新疆東昆侖雁頭山—屏障嶺一帶蛇綠混雜巖帶地質特征及其成因分析

魯浩，劉歡*，萬鵬

(1.山東省第三地質礦產勘查院，山東 煙臺 264000；2.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054)

蛇綠巖作為侵位于造山帶中的古大洋巖石圈殘余，它的存在指示了古碰撞縫合帶的位置，對研究區(qū)域大地構造劃分具有重要意義。

雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶位于新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)，屬于東昆侖西段南緣(圖1)。該地區(qū)由于地處藏北無人區(qū)，自然條件惡劣，地質研究程度相對較低。1987年中美木孜塔格峰聯(lián)合考察隊在木孜塔格北坡首次發(fā)現(xiàn)基性-超基性雜巖帶(Molnar，1987)，并將其時代確定為早二疊世—晚二疊世。蘭朝利等通過對木孜塔格北蛇綠混雜巖帶中放射蟲組合研究，將其上限年齡確定為早石炭世，認為至少在早石炭世，古特提斯洋可以延伸到木孜塔格地區(qū)(蘭朝利等，2001)。潘桂棠等認為東昆侖中斷裂與東昆侖南緣斷裂之間的構造帶實際上是一個由不同時代的構造巖塊或巖片、蛇綠巖與火山-沉積巖系構成的消減雜巖帶，這個消減雜巖帶形成的時代可能從早古生代一直延續(xù)到晚古生代末至早中生代(潘桂棠等，1987)。李衛(wèi)東等在進行1∶25萬木孜塔格幅區(qū)域地質調查時，發(fā)現(xiàn)木孜塔格北蛇綠混雜巖沿昆南斷裂斷續(xù)分布，向東與阿尼瑪卿蛇綠混雜巖帶相連，向西與沿麻扎-康西瓦斷裂出露的蛇綠巖相連(李衛(wèi)東等，2003；孔會磊等，2021)。

①.阿爾金南緣斷裂(南部稱庫牙克斷裂)；②.庫地-其曼于特-祁漫塔格基性-超基性巖帶；③.柳什塔格-吐木勒克-烏妥基性-超基性巖帶；④.麻扎-康西瓦-木孜塔格峰-瑪沁結合帶；⑤.柯崗斷裂；⑥.溫泉斷裂；⑦.喀喇昆侖斷裂圖1 東昆侖木孜塔格地區(qū)區(qū)域地質圖(據(jù)李榮社，2007改)Fig.1 Regional geological map of Muztag area in East Kunlun

筆者研究的雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶位于木孜塔格峰東約100 km，從其分布特征及野外地質特征來看，該蛇綠混雜巖帶屬于木孜塔格北蛇綠混雜巖帶的東延部分。筆者在綜合前人資料基礎上，通過野外地質調查及室內樣品分析，對雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶的地質地球化學特征及年代學特征進行論述，并對其構造環(huán)境及成因進行探討。

1 地質概況

研究區(qū)位于新疆東昆侖西段雁頭山—屏障嶺一帶，在大地構造位置上，雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶位于康西瓦-木孜塔格-鯨魚湖縫合帶上(圖1)。該縫合帶通常被看作是華北板塊和華南板塊的結合部位(李衛(wèi)東等，2003)，屬于青藏高原第四縫合帶的西延部分(常承清等，1982)。區(qū)域上出露地層主要為志留系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及新近系，地層之間多呈斷層接觸，個別呈角度不整合接觸。區(qū)內巖漿活動較弱，主要為一些中酸性小巖體侵入，多呈巖株、巖瘤型，巖石組合以各種花崗巖類為主，偏酸性，通常未變質，成巖深度一般較淺(潘裕生，1989)。

