準(zhǔn)噶爾—天山—北山蛇綠巖：對中亞造山帶西南緣洋陸格局演化的制約*

高 俊 江 拓 王信水 李繼磊 翟慶國 胡培遠(yuǎn) 錢 青

（1.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗室 北京 100029；2.中國科學(xué)院地球科學(xué)研究院 北京 100029；3.中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049；4.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心 武漢 430205；5.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 武漢 430074；6.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所 北京 100037）

自1972年彭羅斯（Penrose）會議將蛇綠巖定義為一種可以與大洋巖石圈對比的特殊鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖石組合之后（Anonymous，1972），隨著研究程度的深入，發(fā)現(xiàn)其在板塊構(gòu)造的整個威爾遜旋回中（陸內(nèi)裂解、海底擴(kuò)張、初始俯沖至洋盆最終閉合）均可產(chǎn)生和被保存（Dilek and Furnes，2014）。蛇綠巖一直被視為古洋盆存在的標(biāo)志性證據(jù)（史仁燈，2005；Pearce，2014；張繼恩等，2021），對刻畫區(qū)域板塊構(gòu)造和洋陸格局演化至關(guān)重要（Dilek and Furnes，2011；張旗，2014）。

中亞造山帶是全球最大、最復(fù)雜且持續(xù)時間最長的增生型造山帶（Seng?r et al.，1993；Windley et al.，2007；Wilhem et al.，2012；Xiao et al.，2015），是古亞洲洋歷經(jīng)新元古代—中生代長期演化的產(chǎn)物（Zonenshain et al.，1990；Wan et al.，2018）。古亞洲洋中不同時期的洋殼、洋島、增生楔、巖漿弧、微地塊、俯沖/碰撞產(chǎn)生的高壓變質(zhì)地體等通過類似于現(xiàn)今西南太平洋多島洋構(gòu)造體系拼合到一起（李錦軼等，2006；Xiao et al.，2010）。盡管中亞造山帶中的很多蛇綠（混雜）巖并不具有指示縫合帶的意義（Seng?r et al.，1993），但其研究仍是恢復(fù)這種“多島洋”構(gòu)造格局的最有效途徑（Furnes and Safonova，2019）。

20世紀(jì)80年代初，板塊構(gòu)造學(xué)說在我國地質(zhì)學(xué)界興起和盛行，蛇綠巖的研究也得到極大關(guān)注和長足進(jìn)步，特別是代表古亞洲洋記錄的準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠巖研究取得了大量詳實(shí)成果，西準(zhǔn)噶爾唐巴勒、洪古勒楞和北山紅柳河、洗腸井—月牙山蛇綠巖成為我國研究程度較高的典型蛇綠巖（朱寶清等，1982；白文吉等，1986；馮益民，1986；朱寶清等，1987；左國朝等，1987；周國慶，1988；郝梓國等，1989）。80年代至90年代初，隨著國家自然科學(xué)基金重大項目“中國興蒙—北疆及鄰區(qū)巖石圈形成和演化的研究”（何國琦等，1994）、國際地質(zhì)對比計劃第283項（IGCP283）“古亞洲洋有關(guān)地區(qū)的構(gòu)造演化及動力學(xué)研究”（肖序常等，1991）以及國家“305”項目（湯耀慶等，1995）的實(shí)施，中亞造山帶西段蛇綠巖的研究更向前邁進(jìn)了一大步（張旗等，2001）。21世紀(jì)初以來，準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠巖也是兩個“973”計劃項目和兩個國家自然科學(xué)基金重大項目所涉及的研究內(nèi)容（肖文交等，2019）。近年來，鋯石微區(qū)高精度年代學(xué)測年技術(shù)和ICP-MS巖石微量元素高靈敏分析手段的普及利用極大地推動了蛇綠巖年代學(xué)和地球化學(xué)特征的研究，產(chǎn)出了大量高質(zhì)量成果。本文對出露于中亞造山帶西南緣準(zhǔn)噶爾、天山和北山的52個蛇綠巖地質(zhì)特征、地球化學(xué)性質(zhì)和同位素年代學(xué)資料進(jìn)行了綜合集成研究，試圖重建中亞造山帶西南緣的洋陸格局演化歷史。

本文采用了Pearce et al.（1984）的經(jīng)典分類方案，將蛇綠（混雜）巖劃分為MORB和SSZ兩種類型。該方案根植于1972年P(guān)enrose會議定義蛇綠巖的巖石組合（Anonymous，1972），但形成構(gòu)造環(huán)境又不僅僅局限于大洋擴(kuò)張中心，還包括俯沖帶相關(guān)的弧前、弧間或弧后洋盆。Dilek and Furnes（2011）的分類方案將地幔柱成因巖漿巖和大陸巖石圈地幔等納入蛇綠巖的范疇，提出地幔柱型和大陸邊緣型蛇綠巖。但該方案受到不少學(xué)者的質(zhì)疑（吳福元等，2014；張旗，2014）。加上OIB既可以產(chǎn)出于大洋盆內(nèi)的洋島，也可以出現(xiàn)在弧后洋盆的海山，若單獨(dú)劃分一種類型，則與MORB和SSZ型蛇綠巖的構(gòu)造環(huán)境均發(fā)生重疊。

1 地質(zhì)特征

基于區(qū)域重要構(gòu)造線展布特征、典型蛇綠（混雜）巖帶產(chǎn)出位置、相鄰地質(zhì)單元性質(zhì)的研判，參考前人對新疆及鄰區(qū)蛇綠巖的劃分方案（肖序常等，1992；董連慧等，2010；Han and Zhao，2018；趙同陽等，2021），以1∶5 000 000國際亞洲地質(zhì)圖（任紀(jì)舜等，2012）為底圖，編制了蛇綠巖分布簡圖（圖1），并整理了典型蛇綠巖的地質(zhì)特征、地球化學(xué)性質(zhì)、同位素年齡和成因類型等資料（表1）。準(zhǔn)噶爾—天山和北山造山帶的蛇綠（混雜）巖主要沿重要斷裂帶（構(gòu)造線）呈線型分布，但西準(zhǔn)噶爾的唐巴勒、瑪依勒和南天山的一些蛇綠混雜巖卻在斷裂附近以面狀型式散布，并與古生界地層構(gòu)造接觸（圖1）。根據(jù)蛇綠巖的地質(zhì)特征、地球化學(xué)性質(zhì)、同位素年齡和成因類型的綜合研究結(jié)果（表1），它們可劃分為14條帶：東準(zhǔn)噶爾額爾齊斯（Ⅰ）、阿爾曼太—扎河壩（Ⅱ）、卡拉麥里（Ⅲ）、西準(zhǔn)噶爾庫吉拜（塔爾巴哈臺）—洪古勒楞（Ⅳ）、唐巴勒—瑪依勒（Ⅴ）、達(dá)拉布特（Ⅵ）、克拉瑪依（Ⅶ）、北天山（Ⅷ）、中天山北緣（Ⅸ）、南天山（Ⅹ）、北山紅石山（Ⅺ）、峽東—小黃山（Ⅻ）、紅柳河—火石山—牛圈子—洗腸井（ⅩⅢ）和輝銅山—柳園—帳房山（ⅩⅣ）蛇綠巖帶。

圖1 準(zhǔn)噶爾—天山—北山蛇綠巖地質(zhì)圖，展示14條蛇綠混雜巖帶（編號所代表的蛇綠巖帶名稱見正文）和52個典型蛇綠（混雜）巖（編號所代表的蛇綠巖名稱同表1）（據(jù)1∶5 000 000國際亞洲地質(zhì)圖改編；任紀(jì)舜等，2012）Fig.1 Geological map of the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolites，showing the distribution of 14 ophiolitic mélange belts（the sequence number and the name can be found in the text）and 52 typical ophiolitic mélanges（ophiolites are listed in Table 1）（modified after the 1∶5 000 000 International Asian Gelogical Map；Ren et al.，2012）

