新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的巖石地球化學特征研究

任桂榮

山東省煤田地質局

新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的巖石地球化學特征研究

任桂榮

山東省煤田地質局

阿爾曼太蛇綠構造混雜巖分布在我國新疆準噶爾盆地北部地區，阿爾曼太蛇綠構造混雜巖處在阿爾曼太古生代板內縫合帶內，其主要構成成分包括蛇綠巖上覆巖系、泥盆紀蛇綠巖、外來巖片等構造塊體和巖石變形基質。從新疆也布山一代展開對阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的巖石地球化學特征研究，研究結果表明，蛇綠巖、輝綠巖和輝長輝綠巖與鎂、低鉀、高鐵、鈉等物質具有相同的特性；蛇綠巖石中稀土總含量比較低，主要為重型稀土虧損型，銪負異常，顯示幔源特征，稀土配分模式為輕，重稀土分餾不明顯，重稀土虧損強烈的表現形式；微量元素Rb-Yb-Nb圖解樣點均落入洋脊環境，巖石物源成分主要來自上地幔；采用Sm-Nb同位素示蹤分析方法所分析計算的結果同樣證明上地幔是太蛇綠構造混雜巖的來源。

新疆阿爾曼太蛇綠構造；混雜巖；巖石地球化學特征；分析研究

新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖主要分布于阿爾曼太古生代板內縫合帶內，其巖石主體沿著阿爾曼太山露出。蛇綠構造混雜巖主要是由泥盆紀時期形成的蛇綠巖、蛇綠巖覆巖系、外來巖片等構造塊體以及變形基質構成，整個混雜巖的結構成分極其復雜，主要巖石類型有硅質巖、玄武巖、大理巖、砂礫巖、輝長巖、蛇紋石化橄欖巖以及變余砂巖等，巖層分布比較散亂，沒有明顯的分層結構和相對完整的層序。而且巖石塊體的大小差異及其懸殊，有的小型巖石塊體直徑僅有10cm左右，而一些較大的巖片寬度高達500m左右。另外巖塊含量在不同地區的分布特點也存在差別，巖石混雜堆積的巖石類型和構造狀態也多種多樣。筆者結合自己多年地質工作經驗，探討研究新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的巖石地球化學特征。

1 新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的巖石地球化學特征分析

（1）超基性巖的微量元素、巖石化學及稀土特征

通過對新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖樣本采集研究得出，巖石構造體塊中蛇綠巖、蛇紋巖以及輝長輝綠巖巖石化學成分中稀土以及各類微量元素的含量。蛇紋巖的化學成分與低鉀、鎂、高鐵、鈉具有共同的特征，與超基性巖相比較，蛇紋巖成分中TiO2、Al2O3、Fe2O3和FeO含量均偏高，而SiO2、K2O與Na2O的含量明顯偏低。蛇紋巖中的稀土總含量也比較低，為109.27×10-6，LREE/ HREE為1.66，（La/Yb）N為1.54，（Sm/Eu）N為0.9，為重稀土虧損型；Eu值為1，銪負異常，具有顯著的幔源特征，通過稀土配分模式分析可知巖石整體平坦、輕、重稀土分餾不明顯，具有重稀土虧損強烈的形式。巖石微量元素檢測結果顯示蛇紋巖與超基性巖差別較大[1]。蛇紋巖中Sr、Ba、Ta、Hf、V、U、Ga、Nb、Th、Zr等微量元素含量值均高于超基性巖，而Co、Ni、Rb等含量卻低于超基性巖。Sr/Yb比值為12.17，蛇紋巖屬于高Yb低Sr型侵入巖石類型。Ba/Sr比值為2.45，Zr/Hf比值為35.1，Rh/Sr比值為0.07，以上各項指標顯示蛇紋巖物質屬性的幔源特征。

