海南枫木地区基性岩的年代学、地球化学及其构造意义*

何慧莹, 王岳军，刘汇川，张玉芝

(中山大学地球科学与地质工程学院∥广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室，广东 广州 510275)

海南枫木地区基性岩的年代学、地球化学及其构造意义*

何慧莹, 王岳军，刘汇川，张玉芝

(中山大学地球科学与地质工程学院∥广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室，广东 广州 510275)

海南岛地处印支陆块和华南陆块的交界地带，具有复杂的构造演化史，其构造属性及其拼合历史一直备受争议。通过野外调查发现，在海南岛琼中枫木地区斑状花岗岩内夹持有基性岩。该基性岩的主要组成矿物为斜长石、角闪石和辉石。LA-ICP-MS锆石定年结果显示该基性岩锆石U-Pb年龄为(240.3±2.6)Ma，代表了其形成年龄。主、微量元素和同位素地球化学结果显示，样品SiO2变化于48.99%～56.00%之间,大部分样品高K2O(1.90%～3.94%)、Al2O3(14.56%～17.77%)含量和K2O/Na2O(0.58～1.32)比值。样品有较高的稀土元素总量(∑REE=214.7～522.7μg/g)，显示出右倾岛弧型稀土元素配分模，其(La/Yb)N=11.2～31.1，(Gd/Yb)N=2.0～4.0,δEu=0.7～1.1。样品富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，具有较低的Nd同位素组成(εNd(t)=-1.05～-2.53)。综合分析表明，枫木地区基性岩源于受到俯冲沉积物和板片流体交代改造的富集地幔，形成于古特提斯洋俯冲格局下华南与印支陆块间碰撞后伸展构造背景，暗示240Ma左右华南和印支陆块之间的拼合已趋结束。

三叠纪基性岩;锆石定年; 岛弧地球化学; 碰撞后背景; 枫木；海南岛

海南岛地处欧亚、印度-澳大利亚和菲律宾板块的交汇部位(图1a)，受古太平洋构造域和特提斯构造域的双重影响。由于其特殊的地理位置，一直被认为是研究多块体间俯冲造山和特提斯构造演变的理想地带[1-3]。现阶段对海南构造区域的划分及其地质演化背景仍存诸多争议。例如，杨树锋等[4]以东西向的九所-陵水断裂为界将海南岛划分为崖县和琼中两个古生代地体，并认为海南岛陆壳是华南陆壳的组成部分[3,5]。Hsü et al.[6]以昌江-琼海断裂带将海南岛分为南、北两个块体，并分属华夏地块和印支地块；Metcalfe[7]则以白沙断裂为界划分出东南和西北两个块体。存在这些争论的一个重要原因是对海南岛古生代的构造演化及其在古特提斯演变中的位置等问题的研究不足。也由于其所处大地构造位置的特殊性，目前对海南岛海西-印支期岩浆岩的岩石成因和构造背景有着不同认识，如Li et al.[8]认为海南岛在古生代末期与东南沿海处于同一构造背景，主要受古太平洋板块平俯冲作用所控制[8-9]。但越来越多的研究者则倾向于认为，在晚古生代-早中生代，海南岛与特提斯洋闭合及印支、华南陆块的拼合关系更为密切[10-17]。

基性岩作为探索岩石成因和深部动力学机制的重要岩石探针，能有效用于限定其形成时期研究区的构造背景[17]。因此，海南岛海西-印支期基性岩的研究对探讨海南岛古生代构造演化有着重要意义，能很好地约束华南和印支陆块拼合时的大地构造格局。近年，众多学者对海南岛全岛范围内广泛出露的海西-印支期花岗岩开展了研究[8,10-13,16,18-19]，但对海南岛出露的基性岩，除邦溪-晨星地区N-MORB基性岩、琼中钾玄质侵入岩[20]、万宁辉长辉绿岩[14]和中沙农场基性岩脉[17]以外，是否有更多的基性岩出露则鲜有报道。同时由于对这些岩石精细年代学和系统元素-同位素地球化学工作的不足，也导致晚古生代末-早中生代初海南岛究竟与古特提斯构造域关系密切、还是受控古太平洋构造域仍存在激烈争论。本文拟通过对海南岛枫木地区与斑状花岗岩紧密共存的基性岩开展了细致的野外调研和精细年代学和系统的地球化学研究。我们的工作表明，枫木地区基性岩形成于240 Ma，产出于与古特提斯演变更为密切的碰撞后构造背景，这些资料为进一步认知华南、印支陆块的拼贴时序及其机制提供了重要证据。

