蛇綠巖的特征及其研究意義探究

弓晨

摘要：關(guān)于蛇綠巖的形成、定義和分類爭論了近200年，自提出蛇綠巖一詞開始其研究不斷地在發(fā)展進(jìn)步，人們逐步認(rèn)識到蛇綠巖的研究對于認(rèn)識和改造地球有重要的意義。本文通過近些年國內(nèi)外對蛇綠巖的研究，對蛇綠巖的概念及其分類進(jìn)行總結(jié)概括，探討蛇綠巖的源區(qū)及構(gòu)造侵位等諸多問題。

關(guān)鍵詞：蛇綠巖;分類;構(gòu)造侵位;

引言：“蛇綠巖”一詞最早由法國礦物學(xué)家在混雜巖的研究中使用，隨后定義為出現(xiàn)在亞平寧地區(qū)的一套火成巖類巖石（超鎂鐵巖、輝長巖、輝綠巖和火山巖）。1905年，德國地質(zhì)學(xué)家斯坦曼將蛇紋石化橄欖巖、輝長巖、輝綠巖-細(xì)碧巖與深水的硅質(zhì)巖（放射蟲巖）的規(guī)律地組合稱為蛇綠巖套。后人將其稱為“斯坦曼三位一體”，表示它們?yōu)榫o密的共生組合，代表優(yōu)地槽的產(chǎn)物以及消失的洋殼殘片。

1972年美國召開彭羅斯會議，重新確認(rèn)了斯坦曼蛇綠巖定義中的主體，認(rèn)為蛇綠巖是古大洋地殼和上地幔的殘片，形成于大洋中脊。后來板塊構(gòu)造學(xué)術(shù)興起，原已提出的蛇綠巖被賦予板塊構(gòu)造含義，被認(rèn)為是大陸造山帶中板塊構(gòu)造殘留的原大洋巖石圈碎片，可以代表已消亡的海洋，是判定板塊構(gòu)造相互作用的縫合帶的標(biāo)志，成為大陸造山帶研究的的關(guān)鍵問題之一。

2蛇綠巖概念

在采用板塊構(gòu)造觀點(diǎn)認(rèn)識大陸造山帶早期，以1972年關(guān)于蛇綠巖研究的彭羅斯會議為代表，以特羅多斯蛇綠巖為例，蛇綠巖不是一個巖石名稱，不作為填圖的巖石單位，將其定義為一套具有成因親緣關(guān)系，并可與洋殼對比的具有完整層序的鎂鐵-超鎂鐵巖巖石組合，其完整層序從下而上為超鎂鐵質(zhì)雜巖、鎂鐵質(zhì)雜巖、鎂鐵質(zhì)席狀巖墻雜巖、鎂鐵質(zhì)火山雜巖及其他伴生巖石。蛇綠巖形成于大洋中脊擴(kuò)張構(gòu)造環(huán)境，后因板塊構(gòu)造作用而出露在板塊匯聚帶。

根據(jù)彭羅斯會議的定義，大陸造山帶中的蛇綠巖可以與現(xiàn)代洋殼巖石圈對比，是已消亡的古大洋的遺跡殘片和標(biāo)志。它代表了消減增生的大洋巖石圈碎片，但并非“正?！钡拇笱髱r石圈，更多是形成于與現(xiàn)代島弧、弧后盆地、轉(zhuǎn)換斷層以及小洋盆類似的環(huán)境。

3蛇綠巖套的分類

3.1蛇綠巖的傳統(tǒng)分類

由于蛇綠巖形成于多種多樣構(gòu)造環(huán)境，所以有多種類型的。目前蛇綠巖的分類很多，國內(nèi)外并不統(tǒng)一。例如根據(jù)堆晶巖中礦物結(jié)晶的順序把蛇綠巖分為斜方輝石型、單斜輝石型及斜長石型;按其虧損程度將其分為古里亞型、夜久野型和巴布亞型;其中輝長巖Ti的含量又可分為高Ti、低Ti兩類。部分學(xué)者還根據(jù)地球化學(xué)性質(zhì)把蛇綠巖分為MORB型和SSZ型，按其侵位構(gòu)造特征分為特提斯型和科迪勒拉型。