根據(jù)野外調查情況，雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶沿木孜塔格-鯨魚湖斷裂以近東西向展布，長約20 km，盡管出露范圍較大，但由于后期構造作用的影響，蛇綠巖中的各組成單元被肢解成構造塊體，原生層序遭到嚴重破壞，在地表多呈透鏡狀斷續(xù)出露，連續(xù)性較差，且出露不完整(圖2)。選擇雁頭山北側一帶出露相對完全地段進行剖面測制(圖3)，可以看出，雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶主要由構造塊體和基質組成。其中，構造塊體主要為蛇紋巖、輝綠巖、輝長巖、玄武巖、硅質巖及少量灰?guī)r，由于受構造作用影響，這些塊體多發(fā)生碎裂巖化、綠泥石化、陽起石化、透閃石化蝕變；基質主要為石炭系淺變質碎屑巖，以變質巖屑砂巖為主，少量初糜棱巖、砂(泥)質板巖等。構造塊體與基質之間以及構造塊體與塊體之間多呈斷層接觸，局部可見蛇綠混雜巖獨有的“網結狀”特征(李榮社等，2016)。

2 巖石學特征

雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖的巖石單元相對較齊全，超基性巖、基性堆晶雜巖、基性火山巖及其相關的硅質巖、沉積巖等都可見出露(圖4)。

2.1 超基性巖類

方解石蛇紋石化橄欖巖：巖石呈暗灰綠色、灰褐色，顯微鱗片變晶結構，塊狀構造。原巖成分由橄欖石(為主)、輝石組成，已完全蛇紋石化、方解石化，殘留橄欖石(為主)、輝石(個別)的半自形晶輪廓，具交代假象結構。蛇紋石呈鱗片狀集合體，粒徑約為0.01～0.6 mm，緊密聚集狀定向分布，含量約為50%；滑石呈顯微鱗片狀集合體，粒徑為為0.01～0.1 mm，呈網脈狀或緊密聚集分布，含量約為25%～30%；白云石呈他形粒狀，粒徑為0.01～0.9 mm，緊密聚集分布，含量約為20%～25%。后期受力，裂隙發(fā)育，呈若干條雜亂分布，寬度<2.0～0.02 mm，其內充填方解石、蛇紋石等，巖石具碎裂巖化結構(圖4d、圖4g)。

1.第四系；2.中新統(tǒng)嗩吶湖組；3.上侏羅統(tǒng)庫孜貢蘇組；4.上三疊統(tǒng)桃湖組；5.下石炭統(tǒng)托庫孜達坂組；6.上奧陶—下志留統(tǒng)哈拉巴依溝組；7.橄欖巖(蛇紋巖)；8.輝長(輝綠)巖；9.玄武巖；10.花崗斑巖；11.花崗閃長巖(斜長花崗巖)；12.硅質巖；F1.木孜塔格-鯨魚湖斷裂；F2.兔子湖-花海灘斷裂圖2 雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶地質簡圖Fig.2 Geological map of Yantoushan-Pingzhangling ophilolitic mélange belt

①.灰色薄層狀細粒巖屑砂巖；②.灰黑色薄層狀糜棱巖化巖屑細砂巖；③.灰白色白云巖化粉微晶灰?guī)r；④.灰褐色滑石蛇紋石化巖；⑤.灰黑色薄層狀糜棱巖化細砂巖；⑥.灰黑色薄層狀硅質巖；⑦.淺灰綠色薄層狀泥巖；⑧.灰黑色薄層狀碎裂巖化硅質巖；⑨.墨綠色蛇紋巖；⑩.灰色薄層狀中細粒長石石英砂巖；.淺灰綠色薄層狀泥巖；.灰黑色薄層狀糜棱巖化細砂巖；.灰綠色蝕變輝綠巖；.灰綠色蝕變玄武巖；.淺灰綠色薄層-極薄層狀硅質泥巖；.灰綠色蝕變細中粒輝長巖；.灰色薄層狀碎裂巖化硅質巖；.灰黑色薄層狀糜棱巖化細砂巖；.灰綠色蝕變玄武巖；.灰綠色薄層狀細粒巖屑砂巖圖3 雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖雁頭山北實測地質剖面圖Fig.3 Measured geological profile of Yantoushan-Pingzhangling ophilolitic mélange belt