部分沿斷裂帶延伸的蛇綠混雜巖帶為板塊縫合帶標(biāo)志，如中天山南緣（南天山）斷裂至北山芨芨臺子—小黃山斷裂產(chǎn)出的古洛溝、烏瓦門、榆樹溝、銅花山、芨芨臺子和小黃山等蛇綠混雜巖就標(biāo)志著塔里木板塊的北界（Han and Zhao，2018）。而大部分蛇綠混雜巖并不具標(biāo)志板塊縫合帶的構(gòu)造意義（Seng?r et al.，1993），但可為次級構(gòu)造單元的邊界，如扎河壩—阿爾曼太蛇綠混雜巖帶分隔達(dá)拉特巖漿弧和野馬泉巖漿弧、卡拉麥里蛇綠混雜巖帶代表北側(cè)野馬泉弧和南側(cè)將軍廟（又稱哈爾里克）弧之間的構(gòu)造界線（羅軍等，2017；Luo et al.，2017）、達(dá)拉布特蛇綠混雜巖帶標(biāo)志著兩個弧地體的分界（Yang et al.，2012a）等。此外，部分蛇綠混雜巖如呈面狀散布于南天山古生代沉積巖地層之上的推覆巖片，可能是中天山南緣（南天山）斷裂帶蛇綠混雜巖經(jīng)推覆變形后的結(jié)果，不具縫合帶或不同構(gòu)造單元界線的意義。

52個蛇綠混雜巖中，東準(zhǔn)噶爾庫爾提、中天山北緣夏特南、南天山歐西達(dá)坂、北山峽東、輝銅山、柳園和帳房山蛇綠混雜巖為不典型蛇綠巖，它們現(xiàn)產(chǎn)出的蛇綠巖組合不齊全或巖石成因存在較大爭議。庫爾提、夏特南和歐西達(dá)坂缺失地幔橄欖巖單元，峽東沒有基性火山巖組分。北山輝銅山、柳園、帳房山的超基性巖、輝長巖和玄武巖不構(gòu)成具成因聯(lián)系的蛇綠巖，也不呈構(gòu)造混雜巖巖塊產(chǎn)出，是不典型蛇綠巖，甚至為非蛇綠巖。雖然Mao et al.（2012）認(rèn)為柳園雜巖為SSZ型蛇綠巖，形成于弧前環(huán)境，但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其是“紅海型”裂谷帶的產(chǎn)物（楊合群等，2010）。

其余45個蛇綠巖的地幔橄欖巖、基性雜巖和基性火山巖組分發(fā)育齊全，符合彭羅斯會議定義的蛇綠巖鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖石組合，可代表大洋巖石圈碎片。它們的蛇綠巖組分產(chǎn)出狀態(tài)有兩類型式（表1），一類地幔橄欖巖、基性雜巖和基性火山巖空間上以構(gòu)造巖片疊置，巖片的延伸和厚度超過數(shù)百米，甚至可達(dá)數(shù)千米；另一類鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖石呈規(guī)模大小不等的巖塊散布在基質(zhì)中，構(gòu)成“巖塊+基質(zhì)”構(gòu)造；前者可視為蛇綠巖，后者應(yīng)為蛇綠混雜巖。45個蛇綠（混雜）巖中絕大多數(shù)為蛇綠混雜巖，只有北天山巴音溝、南天山色日克牙依拉克、北山紅柳河和牛圈子可視為蛇綠巖。北天山巴音溝蛇綠巖是蛇綠巖組分出露規(guī)模最大、相對連續(xù)的剖面，面積可達(dá)數(shù)十平方千米（夏林圻等，2007），地幔橄欖巖（蛇紋石化方輝橄欖巖和純橄巖）、輝長巖、輝綠巖、斜長花崗巖和基性熔巖均有出露（肖序常等，1992），但缺失堆晶巖和席狀巖墻單元（圖2）。

圖2 北天山巴音溝蛇綠巖地質(zhì)圖（據(jù)夏林圻等，2007）和重建蛇綠巖柱狀圖（據(jù)肖序常等，1992）Fig.2 Geological map（after Xia et al.，2007）and reconstructed column（after Xiao et al.，1992）of the Bayingou ophiolite in North Tianshan Mountains

表1 準(zhǔn)噶爾—天山—北山蛇綠（混雜）巖特征簡表Table 1 Characteristics of the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolites or ophiolitic mélanges

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

蛇綠混雜巖的基質(zhì)有兩種類型，蛇紋巖（碳酸鹽化蛇紋巖）和糜棱巖化細(xì)碎屑巖（細(xì)砂巖、粉砂巖、千枚巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、絹云母石英片巖、黑云母石英片巖和綠泥石英片巖等）。部分蛇綠混雜巖，如扎河壩、卡拉麥里、額敏、唐巴勒、百口泉、烏瓦門、月牙山—洗腸井，蛇紋巖基質(zhì)中散布有不同類型構(gòu)造巖塊，同時蛇紋巖本身又可作為巖塊產(chǎn)出在糜棱巖化細(xì)碎屑巖基質(zhì)內(nèi)，也就是說混雜巖的基質(zhì)由蛇紋巖和細(xì)碎屑巖共同構(gòu)成?；祀s巖的巖塊類型既有地幔橄欖巖、輝石巖、輝長巖、輝綠巖、斜長花崗巖、基性火山巖和硅質(zhì)巖代表的蛇綠巖組分，也有非蛇綠巖組分巖塊。不同的混雜巖可出現(xiàn)迥然不同的非蛇綠巖組分巖塊，如南天山烏瓦門蛇綠混雜巖（圖3）的基質(zhì)為黑云石英片巖、綠泥石英片巖、絹云石英片巖、千枚巖，巖塊既有地幔橄欖巖、玄武巖等蛇綠巖組分，也有大理巖化灰?guī)r、新太古—古元古代高級變質(zhì)雜巖、新元古代雙峰式侵入巖、弧輝長巖和弧花崗巖等非蛇綠巖組分巖塊（Wang et al.，2018）。唐巴勒蛇紋巖基質(zhì)內(nèi)還有藍(lán)片巖和角閃片巖巖塊（肖序常等，1992），和布克賽爾蛇紋巖基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)出淺變質(zhì)流紋巖巖塊（楊亞琦等，2018），扎河壩蛇紋巖基質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)富鈮玄武巖、石榴輝石巖、石榴角閃巖巖塊（牛賀才等，2009）。

圖3 南天山烏瓦門蛇綠混雜巖地質(zhì)圖和地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological map and geological section of the Wuwamen ophiolitic mélange in South Tianshan Mountains

準(zhǔn)噶爾—天山和北山蛇綠混雜巖為俯沖大洋巖石圈板片碎片被刮鏟混雜到增生雜巖中形成（Wakabayashi and Dilek，2003），類似于北美西部Cordillera蛇綠巖（Hopson et al.，2008）和日本蛇綠混雜巖（Fukui and Kano，2007），而與仰沖就位于被動陸緣的蛇綠巖，如阿曼Semail蛇綠巖和塞浦路斯的Troodos蛇綠巖（Searle and Cox，1999；Pearce and Robinson，2010）在地質(zhì)特征上差別明顯（劉洋等，2021）。這些代表古亞洲洋不同分支洋盆殘片的蛇綠混雜巖是俯沖增生過程中被刮鏟混雜到細(xì)碎屑巖之中，雖然代表蛇綠巖組分不同單元的巖塊均有出露，但蛇綠巖層序沒有完整保存，產(chǎn)出在空間上斷斷續(xù)續(xù)，單體巖塊的面積往往較?。ǎ? km2）。

這些蛇綠混雜巖的地幔橄欖巖巖石類型有二輝橄欖巖、方輝橄欖巖、純橄巖、輝石巖等，絕大多數(shù)均發(fā)生強(qiáng)烈蛇紋石化，構(gòu)成混雜巖的基質(zhì)，但也有部分地幔橄欖巖保存新鮮，以巖塊型式產(chǎn)出，如色日克牙依拉克糜棱巖化方輝橄欖巖、純橄巖和烏瓦門糜棱巖化二輝橄欖巖、方輝橄欖巖均呈面積達(dá)數(shù)百平方米的巖片或大巖塊，并以正地形出露?；祀s巖中的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)堆晶巖往往以面積小于數(shù)十平方米的小巖塊產(chǎn)出，巖性有橄長巖（洪古勒楞、達(dá)拉布特）和輝石巖（扎河壩、唐巴勒、瑪依勒、薩爾托海、榆樹溝、紅石山、小黃山、月牙山—洗腸井）兩類。堆晶輝長巖、均質(zhì)輝長巖和基性熔巖在幾乎所有蛇綠混雜巖中均有產(chǎn)出。

