新疆葉城縣庫地蛇綠巖套的確定及其地質特征

譚克彬　賈紅旭　郭濤　馬金林　劉建　譚治雄（新疆地礦局第六地質大隊　哈密　839000）

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新疆葉城縣庫地蛇綠巖套的確定及其地質特征

譚克彬賈紅旭郭濤馬金林劉建譚治雄
（新疆地礦局第六地質大隊哈密839000）

摘要近年來通過區(qū)域地質調查在新疆葉城縣西合休-庫地一帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列的鎂鐵-超鎂鐵質巖、堆晶巖、巖墻雜巖、熔巖，一系列的實測剖面顯示蛇綠巖套的特征。本文在詳細描述各組成巖相地質特征的基礎上，探討了這套蛇綠巖雜巖的形成時代（698～408.6 Ma間，震旦紀到志留紀之間）和構造背景（產(chǎn)自于板塊俯沖消減帶上而非洋中脊環(huán)境）。

關鍵詞蛇綠巖套庫地新疆地質特征構造環(huán)境

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.02.002

蛇綠巖套是一組由蛇紋石化超鎂鐵巖、基性侵入雜巖和基性熔巖以及海相沉積物構成的巖套。新疆葉城縣西合休-庫地多金屬成礦帶位于塔里木盆地西南緣昆侖山區(qū)塔什庫祖克山一帶，近年來通過1∶5萬地質調查在庫地一帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列的鎂鐵-超鎂鐵質巖、堆晶巖、巖墻雜巖、熔巖，其實測剖面顯示蛇綠巖套的特征。前人調查了庫地-托排士達坂和庫地南的超基性巖與一些克溝的枕狀-塊狀基性熔巖，首先提出了蛇綠巖的存在［1-2，4］，但是缺少更多巖體的調查和實測剖面的證據(jù)。基于此，本論文對庫地蛇綠雜巖進行了重點研究，在牙雜克和庫地-托排士達坂構造塊體進行了剖面測量，詳細厘定了蛇綠巖套各組成單元的地質特征，并討論了其形成時代。

1　地質剖面對比

庫地蛇綠雜巖群總體為一套經(jīng)過強烈洋底變質（蝕變）的超基性-基性巖，主要分布在庫地與西合休附近，總面積約94.97 km2，其中分布在庫地-托排士達坂、西合休牙雜克和測區(qū)北部的一些克溝的三個構造塊體面積最大，均呈EW和近NW-SE向展布。平面上為透鏡狀，西部被早古生代輝綠巖侵入，其余邊界與圍巖以斷層相接觸。庫地蛇綠巖在影像上呈灰色調，斑狀紋形，紋理粗糙，雜亂無序，顯示一種混雜堆積特征。庫地-托排士達坂塊體具一定的分異，由蝕變的純橄巖、含輝純橄巖、方輝輝橄巖等超鐵鎂質巖石及輝石巖、輝長巖、玄武巖組成，其內(nèi)斷裂發(fā)育，斷層向巖層略有變形，可見兩個不完整的寬緩向斜構造；西合休牙雜克塊體巖性主要由蝕變暗色輝長巖、輝長巖、蘇長巖、輝綠巖、花崗閃長巖等組成；一些克溝塊體由蝕變枕狀、塊狀、杏仁狀玄武巖以及安山質玄武巖夾紫色硅質巖條帶組成。在庫地-托排士達坂、西合休牙、一些克溝南的三條地質剖面詳細記錄了各巖相的組合特征。

圖1　庫地-托排士達坂蛇綠雜巖剖面

圖2　西合休牙雜克蛇綠雜巖剖面圖

圖3　一些克溝南蛇綠雜巖剖面圖

綜合以上三條剖面可見，庫地蛇綠雜巖群雖然被構造強烈肢解，卻是一個層序較完整的蛇綠巖套，與大洋地殼結構的對比見圖4，有超鎂鐵質的超基性巖、堆晶巖、巖墻雜巖、熔巖、硅質巖。巖石雖經(jīng)洋底變質而強烈蝕變，產(chǎn)生綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化、蛇紋石化，卻無定向或半定向構造，表明巖石沒有遭受區(qū)域變質作用，說明洋盆俯沖時庫地蛇綠雜巖沒有沿俯沖帶下潛到地殼深部，而是仰沖于古陸之上，成為科爾曼所稱的“逆沖蛇綠巖”。