（2）基性巖的微量元素、巖石化學及稀土特征

通過對阿爾曼太地區基性巖石化學成分含量的分析以及CIPW主要指標準礦物及化學參數進行分析，得出以下結論：基性巖石化學成分與低鉀、鎂、高鐵以及鈉有共同的特征。基性巖石與我國基性侵入巖石比較，CaO、MgO與P2O5的含量偏低，而SiO2、Na20與Al2O3的含量明顯偏高。堿度率A.R為1.67-1.8，里特曼指數為2.88~3.19。此外，在堿性區內落入堿性率圖解；在拉斑玄武巖的系列中落入鐵鎂與硅的變異樣點可知，分異指數DI為44.62~50.42，固結指數SI為20.72~24.12，以上各項指標表明基性巖石巖漿分異程度較差。另外，阿爾曼太基性侵入型巖石稀土總量為61.81~77.11×10-6，LREE/HREE為1.7~3.6，（La/Yb）N為0.83~2.94，（Sm/Eu）N為0.89~1.02；為重稀土虧損型；Eu值為1.01~1.02，銪負異常，具有明顯的幔源特征[2]；總體的稀土配分曲線比較輕且平坦，且具有不明確的重稀土分餾，顯示著重稀土的虧損強烈程度。分析此種巖石微量元素的相關含量和參數可知：比較基性巖維氏值和基性巖，基性巖的U、Ta、Sc、Hf及V比維氏值要高，但Zr有時比維氏值高，有時比維氏值低，而其他元素的含量都比維氏值要低；其中Sr/Yb具有56.7-144.7的含量值，是一種低Sr高Yb類型的侵入巖，而Zr/Hf具有29.33-31.19的含量值，另外，Ba/Sr具有0.52~ 0.55的含量值，Rb/Sr具有0.03~0.04的含量值，這都說明基性巖的物質屬性具備幔源特征。

2 Sm-Nd同位素示蹤分析結果

本次研究中對蛇紋巖進行了Sm-Nd同位素示蹤分析法分析，根據其分析結果計算獲得初始值（87Sr/86Sr）i值為0.705884571，< 0.706，而Nd（t）值為6.465864432，>0，可有效證明其物源成分主要來源于上地幔。

3 新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖形成的主要地質構造環境因素以及造山運動歷史中的演進過程

形成洋中脊環境的巖石是一種含有超鎂鐵物質的蛇綠巖殘塊巖石，且其是經過地殼演化，在后期遭受了強片理化和強蛇紋石化等的變質變形作用之后，慢慢改造形成的，這就說明當時的阿爾曼特一帶具有古洋盆。

3.1巖石構造環境的探討

通過對蛇綠巖殘塊的實地考察可以明確得知，阿爾曼超基性和太基性侵入巖的Sr/Yb具有12.17~144.7的含量值，Rb/Sr具有0.03~0.07的含量值，總體的稀土分布曲線比較平坦，且鈾負異常，而重稀土具有明顯的虧損現象，若在Rb-Yb-Nb圖解中標注微量元素的含量，那么其樣點都會落在洋脊環境中，因而物源成分的最終來源地就是上地幔。

3.2阿爾曼太蛇綠構造混雜巖形成的時代

目前就阿爾曼太蛇綠構造混雜巖形成的時代問題，研究界存在著諸多分歧。黃萱等學者在1997年報道中指出輝綠巖和堆晶輝長巖以及安山玢巖等巖石樣品的561±41Ma的Rb-Nb的全巖年齡線等時，而劉偉等一些研究者的479±27Ma數據表明阿爾曼太蛇綠巖的混雜巖層的形成年代在晚奧陶世晚期[3]。

3.3阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的演化過程及其特征

通過對蛇綠混雜巖的深入研究可以知道，阿爾曼太山曾存在存在過古洋盆（阿爾曼太小洋盆）。海底擴張使洋殼不斷向加坡薩爾微地塊下俯沖，部分洋殼在仰沖板塊的擠壓、剪切、刮鏟下受到各種力的作用，并且逐漸仰沖上來，古微板塊消減帶剪切作用的加劇形成了蛇綠質混雜巖一阿爾曼太巖組，進一步生成古生代板內縫合帶。

[1]張越.新疆東準噶爾阿爾曼太蛇綠混雜巖組成、結構、就位機制及大地構造意義研究[D].長安大學碩士學位論文,2012，05, 25.

[2]張永平,白勇.新疆阿爾曼太蛇綠構造混雜巖的巖石地球化學特征[J].新疆有色金屬,2014,07（S2）:30-32.

[3]楊高學.西準噶爾古生代蛇綠混雜巖地質特征及其構造演化[D].長安大學博士學位論文,2012，04，12.