1 区域地质和样品岩石学

海南岛与华南大陆以琼州海峡相隔，岛内主要出露古生代地层，其次为元古代和中新生代地层[21-22]。海南岛最古老的地层被认为是出露于抱板、冲卒岭、大蟹岭、上安、石碌、黄竹岭等地的抱板群和石碌群[23-24]，其形成时代～1.43 Ga，被认为是海南岛的结晶基底[25]。下古生界寒武系和奥陶系主要出露于昌江-琼海断裂以南，岩性为浅变质页岩、砂岩、板岩[10,18,26]; 志留系仅发育下志留统浅海相砂岩[27-28]；石炭系板岩和变火山岩、下二叠统灰岩和中二叠统砂岩分布在九所-陵水断裂以北[10,18,26-28]。海南岛中生代地层在岛内仅出露上三叠统碎屑岩沉积和白垩系砂岩[10,18,26]，新生代地层主要出露于岛北地区及其周围。岛上断裂构造发育，主要以东西向构造与北东向构造为主，从北至南发育有王五-文教、昌江-琼海、尖峰-吊罗、九所-陵水等多条近东西向断裂[28]，由西向东则发育有北东向的戈枕断裂和白沙断裂等[10,18,26,29]。

海南岛内火成岩以侵入岩为主，其中又以海西-印支期花岗岩类分布最广，主要出露于乐东-五指山-万宁地区，其次为燕山晚期的花岗岩及中元古代花岗岩[30]。此外，在抱板群中发育有斜长角闪岩，沿海南岛中部的昌江-琼海断裂一带的邦溪-军营和晨星地区发育晚古生代变基性岩和安山岩[1,2,29,31-32]，并有中生代基性岩零星出露[14,17,20]，如在海南岛的西部中沙农场和东部万宁地区发现240 Ma左右的基性岩[14,17]。

本次研究的基性岩采自屯昌枫木镇南木色水库加总岭(图1b)。屯昌地区侵入岩主要为二叠纪和白垩纪花岗岩，主要分布于海南岛中部屯昌县至琼中县一带。其大地构造位置为五指山隆起区，向北与雷琼断陷，向南与南海地台三亚台缘坳陷带为邻[33]。野外露头显示该基性岩呈侵入状产出于斑状花岗岩中，但同时见该基性岩捕获有斑状花岗岩(图1c)、样品手标本呈灰黑色或灰绿色，块状构造，部分样品镜下观察可见辉长结构。其矿物组成主要有斜长石、角闪石、辉石和少量碱性长石。斜长石自形程度较高，呈长柱状，含量约为65%，角闪石含量约为30%，并含有少量辉石、见呈他粒状分布在自形程度较好的斜长石粒间的碱性长石。副矿物有锆石、榍石、磷灰石和磁铁矿等(图2)。