中國發(fā)育有不同時期、不同規(guī)模的造山帶。國內(nèi)學(xué)者也以彭羅斯蛇綠巖定義為基礎(chǔ)，按其地球化學(xué)信息分為科迪勒拉型、東地中海型和西地中海型三類;按擴(kuò)張速率把蛇綠巖分為快速擴(kuò)張的典型蛇綠巖、中速擴(kuò)張的蛇綠巖、中慢速擴(kuò)張的次蛇綠巖、極慢速擴(kuò)張的似蛇綠巖四類[2]。

3.2蛇綠巖的新分類

在早期工作劃分方案的基礎(chǔ)上，國外學(xué)者Dilek又按生成環(huán)境將蛇綠巖分為與洋殼俯沖作用無關(guān)的蛇綠巖和與洋殼俯沖作用相關(guān)的蛇綠巖兩個大類[3]。

3.2.1洋殼俯沖作用無關(guān)的蛇綠巖

與洋殼俯沖作用無關(guān)的蛇綠巖可具體分為陸緣型、洋脊型、地幔柱型。其中陸緣型形成于初始大陸裂解之后大洋盆地演化的早期階段，具有N-MORB特征，是大陸巖石圈被動拉張環(huán)境下形成的。洋脊型則形成于靠近地幔柱或遠(yuǎn)離地幔柱的洋中脊、靠近海溝的洋中脊或遠(yuǎn)離海溝的弧后擴(kuò)張脊上，具有彭羅斯型結(jié)構(gòu)，具有N-MORB、富集E-MORB或混染C-MORB地球化學(xué)性質(zhì)。地幔柱型形成于靠近地幔柱的擴(kuò)張脊上，為洋底高原的一部分，具有厚度大的侵入巖和火山巖序列，并顯示虧損（D-MORB）至富集（E-MORB）地球化學(xué)特征。

3.2.2與洋殼俯沖作用相關(guān)的蛇綠巖

與洋殼俯沖作用相關(guān)的蛇綠巖可具體分為俯沖帶上盤型（SSZ型）和火山弧型（VA型）。俯沖帶上盤型起因于初始俯沖和隨后板片快速后退所導(dǎo)致的在上盤板塊的伸展，具有彭羅斯型結(jié)構(gòu)和MORB-IAT-玻安巖地球化學(xué)特征?；鹕交⌒停╒A型）形成于硅鎂質(zhì)弧背景上，具有多成因結(jié)構(gòu)，具有拉斑質(zhì)-鈣堿性地球化學(xué)特征。

4蛇綠巖的源區(qū)及其構(gòu)造侵位

造山帶中蛇綠巖的多樣性和復(fù)雜性已得到廣泛共識，它不僅表現(xiàn)在其巖石組合、類型和形成構(gòu)造環(huán)境上，同時反映在其巖漿源區(qū)、巖漿演化和侵位過程與機(jī)制上。過去人們認(rèn)為蛇綠巖是虧損的軟流圈地幔經(jīng)高度部分熔融作用后形成的，其變質(zhì)橄欖巖是地幔經(jīng)部分熔融分異出玄武巖漿之后留下的難熔固體殘余物，上部的堆積層、席狀巖墻和枕狀或塊狀熔巖則是玄武巖漿的分異產(chǎn)物。更多的研究已經(jīng)證明，蛇綠巖的源區(qū)的多源和復(fù)雜的，并非都來自虧損軟流圈地幔，而是不同地幔端元之間的混合、消減帶組分的加入和陸殼混染作用，以及地幔巖漿過程與其運(yùn)移過程中分異分離交代混染作用都是非常普遍和重要的影響因素。

蛇綠巖源區(qū)的多樣性，據(jù)同位素地球化學(xué)特征將地幔源區(qū)分成了4種端元類型：（1）虧損不相容元素的類似N-MORB源區(qū);（2）富集不相容元素的類似E-MORB或OIB源區(qū);（3）富集不相容元素，但虧損高場強(qiáng)元素（HFSE）的類似IAB的源區(qū);（4）FOZO（FocalZone）源區(qū)。源區(qū)還可能有兩種或兩種以上不同地幔端元混合特征。蛇綠巖因源區(qū)不同，在發(fā)育過程中巖漿類型變異而形成不同的巖石組合及剖面，也就有不同的礦物化學(xué)特征。

