新疆西準(zhǔn)噶爾拉巴西蛇綠混雜巖帶地質(zhì)特征及其意義

楊紅賓，靳 松，2，陳志彬，張兆祎，謝汝斌，許肖斌，劉樹(shù)興

（1.河北省地質(zhì)調(diào)查院，石家莊 050081;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430074）

新疆西準(zhǔn)噶爾拉巴西蛇綠混雜巖帶地質(zhì)特征及其意義

楊紅賓1，靳 松1，2，陳志彬1，張兆祎1，謝汝斌1，許肖斌1，劉樹(shù)興1

（1.河北省地質(zhì)調(diào)查院，石家莊 050081;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430074）

新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)是古生代經(jīng)過(guò)俯沖－增生形成的復(fù)合造山帶。該地區(qū)分布有多條蛇綠巖帶，其中的拉巴西蛇綠巖帶是比較重要的一條，通過(guò)對(duì)該蛇綠混雜巖特征的研究，認(rèn)為該區(qū)蛇綠巖盡管受到強(qiáng)烈的多期構(gòu)造肢解，但根據(jù)巖石類(lèi)型仍能恢復(fù)蛇綠巖的原始層序。本文重點(diǎn)討論了拉巴西蛇綠混雜巖的地球化學(xué)特征，認(rèn)為其形成時(shí)代為晚寒武世－中奧陶世，就位時(shí)代為中晚志留世，蛇綠混雜巖產(chǎn)于弧前或弧后小洋盆環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，該蛇綠混雜巖具有明顯的鉻鐵礦化，為下一步找礦指明了方向。

西準(zhǔn)噶爾；蛇綠混雜巖；拉巴西；地球化學(xué)

西準(zhǔn)噶爾蛇綠巖是經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而被肢解的大型復(fù)合蛇綠混雜巖帶，其巖石類(lèi)型多樣，分布復(fù)雜，后期變動(dòng)強(qiáng)烈，反映了西準(zhǔn)噶爾地殼長(zhǎng)期復(fù)雜的演化歷史。其中，瑪依勒蛇綠巖帶中巖石多強(qiáng)烈片理化，蛇紋石化，并夾入大量構(gòu)造巖塊，成為蛇綠混雜巖[1-5]。眾多學(xué)者也在本區(qū)瑪依勒山一帶的超鎂鐵質(zhì)雜巖開(kāi)展了深入研究[6-7]，從此揭開(kāi)了對(duì)本區(qū)蛇綠巖研究新的一頁(yè)。本次研究主要針對(duì)蛇綠巖的野外特征開(kāi)展了更進(jìn)一步的野外調(diào)查，基本查明了蛇綠巖的分布情況、巖石組合等特征，并對(duì)其地球化學(xué)特征，時(shí)代歸屬，構(gòu)造環(huán)境和成礦專(zhuān)屬性進(jìn)一步探討，為研究新疆北部西準(zhǔn)噶爾地區(qū)蛇綠巖帶提供了新的資料。

1 地質(zhì)背景

圖1 西準(zhǔn)噶爾地區(qū)瑪依勒（拉巴西）蛇綠混雜巖分布圖Fig.1 Distribution of the Mayile(Labaxi)ophiolite and its related rocks in the western Junggar

區(qū)域上瑪依勒蛇綠混雜巖帶分南北兩個(gè)帶，北帶為瑪依勒蛇綠混雜巖，南帶為拉巴西蛇綠混雜巖，本文對(duì)南帶拉巴西蛇綠混雜巖進(jìn)行了詳細(xì)研究。該蛇綠巖帶主要分布于拉巴西大斷裂北東側(cè)一帶（圖1），蛇綠巖呈構(gòu)造巖片產(chǎn)出，與志留系地層構(gòu)成混雜巖帶。各巖片與周?chē)貙映蕯鄬咏佑|，界線(xiàn)清楚。沿拉巴西大斷裂北側(cè)次級(jí)斷裂分布，特別在巖帶轉(zhuǎn)彎處膨大為巖帶的主體部分。該帶由多個(gè)大小不等的巖片組成，總面積約4.41 km2，在區(qū)內(nèi)斷續(xù)分布，長(zhǎng)15 km，寬7 km。單個(gè)巖片一般長(zhǎng)0.2～5 km，寬0.1～1.0 km左右，巖石普遍發(fā)生褐鐵礦化、陽(yáng)起石化、蛇紋石化等現(xiàn)象，呈不規(guī)則狀巖片分布于志留系中上統(tǒng)瑪依勒山組中，地表產(chǎn)狀復(fù)雜，深處產(chǎn)狀磁測(cè)表明多為陡傾或直立，該巖片剝蝕深度較淺。巖片與鉻鐵礦成礦關(guān)系密切，另外鎳元素在蛇綠巖中的地化特征明顯。