a.蛇綠巖巖塊野外宏觀照片；b.玄武巖巖塊野外宏觀照片；c.灰?guī)r巖塊宏觀照片；d.全方解蛇紋石化橄欖巖野外露頭；e.灰綠色細中粒輝長巖野外露頭；f.灰綠色蝕變球顆玄武巖野外露頭；g.蛇紋石化橄欖巖；h.含放射蟲硅質巖鏡下照片；i.灰黑色長英質糜棱巖鏡下照片圖4 雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖野外露頭及鏡下照片F(xiàn)ig.4 Field outcrop and photos under mirror of Yantoushan-Pingzhangling ophilolitic mélange belt

2.2 基性堆晶巖類

蝕變中細粒輝長巖：灰綠色、墨綠色，中細粒輝長結構，塊狀構造，巖石主要由斜長石、單斜輝石組成。斜長石為半自形板狀，粒徑一般為1～2 mm，少量為0.5～1 mm，個別粒徑較粗，達2～4 mm，呈雜亂分布，可見聚片雙晶、卡鈉復合雙晶，斜長石常被黝簾石及綠簾石、方解石交代。單斜輝石呈半自形柱狀，大小一般為1～2 mm，部分較粗為2～5 mm，呈填隙狀分布，局部被透閃石及綠泥石交代，少量呈假象產出。巖石輕碎裂，巖內可見網狀裂隙，沿裂隙有方解石、綠泥石充填交代(圖4e)。

2.3 基性火山巖類

杏仁狀玄武巖：巖石呈灰綠色-墨綠色，斑狀-基質間粒結構，塊狀構造、杏仁狀構造，由斑晶(5%)和基質(95%)組成。斜長石斑晶呈半自形板狀，大小一般為0.5～1 mm，個別為2～3 mm，星散狀分布。基質為斜長石和輝石，其中斜長石多為微細晶，少量骸晶、雛晶，呈半自形板狀、纖維狀，粒徑為0.03～0.3 mm，雜亂分布，構成似三角架狀；輝石多為微晶，他形柱狀，粒徑為0.02～0.2 mm，填隙狀分布斜長石架間，構成間粒結構，被綠泥石、不透明礦物交代，為假象。杏仁體呈圓形、橢圓形、似云朵狀、似豆莢狀，大小一般為0.2～0.5 mm，星散狀分布，成分為方解石及少量硅質。

淺灰綠色碎裂巖化球顆玄武巖：巖石呈灰綠色、淺灰綠色，球顆結構、碎裂巖化結構，塊狀構造；巖石主要由斜長石和輝石組成。斜長石大部分為雛晶狀，集合體常與雛晶輝石一起呈束狀、放射狀分布，構成球顆結構；球顆大小一般為0.2～0.5 mm，部分為0.5～1 mm，雜亂分布；輝石呈雛晶狀，常與雛晶斜長石一起呈球顆狀分布，被綠簾石及綠泥石、方解石交代，為假象；巖石碎裂明顯，網狀裂隙十分發(fā)育，裂隙寬窄不一，沿裂隙有方解石、綠簾石及石英充填交代。巖石蝕變明顯，蝕變礦物為方解石、綠簾石、綠泥石(圖4f)。

2.4 硅質巖類

放射蟲硅質巖：多呈灰黑色，少見灰綠色、肉紅色，含生屑隱晶-微晶結構、碎裂結構，塊狀構造；硅質為隱晶-微晶狀石英；微晶石英為主，呈他形粒狀；放射蟲呈圓形、橢圓形，大小一般為0.02～0.1 mm，個別為0.1～0.15 mm，星散狀分布；巖石碎裂明顯，巖內常見網狀裂隙，沿裂隙有石英、白云石、絹云母、不透明礦物充填交代(圖4h)。