圖4　庫地蛇綠雜巖的層序與大洋地殼結構的對比

2　各巖相地質特征

2.1超鎂鐵質巖

超基性巖主要分布在庫地-托排士達坂構造塊體東部，巖性為純橄巖，部分蝕變?yōu)樯呒y石化純橄巖、蛇紋巖。巖石多呈淡灰綠色，主要礦物成分為橄欖石、輝石，部分含有鉻尖晶石及少許金屬礦物等，個別巖石具有弱糜棱巖化現(xiàn)象。測區(qū)中純橄欖巖化學成分較穩(wěn)定，巖石富鎂鐵貧鋁，MgO含量在40.71%～46.17%之間，F(xiàn)eO平均達到7%，本區(qū)超基性巖具有富鐵鎂貧易熔組分的特點，代表洋殼熔融的殘余。

2.2堆晶巖

堆晶巖主要見于庫地-托排士達坂構造塊體，巖性主要為含輝純橄巖、單輝輝橄巖、單輝輝石巖、輝長巖，含輝純橄巖多呈淺灰綠色，粒狀結構，塊狀構造，主要礦物由橄欖石、輝石、長石，另有少量金屬礦物組成，鉻鐵礦與金屬礦物均包嵌在橄欖石粒間存在。單輝輝橄巖呈灰色-暗灰綠色，隱晶質結構，少量可見碎裂隱晶質結構。主要礦物成分為橄欖石（含量在30%～80%不等），部分為蝕變橄欖石、蛇紋石等，輝石（可見透輝石、菱鎂礦-滑石化輝石等），部分含有少量鉻尖晶石等；單輝輝石巖呈灰綠色，纖狀變晶結構，塊狀構造。主要礦物為滑石-纖閃石化紫蘇輝石、綠泥石-黝簾石化斜長石；輝長巖呈灰綠色，中粒結構，由長石及纖閃石組成。具強烈的黝簾石-少量絹云母化。堆晶巖化學成分上富鐵鎂鈣貧鋁，代表洋殼熔融的殘余，巖石可能在后期的蝕變中造成了鐵鎂質的流失。

2.3席狀巖墻雜巖

席狀巖墻雜巖發(fā)育分布較廣，在庫地西及西合休附近均有較大面積出露，巖性主要為輝長巖、暗色輝長巖、蘇長巖和輝綠巖，見少量的花崗閃長巖。輝長巖、暗色輝長巖與蘇長巖呈席狀雜巖產(chǎn)出，輝綠巖呈巖墻狀產(chǎn)出；花崗閃長巖為小型侵入體。蘇長巖呈淺灰綠色，中粒輝長結構，主要礦物為黝簾石化拉長石40%、假象纖閃石59%，另有少量褐鐵礦等；細粒花崗閃長巖呈青灰色，細?；◢徑Y構，主要礦物成分為斜長石43%、微斜長石7%、石英40%、黑云母8%，另外含有微量磷灰石、鋯石、榍石化金屬礦物；輝綠巖呈灰綠色，多具碎裂細粒結構，主要礦物成分為黝簾石化斜長石50%，假象纖閃石48%、白鈦石2%，另有少量褐鐵礦。巖石中有寬在0.02～0.4 mm的綠簾石細脈穿插，巖脈中可見他形粒狀的褐鐵礦。

2.4枕狀熔巖

庫地蛇綠雜巖的熔巖較發(fā)育，主要為枕狀玄武巖，另可見杏仁狀玄武巖、塊狀玄武巖、少量安山質玄武巖。蝕變玄武巖呈灰綠色，微晶結構，塊狀構造，少杏仁狀構造，礦物成分鈉黝簾石化斜長石51%±、透輝石45%±、白鈦石40%±，見少量綠泥石充填的不規(guī)則杏仁。斜長石強烈鈉黝簾石化-綠泥石化，少量絹云母化；約五分之一透輝石有綠泥石化。巖片中杏仁含量約18%，呈0.2～2.8 mm的不規(guī)則狀，杏仁體多為綠泥石，較粗的杏仁中部有方解石和石英存在。泡沫杏仁狀玻質玄武巖呈灰紫色，變余少板束狀雛晶結構，泡沫杏仁狀構造，礦物成分：蝕變斜長石斑晶15%±、基質85%±。蝕變多杏仁安山玄武巖（或玄武安山巖），灰綠色，微晶結構，杏仁狀構造，由長石、綠泥石組成，杏仁＜1～7 mm，不規(guī)則狀，多為方解石、少量綠泥石，化學成分為為低鉀拉斑玄武巖。