2 蛇綠混雜巖

拉巴西蛇綠混雜巖的巖石單元較少，主要由輝石橄欖巖（已完全蛇紋巖化）、輝長(zhǎng)巖、玄武巖和輝綠巖墻等組成。該帶主要由P6、P19、P1號(hào)剖面（圖1）控制，P6剖面出露巖性比較完整（圖2），其主要巖性為蛇紋巖、輝綠巖、玄武巖、硅質(zhì)巖等，可作為典型剖面，描述如下：

圖2為控制拉巴西蛇綠混雜巖的剖面，基本反映了拉巴西蛇綠混雜巖的地質(zhì)特征及巖石組合特征。構(gòu)成蛇綠混雜巖的巖石單元主要為輝石橄欖巖及少量的純橄巖（均已蝕變蛇紋巖）、強(qiáng)蝕變基性熔巖夾硅質(zhì)巖，現(xiàn)已蝕變、變質(zhì)為滑石、白云石、蛇紋石蝕變巖、綠簾陽(yáng)起蝕變巖夾石英巖、透閃石巖，與細(xì)粒輝長(zhǎng)巖等基性雜巖為斷層接觸。出露于蛇綠巖上部的輝綠巖多呈單個(gè)或多個(gè)巖墻近直立產(chǎn)出，一般寬4.59～128.90 m。

3 巖石及巖相學(xué)特征

本帶中蛇綠混雜巖的巖石單元比較齊全，主要由地幔橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、中酸性－基性熔巖、輝綠巖墻（群）和硅質(zhì)巖等組成，但在輝長(zhǎng)巖中未見(jiàn)堆晶結(jié)構(gòu)。蛇綠混雜巖多已被構(gòu)造肢解，經(jīng)過(guò)詳細(xì)地質(zhì)調(diào)查，基本查明了其巖石特征及分布狀況。

3.1 地幔橄欖巖

地幔橄欖巖為蛇綠混雜巖的主要構(gòu)成部分，一般單獨(dú)產(chǎn)出。本區(qū)地幔橄欖巖主要以純橄欖巖、輝橄巖、斜輝橄欖巖為主，后期蝕變強(qiáng)烈，現(xiàn)在表現(xiàn)為蛇紋巖、碳酸鹽化蛇紋巖、白云石滑石蝕變巖、陽(yáng)起綠簾蝕變巖等。

黑綠色蛇紋巖：纖狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由蛇紋石組成。蛇紋石呈纖維狀結(jié)合體分布，無(wú)色－淺黃綠色，低正突起，Ⅰ級(jí)灰白－黃干涉色，為纖維蛇紋石，99%；少量殘留橄欖石、輝石假象。磁鐵礦呈粒狀，粒徑0.6～0.05 mm，少量塵點(diǎn)狀，1%；鉻尖晶石呈粒狀，粒徑0.4～0.1 mm，少量。

黑綠色碳酸鹽化蛇紋巖：纖維狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由蛇紋石構(gòu)成。蛇紋石呈纖維狀，大小0.02～0.15 mm，雜亂分別，似條痕狀分布，100%。碳酸鹽呈他形粒狀，大小0.08～0.2 mm，星散或似堆狀分布，局部交代蛇紋石，10%～15%。

3.2 基性－中酸性熔巖

基性－中酸性熔巖在該蛇綠混雜巖帶中不很發(fā)育，其巖石特征描述如下：

黑色變質(zhì)玄武巖：變質(zhì)似間粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石及暗色礦物構(gòu)成。斜長(zhǎng)石呈他形粒狀，半自形板條狀，似格架狀分布，大小0.05～0.4 mm，65%；暗色礦物假象：斜長(zhǎng)石格架間填隙輝石，均被纖狀透閃石（25%），鱗片狀綠泥石（10%）交代，相對(duì)似條痕狀分布，35%。

