西昆侖團(tuán)結(jié)峰地區(qū)E-MORB殘片的發(fā)現(xiàn)、地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

魏永峰，趙志強(qiáng)，林美英，羅巍，徐剛，鄧澤錦(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，四川 雙流 610213)

西昆侖團(tuán)結(jié)峰地區(qū)E-MORB殘片的發(fā)現(xiàn)、地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

魏永峰，趙志強(qiáng)，林美英，羅巍，徐剛，鄧澤錦
(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，四川 雙流 610213)

團(tuán)結(jié)峰地區(qū)玄武巖呈殘片狀產(chǎn)于上河尾灘組復(fù)理石中，為堿性系列巖石。稀土元素球粒隕石分布模式呈LREE略富集-富集的右傾型，輕重稀土分異明顯，(La/Sm)N=1.02~2.71、(La/Ce)N=1.02~1.38，為典型E-MORB，Rb，Ba，Sr等大離子親石元素富集，蛛網(wǎng)圖特征與堿性E-MORB相似，表明巖石可能形成于陸間裂谷-初始洋盆環(huán)境。在團(tuán)結(jié)峰地區(qū)已發(fā)現(xiàn)與E-MORB巖片相伴生的超基性巖、基性巖及硅質(zhì)巖巖片，共同構(gòu)成了蛇綠巖殘片。其中，基性巖及玄武巖U-Pb年齡為229~254 Ma，為蛇綠巖形成時(shí)間。從形成時(shí)代、物質(zhì)組分和分布位置分析，該蛇綠巖殘片可與西蘭烏金蛇綠混雜巖帶對(duì)比。

西昆侖；團(tuán)結(jié)峰地區(qū)；E-MORB；地球化學(xué)；構(gòu)造環(huán)境

大紅柳灘-郭札錯(cuò)斷裂作為西蘭烏金-金沙江-哀牢山結(jié)合帶的北西延伸部分[1]，在麻扎南東與康西瓦-木孜塔格-阿尼瑪卿晚古生代結(jié)合帶相交，其南被稱為塔什庫爾干-甜水海地塊、北羌塘-唐古拉地塊(圖1)[1-2]。以喬爾天山-岔路口斷裂帶作為構(gòu)造北邊界，其南先后被劃分為河尾灘冒地槽褶皺帶(中國(guó)綜合科學(xué)考察隊(duì)，1958—1960年)、喀拉昆侖中生代陸緣盆地(新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊(duì)，1982—1984 年)、神仙灣二疊—三疊紀(jì)邊緣裂陷帶?陜西地質(zhì)調(diào)查院.岔路口幅1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，2005、喬爾天山-黑山峰蛇綠構(gòu)造混雜巖帶?新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).新疆和田縣喬爾天山一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2008。帶內(nèi)有加里東褶皺基底、二疊紀(jì)裂谷、中生代陸緣盆地[3-6]。筆者在1∶5萬區(qū)調(diào)工作過程中，在團(tuán)結(jié)峰地區(qū)中三疊統(tǒng)上河尾灘巖群中發(fā)現(xiàn)了呈巖塊(片)狀產(chǎn)出、具蛇綠巖性質(zhì)的基性-超基性巖、基性火山巖、放射蟲硅質(zhì)巖等組合。本文擬通過對(duì)基性熔巖殘片的產(chǎn)出狀態(tài)、物質(zhì)組成、巖石化學(xué)、地球化學(xué)特征的詳細(xì)研究，確定其成因、形成環(huán)境，為研究區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造屬性、構(gòu)造演化及區(qū)域?qū)Ρ忍峁┬碌淖C據(jù)和重要約束條件。