2.5硅質巖（碧玉巖）

硅質巖主要分布在一些克溝以南的火山熔巖中，呈條帶狀團塊狀夾層產(chǎn)出，巖石呈紫紅色，隱晶結構，堅硬，貝狀斷口。

3　形成時代及構造背景

對于庫地蛇綠雜巖前人已進行過相關的大量研究，獲得了蛇綠雜巖中不同巖類的一大批同位素測年數(shù)據(jù)（表1），但是測年結果出入較大。鄧萬民（1996）對庫地蛇綠雜巖中一些克溝的火山巖采用Sm-Nd法測得4個模式年齡（698 Ma～976 Ma），并認為模式年齡通常反映熔體從源區(qū)與熔融殘留體分離的時間，該時間要早于在洋底噴發(fā)形成封閉體系的成巖時間，進而認為698.36 Ma應為一些克溝基性熔巖較合理的年齡值。西昆侖北帶大陸裂谷年齡為812～753.4±2.4 Ma，說明698.36 Ma作為庫地蛇綠巖漿的初始年齡是合理的，因此庫地蛇綠雜巖巖漿分異下限應為698 Ma左右（震旦紀）；肖序常等（2003）在庫地蛇綠雜巖中的石英輝長巖采用了鋯石U-Pb SHRIMP-測年，得到年齡值為510±4 Ma。對西合休附近庫地蛇綠雜巖群席狀雜巖中的暗色輝長巖進行了鋯石U-Pb測年，所得到的年齡為548.2±9.7 Ma，在托排士達坂構造塊體中對純橄欖巖進行了鋯石UPb測年，所得到的年齡為408.6±8.1 Ma。蛇綠質巖漿是由橄欖巖質軟流圈的底辟塊發(fā)生部分熔融形成的，巖漿分異先形成玄武質熔漿和輝長巖類巖漿，其后的殘余物才是超基性巖如斜輝橄欖巖和純橄欖巖。依據(jù)上述規(guī)律：測區(qū)玄武質巖漿巖698 Ma-基性巖漿548.2±9.7 Ma-淺色巖系510±4 Ma-超鐵鎂質巖408.6±8.1 Ma，符合上述規(guī)律，即可將庫地蛇綠巖套巖漿形成時間鎖定在698～408.6±8.1 Ma間。因此我們厘定庫地蛇綠雜巖時代為震旦紀到志留紀（Z-S）。

表1　庫地蛇綠雜巖測年數(shù)據(jù)表

蛇綠巖是一種可以與現(xiàn)代大洋巖石圈對比的鎂鐵質-超鎂鐵質巖石組合，是大洋巖石圈在造山帶中的殘留，隨著蛇綠巖研究程度的深入，地質學者們發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)蛇綠巖是大洋擴張脊（MOR）的產(chǎn)物，而多數(shù)蛇綠巖代表板塊俯沖消減帶上（SSZ）的島弧和弧后盆地，大陸邊緣盆地等小洋盆。于是Pearce［6］等將蛇綠巖分為MOR型和SSZ型。其中MOR型的地幔橄欖巖為含單斜輝石的二輝橄欖巖，副礦物尖晶石Cr #小于0.6，LREE虧損；SSZ型的地幔巖主要為方輝橄欖巖，副礦物中尖晶石的Cr #大于0.6，LREE富集。據(jù)目前掌握的資料，測區(qū)庫地蛇綠雜巖的地幔巖以純橄欖巖和含斜方輝石的純橄欖巖為主，方輝橄欖巖為次，偶見單輝橄欖巖，尚未發(fā)現(xiàn)二輝橄欖巖，其地幔巖石組合具SSZ型蛇綠巖特征，稀土總量較低-中等，LREE略富集，稀土配分曲線平緩略右傾，其地球化學特征似乎具某些大洋的性質，亦略具SSZ型特征。結合巖石學與稀土特征，庫地蛇綠雜巖中超基性巖屬于不典型的SSZ型蛇綠雜巖。

參考文獻

［1］肖序常，王軍，蘇犁，等.再論西昆侖庫地蛇綠巖及其構造意義［J］.地質通報. 2003.22（10）∶745-750.

［2］鄧萬明.喀喇昆侖-西昆侖地區(qū)蛇綠巖的地質特征及其大地構造意義［J］.巖石學報.1995.11：98-111.

［3］李永安，李向東.喀喇昆侖山羌塘地塊及康西瓦縫合帶構造演化新認識［J］.新疆地質.1993.11（4）.

［4］方愛民，李繼亮，候泉林，李紅生，郝杰.新疆西昆侖“依沙克群”中的放射蟲組合及其形成時代探討［J］.地質科學.2000.35（2）∶212-218.

［5］陜西省地質調查院.1∶25萬麻扎幅神仙灣幅區(qū)調報告.2004.

［6］Pearce，J A，Barker，P F，Edwards，S J，et al. Geochemis?try and tectonic significance of peridotites from the South Sand?wich arc-basin system，South Atlantic［J］. 2000，129∶36-53.

收稿：2015-08-19