3.3 巖墻（群）

主要分布于測(cè)區(qū)西北部卓勒德巴依巴斯陶－科克開(kāi)乃然一帶，巖性有變質(zhì)細(xì)粒輝長(zhǎng)巖、變質(zhì)輝綠巖等，出露寬度為4～130 m。另外還可見(jiàn)與巖墻相似的暗色閃長(zhǎng)巖和淺色斑狀斜長(zhǎng)花崗巖，與圍巖為侵入關(guān)系，寬度3～8 m，其形成時(shí)代可能較巖墻群相對(duì)較晚。

圖2 拉巴西蛇綠混雜巖帶實(shí)測(cè)剖面圖(P6)Fig.2 The measured profile of the Labaxi ophiolite melange belt

灰色變質(zhì)細(xì)粒輝長(zhǎng)巖：變余細(xì)粒輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石、輝石構(gòu)成。斜長(zhǎng)石呈他形粒狀－半自形板狀，雜亂分布，大小1.5～0.5 mm，局部黝簾石化，60%；輝石呈他形粒、柱狀，雜亂分布于斜長(zhǎng)石間，略有定向排列的趨勢(shì)，大小0.3～1.3 mm，多被角閃石交代，并具次閃石化，40%。次生礦物：次閃石、黝簾石。

灰綠色變質(zhì)輝綠巖：變余輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石，暗色礦物構(gòu)成。斜長(zhǎng)石呈他形粒狀－半自形板條狀，似格架狀分布，大小0.3～1 mm，局部綠簾石化，60%；暗色礦物為輝石，雜亂填隙于斜長(zhǎng)石間，大小0.2～0.6 mm，均被次閃石，綠簾石及少量綠泥石交代，呈假象，40%。

褐黃色碎裂巖化斑狀斜長(zhǎng)花崗巖：似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具他形－半自形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶和基質(zhì)組成。斑晶32%，斜長(zhǎng)石：呈半自形板狀，粒徑2.0×1.2～0.8×0.6 mm2，聚片雙晶發(fā)育，30%；石英：呈他形粒狀，粒徑1.0～0.6 mm2，具玻狀消光，2%?；|(zhì)68%，具他形－半自形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，由斜長(zhǎng)石，石英組成。斜長(zhǎng)石：呈半自形板狀，粒徑0.4×0.3～0.2× 0.1 mm2，聚片雙晶發(fā)育，48%；石英：呈他形粒狀，粒徑0.4～0.2 mm，具玻狀消光，20%。巖石后期受應(yīng)力作用，較破碎，沿破碎帶分布碾細(xì)的巖粉及含鐵碳酸鹽（氧化后均為褐鐵礦），約占巖石的20%。

3.4 硅質(zhì)巖

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)硅質(zhì)巖分布較廣，有兩種不同類(lèi)型：一類(lèi)為代表蛇綠混雜巖上覆巖系的硅質(zhì)巖，另一類(lèi)為在志留系中發(fā)育的硅質(zhì)巖[8]。代表蛇綠巖上覆巖系的硅質(zhì)巖，主要分布于該蛇綠巖的近處，與蛇綠巖單元中基性熔巖或巖墻相伴產(chǎn)出，與兩側(cè)一般為斷層接觸，呈巖片產(chǎn)出，厚度不大，一般為5～20 m，顏色為紫紅色、灰紫色、青灰色，質(zhì)地純凈；地層中的硅質(zhì)巖為地層的組成部分，與上、下巖系整合接觸，顏色相對(duì)較雜，質(zhì)地也沒(méi)有前者純凈，為灰色、青灰色等，厚度一般不大，但單層厚度較大。該蛇綠巖套中硅質(zhì)巖描述如下：