1　地質(zhì)背景

在團(tuán)結(jié)峰地區(qū)，新發(fā)現(xiàn)與玄武巖(E-MORB)巖片伴生的超基性巖、基性巖及硅質(zhì)巖巖片，共同構(gòu)成了蛇綠巖殘片，蛇綠巖殘片呈NW向條帶狀斷續(xù)出露于團(tuán)結(jié)峰-尖山及八一達(dá)坂-化石山兩條構(gòu)造混雜帶內(nèi)，組分有細(xì)粒橄欖輝石巖、弱蛇紋石化輝石巖、橄欖單輝輝石巖、輝長(zhǎng)巖、橄欖玄武巖、枕狀玄武巖、粗玄巖、玄武質(zhì)火山碎屑巖、灰?guī)r及(放射蟲)硅質(zhì)巖等。由于受多期構(gòu)造活動(dòng)的變形改造及后期的碰撞造山，這些蛇綠巖組分普遍發(fā)生側(cè)向與垂向遷移拼貼，走向差異較大，呈構(gòu)造殘片(塊體)散布于中三疊統(tǒng)上河尾灘巖群復(fù)理石中，其接觸界面主要呈斷層接觸，化石山一帶有巖株?duì)畎讏准o(jì)二長(zhǎng)花崗巖侵入(圖2)。區(qū)內(nèi)大面積出露的侏羅系龍山組不整合覆蓋于構(gòu)造混雜巖帶之上，使帶內(nèi)各巖石類型組合不齊全，地表發(fā)育亦不完整。據(jù)不同蛇綠巖殘片巖石組合可拼湊的蛇綠巖層序，自下而上為蝕變橄欖巖、堆積巖、基性巖墻、基性熔巖類及放射蟲硅質(zhì)巖。

2　巖石地球化學(xué)

2.1樣品分析方法

野外采樣點(diǎn)巖石露頭較好，構(gòu)造變形及蝕變不強(qiáng)烈，巖石新鮮。采樣后送至四川華陽巖礦測(cè)試中心分選、清洗、烘干，研碎至200目，主量與微量元素測(cè)試分析由國(guó)土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成。主量元素采用X射線熒光光譜儀(AXIOS)分析，稀土和微量元素采用等離子體質(zhì)譜儀(X SeriesⅡ)、全譜直讀光譜儀(IRIS IntrepidⅡXSP ICP)、火焰原子吸收光譜儀(novAA 300)、石墨爐原子吸收光譜儀(ZEEnit 600)和原子熒光分光光度計(jì)(AFS-230E)分析。主量元素分析精度優(yōu)于3%，稀土和微量元素分析精度優(yōu)于5%。團(tuán)結(jié)峰地區(qū)玄武巖主量元素、稀土元素及微量元素測(cè)試結(jié)果見表1。

圖1　新疆西昆侖團(tuán)結(jié)峰地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of the Tuanjiefeng area in west kunlun,Xinjiang

圖2　團(tuán)結(jié)峰地區(qū)化石山蛇綠巖殘片剖面圖Fig.2 Profile of ophiolitic relic in Huashishan, Tuanjiefeng area

2.2常量元素

玄武巖具SiO2(32.83%~47.52%)、TiO2(平均1.59%)、Na2O+K2O(平均4.81%)、MgO(平均5.83%)偏低，高CaO(平均13.11%)，Al2O3(平均13.49%)相差不大的特點(diǎn)，CIPW標(biāo)準(zhǔn)化中均含霞石(Ne=3.26~ 19.05)，在TAS圖中落入堿性區(qū)，為堿性玄武巖，多數(shù)樣品Na2O-2≥K2O，屬夏威夷巖(圖3)[7-8]；原生玄武巖漿Mg#值0.65~0.73、FeO/MgO＜1、Ni(325×10-6~ 400×10-6)[9-11]，團(tuán)結(jié)峰地區(qū)玄武巖Mg#值0.38~0.59、FeO/MgO值為0.79~1.99、Ni為(90.4×10-6~201×10-6)(一個(gè)樣品為434×10-6)，揭示本區(qū)原生巖漿曾發(fā)生一定程度地分離結(jié)晶作用。

表1　團(tuán)結(jié)峰地區(qū)玄武巖主量元素、稀土元素、微量元素豐度Table 1 Major element,Trace element and REE element abundances of the Tuanjiefeng basalt

圖3　玄武巖TAS圖解Fig.3 TAS diagram of basalt

2.3稀土元素

玄武巖稀土總量32.48×10-6~139.73×10-6，δEu為1.04~1.12，輕重稀土總量比值為2.48~6.34，(La/Yb)N為1.55~7.75，La/Yb為2.36~11.76(平均6.53)。巖石表現(xiàn)為無Eu異?；驑O弱的正Eu異常，稀土分布曲線呈輕稀土略富集-富集的右傾型(圖4-a)，輕重稀土分異明顯。

2.4微量元素

從圖4-b中可看出大離子親石元素(LILE)Sr，K，Rb，Ba明顯富集，由其形成的“大隆起”分布形態(tài)與大陸板內(nèi)玄武巖及洋中脊堿性玄武巖分布形態(tài)相似[12-13]。