2 年代学分析结果

用于定年的锆石样品取自上述基性岩中的代表性样品(11SY-13)。在避免污染的条件下，通过人工重砂法从新鲜的样品中分选出锆石，双目镜下仔细挑选足够数量的表面平整光洁无裂隙、无包体、形态较好的锆石颗粒。将锆石颗粒用环氧树脂胶结，细磨至锆石颗粒中心部位后，抛光制成样品靶。通过阴极发光(CL)和背散射电子照相(BSE)检查抛光后的锆石样品内部结构及确定锆石成因类型，并以此作为U-Pb同位素测试时选择测试点的参照。锆石U-Pb 同位素分析使用广州地球化学研究所同位素室国家重点实验室的电感耦合等离子体质谱仪完成，相关分析方法见文献[34]。所有用于定年的锆石均为透明-半透明柱状矿物，内部具振荡环带，与岩浆成因锆石相似[35]，代表性锆石的CL阴极发光图像如图3a所示。样品11SY-13的24个点的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测定结果如表1和图3b所示。24个锆石分析点的Th/U比值, 除11SY-13-04给出0.16以外，变化于为0.36～2.01，均大于或约等于0.4，符合岩浆成因锆石的Th/U性质比值特征。对206Pb/238U年龄进行加权平均计算及谐和图分析，所有的锆石分析点结果均投影在谐和曲线附近，表明这些锆石颗粒形成后U-Pb同位素体系是封闭的，基本没有出现Pb同位素丢失或加入。所测24个点的206Pb/238U表观年龄变化于(228±4) Ma到(252±7) Ma之间，其206Pb/238U加权平均年龄为(240.3±2.6) Ma (n=24, MSWD=1.08)，解释为该基性岩的结晶年龄(图3a)。

图1 (a) 华南大陆南缘大地构造概略图；(b) 海南枫木地质概况及采样点位置；(c)海南枫木基性岩野外照片Fig.1 (a) Simplified geological map in South China, (b) Geological map at the Fengmu area showing the sampling locations, (c) Field photograph of the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

图2 枫木地区基性岩岩石显微相片(a-b)Fig.2 Photomicrograph (a-b) of the Fengmu mafic rocks in Central Hainan

3 地球化学特征

全岩的主微量元素和Sr-Nd同位素组成分析在中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室完成，主量元素分析采用Rigaku RIX 2000型荧光光谱仪(XRF)进行分析，分析精度优于95%，详细实验方法见文献[36]；微量元素分析采用PE Elan 6000型电感耦合等离子体质谱仪，分析精度优于95%，具体实验流程参照刘颖等[37]；Sr、Nd同位素组成分析采用NEPTUNE多接收等离子质谱仪(MC-ICPMS)进行87Sr/86Sr和143Nd/144Nd测试，测定过程中的质量分馏效应分别采用86Sr/88Sr=0.119 4和146Nd/144Nd=0.721 9进行校正。分析测试流程见文献[38-39]。

表1 代表性样品(11SY-13)锆石LA-ICPMS U-Pb定年结果

图3 (a)枫木基性岩 (11SY-13)的代表性锆石CL、测试点位及206Pb/238U表观年龄, (b) 锆石U-Pb谐和图Fig.3 (a) CL image, dating spots and 206Pb/238U apparent ages of the representative zircons and, (b) Concordia diagram of zircons U-Pb dating result from the Fengmu mafic rocks (11SY-13) in central Hainan

枫木地区基性岩的主、微量元素和同位素分析结果列于表2。由表2可见，9个枫木地区基性岩样品SiO2(质量分数)变化于48.99%～56.00%之间，除烧失量较大的11SY-17A样品外，其余样品的K2O较高(1.90%～3.94%)，具有较高的K2O/Na2O(0.58～1.32)比值，K2O+Na2O为4.76%～7.05%。此外，样品Al2O3变化于14.56%～17.77%之间，TiO2变化于0.99%～2.79%之间，除极个别TiO2偏高外，TiO2基本介于1.08%～2.19%。在(Na2O+K2O)-SiO2图解中(图4)，样品落于二长闪长岩-辉长闪长岩成分范围。考虑到样品的全碱含量和K2O/Na2O(0.58～1.32)，结合岩相学特征分析，枫木地区样品为二长辉长岩-二长闪长岩的岩石组合。

图4 枫木基性岩(Na2O+K2O)-SiO2质量分数的TAS划分图解Fig.4 Rock classification TAS diagrams for the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

枫木基性岩样品具有较高的稀土元素丰度，∑REE变化于214.7～522.7 μg/g，平均297 μg/g。在球粒陨石标准化图解(图5a)上，稀土元素配分曲线显示为LREE富集的右倾型配分模式，类似于岛弧火山岩或活动大陆边缘火山岩配分特征。样品轻、重稀土分异明显，(La/Yb)N=11.2～31.1，(Gd/Yb)N=2.0～4.5，Eu异常不明显(δEu=0.7～1.1)。在微量元素蛛网图上(图5b)，枫木地区基性岩富集大离子亲石元素(如Rb、Ba等)及轻稀土元素，相对亏损高场强元素，有着明显的Nb-Ta和Ti负异常，其配分模式类似弧火山岩，也与中沙农场和万宁基性岩配分特征类似[14,17]。Zr/Nb比值介于5.1～21.5之间，Nb/La比值介于0.22～0.51之间，总体相似于岛弧岩浆岩[40]。

