北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶內(nèi)基性-超基性巖研究進展

孫 平

（遼河油田新能源開發(fā)公司，遼寧 盤錦 124000）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

阿爾金山橫亙于青藏高原北緣，東接祁連山、西接昆侖山，是塔里木、柴達木、中朝板塊以及東西昆侖、天山、柴北緣、北祁連和北山等大地構(gòu)造單元的銜接地帶。其因復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史及豐富的礦產(chǎn)資源受到了國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家關(guān)注。前人依據(jù)區(qū)內(nèi)巖石地層、構(gòu)造及巖漿巖特征，將其自北而南劃分為阿北地塊、紅柳溝-拉配泉蛇綠構(gòu)造混雜巖帶、阿中地塊、阿爾金南緣構(gòu)造混雜巖帶等四個次級構(gòu)造單元（圖1）。

阿爾金北部的紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶呈近E-W向分布，西起新疆米蘭紅柳溝-拉配泉一線，向東經(jīng)阿克塞至肅北一帶變?yōu)楸睎|東向沿阿爾金主斷裂展布，全長約200公里，寬約8~15km（王小鳳等,2004），主要由淺變質(zhì)的火山巖、火山碎屑巖、碎屑巖及少量碳酸鹽巖組成，夾具有蛇綠巖特征的基性-超基性巖塊、基性巖墻群、硅質(zhì)巖以及高壓變質(zhì)巖塊，有大量弧型中酸性巖漿侵入體，構(gòu)造作用顯著，將其肢解破壞，導(dǎo)致蛇綠巖混雜巖層序不全，各巖石單元出露的完整蛇綠巖剖面罕見，但組成蛇綠巖的巖石各單元均有所出露。

2 基性-超基性巖巖石學(xué)特征

北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶中的超基性巖主要為堆晶橄欖巖、異剝橄欖巖、方輝橄欖巖、純橄巖以及少量橄欖輝石巖等（王小鳳等,2004;吳俊等,2001;楊經(jīng)綏等,2008;楊子江等,2012）。巖石呈灰綠或暗灰色，具網(wǎng)環(huán)/網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和變余斑狀結(jié)構(gòu)，普遍蛇紋巖化，但部分巖石中保留橄欖巖、斜方輝石及尖晶石等礦物。

基性巖主要有枕狀玄武巖、堆晶輝長巖及基性熔巖等，枕狀玄武巖呈綠色-黑色，風(fēng)化后呈深紫紅色、灰黑色，橢球狀或球狀，枕狀大小不等，巖枕外表具有紫紅色不對稱冷凝邊，局部有氣孔和杏仁狀構(gòu)造，杏仁成分為燧石、碳酸鹽（修群業(yè),2007）。主要成分為斜長石（55%~60%）、輝石（35%~50%）等，斜長石大部分已次閃石化，基質(zhì)主要為填隙結(jié)構(gòu)或交織結(jié)構(gòu)，由條帶狀斜長石（60%）、半自形輝石（20%~25%）和顆粒狀鐵鈦氧化物組成。堆晶輝長巖一般呈灰綠色、灰黑色，具堆晶層狀結(jié)構(gòu)，主要由單斜輝石（40%~50%）和斜長石（40%~50%）組成，鏡下顯示典型的輝長結(jié)構(gòu)，單斜輝石局部可見角閃石化，斜長石可見綠泥石化等。

3 基性-超基性巖地球化學(xué)特征

3.1 超基性巖

北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶內(nèi)蛇紋石化發(fā)育，其特征具有高 Mg、 低 Al、Ca、ERR， 反映巖石基性程度較高，Cr、Ni、Co、V 與MgO的相關(guān)性與巖石中尖晶石和橄欖石含量的變化有關(guān) （Dilek and Furnes,2011；稀土配分模式表現(xiàn)為平坦型，由于蛇紋石化作用導(dǎo)致Rb、Ba、Th、K 等元素相對富集，Zr、Hf、Na、Ta 等元素相對虧損（張志誠,2009;吳俊,2001）。