蛇綠巖分布于活動邊緣和大陸造山帶，其構(gòu)造侵位多樣：（1）碰撞帶沖斷巖塊，夾持于兩側(cè)，構(gòu)成一系列疊瓦狀斷片，為無根的異地巖片;（2）變質(zhì)橄欖巖的底辟侵位;（3）俯沖背景蛇綠巖的侵位。

5中國蛇綠巖的分布、時代及化學(xué)特征

中國蛇綠巖不僅分布廣泛，多沿著縫合帶或深斷裂帶呈線性分布，其形成時代幾乎貫穿整個顯生宙。橫貫中國大陸北、中、南三條近東西向的巨型褶皺系是構(gòu)成中國蛇綠巖和超鎂鐵巖體分布的基本框架，少數(shù)蛇綠巖帶則出露中國東部大陸邊緣北東向的構(gòu)造體系中。中國造山帶蛇綠巖可劃分為21條巖帶和若干非蛇綠巖型的鎂鐵和超鎂鐵巖，并根據(jù)蛇綠巖剖面類型和洋盆發(fā)育階段，可將中國蛇綠巖分初始洋盆型、成熟洋盆型、島弧型、殘余海盆型鎂鐵-超鎂鐵巖。中國造山帶蛇綠巖以始洋盆型為主，其余類型較少[4]。

在形成時代方面，中國蛇綠巖以晚元古宙、早古生代、晚古生代和中-新生代為主。元古宙蛇綠巖分布局限，主要在北秦嶺的松樹溝和寬坪，皖南-贛東北一帶;早古生代蛇綠巖主要分布在古亞洲洋和秦祁昆洋區(qū)域。晚古生代蛇綠巖在中國有廣泛的分布，主要出露在古亞洲洋、古特提斯和古太平洋西緣;中新生代蛇綠巖分則布在西藏和臺灣地區(qū)。

中國蛇綠巖地球化學(xué)性質(zhì)變化大，常見的有MORB、IAT和玻安巖，其形成環(huán)境多種多樣，包括島弧、弧前、弧間、弧后以及陸間洋盆等，可歸結(jié)為SSZ和陸間洋盆兩大類環(huán)境。古亞洲洋、秦祁昆、新特提斯以及環(huán)太平洋蛇綠巖大多產(chǎn)于SSZ環(huán)境。

結(jié)語：中國對蛇綠巖的系統(tǒng)研究基本上是彭羅斯會議以后才正式開始的，早期部分學(xué)者研究了祁連山地區(qū)的古洋殼，隨后全國性的蛇綠巖調(diào)查和研究

才相繼展開并并以彭羅斯型洋殼為參照對蛇綠巖的分類做了初步嘗試。90年代以來受國際影響，中國的蛇綠巖研究將重點(diǎn)放在構(gòu)造環(huán)境識別、巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)等方面，并開始了全國蛇綠巖的分類和總結(jié)。在這個階段，中國科學(xué)家同樣發(fā)現(xiàn)了蛇綠巖的多樣性，并識別出很多的SSZ型和MORB型蛇綠巖。但與國際研究相比，仍然缺乏相對系統(tǒng)深入的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]PearceJA，RobinsonPT.TheTroodosophioliticcomplexprobablyformedinasubductioninitiation，slabedgesetting[J].GondwanaResearch，2010，18（1）：60-81.

[2]張旗.中國蛇綠巖[M].科學(xué)出版社，2001.

[3]DilekY，F(xiàn)urnesH.Ophiolitegenesisandglobaltectonics：Geochemicalandtectonicfingerprintingofancientoceaniclithosphere[J].GeologicalSocietyofAmericaBulletin，2011，123（3-4）：387-411.

[4]王希斌，郝梓國.中國造山帶蛇綠巖的時空分布及構(gòu)造類型[J].地質(zhì)通報，1994（3）：193-204.