枫木地区基性岩Sr-Nd同位素数据列于表2。从表2可看出，3个代表性基性岩样品均具偏低Nd同位素比值(143Nd/144Nd=0.512 381～0.512 463)。根据基性岩形成年龄(240 Ma)计算得到的87Sr/86Sr初始值为0.708 470～0.710 762，εNd(t)值变化于-2.53～-1.05之间(图6)，略低于万宁地区辉长岩和辉绿岩脉的εNd(t)值[14]，总体类似EMII地幔源区。

4 讨 论

枫木加总岭样品11SY-13的锆石形态完整，有明显振荡环带，绝大部分锆石Th/U比值大于0.4，属岩浆成因锆石。24个分析点给出了206Pb/238U的加权平均年龄为(240.3±2.6)Ma，代表了枫木基性岩的形成年龄。上述年龄与唐立梅等[14]在海南岛东部万宁地区识别出的角闪辉长岩(240±2)Ma及陈新跃等[17]在岛西南中沙农场报道的基性岩脉(242.2±2.6)Ma年龄相似。

表2 枫木地区基性岩主量元素氧化物(%)、微量元素(μg/g)和Sr-Nd同位素组成分析结果

图5 枫木基性岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)Fig.5 (a) Chondrite-normalized REE pattern and (b) PM-normalized incompatible element spiderdiagram for the Fengmu mafic rocks

枫木地区基性岩绝大部分样品烧失量较低，样品烧失量与Nb/La、Th/La比值、Rb、Ba和Sr等元素含量变化无明显相关性，反映其未经历过明显蚀变作用。由于地壳物质具有较低的MgO含量和εNd(t)值，如需达到样品εNd(t)值则要加入较多地壳物质，而地壳物质的加入必将导致MgO含量降低、镁指数降低。样品镁指数平均值为55，部分样品镁指数高达69，与假设不符。其Nb/La比值平均值为0.35，低于大陆地壳Nb/La比值(0.7)，且随MgO变化而样品Nb/La比值较为稳定[42]。一般来说，地壳具有富Th、贫Nb特征，而本区基性岩Nb-Th之间并无明显负相关关系。以上结论说明岩浆上升过程中受地壳混染作用影响不大。大部分样品MgO含量低于8.0%，MgO和Cr、Ni间呈正相关关系，反映岩浆中橄榄石和辉石的分离结晶。CaO/Al2O3比值在岩浆演化过程中较为稳定，未见明显Eu异常，表明岩浆演化过程中斜长石的分离结晶作用不明显。随着岩浆的演化，P2O5、Fe2O3和TiO2含量与SiO2含量之间呈明显负相关关系，指示存在钛铁矿和磷灰石分离结晶作用。大多数样品的Ba含量(平均值为1 285μg/g)和Sr含量(平均值为937μg/g)较为一致，在岩浆分异过程中它们的总分配系数KD接近于1，说明岩浆结晶分异作用不占主导作用，样品的元素及同位素组成变化仍反映其源区的差异性。

图6 枫木基性岩87Sr/86Sr(i)- εNd (t) 图解，万宁辉长辉绿岩数据引自唐立梅等[14]Fig.6 Initial 87Sr/86Sr vs εNd (t) for the Fengmu mafic rocks