2 地球化學(xué)性質(zhì)

蛇綠巖組分巖塊在就位過程中遭受了一系列變形和不同程度變質(zhì)作用的改造，發(fā)生了較強(qiáng)烈蝕變，從而造成蛇綠巖不同類型巖石的主量元素成分與新鮮典型巖石類型的成分有較大差異。如南天山米斯布拉克（黑英山）蛇綠混雜巖地幔橄欖巖、輝長巖和玄武巖主量元素成分的燒失量分別高達(dá)12.7%、6%和8.47%，而SiO2含量則相應(yīng)偏低，分別為38.4%、41.8%和43.3%（Wang et al.，2011）。幾乎所有蛇綠混雜巖的地幔橄欖巖均遭受了強(qiáng)烈蛇紋石化或完全碳酸鹽化，僅在南天山烏瓦門、色日克牙依拉克和紅柳河等蛇綠混雜巖保存有出露規(guī)模達(dá)數(shù)百平方米以上的新鮮地幔橄欖巖巖塊（片）。個別蛇綠混雜巖的玄武巖樣品燒失量甚至高達(dá)11.33%，致使SiO2含量低至39.16%（Jiang et al.，2014）。因此，我們主要根據(jù)玄武巖的不活動微量元素（如Ti、Nb、Ta、Zr、Hf、Yb、Y、Th和V等）特征（Pearce，2014；Furnes and Safonova，2019），輔以地幔橄欖巖礦物化學(xué)特征及堆晶巖巖石類型，把準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠巖劃分為MORB型和SSZ型來扼要論述其地球化學(xué)特征。至于OIB型蛇綠巖，雖然文獻(xiàn)報道了瑪依勒（魏榮珠，2010；Yang et al.，2012c）和白堿灘（Yang et al.，2013）兩個蛇綠混雜巖，但綜合地球化學(xué)資料（翁凱等，2016；Zhang et al.，2011，2021），這兩個蛇綠巖也可以歸類為SSZ型。

地幔橄欖巖主量元素成分均顯示富Mg特點(diǎn)，與典型蛇綠巖二輝橄欖巖、方輝橄欖巖和純橄巖的成分（Coleman，1977）可以類比。SSZ型蛇綠混雜巖的地幔橄欖巖以方輝橄欖巖和純橄巖為主，并可有少量豆莢狀鉻鐵礦，主量元素MgO含量比MORB型的地幔橄欖巖更高，如SSZ型色日克牙依拉克地幔橄欖巖MgO含量40.42%～44.37%（Mg#指數(shù)92～93）、阿爾騰柯斯41.16%～42.29%（Mg#指數(shù)91～92）、唐巴勒Mg#指數(shù)達(dá)93，而MORB型烏瓦門地幔橄欖巖MgO含量只有34.21%～38.89%（Mg#指數(shù)89～91）。MORB型蛇綠巖地幔橄欖巖和堆晶巖為變質(zhì)橄欖巖+橄長巖+輝長巖巖石組合（簡稱PTG系列），其中地幔橄欖巖含較多二輝橄欖巖為特征；SSZ型為變質(zhì)橄欖巖+輝石巖+輝長巖巖石組合（簡稱PPG系列），地幔橄欖巖為方輝橄欖巖和純橄巖（郝梓國等，1989）。相對于SSZ型蛇綠巖，MORB型蛇綠巖地幔橄欖巖輝石通常具更高的Al2O3、TiO2、Yb、Dy含量，尖晶石具更高的鎂指數(shù)（Mg#）和更低的鉻指數(shù)（Cr#），橄欖石具更低的鎂指數(shù)（Mg#）。輝石Al2O3-Mg#、TiO2-Mg#圖解和尖晶石Cr#-Mg#圖解、尖晶石Cr#-橄欖石Mg#判別圖可區(qū)分MORB和SSZ型（Jiang et al.，2014；Wang et al.，2018）。

因堆晶巖（含長橄欖巖、橄長巖、輝石巖）產(chǎn)出較少，地球化學(xué)資料零星，這里不對其地球化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)論述。而作為巖塊產(chǎn)出的輝長巖的微量元素地球化學(xué)特點(diǎn)顯示，SSZ型蛇綠混雜巖輝長巖常表現(xiàn)出Th、Nb、Ta、Nd、Zr、Hf虧損和K、Ba、La、Ce、Pb、Sr富集的特征，與大洋中脊輝長巖和N-MORB的微量元素有明顯差別，與弧巖漿巖可類比。而MORB型蛇綠混雜巖輝長巖卻不呈現(xiàn)高場強(qiáng)元素虧損和大離子親石元素富集的特征。

蛇綠混雜巖的火山巖在Zr/Ti-Nb/Y分類圖解（Floyd and Winchester，1975）上，主要為亞堿性玄武巖和堿性玄武巖，少量SSZ型蛇綠混雜巖中的火山巖出現(xiàn)玄武安山巖、安山巖、粗面安山巖、粗面巖或流紋巖（圖4）。玄武巖主微量元素成分表明其可以劃分為低Ti、中Ti和高Ti含量3類。低Ti玄武巖往往顯示富集大離子親石元素（Rb、Ba、Th、U）和LREE、虧損高場強(qiáng)元素（Nb、Ta），類似弧火山巖的地球化學(xué)特征，是SSZ型蛇綠巖的重要組分。中Ti玄武巖包括典型的低鉀拉斑玄武巖（N-MORB）、富集型洋中脊玄武巖（E-MORB），高Ti玄武巖則為洋島玄武巖（OIB）。在Th/Yb-Nb/Yb判別圖上（Pearce，2008；圖5），SSZ型蛇綠巖的火山巖主要落入洋內(nèi)弧和大陸弧范圍及附近，也有部分樣品在N-MORB、E-MORB和OIB陣列；這些玄武巖可能形成于一定規(guī)模的弧后（間）洋盆，具與正常大洋盆基性火山巖類似的地球化學(xué)性質(zhì)。在V-Ti/1000判別圖上（Shervais，1982；圖6），SSZ型蛇綠巖的火山巖投點(diǎn)從島弧拉斑玄武巖、洋中脊玄武巖至洋島玄武巖均有分布；少數(shù)玄武巖樣品，如東準(zhǔn)噶爾布爾根TiO2含量低至0.47%～0.52%、V含量高達(dá)377×10-6（吳波等，2006），北天山巴音溝蛇綠巖低Ti玄武巖的TiO2含量0.21%～0.52%、V含量221×10-6～223×10-6（Chen et al.，2020），指示這種極低Ti含量玄武巖類似玻安巖的微量元素特征。TiO2/Yb-Nb/Yb圖解（Pearce，2014；圖7）顯示SSZ型蛇綠巖玄武巖亦可涵蓋N-MORB、E-MORB和OIB3種類型。ThN-NbN圖解（Saccani，2015）表明這些玄武巖絕大多數(shù)落入大陸弧、洋內(nèi)弧或弧后盆地范圍，少量為OIB，個別為MORB。而MORB型蛇綠巖的火山巖絕大多數(shù)在N-MORB、E-MORB和OIB陣列（圖5，圖6，圖7），只有個別落入弧火山巖范圍。ThN-NbN圖解（Saccani，2015）和Hf/3-Th-Ta圖解（Wood，1980）也表明MORB型蛇綠巖玄武巖絕大多數(shù)落入N-MORB、E-MORB和OIB范圍。