3.2 基性巖

3.2.1 玄武巖

對其恰什坎薩依剖面的枕狀玄武巖、玄武巖進行巖石化學(xué)分析得出巖石為拉斑玄武巖、主要呈亞堿性玄武巖，其稀土元素和微量元素的分析顯示出大洋中脊和島弧的混合特征，它暗示了遠洋到近洋的成巖環(huán)境,亦或兩種環(huán)境類型的巖石因構(gòu)造而混雜在一起 （修群業(yè),2007;劉函等,2013）。對紅柳溝西段枕狀玄武巖進行分析得出其均為高鈉低鉀的堿性玄武巖，同時，樣品鈦含量較高、鋁含量較低，Mg#為39~58，顯示有結(jié)晶分異作用；稀土元素總量比恰什坎薩依含量要高， 為 124×10-6～333×10-6，配分模式與洋島玄武巖（OIB）類似，但與洋島玄武巖相比，Rb、K、Sr、P等元素含量明顯偏低，這可能與巖漿源區(qū)、部分熔融程度及海水蝕變有關(guān)（孟繁聰，2010）。對阿爾金北緣的細碧化玄武巖分析得出其明顯富Ti，CIPW標(biāo)準(zhǔn)化礦物中含霞石，巖石為堿性巖系列，在判別圖上顯示為洋島玄武巖，輕稀土相對富集，高場強元素也較為富集，其εNd值從負(fù)值到零值，反映他們來自原始地?；蚵愿患蒯＃▍强?2002）。對喀臘大灣地區(qū)的玄武巖進行分析得出其為亞堿性玄武巖，在玄武巖源區(qū)或上升過程中發(fā)生了橄欖石、尖晶石和鈦鐵氧化物的分離結(jié)晶作用，同時也經(jīng)歷了地殼物質(zhì)的混染（郝瑞祥,2012）。稀土元素與紅柳泉地區(qū)的玄武巖配分型式相類似。樣品中Ba、U、K，較為富集，Nb、Ta顯示負(fù)異常，微量元素配分型式與板內(nèi)玄武巖“駝峰”式完全不同，也與北阿爾金蛇綠混雜巖帶中其他地區(qū)玄武巖不同，為“雙峰式”火山巖中的基性巖。總上所述，可以看出阿爾金北緣蛇綠混雜巖帶中玄武巖主要具有堿性巖和亞堿性系列，顯示出具有更多OIB特征的洋島玄武巖，其來源于原始地?；蚵愿患蒯！?/p>

3.2.2 輝長巖、輝綠巖與基性熔巖

在阿爾金北緣蛇綠混雜巖帶中，輝長巖主要為亞堿性系列，在結(jié)晶過程中具有向拉斑玄武巖方向演化的特征，稀土配分模式為平坦型或輕微富集LERR型，具有E-MORB到OIB的稀土元素特征，大離子親石元素與不相容元素較原始地幔高出10陪，反映這些元素在巖漿分離結(jié)晶晚期相對富集（張志誠,2009）。對冰溝基性-超基性進行巖石化學(xué)分析后以得出相同的結(jié)論，即輝長巖與洋殼以及洋中脊玄武極為相似，超基性巖與原始地幔較為接近（楊子江,2012）。米蘭紅柳溝的輝綠巖與其伴生的熔巖主要為亞堿性系列，輝綠巖的稀土配分模式為平坦型或LERR輕微富集型，在Ti-V、Th-Hf/3-Ta的判別圖中主要落到MORB（大洋中脊）和WPB（板內(nèi)玄武巖）區(qū)間（楊經(jīng)綏等,2008）。對阿爾金北緣蛇綠混雜巖帶的基性巖做了詳細研究，顯示該雜巖帶的輝綠巖與輝長巖TiO2含量中等，CIPW標(biāo)準(zhǔn)化中不含石英和霞石，均為亞堿性系列巖石，在判別圖中均落在洋中脊玄武巖內(nèi)，其εNd值為4.5~7.4，反映他們來自虧損地幔（吳俊,2002）。

通過以上分析，得出阿爾金北緣蛇綠混雜巖帶中基性巖應(yīng)屬亞堿性系列巖石，稀土配分圖形屬平坦型或LERR輕微富集型，微量元素中大離子親石元素富集，高場強元素基本未發(fā)生分餾，這些都與洋中脊玄武巖吻合。從而認(rèn)為阿爾金北緣蛇綠混雜巖帶中基性巖具有MORB（洋中脊玄武巖）和OIB（洋島玄武巖）兩種類型。