灰黑色變質(zhì)（含砂）粘土質(zhì)硅質(zhì)巖：變余（含砂）泥質(zhì)泥晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由硅質(zhì)、粘土質(zhì)、陸源砂、粉砂構(gòu)成。硅質(zhì)：由隱晶、微粒玉髓構(gòu)成，構(gòu)成巖石之主體，70%；粘土質(zhì)：由＜0.005 mm的粘土礦物構(gòu)成，部分已變?yōu)槲⒕Ш谠颇福?5%；陸源砂、粉砂：由石英、長(zhǎng)石、硅質(zhì)巖巖屑構(gòu)成，星散分布，次圓、次棱角狀，大小以0.05～0.3 mm的砂為主，5%。巖內(nèi)見(jiàn)少量硅質(zhì)、綠泥石－黑云母充填裂隙。

4 巖石化學(xué)及地球化學(xué)特征

4.1 巖石化學(xué)特征

全巖主量元素在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所采用可見(jiàn)分光光度計(jì)和原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定，分析精度優(yōu)于5%。蛇綠混雜巖巖石化學(xué)成分分析結(jié)果、CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果及特征參數(shù)見(jiàn)表1、表2。

（1）橄欖巖類(lèi)（蛇紋巖）

地幔橄欖巖由于受到板塊俯沖作用和大洋熱水蝕變作用以及區(qū)域低溫高壓變質(zhì)作用的影響，巖石均已變質(zhì)成蛇紋巖，致使原巖在宏觀上難以恢復(fù)。巖石化學(xué)指數(shù)特征顯示，蛇紋巖SiO2分別為40.02%、42.96%、40.66%，MgO較高，為37.80%、37.28%、38.25%，Al2O3為0.01%、0.56%、1.56%，含量明顯偏低。K2O為0.03%、0.01%、0.01%，TiO2為1.08%、0.02%、0.04%，與世界其它地區(qū)地幔橄欖巖相比，總體上以貧K2O、TiO2，富MgO為特征。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果無(wú)Q，C低，表明SiO2、Al2O3為不飽和狀態(tài)，出現(xiàn)大量橄欖石分子Ol，含量分別為為60.78%、46.46%、55.10%，以橄欖石、輝石為主，普遍含磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石，其標(biāo)準(zhǔn)礦物組合為An+Ab+Or+Ol+Hy，這些標(biāo)準(zhǔn)礦物的出現(xiàn)，反映原巖化學(xué)成分為超鎂鐵巖。這些超鎂鐵巖可能代表了具有高度熔融的地幔熔融殘余物質(zhì)，為鎂鐵質(zhì)蛇綠巖。

表1 拉巴西蛇綠混雜巖巖石化學(xué)成分一覽表Table 1 Schedule of the petrochemical composition for the Labaxi ophiolite

表2 蛇綠混雜巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算及有關(guān)參數(shù)一覽表Table 2 Schedule of the CIPW standard mineral calculation and related parameters for the Labaxi ophiolite

（2）巖墻（群）

主要為輝綠巖類(lèi)，SiO2分別為56.38%、54.78%、48.08%，TiO2為0.87%、0.74%、1.11%，Al2O3為17.76%、15.10%、14.08%，MgO為3.42%、6.65%、8.71%，CaO為1.43%、0.81%、9.29%。K2O為6.45%、5.08%、0.71%，Na2O為0.09%、0.10%、2.86%。總體看，巖石高SiO2、Al2O3、TiO2，Na2O、MgO中等，CaO較低。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果中沒(méi)有出現(xiàn)石英，說(shuō)明SiO2處于不飽和狀態(tài)，巖石中出現(xiàn)了橄欖石分子Ol、紫蘇輝石Hy，從中可以看出其標(biāo)準(zhǔn)礦物組合為An+Ab+Or+Ol+Hy，固結(jié)指數(shù)SI低于40，分別為19.32、34.63、37.99，里特曼指數(shù)（σ）為4.44、2.79、1.93，屬于鈣堿性系列－堿性系列。

（3）玄武巖類(lèi)