枫木地区基性岩SiO2含量(质量分数)为48.99%～56.00%，大部分样品高钾(1.90%～3.94%)、高Al2O3(14.56%～17.77%)、高K2O/Na2O(0.58～1.32)比值，相对富集大离子亲石元素(Rb、Ba和Th等)和轻稀土元素，亏损高场强元素Nb、Ta和Ti，显示出类似于岛弧火山岩配分模式。Zr/Nb比值介于5.06～21.5之间，Nb/La比值介于0.22～0.51之间，在岩浆过程中无明显地壳物质混染情况下，这些特征暗示岩浆源区壳源物质的参与，同时Sr-Nd同位素组成也支持这一观点(图6)。如前所述，本区的基性岩在上升过程中未发生明显地壳物质的混染，因此微量元素特征也反映源区存在俯冲板片派生流体或沉积物的交代作用。样品Nb/U=6.29～23.6，Ce/Pb=0.74～12.5，远低于典型未被地壳混染的MORB和OIB的值(Nb/U=47±10,Ce/Pb=25±5)[42-43]，且Zr/Hf平均值为45.6，高于原始地幔的Zr/Hf值36.27±5.0，反映其可能受俯冲流体交代作用的影响。在Th/Yb-Ba/La和La/Yb-Sr/La图解上(图7a-b)，样品显示较高的Th/Yb和La/Yb比值，指示样品受到了来自俯冲板块再循环地壳物质的影响。Ba/La和Sr/La的变化，样品具有比MORB更高的Th/Zr比值和Ba/Zr比值、较高的Th/La比值和Ce/Pb比值，暗示样品亦受到俯冲板片流体和地壳物质交代作用影响。枫木地区基性岩微量元素显示岛弧火山岩型配分特征，排除岩浆过程中地壳混染的明显影响后，其Nb-Ta亏损更可能是俯冲板片或沉积物所释放的流体或熔体改造地幔的结果[44]。枫木基性岩Th/La=0.08～0.30，平均值为0.12,与EMII型地幔特征值接近(Th/La=0.12～0.16),εNd(t)值变化于-2.53～-1.05之间，87Sr/86Sr初始值变化于0.708 470～0.710 762，也显示其源区为富集地幔特征，进一步表明源区受到了俯冲带入沉积物或蚀变洋壳释放组分的影响[45]，是受俯冲组分改造的富集地幔楔源区。

图7 枫木基性岩的Th/Yb-Ba/La(a)，Sr/La-La/Yb(b)判别图解,万宁和琼西南基性岩数据引自唐立梅等[14]和陈新跃等[17]Fig.7 (a) Th/Yb vs Ba/La and, (b) Sr/La vs La/Yb for the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

样品具较高的Zr值(平均值为199.7μg/g)和Zr/Y值(平均值为7.5)，表现为大陆玄武岩地球化学特征，从而推测其可能形成于板内或大陆边缘弧环境，而非大洋岛弧环境[46]。在Zr-Ti(图8a)与Zr-Zr/Y(图8b)图解中，枫木地区基性岩落入板内玄武岩范围[47]。同样，在Nb*2-Zr/4-Y图(图8c)中，样品显示出板内碱性玄武岩地球化学特征。样品Th/Nb(平均值为0.40)比值高于原始地幔的Th/Nb比值(0.11)，且Nb/Zr>0.04，推测其产出于具有大陆基底的构造背景[48]。在Nb/Zr-Th/Zr图(图8d)上，基性岩样品落入拉伸环境。结合区内相关地质背景推测，考虑到晚古生代印支、华南陆块之间的邦溪-晨星弧后盆地存在俯冲消减作用，俯冲板块析出的流体和携带的沉积物熔体交代上覆地幔楔，推测该基性岩形成于造山带伸展垮塌时期的拉张构造环境，属碰撞后环境的产物，而非岛弧成因的岩石。因此枫木地区基性岩形成于碰撞后期，由于造山带垮塌导致减压熔融，从而使热界面抬升诱发被改造的地幔熔融。