2.5 相關沉積巖類

變質巖屑砂巖：灰色，塊狀構造；巖石由陸源沉積物和碳酸鹽沉積物兩部分組成；陸源沉積物為54%，以粒度<0.25～0.06 mm的細砂為主；磨圓呈棱角狀、次棱角狀，成分由石英、斜長石、巖屑組成。石英由單晶石英和石英巖等多晶石英組成；長石有鉀長石和斜長石；巖屑有凝灰?guī)r和個別千枚巖、安山巖及白云母、綠簾石等，含細線狀分布的氧化鐵。碳酸鹽沉積物為46%，由泥晶灰?guī)r砂屑、生物屑、單晶方解石和方解石膠結物組成；生物屑呈碎片狀，種類有有孔蟲、苔蘚蟲等。

灰黑色長英質糜棱巖：巖石呈灰黑色，糜棱結構，定向構造、流動構造，由碎斑和基質組成；碎斑主要為方解石化的長英質巖石，含量約為40%～50%，呈透鏡狀或眼球狀，沿長軸方向定向不均勻分布；基質由碾碎的原巖組分和黑色粉末狀鐵質組成，圍繞碎斑定向分布，呈明顯的流動狀構造，基質含量約為50%～60%；巖石局部發(fā)育裂隙，多呈彎曲不規(guī)則狀，斷續(xù)分布，寬度為0.2～2 mm，其內多充填方解石和石英等(圖4i)。

3 巖石地球化學特征

雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖巖石化學分析結果見表1。本次工作共采集樣品13件。其中，蛇紋石化橄欖巖樣品2件，輝長巖樣品4件，蝕變玄武巖樣品7件。分析測試工作在山東省第三地質礦產勘查院分析測試中心完成，主量元素利用TAS-990F型原子吸收分光光度計進行測試，微量和稀土元素利用ICAP Q型電感耦合等離子質譜儀完成。由于本區(qū)巖石普遍遭受不同程度的蝕變，燒失量較大，對這些樣品的主量元素在去除燒失量后進行歸一化，以下的討論和作圖均按照歸一化后的數(shù)據(jù)進行。

3.1 主量元素

由于蛇紋石化橄欖巖蝕變較強，蛇紋石含量達到70%～80%，導致全巖分析燒失量過大(14.97%～20.17%)，調整后主量元素變化較大，可能會使各組分含量失真。蛇紋石化橄欖巖SiO2含量平均為40.85%，屬于超基性巖；TiO2含量為0.01%～0.05%，含量較低，與俯沖帶上的蛇綠巖中橄欖巖TiO2含量相當(小于0.1%)(Pearce et al.，1995)；Al2O3含量較低，平均為1.18%；CaO含量較高，為15.62%，可能與巖石發(fā)生方解石化蝕變有關；MgO含量較低，平均為35.06%；Na2O含量為0.08%，K2O含量為0.08%，含量均比較低。總體表現(xiàn)為富鎂、貧鋁、低堿特點，具有虧損地幔的特征。

輝長巖SiO2含量平均為54.99%，在基性巖范圍內；TiO2含量為1.41%，Al2O3含量為13.77%，MgO含量為5.81%(Mg#為40%～56.76%)，CaO含量為10.51%，Na2O含量為2.46%，K2O含量為0.45%?？傮w具有高鋁、貧鉀、富鈉特征，高鋁是俯沖帶典型的巖石類型，在Al2O3-CaO-MgO圖解中(圖5a)，輝長巖大部分樣品落在鎂鐵堆積巖區(qū)域內，反映了巖石的堆晶成因，這與野外特征基本符合。

玄武巖SiO2含量含量平均為48.99%，與洋中脊玄武巖含量相當(48.77%)；TiO2含量為1.64%，接近MORB玄武巖TiO2含量(1.5%)；Al2O3含量為15.06%，含量較高，較高的Al含量暗示巖石可能形成于俯沖帶環(huán)境；MgO含量為5.32%，Mg#值較低(20.88～38.66)，明顯低于基性原始巖漿Mg#值(68～75)(Wilson M.，1986)；CaO含量為11.20%，Na2O含量為4.24%，K2O含量為0.41%。在Zr/TiO2-Nb/Y及FAM圖解中(圖5b、圖5c)玄武巖樣品表現(xiàn)為亞堿性拉斑玄武巖特點。