圖4 準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠混雜巖中火山巖Zr/Ti-Nb/Y分類圖解（據(jù)Floyd and Winchester，1975）東準(zhǔn)噶爾數(shù)據(jù)據(jù)：許繼峰等，2001；Wang et al.，2003；Xu et al.，2003；吳波等，2006；劉希軍等，2007；馬林等，2008；牛賀才等，2009；汪幫耀等，2009；楊梅珍等，2009；Luo et al.，2017西準(zhǔn)噶爾數(shù)據(jù)據(jù)：雷敏等，2008；劉希軍等，2009；Zhang et al.，2011；Yang et al.，2012a，2012b，2012c，2013；何世平等，2013；Zhao and He，2014；田亞洲等，2015；翁凱等，2016；Zhang et al.，2018；Yang et al.，2019；Zheng et al.，2019a；Song et al.，2020；楊亞琦，2021；Zhang et al.，2021天山數(shù)據(jù)據(jù)：董云鵬等，2006；徐學(xué)義等，2003，2006b；龍靈利等，2006；王超等，2007；錢青等，2007；Qian et al.，2009；徐向珍等，2011；Jiang et al.，2014；Feng and Zhu，2018；Wang et al.，2011，2018；Zheng et al.，2019b；Chen et al.，2020北山數(shù)據(jù)據(jù)：黃增保等，2006；Ao et al.，2012；Mao et al.，2012；鄭榮國等，2012；Zheng et al.，2013；Tian et al.，2014；王國強(qiáng)等，2014Fig.4 Zr/Ti-Nb/Y diagram（after Floyd and Winchester，1975）for volcanic rocks from the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolitic melanges

圖5 準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠混雜巖中火山巖Th/Yb-Nb/Yb圖解（據(jù)Pearce，2008；數(shù)據(jù)來源和圖例同圖4）Fig.5 Th/Yb-Nb/Yb discrimination diagram（after Pearce，2008）for volcanic rocks from the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolitic mélanges

圖6 準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠混雜巖中火山巖V-Ti/1000圖解（據(jù)Shervais，1982；數(shù)據(jù)來源和圖例同圖4）Fig.6 V-Ti/1000 discrimination diagram（after Shervais，1982）for volcanic rocks from the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolitic melanges

圖7 準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠混雜巖中火山巖TiO2/Yb-Nb/Yb圖解（據(jù)Pearce，2014；數(shù)據(jù)來源和圖例同圖4）Fig.7 TiO2/Yb-Nb/Yb discrimination diagram（after Pearce，2014）for volcanic rocks from the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolitic melanges

蛇綠混雜巖輝長巖和玄武巖的Sr-Nd同位素成分（圖8）表明部分樣品經(jīng)歷了較強(qiáng)海水蝕變影響，致使（87Sr/86Sr）i初始比偏高，背離新鮮蛇綠巖基性巖標(biāo)準(zhǔn)值，如烏瓦門MORB型蛇綠巖玄武巖（87Sr/86Sr）i值為0.708 1～0.708 9、米斯布拉克SSZ型蛇綠巖玄武巖的值達(dá)0.707 3～0.709 3。不過，εNd（t）不受蝕變作用影響，兩類蛇綠混雜巖輝長巖均具近于虧損地幔的組成特點(diǎn)，個別SSZ型蛇綠混雜巖輝長巖的Nd同位素相對富集，如南天山阿爾騰柯斯輝長巖的εNd（t）僅為+4.1和唐巴勒輝長巖的εNd（t）僅為+5.7～+6.1，表明地幔源區(qū)有陸殼物質(zhì)混染。蛇綠巖多數(shù)亞堿性玄武巖樣品具與MORB或E-MORB類似的Nd同位素組成，堿性玄武巖可與OIB的值類比。部分SSZ型蛇綠巖玄武巖的εNd（t）小于0，如米斯布拉克為-4.69～-3.77、喬拉克鐵熱克低至-6.1，表明蛇綠巖巖漿源區(qū)有較多大陸地殼物質(zhì)的混染。SSZ型蛇綠巖基性巖的Sr-Nd同位素組成可與日本東北弧后盆地、小安德列斯島弧、班達(dá)島弧、沖繩海漕弧后盆地、日本東北弧后盆地玄武巖的同位素組成相似（Campanha et al.，2015；Zhang et al.，2018）。SSZ型蛇綠巖源區(qū)的EMII（第二類富集地幔）物質(zhì)加入趨勢也表明有俯沖沉積物循環(huán)至上地幔源區(qū)（Zindler and Hart，1986），輔證了與俯沖帶相關(guān)的構(gòu)造環(huán)境。

圖8 準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠混雜巖輝長巖和玄武巖的（87Sr/86Sr）i-εNd（t）成分（圖例同圖4）夏威夷和西藏OIB的范圍據(jù)：Yang et al.，2015；準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠巖數(shù)據(jù)據(jù)：張弛等，1992；高俊等，1995；周國慶等，2000；Xu et al.，2003；徐學(xué)義等，2003，2006b；龍靈利等，2006；姜常義等，2007；劉希軍等，2007；馬林等，2008；雷敏等，2008；李文鉛等，2008；Qian et al.，2009；Wang et al.，2011，2018；Mao et al.，2012；鄭榮國等，2012；Jiang et al.，2014；Zhao and He，2014；Zhu et al.，2015；Zheng et al.，2019b；Chen et al.，2020；楊亞琦，2021 DM.虧損地幔，MORB.洋中脊玄武巖，HIMU.高U/Pb比地幔，OIB.洋島玄武巖，EMI.第一類富集地幔，EMII.第二類富集地幔，BSE.全硅酸鹽地球平均（Zindler and Hart，1986）Fig.8（87Sr/86Sr）i-εNd（t）diagram for gabbros and basalts from the Junggar，Tianshan and Beishan ophiolitic melanges

3 同位素年代學(xué)與形成構(gòu)造環(huán)境

準(zhǔn)噶爾、天山和北山造山帶沒有保存典型的新元古代蛇綠巖，現(xiàn)報道的蛇綠巖輝長巖、斜長花崗巖或玄武巖的鋯石U-Pb年齡幾乎全為古生代（表1，圖9）。南天山達(dá)魯巴依輝長巖和玄武巖單顆粒鋯石Pb-Pb蒸發(fā)法年齡600～590 Ma（楊海波等，2005）尚需要進(jìn)一步鋯石高精度年代學(xué)的驗證，只能提示天山一帶在新元古代晚期可能已出現(xiàn)洋殼。西準(zhǔn)噶爾瑪依勒洋島輝長巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡572 Ma（Yang et al.，2012c）表明新元古代末期曾出現(xiàn)洋島（海山）、洋盆可達(dá)一定規(guī)模。

圖9 準(zhǔn)噶爾—天山—北山蛇綠（混雜）巖帶的年齡（數(shù)據(jù)見表1）Fig.9 The age of ophiolites or ophiolitic melanges in the Junggar，Tianshan and Beishan orogenic belts（data from the Table 1）