蛇綠混雜巖中玄武巖SiO2為53.93%，Al2O3為15.75%，MgO為5.16%，CaO為5.10%，K2O為1.75%，Na2O為2.73%。巖石中鉀小于鈉。里特曼指數(shù)（σ）為1.55，為鈣堿性系列。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)少量石英、剛玉，說(shuō)明SiO2處于飽和狀態(tài)，巖石中出現(xiàn)了紫蘇輝石Hy。分異指數(shù)DI變化于45.44，分異程度中等。固結(jié)指數(shù)SI低于40，為30.21。堿度率AR在1.55，過(guò)鋁指數(shù)為1.006，顯示了巖漿源區(qū)為幔源的特點(diǎn)。該巖石在TAS圖解中（圖3）落入玄武安山巖巖區(qū)，亞堿性系列巖區(qū)，與巖石礦物定名基本一致。

（4）硅質(zhì)巖

SiO2為88.66%，MgO為0.58%，Al2O3為4.13%，K2O為0.41%，TiO2為0.20%?？傮w看，巖石SiO2較高。

4.2 稀土元素特征

微量元素在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所采用等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定，分析精度優(yōu)于5%。蛇綠巖稀土元素含量見(jiàn)表3。

（1）橄欖巖（蛇紋巖）

蛇紋巖稀土總量ΣREE極低，分別為0.93×10-6、0.80×10-6、14.17×10-6，其輕稀土ΣLREE分別為0.52×10-6、0.33×10-6、13.49×10-6，重稀土ΣHREE為0.41×10-6、0.47×10-6、0.68×10-6，輕、重稀土比值（ΣLREE/ΣHREE）為 1.25、0.71、19.99。 樣 品P1YQ2,P6YQ1的輕、重稀土分餾較弱，而樣品P6YQ2的輕、重稀土分餾較強(qiáng)。δEu為2.72、3.18、2.96，Eu正異常明顯。其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化型式圖（圖4），總體為向右緩傾的曲線(xiàn)，樣品P1YQ2和P6YQ1呈現(xiàn)出多峰多谷的形態(tài)，特別是重稀土元素明顯，這與前人的研究是一致的[9]。

圖3 蛇綠混雜巖中玄武巖TAS圖解Fig.3 TAS diagram of the basalt for the Labaxi ophiolite

（2）巖墻（群）

輝綠巖的稀土總量ΣREE分別為62.81×10-6、36.74× 10-6、39.02× 10-6，其輕稀土ΣLREE 為56.02 × 10-6、29.27 × 10-6、22.18 × 10-6，重 稀 土ΣHREE為6.79×10-6、7.47×10-6、16.84×10-6，輕、重稀土比值（ΣLREE/ΣHREE）為8.28、3.92、1.32。樣品P1YQ3和P6YQ3的輕、重稀土分餾較弱，而樣品P1YQ1的輕、重稀土分餾較強(qiáng)。δEu為1.21、1.11、1.04，微弱的Eu正異常，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化型式圖（圖5），表現(xiàn)出兩類(lèi)不同的型式，一種為向右緩傾的曲線(xiàn)（P1YQ1,P1YQ3），另一種為L(zhǎng)REE略虧損型平坦型的曲線(xiàn)（P6YQ3），可能為后期變質(zhì)影響所致。

（3）玄武巖類(lèi)

玄武巖稀土總量ΣREE為58.41×10-6，其輕稀土ΣLREE為47.79×10-6，重稀土ΣHREE為10.62×10-6，輕、重稀土比值（ΣLREE/ΣHREE）為4.50，輕、重稀土分餾較弱，δEu為0.99，Eu正/負(fù)異常不明顯，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化型式圖（圖6）,總體為向右緩傾的曲線(xiàn)。

（4）硅質(zhì)巖

硅質(zhì)巖稀土總量ΣREE較低，為25.47×10-6，其輕稀土ΣLREE為21.49×10-6，重稀土ΣHREE為3.98×10-6，輕、重稀土比值（ΣLREE/ΣHREE）為5.40，輕、重稀土分餾較弱，δEu為0.94，Eu負(fù)異常不明顯，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化型式圖（圖6）總體為向右緩傾的曲線(xiàn)。