李献华等[1-2]在邦溪-晨星地区识别出N-MORB型基性岩,其Sm-Nd等时线年龄为(333±12)Ma。何慧莹等[49]同样在晨星地区识别出Ar-Ar坪年龄为327 Ma、εNd(t)高达+9的N-MORB型基性岩。出露的N-MORB型基性岩的邦溪-晨星构造带呈东西向展布，并向西延伸可与越南马江、云南双沟和金沙江等地基性-超基性岩带相连[50-51]。如哀牢山双沟蛇绿岩中辉长岩和斜长花岗岩锆石U-Pb年龄为(362±41)Ma和(328±16)Ma[50]、云南金沙江斜长岩和斜长花岗岩年龄分别为(340±3) Ma和(294±4) Ma[51]。Li et al.和陈新跃等[8, 15]在五指山地区获得花岗片麻岩锆石U-Pb年龄为269～262 Ma，认为其属于华南东南沿海大陆岩浆弧的一部分，其形成原因为沿华南东南海岸的古太平洋板块俯冲作用或与古特提斯演变关系密切[8-9,15]。但现有资料表明海南岛海西-印支期的花岗岩在岩石类型与地球化学方面均与华南东部同期岩浆作用差异明显[52-53]，且更多学者认为太平洋的西向俯冲始于中侏罗世[54]。因此，以上证据表明，由邦溪-晨星地区经越南马江、云南哀牢山至金沙江地区发育一个近东西向延伸的晚古生代有限洋盆或弧后盆地，哀牢山-马江-海南一带代表了华南与印支陆块的拼贴边界[1-2,59]。

图8 (a) 枫木基性岩Ti- Zr、(b) Zr/Y-Y、(c) Nb*2-Zr/4-Y和(d) Th/Zr-Nb/Zr判别图解万宁和琼西南基性岩数据引自唐立梅等[14]和陈新跃等[17]Fig.8 (a) Ti- Zr, (b) Zr/Y-Y, (c) Nb*2-Zr/4-Y and (d) Th/Zr-Nb/Zr for the Fengmu mafic rocks, Central Hainan

目前对华南与印支陆块拼合的具体时间尚未确定，Li et al.[8]在五指山花岗片麻岩具有岩浆弧地球化学特征，其锆石U-Pb年龄为267～262 Ma。陈新跃等[15]认为五指山地区花岗片麻岩(269～263 Ma)和温淑女等[16]认为乐东志仲岩体(272 Ma)与越南中部地区Truong Son麻粒岩相变质作用[55](～260 Ma)时代相近，而判断其属于同碰撞型花岗岩，其形成与华南、印支陆块的碰撞拼合关系密切。由此提出华南和印支陆块的碰撞时间始于260 Ma，并于260～250 Ma达到碰撞峰期[15]。同时，王大英和云平[19]在乐东县木棉头乡识别出233 Ma的碱性花岗岩，谢才富等[12]在三亚发现石榴霓辉石正长岩，其年龄(244±7)Ma，在分洲界识别出锆石U-Pb年龄为231 Ma的正长岩[14]。以上岩石具有A型花岗岩相似的元素-同位素地球化学特征，被认为在三叠纪时该区已属于碰撞后拉张构造背景。此外，海南地区上三叠统为陆相磨拉石沉积建造，其不整合于二叠系或下三叠统地层之上[18,27]。以上资料指示，华南和印支陆块在海南岛地区的晨星-邦溪一带的发生冲拼贴作用，其于240 Ma已进入碰撞后伸展阶段。我们的资料表明，枫木地区三叠纪(240 Ma)基性岩以高钾、高铝为特征、地球化学方面以富集大离子亲石元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素为特征，εNd(t)=-1.05～-2.53，其与琼西南中沙农场基性岩和万宁地区角闪辉长岩有着相似的形成时代(240～242 Ma)[14，17], 同样是源于受俯冲沉积物和板片流体交代改造的地幔改造源区，产出于伸展构造背景，在时空上可对比于马江、哀牢山构造带碰撞后岩浆作用[56-57]。因此，结合相关地质背景，晚古生代末，印支和华南陆块间在海南岛地区发生了古特提斯支洋盆或弧后盆地的关闭，并于245～240 Ma进入碰撞后伸展阶段。一般认为，碰撞后作为造山旋回的一个重要阶段，其发生时间在峰期碰撞作用之后的15～20 Ma[58-59]，这与前述海南岛二叠-三叠纪岩浆作用时序相似。这一认识也可从海南岛所经历的变形改造热事件年龄得到验证。陈新跃等和Zhang et al.[60-61]在海南岛公爱和五指山、长征等地发现有NW-NWW向右旋走滑韧性剪切带，其变形年龄在245～ 248 Ma (剪切带糜棱岩内云母40Ar/39Ar坪年龄)，并可与印支北部Song-Ma，DaNang-Khe Sanh等地发育的同期右旋NW /NWW向韧性剪切带[62]相联系，这些剪切带被认为是印支与华南陆块自东向西顺时针旋转拼合的产物。同时，在琼中长征、琼西南冲卒岭等地发育的NE向左旋压扭性剪切带的韧性变形年龄被限定在229～190 Ma(糜棱岩云母40Ar/39Ar年龄)，而北东向晚三叠世热事件可对比于华南内部雪峰、云开一带的NE /NNE向左旋压扭性剪切带[57,63]，自晚三叠世以来海南北部与华南内陆具有相似的构造演化特征。因此推测，华南与印支陆块之间的俯冲作用于早石炭世即已开始，在260～240 Ma左右为同碰撞阶段，240 Ma以来进入碰撞后伸展阶段，此时受板片断离或者拆沉作用软流圈上涌、造山带伸展垮塌的影响，导致早期受俯冲组分改造的地幔源区熔融形成如枫木所见的碰撞后岩浆作用。