除瑪依勒洋島輝長巖外，已發(fā)現(xiàn)的最老蛇綠巖為北山月牙山—洗腸井，輝長巖或斜長花崗巖鋯石U-Pb年齡為542～527 Ma（Ao et al.，2012；侯青葉等，2012；胡新茁等，2015），其次為唐巴勒和瑪依勒，輝長巖鋯石U-Pb年齡531 Ma（Jian et al.，2005；Zhang et al.，2021），最年輕蛇綠巖為北天山巴音溝和北山芨芨臺子，分別獲得斜長花崗巖鋯石U-Pb年齡325±7 Ma（徐學(xué)義等，2006b）和輝長巖年齡321±4 Ma（李向民等，2012）。至于北山柳園角閃輝長巖雖然獲得286 Ma年齡（Mao et al.，2012），但其是否為蛇綠巖，存在歧義。這里，根據(jù)輝長巖、斜長花崗巖或玄武巖的鋯石U-Pb高精度年代學(xué)數(shù)據(jù)，對準(zhǔn)噶爾、天山和北山造山帶的14條蛇綠（混雜）巖帶的時代進(jìn)行限定，其中，卡拉麥里、唐巴勒、米斯布拉克和巴音溝4個蛇綠巖硅質(zhì)巖的放射蟲化石時代與它們的同位素年齡資料吻合，滿大勒克和庫勒湖2個蛇綠巖硅質(zhì)巖的放射蟲化石時代比其同位素年齡略年輕一些（表1），而克拉瑪依白堿灘蛇綠巖硅質(zhì)巖的牙形石化石時代（O2-3；何國琦等，2007）比輝長巖鋯石U-Pb年齡（414～332 Ma；徐新等，2006；Chen et al.，2014）老很多。同時，基于蛇綠混雜巖的地質(zhì)特征、地球化學(xué)性質(zhì)，推測了它們的形成構(gòu)造環(huán)境（表1）。特別需要指出的是，前期根據(jù)地幔橄欖巖礦物化學(xué)、玄武巖微量元素地球化學(xué)研究，南天山烏瓦門被認(rèn)為屬于MORB型、形成于擴(kuò)張中心環(huán)境（Jiang et al.，2014；Wang et al.，2018），但最新的地幔橄欖巖Os同位素成果卻表明其為SSZ型、產(chǎn)生在大陸邊緣弧后盆地位置（Gong et al.，2021）。該分歧有待今后進(jìn)一步研究解決，本文暫視烏瓦門蛇綠巖形成于大洋擴(kuò)張中心環(huán)境。

東準(zhǔn)噶爾額爾齊斯蛇綠（混雜）巖帶的時代為中泥盆—早石炭世（389～352 Ma），形成于弧后洋盆環(huán)境。東準(zhǔn)噶爾阿爾曼太—扎河壩蛇綠巖的時代為中-晚寒武世（503～489 Ma），形成于初始巖漿弧位置。東準(zhǔn)噶爾卡拉麥里蛇綠巖的時代為晚志留—早石炭世（417～330 Ma），代表弧間或弧后洋盆。西準(zhǔn)噶爾庫吉拜—洪古勒楞蛇綠巖帶的時代為早寒武—早奧陶世（519～471 Ma），代表弧前至弧后洋盆環(huán)境。西準(zhǔn)噶爾唐巴勒—瑪依勒蛇綠巖的時代為埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)（572～494 Ma），代表弧后或弧間洋盆。西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特蛇綠巖的時代為中志留—早石炭世（426～338 Ma），形成于弧后洋盆。西準(zhǔn)噶爾克拉瑪依蛇綠巖帶的時代為早泥盆—早石炭世（414～332 Ma），形成于弧前位置，與準(zhǔn)噶爾殘余洋盆向達(dá)拉布特巖漿弧俯沖相關(guān)。北天山蛇綠巖帶的時代為中泥盆世—早石炭世（386～325 Ma），精河蛇綠巖形成于弧前至正常洋盆位置（Zheng et al.，2019b），巴音溝蛇綠巖代表弧前（Chen et al.，2020）至正常洋盆環(huán)境（徐學(xué)義等，2006a）。中天山北緣蛇綠巖帶的時代為寒武—泥盆紀(jì)（528～363 Ma），代表正常洋盆演化至弧后洋盆環(huán)境。南天山蛇綠巖帶的時代為晚奧陶—早石炭世（450～332 Ma），形成環(huán)境包括正常洋盆、弧前或弧后洋盆。北山紅石山蛇綠巖帶的時代為早石炭世（347 Ma），形成于弧后洋盆。北山峽東—小黃山蛇綠巖帶的時代為晚泥盆—早石炭世（368～321 Ma），代表弧間或弧后洋盆環(huán)境。北山紅柳河—火石山—牛圈子—洗腸井蛇綠巖帶的時代為早寒武—早泥盆世（542～410 Ma），代表弧間或弧后洋盆環(huán)境。北山輝銅山—柳園—帳房山蛇綠巖帶的時代為晚奧陶—早二疊世（446～286 Ma）。該蛇綠巖帶存在沒有解決的歧義，Mao et al.（2012）認(rèn)為柳園雜巖為SSZ型蛇綠巖，形成于弧前環(huán)境。但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其是“紅海型”裂谷帶的產(chǎn)物（楊合群等，2010）。我們認(rèn)為輝銅山—柳園—帳房山基性—超基性雜巖應(yīng)該是不典型蛇綠巖，甚至為非蛇綠巖，證據(jù)有：1）超基性巖產(chǎn)出狀態(tài)不明，沒有可靠證據(jù)表明為構(gòu)造接觸，前人文獻(xiàn)有侵入接觸的描述，但因巖塊（巖體）均蛇紋石化，也似是而非；2）超基性巖、輝長巖和玄武巖不構(gòu)成構(gòu)造混雜巖巖塊，也無蛇紋巖或沉積巖構(gòu)成的混雜巖基質(zhì)；3）塊狀玄武巖和枕狀玄武巖等厚度較大，往往被視為二疊系哲斯群上組地層；4）無類似蛇綠巖組分的堆晶巖（橄欖輝石巖、橄欖輝長巖和輝長巖）；5）柳園雜巖中橄欖輝長巖、塊狀輝長巖和角閃輝長巖的空間產(chǎn)出上沒有關(guān)聯(lián)，侵入時代上也可能不同時，并非屬于一個蛇綠巖套組合；6）盡管柳園雜巖出現(xiàn)枕狀熔巖，但蛇綠巖的微量元素地球化學(xué)特征給不出一個確切結(jié)論；7）輝銅山和帳房山輝長巖和玄武巖沒有地球化學(xué)方面的資料，也難以斷定它們二者是否為蛇綠巖。

4 洋陸格局演化

4.1 新元古代晚期

迄今為止，對古亞洲洋的起始時間和中亞造山帶涵蓋的范圍至今尚有不同認(rèn)識。Seng?r et al.（1993，2018）定義的Altaids不包括西伯利亞南緣的貝加爾（Baykalides）和波羅地東側(cè)的烏拉爾（Uralides）兩個新元古代褶皺帶。Wilhem et al.（2012）、Yang et al.（2015）和Zhou et al.（2018）也持相似認(rèn)識，認(rèn)為中亞造山帶為Rodinia超大陸解體之后形成的古亞洲洋在600～250 Ma間歷經(jīng)不同源地體多重增生而造就。但也有不少學(xué)者將貝加爾和烏拉爾兩個褶皺帶視為中亞造山帶的組成部分（Seltmann and Porter，2005；Windley et al.，2007；Wakita et al.，2013；Xiao and Santosh，2014）。古亞洲洋演化自1 000 Ma前就已經(jīng)開啟了（Zonenshain et al.，1990；Dobretsov et al.，1995，2003；Wan et al.，2018）?？紤]到俄羅斯學(xué)者在古亞洲洋研究方面的積累，我們持后一種認(rèn)識。西伯利亞和華北克拉通發(fā)育的1.35 Ga粒玄巖巖墻/巖床和陸塊古地磁研究結(jié)果表明造就巨型中亞增生造山帶的古亞洲洋可能起始于1 350 Ma（Wan et al.，2018）。古亞洲洋970～850 Ma已打開、850～700 Ma發(fā)生最初俯沖事件、620～550 Ma處于洋盆擴(kuò)張鼎盛期（Dobretsov et al.，1995，2003）。可以確信Rodinia超大陸解體之后，古亞洲洋在600～250 Ma間歷經(jīng)不同源地體多重增生而造就了中亞造山帶（Wilhem et al.，2012；Yang et al.，2015；Zhou et al.，2018）。盡管準(zhǔn)噶爾、天山和北山缺少典型新元古時期蛇綠巖，但鄰區(qū)中蒙古655～636 Ma的Bayankhongor蛇綠巖（Jian et al.，2010）和我國大興安嶺新林—喜桂圖帶647 Ma的吉峰蛇綠巖（Feng et al.，2016）均證實(shí)了新元古代古亞洲洋的存在。隸屬圖瓦—蒙古地塊的Sangilen微地塊西緣570 Ma的Agardagh Tes-Chem蛇綠巖（Pfander et al.，2002）、578 Ma的Shatskii蛇綠巖（Mongush et al.，2011）、蒙古國西部湖地體567～560 Ma的Dariv蛇綠巖和573～565 Ma的Khantaishir蛇綠巖（Jian et al.，2014）表明新元古代埃迪卡拉紀(jì)時期古亞洲洋具一定規(guī)模?？傊?，分布于圖瓦—蒙古和Dzabkhan-Baydrag微地塊周緣的665～560 Ma蛇綠巖和西準(zhǔn)噶爾瑪依勒572 Ma洋島輝長巖表明古亞洲洋中段在新元古代末期已初步呈現(xiàn)多島洋格局（Kozakov et al.，2002；Khain et al.，2003；Kovach et al.，2005；Kuzmichev et al.，2005；李 錦 軼 等，2006；Yang et al.，2012c）。初始的古亞洲洋為泛大洋（原始大洋）接近子午線的一個小海灣，分隔西伯利亞、華北和塔里木—天山—哈薩克斯坦陸塊；850～800 Ma，古亞洲洋位于Rodinia解體之后形成的原太平洋（Protopacific）和泛大洋之間；新元古代末期，古亞洲洋進(jìn)一步擴(kuò)展，洋內(nèi)分布著科克切塔夫、哈薩克斯坦、伊犁、北蒙古圖瓦—蒙古、中蒙古Dzabkhan-Baydrag和南蒙古南戈壁等微地塊（Kheraskova et al.，2010）。