4.3 微量元素特征

蛇綠巖微量元素含量見(jiàn)表4。

（1）橄欖巖（蛇紋巖）

蛇紋巖微量元素參數(shù)Rb/Sr為0.05、0.14、0.18，Ba/Sr為0.65、0.88、0，Zr/Hf為33.63、60.33、21.17，Nb/Ta 為 16.00、27.72、46.09，Ba/Rb 為14.36、6.28、0。其微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖7），呈多峰多谷形態(tài)，放射性能生熱元素Th、非活動(dòng)性元素Ta、不相容大離子親石元素Rb、Ba富集，但總量較低，由于后期影響，非活動(dòng)性元素呈現(xiàn)出強(qiáng)烈富集和強(qiáng)烈虧損的峰谷。

（2）巖墻（群）

輝綠巖的微量元素參數(shù)Rb/Sr為0.01、0.01、0.09，Ba/Sr 為 0.37、0.37、0.74，Zr/Hf 為 32.24、28.95、22.56，Nb/Ta 為 12.89、12.64、12.21，Ba/Rb為39.65、48.20、7.95。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖8）中，呈現(xiàn)多峰多谷形態(tài)，放射性能生熱元素Th、不相容大離子親石元素Ba、Rb富集，Sr富集，非活動(dòng)性元素Nb、Ta，高場(chǎng)強(qiáng)元素Ti相對(duì)虧損。Nb和Ta的相對(duì)虧損指示其巖漿可能來(lái)源于地殼重熔，也可能經(jīng)歷了富Nb、Ta礦物的結(jié)晶分異作用。Sr的正異常，指示巖漿沒(méi)有經(jīng)過(guò)斜長(zhǎng)石的分異或源區(qū)沒(méi)有斜長(zhǎng)石的殘留，巖漿分異程度較低。Ti的負(fù)異常，可能與鈦鐵氧化物結(jié)晶分異有關(guān)。

表3 蛇綠混雜巖稀土元素含量一覽表Table 3 The rare earth content of the ophiolite belt

圖4 蛇紋巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.4 The chondrite-normalized REE patterns of the ophiolite

圖5 輝綠巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.5 The chondrite-normalized REE patterns of the diabase

表4 蛇綠混雜巖微量元素含量及特征參數(shù)一覽表Table 4 The rare earth content and characteristic parameters of the ophiolite

（3）玄武巖類(lèi)

圖6 玄武巖和硅質(zhì)巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.6 The chondrite-normalized REE patterns of the basalt and siliceous

圖7 蛇紋巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.7 The primitive mantle-normalized trace element patterns of the ophiolite

圖8 輝綠巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.8 The primitive mantle-normalized trace element patterns of the diabase

玄武巖微量元素參數(shù)Rb/Sr為0.09，Ba/Sr為0.53，Zr/Hf為40.52，Nb/Ta為10.96，Ba/Rb為5.81。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖9）中，不相容大離子親石元素Rb、Ba和放射性能生熱元素Th富集，Sr富集，非活動(dòng)性元素Nb、Ta，高場(chǎng)強(qiáng)元素Ti相對(duì)虧損。非活動(dòng)性元素Zr虧損，Hf虧損，富集各半。Nb和Ta的相對(duì)虧損指示其巖漿可能來(lái)源于地殼重熔，也可能經(jīng)歷了富Nb、Ta礦物的結(jié)晶分異作用。Sr的正異常，指示巖漿沒(méi)有經(jīng)過(guò)斜長(zhǎng)石的分異或源區(qū)沒(méi)有斜長(zhǎng)石的殘留，巖漿分異程度較低。Ti的負(fù)異常，可能與鈦鐵氧化物結(jié)晶分異有關(guān)。

（4）硅質(zhì)巖

硅質(zhì)巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖9）所示其微量元素含量總體不高，不相容大離子親石元素Ba富集，具有Nb,Ta,Ti的負(fù)異常，Nb和Ta的相對(duì)虧損指示其巖漿可能來(lái)源于地殼重熔，也可能經(jīng)歷了富Nb、Ta礦物的結(jié)晶分異作用。Ti偏低可能與鈦鐵氧化物結(jié)晶分異有關(guān)。