圖5 (a)蛇綠構造混雜巖帶鎂鐵質-超鎂鐵質巖石Al2O3-CaO-MgO圖解(據(jù)Coleman，R.G，1977)、(b)Zr/TiO2-Nb/Y圖解(據(jù)Winchester et al.，1977)及(c)FAM圖解(據(jù)Irvine et al.，1971)Fig.5 (a) Al2O3-CaO-MgO,(b) Zr/TiO2-Nb/Y and (c) FAM diagram for maifc-ultramafic rocks from the ophilolitic mélange belt

3.2 稀土元素

從表1數(shù)據(jù)來看，蛇紋石化橄欖巖稀土元素總量較低，為6.07×10-6～13.40×10-6，接近原始地幔稀土總量；球粒隕石標準化配分曲線總體呈平坦型，輕稀土較重稀土略微富集(圖6)，LREE/HREE為3.56～5.73，Eu/Eu*分別為0.48和0.63，表現(xiàn)為負Eu異常，反映出原始巖漿發(fā)生過斜長石分異結晶過程。

輝長巖稀土總量ΣREE平均為62.11×10-6，球粒隕石標準化曲線整體呈平坦型(圖6)，輕重稀土元素分異程度較低，LREE/HREE為1.89～4.65。從局部來看，輕稀土和重稀土內部分餾均不是很明顯，具有輕稀土微富集、重稀土平坦型特點；Eu/Eu*為0.84～0.99，Eu異常不明顯或具有輕微的Eu負異常，說明長石分離結晶不明顯，其稀土元素特征與E-MORB特征相似，表明巖漿源區(qū)可能為E-MORB型富集地幔。

玄武巖稀土總量ΣREE平均為45.07×10-6，接近E-MORB稀土總量(49.09×10-6)(Sun et al.,1989)；球粒隕石標準化曲線呈平坦型(圖6)，與洋脊玄武巖特征相似，LREE/HREE為1.73～3.77，Eu異常不明顯(Eu/Eu*平均值分別為1.02和1.03)，表明巖漿沒有發(fā)生斜長石分離結晶作用。

3.3 微量元素

蛇紋石化橄欖巖微量元素配分曲線見圖6b。曲線整體呈平坦型，各元素含量均比較低，相對富集Ba、Rb、Sr等大離子親石元素，這可能與巖石發(fā)生較強蝕變有關；高場強元素Zr、Hf等相對虧損，具有虧損地幔特征，反映其源區(qū)可能為虧損的原始地幔。

輝長巖樣品微量元素曲線整體呈平坦型，與E-MORB曲線特征相似，大離子親石元素K、Rb、Sr富集，高場強元素Nb和Ta明顯虧損，說明巖石可能形成于與俯沖有關的島弧環(huán)境。

圖6 (a)雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖稀土元素球粒隕石標準化配分圖解(據(jù)Boynton，1984)、(b)原始地幔標準化蛛網圖(據(jù)McDonough等，1992)Fig.6 (a)Chondrte-normalized REE pattems(After Boynton，1984) and (b)primitive mantle-normalized trace element spider diagrams(After McDonough et al.,1992)of Yantoushan-Pingzhangling ophilolitic melange belt

玄武巖微量元素蛛網圖曲線表現(xiàn)為近“平坦型”(圖6)，與洋脊玄武巖(E-MORB)相似，但局部有所差異，如個別樣品富集Sr、Th、Rb等大離子親石元素，說明巖石在形成過程中可能有地殼物質的加入(夏林圻等，2007)，表現(xiàn)出島弧玄武巖的部分特征。