4.2 早古生代

中亞造山帶西南緣準(zhǔn)噶爾、天山和北山一帶古生代時期洋陸格局的變遷過程與古亞洲洋內(nèi)哈薩克斯坦山彎構(gòu)造和蒙古山彎構(gòu)造的形成密切關(guān)聯(lián)（Xiao et al.，2015；肖文交等，2019）。新元古代末期已呈現(xiàn)的多島洋構(gòu)造格局至古生代早期時，有進(jìn)一步發(fā)展。

北山月牙山—洗腸井和紅柳河、西準(zhǔn)唐巴勒、瑪依勒、巴爾雷克和查干陶勒蓋以及東準(zhǔn)阿爾曼太、扎河壩早寒武—早奧陶世蛇綠巖記錄了早古生代早期的弧間或弧后洋盆，并證實(shí)洋內(nèi)俯沖構(gòu)造分布廣泛，形成馬鬃山弧、扎爾瑪—薩吾爾、成吉思—謝米斯臺、瑪依勒—巴爾雷克、達(dá)拉特弧、野馬泉弧等洋內(nèi)?。ˋo et al.，2012；Yang et al.，2013；Luo et al.，2017）。因缺失這些巖漿弧的古地磁學(xué)研究成果，難以恢復(fù)它們的古緯度和相互空間位置，也就制約了古生代早期洋陸格局的準(zhǔn)確重建。不過，哈薩克斯坦科克切塔夫～521 Ma的Dzhalair-Naiman（Degtyarev，2012）、南蒙古戈壁中南部地區(qū)528～503 Ma的Biluutiin Ovoo（Zhu et al.，2014b）、509～482 Ma的Manlay（Zhu et al.，2014a）和528～519 Ma的Namdain（Zhu et al.，2016）等蛇綠巖表明該時期古亞洲洋延伸自現(xiàn)今中亞地區(qū)西部、經(jīng)我國新疆北部至蒙古國南部，向東至我國東北多寶山（劉永江等，2019），為一個規(guī)模較大的洋盆，其中東西準(zhǔn)噶爾—北山一帶發(fā)育多個洋內(nèi)俯沖體系，構(gòu)成弧洋相間的多島洋格局?？瓶饲兴虻貕K～530 Ma含金剛石超高壓變質(zhì)巖石（Masago et al.，2010）、中哈薩克斯坦～490 Ma的Anrakhai石榴輝石巖（Alexeiev et al.，2011）、吉爾吉斯坦北天山～475～462 Ma的Aktyuz和Makbal榴輝巖（Meyer et al.，2014）、西準(zhǔn)噶爾～470 Ma唐巴勒藍(lán)片巖（張立飛，1997）、～490 Ma巴爾雷克藍(lán)片巖（Liu et al.，2016）、北山～465 Ma榴輝巖（Qu et al.，2011）、西南蒙古Tsakhir Uul 547～537 Ma榴輝巖（Stipska et al.，2010）和我國大興安嶺510～490 Ma頭道橋藍(lán)片巖（Zhou et al.，2015）均記錄了古亞洲不同分支洋盆古生代早期的俯沖增生造山事件。同時，科克切塔夫微地塊陸緣弧～460 Ma花崗質(zhì)巖基（Letnikov et al.，2009）、中哈薩克斯坦博舍庫利502 Ma英安斑巖和489 Ma英云閃長斑巖（Shen et al.，2015）、吉爾吉斯坦中—北天山～470 Ma花崗質(zhì)侵入體（Glorie et al.，2010）、西準(zhǔn)噶爾510～495 Ma花崗巖質(zhì)侵入體（Ren et al.，2014）、我國伊犁—中天山～479 Ma埃達(dá)克質(zhì)花崗閃長巖（Gao et al.，2009；Zhang et al.，2016）、中蒙古Baydrag的～519 Ma同構(gòu)造花崗巖（Demoux et al.，2009）、以及我國東北泛非期孔茲巖帶（～500～490 Ma；Zhou et al.，2011）和同時代的大量花崗質(zhì)侵入體（葛文春等，2007；Wu et al.，2011；Miao et al.，2017）等均表明洋內(nèi)弧和微陸塊陸緣弧在古亞洲洋自西向東的廣闊區(qū)域均有分布，構(gòu)成多島洋格局中的“島鏈”（圖10）。

圖10 早古生代晚期古亞洲洋古地理格局示意圖（據(jù)Xiao et al.，2015；高俊等，2019改編）Fig.10 Sketch map showing the paleo-geographic framework of the Paleo-Asian Ocean in the late stage of Early Paleozoic time（modified after Xiao et al.，2015；Gao et al.，2019）

有關(guān)西伯利亞地塊、塔里木地塊、波羅的地塊、哈薩克斯坦成吉思微地塊以及吉爾吉斯坦北天山微地塊的古地磁研究結(jié)果表明自奧陶紀(jì)開始，至古生代末期各地塊均獲 得 了 較 可 靠 的 古 緯 度 資 料（Bazhenov et al.，2003；Levashova et al.，2003，2007，2009；Xiao et al.，2009）。我國境內(nèi)的伊犁—中天山地塊（Wang et al.，2007）、西準(zhǔn)噶爾巖漿?。–houlet et al.，2012a）以及東天山阿齊山—雅滿蘇巖漿?。╔u et al.，2021）也有石炭紀(jì)—二疊紀(jì)時期的古地磁數(shù)據(jù)?；谶@些資料，并結(jié)合蛇綠巖、巖漿巖方面的成果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)進(jìn)展，可以粗略重建早古生代晚期（志留紀(jì)）的古地理格局（圖10）。早古生代末期，包括成吉思弧地體、科克切塔夫微地塊、吉爾吉斯坦北天山微地塊、伊犁微地塊、中天山弧地體在內(nèi)的“統(tǒng)一的哈薩克斯坦微大陸（何國琦等，1994）”或“哈薩克斯坦拼貼系統(tǒng)（Xiao et al.，2015）”已定型其構(gòu)造格架，其為一近線型展布于古亞洲洋西段內(nèi)的巨型單一復(fù)合島弧，并在晚古生代進(jìn)一步拼貼、聚合、彎曲、變形而形成哈薩克斯坦山彎構(gòu)造（Xiao et al.，2010，2015）。西準(zhǔn)噶爾庫吉拜—洪古勒楞蛇綠巖帶代表的弧前（后）洋盆和唐巴勒—瑪依勒蛇綠巖代表的弧間或弧后洋盆均已閉合，扎爾瑪—薩吾爾、成吉思—謝米斯臺、瑪依勒—巴爾雷克巖漿弧聯(lián)合成統(tǒng)一的巴爾喀什—西準(zhǔn)噶爾弧，但并非所有洋殼均已消失，以達(dá)拉布特蛇綠巖代表的西準(zhǔn)噶爾洋將西準(zhǔn)噶爾弧與伊犁—中天山微陸塊分隔。另外一種可能的模型顯示晚志留時期準(zhǔn)噶爾洋可能發(fā)生了近于平行洋脊—海溝相互作用事件，西準(zhǔn)噶爾弧與伊犁—中天山北緣聯(lián)合為統(tǒng)一巖漿弧，近平行于海溝的洋脊向該巖漿弧下俯沖，至中泥盆—早石炭世，該巖漿弧發(fā)生裂解，形成克拉瑪依和巴音溝蛇綠巖代表的洋盆（Zhang et al.，2021）。和布克賽爾蛇綠混雜巖中～435 Ma流紋斑巖和石英閃長玢巖巖塊的產(chǎn)出也證實(shí)蛇綠巖就位之后受到后續(xù)弧巖漿作用的改造（楊亞琦等，2018）。南天山～450 Ma巴雷公、＞441 Ma烏瓦門、439 Ma榆樹溝、425 Ma庫勒湖、423 Ma色日克牙依拉克和阿爾騰柯斯、北山446～435 Ma牛圈子等蛇綠巖證實(shí)早古生代晚期南天山洋阻隔塔里木地塊和伊犁—中天山微陸塊。

