達(dá)爾布特斷裂西南部布爾克斯臺一帶晚古生代蛇綠巖地球化學(xué)特征及含礦性評價

潘 飛，鄒國慶，余牛奔

（1.南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210000；2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西北大隊(duì)，江西 九江 332000）

關(guān)于西準(zhǔn)晚古生代蛇綠巖的形成構(gòu)造環(huán)境研究較多，但仍存在許多爭議。張弛、黃萱（1992）認(rèn)為形成于大洋中脊；辜平陽等利用不活動元素協(xié)變關(guān)系判別圖得出的結(jié)果認(rèn)為達(dá)爾布特蛇綠巖帶為SEE型蛇綠巖，在中泥盆世為一個不成熟的弧后盆地，不具有現(xiàn)今成熟大洋或成熟盆地的洋殼-上地幔結(jié)構(gòu)；雷敏等通過對達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶中的阿克巴斯套和說實(shí)哈勒的玄武巖進(jìn)行詳細(xì)的地球化學(xué)特征分析，得出達(dá)爾布特蛇綠巖可能形成于大洋中脊環(huán)境；劉希軍等認(rèn)為是弧后盆地礦張后期的產(chǎn)物。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置簡圖

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于西準(zhǔn)噶爾造山帶南緣，東南鄰接準(zhǔn)噶爾盆地。處于西北利亞板塊和哈薩克斯坦板塊交接處，是中亞造山帶的重要組成部分。見圖1。研究區(qū)內(nèi)岀露地層有：下奧陶統(tǒng)圖龍果依組（O1t）、中奧陶統(tǒng)科克沙依巖組（O2k）、下志留統(tǒng)恰爾尕也組（S1q）、下石炭統(tǒng)太勒古拉組（C1t）、包古圖組（C1b）、希貝庫拉斯組（C1x）、上二疊統(tǒng)庫吉爾臺組（P3kj）、新近系上新統(tǒng)獨(dú)山子組（N2d）、第四系上更新統(tǒng)新疆群(Qp3X)、全新統(tǒng)(Qh)。蛇綠巖主要分布布爾克斯臺鐵礦一帶，呈狹長帶狀展布，總體呈北東-南西走向。

2 巖石組合

主要巖性有片理化菱鎂礦化全滑石化超基性巖、片理化菱鎂礦化滑石巖、蝕變杏仁狀玄武巖、輕度碎裂化蝕變球顆玄武巖、碎裂化蝕變玄武巖、硅化碎裂硅質(zhì)巖[1]。

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 常量元素特征

晚古生代蛇綠混雜巖帶中未采集到超鎂鐵巖樣品，僅采集鎂鐵巖樣品2件，分別為蝕變杏仁狀玄武巖、壓碎蝕變玄武巖。鎂鐵巖樣品常量元素SiO2含量為44.54%、57.45%，屬于基性到中性的范疇。TiO2含量0.56、0.66；Al2O3含量13.66、14.73；壓碎蝕變玄武巖MgO含量偏高，為8.6。經(jīng)計(jì)算得出全堿（Na2O+K2O）含量為3.08、4.76，樣品Na2O含量明顯高于K2O含量，屬富鈉質(zhì)巖。長英指數(shù)（FL）、鎂鐵指數(shù)（MF）與巖石的酸性程度（αSi）較吻合，樣品的長英指數(shù)、酸度與鎂鐵指數(shù)呈反比。拉森指數(shù)LI說明樣品的酸度變小，這與鈣堿富集度的變化也基本一致。樣品的氧化率（OX）與玄武巖和安山巖氧化率較一致（0.53-0.82），氧化度與氧化率值相近。鋁指數(shù)為1.79～2.99；鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.75～0.85，，屬偏鋁質(zhì)巖石。固結(jié)指數(shù)（SI）為5.12、29.18，而大多數(shù)原生玄武質(zhì)巖漿的SI在40以上，因此，該玄武巖可能經(jīng)歷廣泛的結(jié)晶分異作用而形成的。堿度率（AR）計(jì)算顯示樣品的堿性程度與組合指數(shù)（σ）計(jì)算結(jié)果相反，可能與樣品后期遭受蝕變有關(guān)，組合指數(shù)顯示壓碎蝕變玄武巖屬堿性巖類，蝕變杏仁狀玄武巖為亞堿性系列。葛延指數(shù)大于10，說明其形成于擠壓的構(gòu)造環(huán)境中。

在火山巖硅-堿圖解中，樣品分別落入安山巖類、堆積玄武巖與堿性玄武巖的邊界范疇；對亞堿性玄武巖PⅢGS1進(jìn)行AFM圖解，樣品落入拉斑玄武巖系列，在亞堿性火山巖SiO2-K2O圖解中，樣品同樣顯示了低鉀拉斑特征，說明樣品形成于地殼成熟度較低的環(huán)境[2]。