3　討論

3.1構(gòu)造環(huán)境分析

蛇綠巖代表古代已消失的大洋巖石圈殘片[15]，其可形成于大洋中脊，也可形成于島弧、弧前、弧間或弧后盆地、邊緣海和轉(zhuǎn)換斷層處，甚至可形成于熱點(diǎn)地區(qū)[16-19]。蛇綠巖可分為洋脊型(MOR)和俯沖帶型[20]。在玄武巖P2O5-TiO2圖解、TFeO/MgO-TiO2圖解中，樣品主要落入洋中脊玄武巖區(qū)，部分跨入大洋底部及大洋島嶼范圍內(nèi)。洋脊玄武巖可分為N-MORB、E-MOMB和T-MORB[21-22]，本區(qū)LREE的富集型MORB(La/Sm)N=1.02~2.71、(La/Ce)N=1.02~ 1.38，與典型的E-MORB((La/Sm)N＞1.0、(La/Ce)N＞1.0相似，顯示源區(qū)曾有少量富集地幔物質(zhì)的混合作用[8,11,23]。高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Zr，Hf，Nb，Ta，Sm，P，Ti，Y，Yb等活動(dòng)性小，是研究巖漿巖成因及演化的可靠指標(biāo)[13]。在2Nb-Zr/4-Y相關(guān)圖中，樣品投點(diǎn)集中于板內(nèi)堿性玄武巖及P-MORB(圖5-a)；在Hf/3-Th-Nb/16中，投點(diǎn)落入E-MORB及板內(nèi)拉斑玄武巖區(qū)(圖5-b)；在3Tb-Th-2Ta中，投點(diǎn)落入過渡型玄武巖(E-MORB)附近(圖5-c)。綜合巖石化學(xué)、地球化學(xué)特征可看出：本區(qū)E-MORB同時(shí)還具有與板內(nèi)堿性玄武巖的過渡特征。相伴產(chǎn)出的放射蟲硅質(zhì)巖環(huán)境為陸內(nèi)裂谷[24]，大規(guī)模與火山巖共生的輝長(zhǎng)巖、輝綠巖的侵入，可能代表一種成熟的活動(dòng)大陸邊緣，局部地區(qū)或出現(xiàn)過渡性質(zhì)的洋殼[2]，綜合判定區(qū)內(nèi)E-MORB產(chǎn)出環(huán)境為陸間裂谷-初始洋盆。

3.2形成年代及構(gòu)造意義

圖4　玄武巖稀土元素球粒隕石分布曲線和微量元素MORB蛛網(wǎng)圖Fig.4 REE distribution patterns and trace element spectra of basalt

圖5　團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性熔巖產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境圖解Fig.5 Discrimination of tectonic setting of basic lavas in Tuanjiefeng area

目前在康西瓦-木孜塔格-阿尼瑪卿晚古生代結(jié)合帶與龍木錯(cuò)-雙湖晚古生代結(jié)合帶之間，尚無發(fā)現(xiàn)完整蛇綠巖的報(bào)道。西蘭烏金蛇綠混雜巖帶在拉竹龍一帶呈近EW走向，向西被阿爾金大型走滑斷裂左行錯(cuò)移后走向不明，帶內(nèi)發(fā)育古生代—三疊紀(jì)蛇綠巖，組分有超基性巖、與E-MOMB相似的基性巖(輝長(zhǎng)巖等)、具島弧-洋脊玄武巖過渡特征的基性熔巖及相伴產(chǎn)出的放射蟲硅質(zhì)巖。其在阿爾金大型走滑斷裂以西與大紅柳灘(泉水溝)-郭札錯(cuò)斷裂相連，也僅是一種推測(cè)[1]。本次工作在團(tuán)結(jié)峰地區(qū)蛇綠巖組分中獲得鋯石U-Pb年齡(251±29)Ma(輝綠玢巖)、(228±45)Ma(輝長(zhǎng)巖)、(242±20)Ma(輝綠玢巖)、(254±41)Ma(枕狀玄武巖)，代表蛇綠巖形成年齡。與蛇綠巖混雜產(chǎn)出的放射蟲硅質(zhì)巖中含典型的中三疊世安尼期放射蟲動(dòng)物群，綜合認(rèn)為本區(qū)蛇綠巖形成時(shí)間可追溯到晚二疊世晚期，并延續(xù)至中三疊世晚期。蛇綠巖物質(zhì)組分、空間位置及時(shí)代均可與西蘭烏金蛇綠混雜巖進(jìn)行對(duì)比，潘裕生等據(jù)大地電磁測(cè)深資料把喬爾天山-岔路口斷裂作為縫合帶的深大斷裂也得到了佐證[24]，極可能喬爾天山-岔路口斷裂與西蘭烏金蛇綠混雜巖帶相接，與航磁推斷相吻合[25]。