4 基性-超基性巖年代學(xué)研究

北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖的形成時代在20世紀(jì)90年代以前，認(rèn)為形成于中元古代。但近年來隨著同位素年代學(xué)的不斷發(fā)展及高精度測年方法的運用，取得了一大批可靠的阿爾金北緣基性-超基性巖的年代學(xué)數(shù)據(jù)（表1）。紅柳溝-拉配泉蛇綠巖的玄武巖Sm-Nd等時線年齡測得508.3±41.4Ma，提出洋殼形成在早古生代早期；在包裹蛇綠巖殘片的基質(zhì)變質(zhì)巖系中獲得的絹云母Ar-Ar變質(zhì)年齡為455±2Ma和花崗閃長巖中獲得的鋯石結(jié)晶年齡為467.1±6Ma，支持蛇綠巖形成于寒武紀(jì)的認(rèn)識（郝杰等,2006）；利用TIMS U-Pb法，測得紅柳溝恰什坎薩依溝內(nèi)枕狀玄武巖的年齡為448.6±3.3Ma（修群業(yè)等,2007），與該地區(qū)南、北兩段玄武巖測定年齡相似（劉涵等，2013）；在米蘭紅柳溝的紅柳泉一帶獲得榴輝巖中多硅白云母的Ar-Ar坪年齡為512±3Ma，等時線年齡為 513±5Ma，藍片巖中鈉云母的 Ar-Ar坪年齡為491±3Ma，等時線年齡為497±10Ma，認(rèn)為存在早古生代洋殼俯沖（張建新等,2007）；利用鋯石SHRIMP U-Pb法獲得北阿爾金米蘭紅柳溝蛇綠巖中輝長巖的年齡為479±8Ma，認(rèn)為代表蛇綠巖的形成時代（楊經(jīng)綏等,2008）。同樣利用鋯石SHRIMP U-Pb法對阿爾金北緣阿克塞青崖子蛇綠混雜巖中的輝長巖進行了定年，年齡為521±12Ma，認(rèn)為洋殼形成于古生代早期（張志誠,2009）。最近對冰溝蛇綠混雜巖的輝長巖也做了SHRIMP年齡，時間為449.5±10.9Ma，同時還發(fā)現(xiàn)具有放射蟲的硅質(zhì)巖，這些放射蟲的時代與SHRIMP年齡一致 （楊子江,2012），通過以上這些數(shù)據(jù)表明北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖形成時代為早古生代。

表1 北阿爾金蛇綠混雜巖年代學(xué)數(shù)據(jù)匯總

5 巖石成因與大地構(gòu)造環(huán)境

對阿爾金北緣阿克塞西青崖子一帶的基性巖（輝長巖）進行研究后認(rèn)為本區(qū)蛇綠混雜巖具有復(fù)雜的歷史成因，巖石中既保留有MORB的背景信息，也存有SSZ環(huán)境改造的結(jié)果，顯示出與米蘭-紅柳溝地區(qū)蛇綠巖相似的成因作用（張志誠,2009;楊經(jīng)綏,2008），對喀臘大灣地區(qū)玄武巖進行研究后得出其形成活動大陸邊緣拉張減薄環(huán)境，其合理的解釋為喀臘大灣地區(qū)可能在早古生代時為古洋盆緊鄰的活動大陸邊緣地區(qū)，由于洋殼由北向南發(fā)生俯沖而誘發(fā)大陸后側(cè)伸展作用，引發(fā)玄武質(zhì)巖漿上涌，并在上升過程中與大陸地殼發(fā)生了混染（郝瑞祥等,2012）。

從年代學(xué)的研究可以獲得的阿爾金北緣蛇綠混雜巖中基性-超基性巖形成時代主要為早古生代，表明其洋殼形成于早古生代早期，另外，在阿爾金米蘭-紅柳溝還發(fā)現(xiàn)一系列與洋盆閉合和洋殼俯沖有關(guān)的HP/LT變質(zhì)巖和巖漿巖，如在紅柳泉一帶發(fā)現(xiàn)一套藍片巖和榴輝巖（張建新等,2007）；在蛇綠巖帶內(nèi)出露有與同碰撞、碰撞后階段有關(guān)的中-酸性巖漿巖（吳才來等,2007）。這些都說明阿爾金北緣古洋盆的存在，并發(fā)生了俯沖-碰撞-閉合的過程。形成了溝-弧-盆體系。因此，北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶應(yīng)是北阿爾金俯沖-增生雜巖帶的一部分，也是塔里木板塊與阿中地塊的板塊縫合帶。

同時，眾多地質(zhì)學(xué)家將其與北祁連蛇綠巖帶進行了比較，認(rèn)為北阿爾金紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶與北祁連早古生代蛇綠巖在形成時代、巖石成因等方面均具有良好的相似性（許志琴等,1999）。因此推斷北阿爾金可能是北祁連的西延部分，它們構(gòu)成了一個統(tǒng)一的溝-弧-盆地體系，后被阿爾金走滑斷裂錯斷400km，形成了現(xiàn)今的大地構(gòu)造格局。

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