早古生代晚期，阿爾曼太—扎河壩蛇綠巖代表的初始弧洋盆消失，蛇綠混雜巖就位至島弧之上，達(dá)拉特弧和野馬泉弧聯(lián)合成統(tǒng)一東準(zhǔn)噶爾巖漿?。▓D10），并發(fā)育～425 Ma閃長玢巖標(biāo)志的弧巖漿建造（羅軍等，2017）。阿爾泰弧地體、東準(zhǔn)噶爾弧與南側(cè)將軍廟（哈爾里克）弧均屬于西伯利亞板塊大陸邊緣系統(tǒng)（李錦軼，2004），與圖瓦—中蒙古、達(dá)札布可汗、南戈壁微地塊一起構(gòu)成蒙古山彎構(gòu)造帶的前生巖漿弧系統(tǒng)（Xiao et al.，2015）。齋桑洋、卡拉麥里洋作為古亞洲洋的分支分隔該體系和哈薩克斯坦早古生代拼貼系統(tǒng)?？ɡ溊锷呔G巖輝綠巖鋯石U-Pb年齡417 Ma證實(shí)其代表的洋盆曾出現(xiàn)在早古生代末期（黃崗等，2012）。中北蒙古465 Ma長英質(zhì)火山巖、中蒙古戈壁阿爾泰467 Ma斑狀花崗巖、南蒙古Hulsnii河443 Ma閃長巖等花崗質(zhì)巖漿記錄可能指示弧巖漿活動在早古生代期間一直持續(xù)（Kr?ner et al.，2017）。

4.3 晚古生代

晚古生代開始，由于東歐、西伯利亞和塔里木3個地塊之間的相互運(yùn)動，特別是西伯利亞地塊的旋轉(zhuǎn)，早古生代的近線型增生拼貼體發(fā)生彎曲，在古亞洲洋內(nèi)出現(xiàn)兩個巨型山彎構(gòu)造，哈薩克斯坦和蒙古山彎構(gòu)造（圖11；Xiao et al.，2010，2015）。

圖11 晚古生代（早石炭世末）古亞洲洋的古地理格局示意圖（據(jù)Xiao et al.，2015；高俊等，2019改編）Fig.11 Sketch map showing the paleo-geographic framework of the Paleo-Asian Ocean in the Late Paleozoic time（the end of Carboniferous）（modified after Xiao et al.，2015；Gao et al.，2019）

哈薩克斯坦—吉爾吉斯北天山微地塊石炭紀(jì)不但發(fā)生了大規(guī)模向北運(yùn)移，并有大規(guī)模旋轉(zhuǎn)（～180°；Bazhenov et al.，2003）。哈薩克斯坦前中泥盆世島弧火山巖帶彎曲形成U形，指示以呈馬蹄形的山彎構(gòu)造（Levashova et al.，2003，2009）?？瓶饲兴蛭⒌貕K及其周邊增生帶構(gòu)成巨型巖漿弧山彎構(gòu)造的核部，成吉思—薩吾爾弧地體為北翼，吉爾吉斯坦北天山—伊犁—中天山—北山弧地體為南翼（Xiao et al.，2010，2015）。山彎構(gòu)造在變形彎曲的過程中，還同時受到齋桑洋（Chara蛇綠巖代表；Buslov et al.，2004）、西準(zhǔn)噶爾洋（達(dá)拉布特蛇綠巖代表）和南天山洋（古洛溝等蛇綠巖代表）俯沖增生事件的影響。泥盆—石炭紀(jì)島弧型火山巖和花崗質(zhì)巖在山彎構(gòu)造北翼的西準(zhǔn)噶爾（Geng et al.，2009；Tang et al.，2012；Cao et al.，2016）和巴爾喀什—成吉思（Heinhorst et al.，2000；Li et al.，2016a，2016b）以 及 南 翼 的 吉 爾 吉 斯 坦 中 北 天 山（Konopelko et al.，2008；Glorie et al.，2010；Alexeiev et al.，2016）和我國伊犁—中天山—北山（Gao et al.，2009；Long et al.，2011；Ao et al.，2016）持續(xù)不斷巨量累積。至早石炭世時期，巴爾喀什—西準(zhǔn)噶爾巖漿弧也已拼貼到該山彎構(gòu)造上，構(gòu)成其北翼的一部分，而山彎構(gòu)造的核部可能圈閉具一定規(guī)模的殘余洋盆，以克拉瑪依蛇綠巖帶和北天山蛇綠巖帶代表。準(zhǔn)噶爾殘余洋殼還繼續(xù)發(fā)生俯沖事件，并可能持續(xù)至石炭紀(jì)末期。西準(zhǔn)噶爾發(fā)育的一套晚石炭世高溫巖漿巖及高鎂的中基性巖墻組合，說明該區(qū)可能存在晚石炭世洋脊俯沖（Geng et al.，2009；Yin et al.，2010；Zhang and Zhang，2014）。312 Ma包古圖、326 Ma科翁臘德、315 Ma博爾雷等超大型礦床賦存的西準(zhǔn)噶爾—巴爾喀什巨型斑巖銅礦帶也與西準(zhǔn)噶爾殘余洋脊俯沖存在成因聯(lián)系（Gao et al.，2018）。

晚石炭世末期，哈薩克斯坦山彎構(gòu)造周邊的古亞洲洋所有分支洋盆幾乎消失殆盡（Windley et al.，2007；Wilhem et al.，2012）。山彎構(gòu)造南翼南天山洋的閉合沿吉爾吉斯依內(nèi)里切克—阿特巴什斷裂和我國中天山南緣斷裂形成縫合帶。332 Ma古洛溝（Jiang et al.，2014）和321 Ma芨芨臺子蛇綠巖（李向民等，2012）代表洋盆閉合最后階段的洋殼巖石圈殘片。費(fèi)爾干納走滑斷裂以西Chatkal弧地體附近榴輝巖的變質(zhì)年齡～320 Ma（Loury et al.，2016；Mühlberg et al.，2016）和費(fèi)爾干納走滑斷裂以東阿特巴什榴輝巖、阿克牙孜榴輝巖的變質(zhì)年齡～320 Ma（Hegner et al.，2010；Su et al.，2010；Klemd et al.，2011，2015；Tan et al.，2017）均證實(shí)南天山洋北向俯沖終止以及塔里木地塊和吉爾吉斯坦中北天山—我國伊犁—中天山弧地體碰撞發(fā)生在晚石炭世（Gao et al.，2011；Han et al.，2016；Jourdon et al.，2017）。分隔哈薩克斯坦和蒙古兩個山彎構(gòu)造的齋桑洋和準(zhǔn)噶爾洋（圖11），在早石炭世處于活動期，但晚石炭世接近完全消亡；哈薩克斯坦和西伯利亞碰撞發(fā)生在晚石炭世末至二疊紀(jì)，該碰撞事件產(chǎn)生額爾齊斯走滑斷裂（Buslov et al.，2004；Vladimirov et al.，2008）。兩個山彎構(gòu)造之間的縫合帶大致沿額爾齊斯—克拉瑪依—天山主干斷裂—大草灘斷裂—紅石山斷裂展布，332 Ma白堿灘和百口泉蛇綠巖（徐新等，2006）和381 Ma精河蛇綠巖（Zheng et al.，2019b）為殘余洋盆俯沖帶弧前位置產(chǎn)物，而343 Ma奎屯河（李超等，2013）、325 Ma巴音溝（徐學(xué)義等，2006b）、347 Ma紅石山（王國強(qiáng)等，2014）則代表了即將閉合洋殼的殘片。二疊紀(jì)時期，山彎構(gòu)造內(nèi)部各微地塊沿大型斷裂帶發(fā)生數(shù)百公里規(guī)模的平移走滑運(yùn)動（Wang et al.，2007b；Choulet et al.，2012b），山彎構(gòu)造基本定格。