5 形成時(shí)代及構(gòu)造環(huán)境

5.1 時(shí)代探討

蛇綠巖是經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的地質(zhì)作用形成的最終產(chǎn)物，這就決定了蛇綠巖形成時(shí)代的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性，討論蛇綠巖的時(shí)代必然涉及到蛇綠巖的形成時(shí)代和侵位時(shí)代。由于拉巴西蛇綠巖構(gòu)造肢解、變質(zhì)變形強(qiáng)烈，上部陸殼巖石中至今難以發(fā)現(xiàn)有直接確定地質(zhì)時(shí)代(如古生物)的依據(jù)[10-12]。新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志認(rèn)為該蛇綠巖帶形成于早古生代，馮益民等測(cè)得熔巖、輝綠巖和橄欖巖的Rb-Sr等時(shí)線(xiàn)年齡為421±65.7 Ma，斜長(zhǎng)花崗巖中榍石的Pb-Pb同位素年齡為508±20 Ma（馮益民1983年在美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校地質(zhì)系測(cè)定），斜長(zhǎng)石的U-Pb年齡為480-520 Ma[13]，均與奧陶紀(jì)年齡接近；本次研究測(cè)得蛇綠混雜巖中玄武巖（P7YQ3）的Sm-Nd等時(shí)線(xiàn)年齡為616±84 Ma（未發(fā)表資料），說(shuō)明區(qū)內(nèi)存在不晚于532 Ma的古亞洲洋洋殼；與之伴生地層為中晚志留世瑪依勒山組，綜合認(rèn)為蛇綠巖形成時(shí)代為晚寒武世—中奧陶世，而該蛇綠混雜巖的就位時(shí)代為中晚志留世[14]。

圖9 玄武巖和硅質(zhì)巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.9 The primitive mantle-normalized trace element patterns of the basalt and chert

5.2 構(gòu)造背景

在拉巴西蛇綠混雜巖中玄武巖2*Nb-Zr/4-Y判別圖（圖10a）和Hf/3-Th-Ta（圖10b）中，樣品點(diǎn)落入火山弧玄武巖區(qū)；玄武巖Ti/100-Zr-Sr/2判別圖（圖10c）中，樣品點(diǎn)落入B區(qū)洋中脊玄武巖區(qū)和C區(qū)鈣堿性玄武巖區(qū)；在玄武巖TiO2-MnO*10-P2O5*10判別圖（圖10d）中，樣品點(diǎn)全部落入島弧拉斑玄武巖。玄武巖類(lèi)的稀土配分曲線(xiàn)與E-MORB類(lèi)似，即玄武巖仍為洋盆環(huán)境產(chǎn)物，即該蛇綠混雜巖帶產(chǎn)于弧前或弧后小洋盆環(huán)境，蛇綠混雜巖形成于較深且有較強(qiáng)的構(gòu)造推覆作用的部位[15]。

圖10 a 玄武巖2＊Nb-Zr/4-Y判別圖Fig.10a Triangular diagram of 2＊Nb-Zr/4-Y for basalt

圖10 c玄武巖Ti-Zr-Sr判別圖Fig.10c Triangular diagram of Ti-Zr-Sr for basalt

從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景看，西準(zhǔn)噶爾地區(qū)出露的最老地層為奧陶系，不存在古老的陸殼基底。奧陶系－石炭系有大量的火山碎屑巖，大多為深海濁流沉積和半遠(yuǎn)洋沉積，與硅質(zhì)、泥質(zhì)、凝灰質(zhì)遠(yuǎn)洋沉積共生，其成因與火山島弧有關(guān)[16]。據(jù)西準(zhǔn)噶爾蛇綠巖形成時(shí)代和蛇綠巖套上部不整合沉積接觸關(guān)系，可確定西準(zhǔn)噶爾地區(qū)未曾發(fā)育過(guò)一個(gè)從中奧陶世至泥盆紀(jì)的統(tǒng)一的大洋，而是先后由眾多小洋盆的生生滅滅組成的洋盆活動(dòng)帶，即老的小洋盆受新生的小洋盆擠壓侵位，這樣延續(xù)了古亞洲洋的生命，逐漸增加了褶皺帶或大陸的規(guī)模。古亞洲洋可能是眾多小洋盆導(dǎo)致盆－山運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。