3.2 稀土元素特征

晚古生代鎂鐵質(zhì)火山巖稀土元素計(jì)算特征表見表1，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（見圖2），從圖表中可看出火山巖稀土元素有如下特征：①兩個鎂鐵質(zhì)樣品稀土總量相差較大：PⅢGS1的∑REE=276.20×10-6，含量為PⅢGS2玄武巖的五倍以上，可能受到了地殼物質(zhì)的強(qiáng)烈混染；PⅢGS2的∑REE=46.72×10-6，含量略微偏低，與中基性侵入體含量相似。②稀土元素配分模式圖呈輕微的右傾型，輕稀土相對富集、重稀土相對虧損、輕重稀土元素分餾較明顯[LREE:HREE=3.74～4.32；(La/Yb)N=3.15～3.83]。輕稀土元素內(nèi)部之間發(fā)生了一定的分餾作用[(La/Sm)N=1.76～2.22]，重稀土內(nèi)部分餾不明顯[(Gd/Yb)N=1.30～1.34]。③銪異常不明顯，樣品PⅢGS1經(jīng)歷了輕微的斜長石分離結(jié)晶(δEu=0.85)，鈰（δCe=0.91）異常不明顯，樣品均具極弱的鈰負(fù)異常。

表1 稀土元素含量及特征參數(shù)表

圖2 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖

3.3 微量元素特征

研究區(qū)鎂鐵質(zhì)巖顯示其富集大離子親石元素LILE（Ba、Th、Ta等），而虧損高場強(qiáng)元素HFSE（P、Ti、Y等），曲線形態(tài)相似，屬地幔源區(qū)同源巖漿部分熔融的產(chǎn)物。微量元素分析成果與N型洋中脊玄武巖比值蛛網(wǎng)圖顯示微量元素特征總體相似，但有一定的差異，顯示為輕微右傾的多谷多峰曲線；同時相對富集LILE和虧損HFSE，這些特征說明火山巖可能經(jīng)歷了殼源同化混染[3-5]。

4 構(gòu)造環(huán)境討論

本區(qū)晚古生代蛇綠混雜巖下伏圍巖主要為下志留統(tǒng)恰爾尕也組（S1q）中上部的火山-沉積巖建造，邊界具強(qiáng)烈的變形變質(zhì)作用，無熱效應(yīng)、熔蝕改造、捕擄和局部高溫?zé)峤佑|變質(zhì)作用，說明布爾克斯臺蛇綠巖是構(gòu)造冷侵位的產(chǎn)物，區(qū)域上的達(dá)爾布特構(gòu)造兩側(cè)的圍巖為泥盆統(tǒng)和石炭統(tǒng)，兩側(cè)圍巖巖性組合具有相似性，碎屑巖地球化學(xué)分析碎屑物主要來源于大洋島弧環(huán)境，同時又有大陸島弧物質(zhì)參與，說明達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶不是巖相古地理、巖漿活動和生物分區(qū)的界線，也就是說本區(qū)達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶不具有典型意義的板塊縫合帶性質(zhì)，只是區(qū)域上的一條多期次活動的深大斷裂，斷裂構(gòu)造具有早期右旋斜沖晚期左旋走滑性質(zhì)，后期又發(fā)生由北向南逆沖推覆。

區(qū)域資料顯示，達(dá)爾布特玄武巖中兼有IAB和N-MORB型玄武巖，在基性熔巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素配分曲線上表現(xiàn)為大離子親石元素（LILE）（Ba、Rb、Sr等）不同程度的富集，貧高場強(qiáng)元素（HFSE）（Ta、Nb、Yb、Y），且高場強(qiáng)元素（HFSE）分異不明顯等特征，特別值得注意的是，普遍具有Nb、Ta相對虧損，說明存在消減組分加入的交代作用，表明其成因與俯沖作用有關(guān)，可以判定達(dá)爾布特蛇綠巖形成于弧后盆地環(huán)境，由于該盆地存在的時間不長，沒有能發(fā)育成一個廣闊的大洋。

綜上所述，初步判斷本區(qū)晚古生代蛇綠巖具備島弧火山巖特征，該蛇綠巖應(yīng)屬于SSZ型，形成于未成熟島弧的弧后盆地環(huán)境中。

5 蛇綠巖的含礦性評價

區(qū)域上與蛇綠巖有關(guān)的礦產(chǎn)較為豐富，目前成型的鉻鐵礦、金礦、寶玉石等礦產(chǎn)地均位于區(qū)外的達(dá)爾布特蛇綠混雜巖帶薩爾托海一帶,鉻鐵礦床均產(chǎn)于蛇綠混雜巖下部的超鎂鐵巖中,本研究區(qū)蛇綠巖的出現(xiàn)對在該區(qū)域?qū)ふ翌愃频V床具有一定的指導(dǎo)意義，值得進(jìn)一步分析和研究。