5 结 论

1) 海南岛枫木地区基性岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(240.3±2.6)Ma，为基性岩脉的形成年龄；

2) 枫木地区基性岩脉富K2O和Al2O3、高K2O/Na2O比值、富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，表现出大陆边缘弧的稀土和不相容元素配分模式，源区为受俯冲板片脱水流体和再循环沉积物交代的改造源区。

3) 枫木地区基性岩脉的形成受邦溪-晨星弧后盆地俯冲消减作用的影响，印支块体-华南陆块的碰撞240 Ma左右已经属于碰撞后的伸展构造背景，华南块体和印支块体之间的拼合已趋结束。

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Geochemical and geochronological characteristics of the Fengmu mafic rocks in Hainan and its tectonic implications

HEHuiying,WANGYuejun,LIUHuichuan，ZHANGYuzhi

(School of Earth Sciences and Geological Engineering ∥Guangdong Provincial Key Lab of Geological Processes and Mineral Resource, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China )

Hainan Island, tectonically located between the Indochina and the South China Blocks, has undergone multiphased structural overprinting and complex tectonic evolution. Mafic rocks, newly discovered in the Fengmu area, Central Hainan, are coeval with Triassic porphyritic granite and mainly composed of plagioclase, clinopyroxene and hornblende. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results for the representative sample yield the weighted mean206Pb/238U age of (240.3±2.6) Ma, interpreted as the crystallization age of the mafic rocks. They have SiO2ranging from 48.99% to 56.00%, K2O between 0.63%～3.94% and Al2O3between 14.56%～17.77%, and have a K2O/Na2O ratio of 0.58～1.32. These rocks show high REE concentrations with ∑REE=214.7～522.7 μg/g, and (La/Yb)N=11.17～31.10, (Gd/Yb)N=2.00～4.50, δEu=0.74～1.14. They are characterized by subparallel right-sloping REE pattern, similar to those of island arc volcanic rocks, and by enrichment in LREEs and LILEs and depletion in HFSEs with significant Nb-Ta and Ti negative anomalies. TheεNd(t) values ranges from -1.05 to -2.53. Our data indicate that these rocks originated from the enriched mantle source modified by subduction- related fluid/melt. In combination with other available data, it is proposed that the Fengmu mafic rocks at 240 Ma generated at the post-collision extensional setting of the convergence of the South China with Indochina Block in response to the subduction of the Paleotethyan Ocean.

Triassic mafic rocks; LA-ICP-MS zircon U-Pb dating; arc affinity; post-collisional setting; Fengmu; Hainan Island

10.13471/j.cnki.acta.snus.2016.04.023

2015-12-11

国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(2014CB440901)；国家自然科学基金资助项目(41190073，41372198)；中山大学高校基本业务费资助项目

何慧莹(1993年生), 女；研究方向：岩石大地构造;E-mail:hehuiy2@mail2.sysu.edu.cn

P

A

0529-6579(2016)04-0146-12