早古生代時期形成的近線性延伸逾千公里的圖瓦—蒙古陸緣弧（Seng?r and Natal'in，1996；Kr?ner et al.，2007）在晚古生代時期以圖瓦和Dzabkhan-Baydrag微大陸為核不斷持續(xù)增生壯大，并受控于其北側(cè)蒙古—鄂霍茨克洋和南側(cè)古亞洲洋的共同作用。兩個洋盆均發(fā)生了復(fù)雜多樣的增生造山，通過俯沖雜巖拼貼、弧地體碰撞等作用，形成統(tǒng)一的蒙古拼貼系統(tǒng)，并沿大型斷裂發(fā)生大規(guī)模走滑彎曲，形成蒙古山彎構(gòu)造（Xiao et al.，2015）。阿爾泰弧、東準(zhǔn)噶爾弧、哈爾里克弧和南蒙古弧在晚古生代也不斷生長，并逐漸向蒙古拼貼系統(tǒng)靠近，成為山彎構(gòu)造的一部分。它們之間的弧間、弧后洋盆也隨之消失。額爾齊斯（389～352 Ma）、卡拉麥里（417～330 Ma）、紅石山（～347 Ma）等蛇綠巖帶指示這些洋盆自泥盆紀(jì)延續(xù)到早石炭世末。阿爾泰弧大量416～318 Ma花崗質(zhì)侵入巖（Wang et al.，2009）、野馬泉弧414～318 Ma花崗質(zhì)侵入巖（Hong et al.，2017，2020）、哈爾里克弧430～316 Ma花崗質(zhì)侵入巖（孫桂華等，2005；郭華春等，2006）、以及南蒙古戈壁微地塊大量391～300 Ma花崗質(zhì)侵入巖（Wainwright et al.，2011；Zhu et al.，2014a，2016；Kr?ner et al.，2017）的產(chǎn)出均記錄了這些弧地體的發(fā)育歷程。蒙古山彎構(gòu)造的最終形成和南側(cè)古亞洲洋所有分支洋盆的閉合時間還有不同認(rèn)識，我們建議在石炭紀(jì)末期。此時所有散布在古亞洲洋內(nèi)的弧地體均與其北側(cè)巨型圖瓦—蒙古弧拼貼為一體，構(gòu)成圖瓦—蒙古山彎構(gòu)造的南翼，并隨后與華北地塊在280～225 Ma間發(fā)生最終碰撞（Xiao et al.，2010，2015）。二疊紀(jì)，北自阿爾泰、經(jīng)東西準(zhǔn)噶爾、南至天山和北山的廣闊地區(qū)均發(fā)育陸相磨拉石建造并含安格拉植物群化石（肖序常等，1992；何國琦等，1994），也支持洋盆閉合早于二疊紀(jì)。古地磁資料也進(jìn)一步證實(shí)西伯利亞和塔里木地塊之間的古亞洲洋在晚石炭世閉合（Xu et al.，2021）。

5 結(jié) 論

準(zhǔn)噶爾、天山和北山蛇綠（混雜）巖的綜合研究，取得以下幾點(diǎn)主要認(rèn)識：

（1）絕大多數(shù)蛇綠巖呈“巖塊+基質(zhì)”的混雜巖型式沿重要斷裂帶（構(gòu)造線）線狀分布，少數(shù)蛇綠巖以構(gòu)造巖片疊置方式面狀產(chǎn)出；

（2）蛇綠混雜巖的基質(zhì)包括蛇紋巖（碳酸鹽化蛇紋巖）和糜棱巖化細(xì)碎屑巖兩類，巖塊既有地幔橄欖巖、基性雜巖和基性火山巖等蛇綠巖組分，也有其它非蛇綠巖組分巖石；

（3）超基性、基性堆晶雜巖出露局限，典型席狀巖墻群不發(fā)育，其它蛇綠巖組分（地幔橄欖巖、輝長巖、斜長花崗巖、火山巖）基本齊全；

（4）蛇綠巖可歸類為SSZ型和MORB型，前者玄武巖呈現(xiàn)LILE富集和HFS虧損特征，后者不具該特點(diǎn)；洋島玄武巖（OIB）既可出現(xiàn)在SSZ型蛇綠混雜巖中，也可為MORB型的組成部分；

（5）SSZ型蛇綠混雜巖輝長巖和玄武巖比MORB型具有相對更富集的Sr-Nd同位素組成，但部分形成于弧后（間）盆地的SSZ型蛇綠巖與MORB型一致，具有近虧損地幔的Sr-Nd同位素組成；

（6）已獲得的最老同位素年齡為西準(zhǔn)噶爾瑪依勒洋島輝長巖572 Ma，次之為北山月牙山—洗腸井蛇綠巖542～527 Ma和唐巴勒蛇綠巖531 Ma，最年輕年齡是北天山巴音溝蛇綠巖325±7 Ma和北山芨芨臺子蛇綠巖321±4 Ma；

（7）現(xiàn)有蛇綠巖證據(jù)表明：埃迪卡拉紀(jì)末期—早寒武世，古亞洲洋已經(jīng)達(dá)到一定規(guī)模寬度，發(fā)育洋島和洋內(nèi)?。辉绻派鷷r期，多島洋格局發(fā)育至鼎盛期，一系列弧地體分別歸屬哈薩克斯坦微陸塊周緣的科克切塔夫—天山—北山線性弧、成吉思弧、巴爾喀什—西準(zhǔn)噶爾弧體系和西伯利亞南部大陸邊緣弧體系；晚古生代時期，古亞洲洋于石炭紀(jì)末期閉合，增生雜巖和弧地體組成哈薩克斯坦拼貼體系和蒙古拼貼體系兩個巨型山彎構(gòu)造。

致 謝本文綜合研究了52個典型蛇綠巖，原始地球化學(xué)和年代學(xué)數(shù)據(jù)多、相關(guān)圖件信息量大。在收集、整理原始數(shù)據(jù)過程中，得到了楊高學(xué)、李向民、朱永峰、吳泰然、韓寶福、鄭榮國、王博、趙磊、楊亞琦、田亞洲、田忠華、張繼恩、敖松堅、宋東方、毛啟貴、羅軍、黃崗、汪幫耀等學(xué)者的大力支持，我們深表感謝！同時，感謝肖序常院士、張旗研究員和鮑佩聲研究員在蛇綠巖方面的長期指導(dǎo)！第一作者特別感謝中國人民解放軍總醫(yī)院紀(jì)文斌和北京大學(xué)第一醫(yī)院鄒英華、關(guān)海濤和侯鳳琴大夫的精心救治，確保了第一作者得以在科學(xué)道路上繼續(xù)前進(jìn)！感謝地質(zhì)與地球物理研究所鐘華、石艷紅和張雪等同志的關(guān)愛！最后，感謝編輯和兩位審稿人對本文的認(rèn)真評閱和建設(shè)性修改意見！