綜上所述，雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖中蛇紋石化橄欖巖、輝長巖及玄武巖符合典型蛇綠巖的巖石地球化學特征，與洋脊玄武巖(E-MORB)特征基本相似，同時又具有島弧玄武巖(IAB)的部分特征，這對討論其形成環(huán)境及構造演化過程具有重要的指示意義。

4 時代特征

含放射蟲硅質巖是蛇綠混雜巖時代研究的重要對象，是反映深海沉積的重要標志。位于枕狀玄武巖之上的放射蟲硅質巖可以代表洋殼殘余的時代(王玉凈等，2001)。調查區(qū)內的硅質巖主要分2種:一種為分布于下石炭托庫孜達坂組內呈透鏡狀的灰黑色含泥質硅質巖;另一種為紫紅色硅質巖(該硅質巖多與灰綠色球顆玄武巖相鄰產出)(圖7)。經室內鑒定，放射蟲微體化石主要存在于后者。

a.灰黑色(含泥質)硅質巖；b.紫紅色含放射蟲硅質巖圖7 研究區(qū)硅質巖照片F(xiàn)ig.7 Photos of siliceous rocks in the study area

本次工作，對調查區(qū)內的硅質巖進行系統(tǒng)采樣，鑒定機構為中國科學院南京地質古生物研究所。經前處理、鏡下挑樣、鑒定等工作，在部分樣品中見豐富的放射蟲化石及少量硅質海綿骨針碎片，主要放射蟲屬種有Spongoentactinellasp.,Trilonchesp.、Stigmosphaeros-tylusvariospina、Stigmosphaerostylussp.、Archocrytiumcostuligerum、Archocrytiu-mvenustum、Archocrytiumsp.、Holoeciscusforemana、Holoeciscussp.、Astero-entactiniasp.等；根據(jù)該放射蟲組合，時代可能為晚泥盆世法門期至早石炭世杜內期(圖8)。

Molnar等(1987)認為這一狹長的基性-超基性混雜巖(木孜塔格北蛇綠混雜巖帶)代表三疊紀時期形成的一條已經解體的蛇綠巖帶；王乃文等對月牙河拐彎處的放射蟲硅質巖樣品進行鑒定，給出時代為晚二疊世—早三疊世；蘭朝利及馬華東等在研究區(qū)西部月牙河附近采集了含放射蟲硅質巖樣品，經鑒定均為早石炭世，說明古特提斯洋在早石炭世已經開始擴張(蘭朝利等，1997；馬華東等2002)。張克信等根據(jù)放射蟲的研究將研究區(qū)東側阿尼瑪卿混雜巖帶的地質時代定為早二疊世(張克信等，1996)；姜春發(fā)等依據(jù)花石峽一帶玄武巖Rb/Sr等時線年齡(260±10)Ma及放射蟲時代，確定東昆侖南蛇綠巖的形成時代為晚二疊—中三疊世，說明其所代表的洋殼形成年代為晚二疊世—中三疊世；溫志剛等通過輝長巖鋯石U-Pb測年方法將研究區(qū)西側蘇巴什蛇綠巖的地質時代定為早石炭世—中二疊世(溫志剛等，2019)。

1、 3、 4、7、9.Triloncheelegans (Hindle)?；2.Entactninca sp.1；5、6、8.Astroentactinia sp.1；14、 17.Entactinia sp.2；15.Stigmosphaerostylus sp.；16.Apophysisphaeraornate (Hinde)；18、19.Trilonche sp.Davidi (Hinde)；20.Astroentactinia sp.2圖8 放射蟲硅質巖中放射蟲化石圖版Fig.8 Radiolarian fossil plates from radiolarian cherts

根據(jù)雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖地質特征、地球化學特征，結合其形成時代，綜合分析，認為雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖的形成時代為晚泥盆世—早石炭世，與蘇巴什蛇綠巖、木孜塔格北及阿尼瑪卿蛇綠巖形成時代具有延續(xù)性?？傮w反映出古特提斯洋在原特提斯洋的基礎上于石炭紀由西向東依次擴張成洋，二疊世—早三疊世消減，晚三疊世碰撞。

