHuiyuanMining&MineralCompanyLimited，Chengdu611730,China

SHRIMP U-Pb zircon ages are reported for rhyolites in the bimodal volcanic rocks from the Phlaythong area at the Southern of Laos. The zircons with well-defined oscillatory zoning from rhyolite sample yielded mean206Pb/238U age of (229.0±2.0) Ma, which represents the eruption age of the volcanic rocks during Middle to Upper Triassic (T2-3). Geochemically, the basalt shows an average SiO2content of 50.70%, enrichment of TiO2，MgO，CaO，TFeO，LILE(Sr，Rb，Ba，Th) and LREE, and depletion of alkali, P2O5and HFSE. Rhyolites are generally characterized by rich SiO2(76.33%), alkali(w(K2O)>w(Na2O)), and poor TiO2, MgO, CaO and TFeO, they have relatively high Th, U and Zr and rather low Ta, Nb, Ba, Sr and Ti, and display obvious negative anomaly of Ba, Sr and Ti, obvious enrichment of LREE, noticeable negative Eu anomalies (δEu=0.31-0.82). According to this research, the basalt was originated from depleted asthenosphere mantle (DM) material upwelling and contaminating a little part of crustal materials, and rhyolite resulted from melting crustal materials heated by basaltic magma and felsic magma. The bimodal volcanic rocks are the products of partial extension in an intracontinental rift.

bimodal volcanic rocks; SHRIMP zircon U-Pb dating; geochemistry; petrogenesis; Laos

10.13278/j.cnki.jjuese.201402112.

2013-10-02

中国地质调查局地质大调查项目(1212011220907)；国外矿产资源风险勘查专项基金(川财投(2010)331号)

刘书生(1977-)，男，博士研究生，主要从事矿产勘查评价与研究工作，E-mail:lshusheng@cgs.cn

范文玉(1962-)，男，教授级高级工程师，主要从事矿产勘查评价与研究工作，E-mail:fwenyu@cgs.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201402112

P597

A

刘书生，范文玉，罗茂金,等.老挝南部帕莱通双峰式火山岩锆石U-Pb定年及岩石地球化学特征.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(2):540-553.

Liu Shusheng，Fan Wenyu，Luo Maojin,et al.Zircon U-Pb Dating and Geochemistry Characteristics of the Bimodal Volcanic Rocks in Phlaythong Area, Southern Laos.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(2):540-553.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201402112.