4　結(jié)論

(1)在團(tuán)結(jié)峰地區(qū)已發(fā)現(xiàn)與E-MORB巖片伴生的超基性巖、基性巖及硅質(zhì)巖巖片，共同構(gòu)成了蛇綠巖殘片。本區(qū)E-MORB同時(shí)還具與板內(nèi)堿性玄武巖的過渡特征，可能代表一種成熟的活動(dòng)大陸邊緣，局部地區(qū)可能出現(xiàn)了過渡性質(zhì)的洋殼，可能產(chǎn)出的環(huán)境為陸間裂谷-初始洋盆。

(2)蛇綠巖的基性巖、基性熔巖鋯石U-Pb年齡為229~254 Ma，代表蛇綠巖形成年齡。與蛇綠巖混雜產(chǎn)出的放射蟲硅質(zhì)巖中含典型的中三疊世安尼期放射蟲動(dòng)物群。綜合認(rèn)為，團(tuán)結(jié)峰地區(qū)陸間裂谷裂開時(shí)間可追溯到晚二疊世晚期，并延續(xù)至中三疊世晚期。

(3)團(tuán)結(jié)峰地區(qū)蛇綠巖形成時(shí)代、物質(zhì)組分和分布均可與西蘭烏金蛇綠混雜巖帶對(duì)比，喬爾天山-岔路口斷裂可能是西蘭烏金蛇綠混雜巖帶的西延，這對(duì)于研究昆侖山的構(gòu)造演化具重要意義。

致謝：本文為《新疆西昆侖地區(qū)1∶5萬I44E005003等5幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查》項(xiàng)目成果之一,參加工作的主要成員還有馮邦國(guó)、王仕海、朱華等,成文過程中得到了陜西核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院崔建堂教授級(jí)高級(jí)工程師的熱忱指導(dǎo),審稿人對(duì)稿件提出了寶貴的修改意見,在此一并表示誠(chéng)摯的感謝!

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TheDiscovery of E-MORB in Tuanjiefeng Area of West Kunlun Mountain,itsgeochemical characteristicsand tectonic significance

Wei Yongfeng,Zhao Zhiqiang,Lin Meiying,Luo wei,Xu Gang,Deng Zejin
(Geology Exploring and District Surveying Team,Shuangliu,Sichuan,610213,China)

The basalts in Tuanjiefeng area is produced in pieces in the flysch formation of Shangheweitan Group,belongs to alkaline series.The Chondrite-normalized REE patterns are LREE enrichment to slight enrichment,incline to the right,show obvious fractionation between LREE and HREE.The(La/Sm)Nis 1.02 to 2.71,the(La/Ce)Nis 1.02 to 1.38,is a typical E-MORB,and rich in the contents of big ion lithophile element Rb、Ba、Sr,etc.Cobweb graph is similar to alkaline E-MORB which formed in the intercontinental rift-initial ocean basin environment.The ultrabasic rock,basic rock and rock slices of siliceous had been found associated with the slices of E-MORB which already had been found in Tuanjiefeng area,constitute the ophiolite pieces.The U-Pb age of basic rock and basalt in ophiolite pieces is 229~254 Ma,the time which the ophiolite formed.It can be compared with the migmatite of Xilan Wujin ophiolite melange zone.

West Kunlun；Tuanjiefeng area；E-MORB；Geochemistry；Tectonic setting

1000-8845(2016)03-312-05

P595；P542

A

項(xiàng)目資助:昆侖-阿爾金成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查（1212011220646）項(xiàng)目資助

2015-12-16;

2016-01-18;作者E-mail:393875930@qq.com

魏永峰（1974-），男，安徽蕭縣人，高級(jí)工程師，畢業(yè)于成都理工大學(xué)，從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查與勘查工作