5 構造環(huán)境討論

大多數(shù)地質學家認為縫合帶中的蛇綠混雜巖是由外來蛇綠巖塊與混雜巖堆積伴生形成，并認為現(xiàn)代大洋巖石圈與地質歷史中的大洋巖石圈學、地質學和地球物理性質方面具有相似性(李永軍等，2016)。中國蛇綠巖的形成環(huán)境多種多樣，包括島弧、弧前、弧后以及被動大陸邊緣、小洋盆和大洋中脊6種環(huán)境都可生成蛇綠巖，歸結為SSZ和陸間洋盆2種環(huán)境(李榮社，2016)。

張旗等認為(2001)，在弧后盆地擴張的早期，玄武巖的成分和源區(qū)是很復雜的，可能是2種或2種以上地幔端元混合的產物，玄武巖富集大離子親石元素(LILE)，并虧損Nb，Ta，說明有俯沖洋殼物質加入。熔巖可能受到陸殼物質的混染，與弧后盆地張開初期的陸殼減薄作用有關。之后，隨著盆地擴張作用的進行，消減作用減弱，形成的玄武巖具有MORB特征。

由于樣品遭受后期碳酸鹽化等蝕變作用，大離子親石元素含量變化較大，但Nb、Ta、Zr、Hf、Y等高場強元素在巖石遭受變質過程中具有良好的穩(wěn)定性，可以作為巖石成因和源區(qū)性質的示蹤劑，這些元素之間的協(xié)變關系能夠有效指示其形成時的構造環(huán)境，可以用來討論蛇綠巖的成因(孫雨，2010)。

雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶中輝長巖、玄武巖具有輕稀土較重稀土略富集特征，稀土含量與E-MORB相當(Sun et al.，1989)，球粒隕石標準化稀土配分曲線也與E-MORB基本一致，而且樣品普遍富集大離子親石元素Ba、Rb、Sr等，高場強元素Nb、Ta顯示虧損，反映出巖石具有消減帶巖石特征；巖石Hf/Ta平均值為4.33，Th/Yb值為0.44，與E-MORB值基本接近(Hf/Ta=4.32，Th/Yb=0.25)；在Sm/Y、Y/Yb與Nb/Yb的關系圖解中(圖9)，大部分樣品點都落入了地幔序列，顯示出MORB特征，這些特征說明巖石可能起源于富集地幔(E-MORB)；另外，巖石Zr/Y值為3.91，Hf/Th值為2.90，均介于E-MORB(Zr/Y=3.32，Hf/Th=3.38)和下地殼(Zr/Y=4.25，Hf/Th=1.58)之間，說明巖石在成巖過程中可能有地殼物質參與(Sun et al.，1989)。

進一步選用抗蝕變元素Zr、Y、Ti、Hf等元素組合進行構造環(huán)境判別，結果如圖10所示。在FeO/MgO-TiO2成因圖解中(圖10a)，研究區(qū)樣品點主要落在MORB區(qū)和IAT區(qū)，為島弧拉斑玄武巖和正常洋脊玄武巖區(qū)；在Ti-V判別圖解中(圖10b)，樣品點主要落入MORB與島弧拉板玄武巖的重合區(qū)域，顯示巖石具有MORB與島弧的雙重特征；在Hf/3-Th-Ta圖解中(圖10c)，樣品點落在了B區(qū)和D區(qū)，分別為E-MORB和火山弧玄武巖區(qū)，指示巖漿源區(qū)可能為受到地殼交代混染的富集地幔；另外，在主量元素TiO2-MnO-P2O5圖解中(圖10d)，樣品點大部分落在了島弧拉斑玄武巖區(qū)(IAT)和洋脊玄武巖區(qū)(MORB)。綜上所述，樣品總體表現(xiàn)出洋脊玄武巖(E-MORB)的特點，同時又具有島弧玄武巖(IAB)的特點，這通常認為是消減帶之上的弧后盆地次級擴張形成的弧后盆地玄武巖特點(Xu et al.，2003；祁曉鵬等，2016)。這類玄武巖受控于俯沖消減與擴張的共同作用，其形成環(huán)境既不是典型的島弧環(huán)境，也非正常洋中脊環(huán)境，可能與消減帶之上的弧后擴張環(huán)境密切相關(張旗等，2001)，稱之為不成熟的弧后盆地。