圖10 b玄武巖Hf/3-Th-Ta判別圖Fig.10b Triangular diagram of Hf/3-Th-Ta for basalt

圖10 d 玄武巖TiO2-MnO-P2O5判別圖Fig.10d Triangular diagram of TiO2-MnO-P2O5 for basalt

6 與鉻鐵礦的關(guān)系

拉巴西蛇綠混雜巖蛇紋巖鐵族元素Cr、Co的含量明顯偏高。其中Cr元素的絕對(duì)含量在蛇紋巖中可高達(dá)2 897×10-6、2 532×10-6、2 435×10-6，這與蛇紋巖中富含鉻鐵礦有關(guān)。另外，含礦巖相化學(xué)成分的鎂鐵比值（m/f）可作為指示不同礦種的標(biāo)志。m/f為Mg原子數(shù)與Fe原子數(shù)比。顯然，由橄欖巖向輝長(zhǎng)巖過(guò)渡，巖石的SiO2含量依次增大，而Mg和Fe等將逐步降低。因此，巖石的m/f值將變小。m/f比值介于6～12（表5），表明鉻礦化與超基性巖有密切關(guān)系，介于2～6，表明銅鎳礦化與超基性巖關(guān)系密切，介于0～2，表明鐵礦化與超基性巖有密切關(guān)系。樣品P1YQ2,P6YQ1和P6YQ2，其m/f值分別為11.48、10.22和11.10，指示鉻鐵礦化與超基性巖有密切的成因關(guān)系。

表5 含礦巖體m/f比值與成礦關(guān)系一覽表Table 5 The m/f ratio of the ore-bearing rocks and their relation with mineralization

7 結(jié)論

（1）盡管由于構(gòu)造肢解，使蛇綠巖原始層序的完整性受到破壞，但仍保存了蛇綠混雜巖的基本層序。本次調(diào)查中經(jīng)過(guò)詳細(xì)填圖、剖面測(cè)制和巖石類(lèi)型研究，建立起由下而上依次為變質(zhì)橄欖巖、輝石橄欖巖(蛇紋巖)－輝長(zhǎng)巖－基性巖墻(輝綠巖)－玄武巖為主的火山巖－硅質(zhì)巖等較為完整的蛇綠巖層序。

（2）拉巴西蛇綠混雜巖玄武巖顯示其產(chǎn)于弧前或弧后小洋盆環(huán)境，具體地說(shuō)，蛇綠巖形成于弧后或弧間有限洋盆小擴(kuò)張脊的構(gòu)造環(huán)境。

（3）鉻鐵礦化與拉巴西蛇綠混雜巖有密切的成因關(guān)系。

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Geological Features and Significance of the Labaxi Ophiolite Melange Belt in the Western Jungeer,Xinjiang

YANG Hong-bin1,JIN Song1.2,CHEN Zhi-bin1,ZHANG Zhao-yi1,XIE Ru-bin1,XU Xiao-bin1,LIU Shu-xing1
(1.Hebei institute of Geological Survey,Shijiazhuang 050081,China;2.State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources,Faculty of Earth Science,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China)

Junggar area of western Xinjiang is a composite orogenic belt formed by the subduction-accretion in Paleozoic.There are numbers of ophiolite belts in this area.The Labaxi ophiolite belt in the Junggar area is more important one among them.By the research of ophiolite rock,the authors found that the rock experienced strong tectonic dismemberment,but the original sequence of the ophiolite can be still restored on the basis of the rock types.In this paper,the authors focus on the study of the geochemical characteristics of the ophiolite in Labaxi profile,and consider that the ophiolite is formed in the Late Cambrian-Middle Ordovician,its emplacement time is in the middle-late Silurian,and the ophiolite belt is formed in a fore-arc or back-arc ocean basin environment.The research shows that this ophiolite belt has chromite obviously,therefore,it is showed the clearly prospecting direction for the next work.

western Junggar;ophiolite melange;labaxi;geochemical;western Xinjiang

P588.12+5

A

1672－4135(2011)03－0161-09

2011-02-28

新疆自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目（XJQDZ2008-01；XJQDZ2008-03）

楊紅賓（1963-），男，工程師，1987年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)校地質(zhì)勘查專(zhuān)業(yè)，主要從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究。E-mail:js521@163.com；通訊

靳松（1982-），男，博士，2008年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球化學(xué)專(zhuān)業(yè)，主要從事巖石地球化學(xué)和區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究，E-mail:js521@163.com。