圖9 雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖源區(qū)判別圖解(據(jù)Maurice et al.，2012)Fig.9 Source discrimination diagram of Yantoushan-Pingzhangling ophilolitic mélange belt

a.FeO/MgO-TiO2成因圖解(據(jù)Glassey，1974) ；b.Ti-V判別圖解(據(jù)Shervais，1980匯編)；c.Hf/3-Th-Ta判別圖解(據(jù)Pearcee et al.，1979)：A.火山弧玄武巖; B.MORB; C.板內玄武巖; D.MORB和火山弧玄武巖; d.TiO2-MnO*10-P2O5*10圖解(據(jù)Mullen，1983)： OIT.大洋島弧拉斑玄武巖或海山島拉斑玄武巖; CAB.島弧鈣堿性玄武巖; IAT.島弧拉斑玄武巖; Bon.玻質古銅安山巖；OIA.洋島堿性玄武巖圖10 雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖構造環(huán)境判別圖Fig.10 Tectonic setting discrimination diagram of Yantoushan-Pingzhangling ophilolitic mélange belt

區(qū)域地質資料顯示，東昆侖地區(qū)在早古生代(早奧陶世—晚志留世)時期，存在一系列小型洋盆，與周圍眾多的海山、島弧構成了東昆侖地區(qū)早期多島弧盆體系(潘桂堂等，1996；吳峻等，2005)，而這些小洋盆一般具有弧后盆地的性質，在古特提斯洋向北俯沖過程中，發(fā)生不同程度的海底擴張，形成了一系列超鎂鐵質-鎂鐵質巖(潘裕生等，2000)。

晚泥盆世—早石炭世，弧后盆地開始擴張形成小洋盆，在小洋盆深處形成了蛇綠混雜巖帶中的含放射蟲硅質巖單元，在靠近盆地邊緣附近形成了具有典型復理石沉積特征的托庫孜達坂組，同時地幔物質上侵，形成了橄欖巖、輝長巖玄武巖等基性-超基性巖單元。

古特提斯洋于晚石炭—中二疊世開始向北俯沖，晚二疊—中晚三疊世俯沖完畢，東昆侖地區(qū)進入了早期碰撞、陸內疊覆階段，在擠壓造山作用下，巖石發(fā)生不同程度的韌脆性變形，與不同時期形成的古洋殼、含放射蟲硅質巖、玄武巖等剛性塊體發(fā)生混雜堆疊，構成蛇綠混雜巖帶。

總體來說，雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖各單元出露較齊全，巖石地球化學兼具有洋脊玄武巖和島弧玄武巖的特征，屬于SSZ型蛇綠巖。結合其時代特征及構造背景，筆者認為雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖可能不是產于正常的大洋中脊，而是位于俯沖消減帶之上的弧后盆地次級擴張形成的小洋盆環(huán)境，與古特提斯洋的北向俯沖具有密切關系。

6 結論

(1)通過對雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶中含放射蟲硅質巖的研究，將其時代定為晚泥盆世—早石炭世。

(2)綜合地質特征、地球化學特征及時代特征，筆者認為雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖的形成環(huán)境為一種與俯沖有關的具有弧后盆地性質的小洋盆環(huán)境。

(3)結合區(qū)域地質及區(qū)域構造演化特征，可以將雁頭山-屏障嶺蛇綠混雜巖帶歸屬到木孜塔格北蛇綠混雜巖帶中，它們與西側的蘇巴什及東側阿尼瑪卿等地殘存的蛇綠巖共同組成康西瓦-木孜塔格-阿尼瑪卿構造帶。