新疆葉城縣庫地蛇綠巖套的確定及其地質特征

譚克彬　賈紅旭　郭濤　馬金林　劉建　譚治雄（新疆地礦局第六地質大隊　哈密　839000）

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新疆葉城縣庫地蛇綠巖套的確定及其地質特征

譚克彬賈紅旭郭濤馬金林劉建譚治雄
（新疆地礦局第六地質大隊哈密839000）

摘要近年來通過區域地質調查在新疆葉城縣西合休-庫地一帶陸續發現了一系列的鎂鐵-超鎂鐵質巖、堆晶巖、巖墻雜巖、熔巖，一系列的實測剖面顯示蛇綠巖套的特征。本文在詳細描述各組成巖相地質特征的基礎上，探討了這套蛇綠巖雜巖的形成時代（698～408.6 Ma間，震旦紀到志留紀之間）和構造背景（產自于板塊俯沖消減帶上而非洋中脊環境）。

關鍵詞蛇綠巖套庫地新疆地質特征構造環境

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.02.002

蛇綠巖套是一組由蛇紋石化超鎂鐵巖、基性侵入雜巖和基性熔巖以及海相沉積物構成的巖套。新疆葉城縣西合休-庫地多金屬成礦帶位于塔里木盆地西南緣昆侖山區塔什庫祖克山一帶，近年來通過1∶5萬地質調查在庫地一帶陸續發現了一系列的鎂鐵-超鎂鐵質巖、堆晶巖、巖墻雜巖、熔巖，其實測剖面顯示蛇綠巖套的特征。前人調查了庫地-托排士達坂和庫地南的超基性巖與一些克溝的枕狀-塊狀基性熔巖，首先提出了蛇綠巖的存在［1-2，4］，但是缺少更多巖體的調查和實測剖面的證據。基于此，本論文對庫地蛇綠雜巖進行了重點研究，在牙雜克和庫地-托排士達坂構造塊體進行了剖面測量，詳細厘定了蛇綠巖套各組成單元的地質特征，并討論了其形成時代。

1　地質剖面對比

庫地蛇綠雜巖群總體為一套經過強烈洋底變質（蝕變）的超基性-基性巖，主要分布在庫地與西合休附近，總面積約94.97 km2，其中分布在庫地-托排士達坂、西合休牙雜克和測區北部的一些克溝的三個構造塊體面積最大，均呈EW和近NW-SE向展布。平面上為透鏡狀，西部被早古生代輝綠巖侵入，其余邊界與圍巖以斷層相接觸。庫地蛇綠巖在影像上呈灰色調，斑狀紋形，紋理粗糙，雜亂無序，顯示一種混雜堆積特征。庫地-托排士達坂塊體具一定的分異，由蝕變的純橄巖、含輝純橄巖、方輝輝橄巖等超鐵鎂質巖石及輝石巖、輝長巖、玄武巖組成，其內斷裂發育，斷層向巖層略有變形，可見兩個不完整的寬緩向斜構造；西合休牙雜克塊體巖性主要由蝕變暗色輝長巖、輝長巖、蘇長巖、輝綠巖、花崗閃長巖等組成；一些克溝塊體由蝕變枕狀、塊狀、杏仁狀玄武巖以及安山質玄武巖夾紫色硅質巖條帶組成。在庫地-托排士達坂、西合休牙、一些克溝南的三條地質剖面詳細記錄了各巖相的組合特征。

圖1　庫地-托排士達坂蛇綠雜巖剖面

圖2　西合休牙雜克蛇綠雜巖剖面圖

圖3　一些克溝南蛇綠雜巖剖面圖

綜合以上三條剖面可見，庫地蛇綠雜巖群雖然被構造強烈肢解，卻是一個層序較完整的蛇綠巖套，與大洋地殼結構的對比見圖4，有超鎂鐵質的超基性巖、堆晶巖、巖墻雜巖、熔巖、硅質巖。巖石雖經洋底變質而強烈蝕變，產生綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化、蛇紋石化，卻無定向或半定向構造，表明巖石沒有遭受區域變質作用，說明洋盆俯沖時庫地蛇綠雜巖沒有沿俯沖帶下潛到地殼深部，而是仰沖于古陸之上，成為科爾曼所稱的“逆沖蛇綠巖”。

圖4　庫地蛇綠雜巖的層序與大洋地殼結構的對比

2　各巖相地質特征

2.1超鎂鐵質巖

超基性巖主要分布在庫地-托排士達坂構造塊體東部，巖性為純橄巖，部分蝕變為蛇紋石化純橄巖、蛇紋巖。巖石多呈淡灰綠色，主要礦物成分為橄欖石、輝石，部分含有鉻尖晶石及少許金屬礦物等，個別巖石具有弱糜棱巖化現象。測區中純橄欖巖化學成分較穩定，巖石富鎂鐵貧鋁，MgO含量在40.71%～46.17%之間，FeO平均達到7%，本區超基性巖具有富鐵鎂貧易熔組分的特點，代表洋殼熔融的殘余。

2.2堆晶巖

堆晶巖主要見于庫地-托排士達坂構造塊體，巖性主要為含輝純橄巖、單輝輝橄巖、單輝輝石巖、輝長巖，含輝純橄巖多呈淺灰綠色，粒狀結構，塊狀構造，主要礦物由橄欖石、輝石、長石，另有少量金屬礦物組成，鉻鐵礦與金屬礦物均包嵌在橄欖石粒間存在。單輝輝橄巖呈灰色-暗灰綠色，隱晶質結構，少量可見碎裂隱晶質結構。主要礦物成分為橄欖石（含量在30%～80%不等），部分為蝕變橄欖石、蛇紋石等，輝石（可見透輝石、菱鎂礦-滑石化輝石等），部分含有少量鉻尖晶石等；單輝輝石巖呈灰綠色，纖狀變晶結構，塊狀構造。主要礦物為滑石-纖閃石化紫蘇輝石、綠泥石-黝簾石化斜長石；輝長巖呈灰綠色，中粒結構，由長石及纖閃石組成。具強烈的黝簾石-少量絹云母化。堆晶巖化學成分上富鐵鎂鈣貧鋁，代表洋殼熔融的殘余，巖石可能在后期的蝕變中造成了鐵鎂質的流失。

2.3席狀巖墻雜巖

席狀巖墻雜巖發育分布較廣，在庫地西及西合休附近均有較大面積出露，巖性主要為輝長巖、暗色輝長巖、蘇長巖和輝綠巖，見少量的花崗閃長巖。輝長巖、暗色輝長巖與蘇長巖呈席狀雜巖產出，輝綠巖呈巖墻狀產出；花崗閃長巖為小型侵入體。蘇長巖呈淺灰綠色，中粒輝長結構，主要礦物為黝簾石化拉長石40%、假象纖閃石59%，另有少量褐鐵礦等；細粒花崗閃長巖呈青灰色，細粒花崗結構，主要礦物成分為斜長石43%、微斜長石7%、石英40%、黑云母8%，另外含有微量磷灰石、鋯石、榍石化金屬礦物；輝綠巖呈灰綠色，多具碎裂細粒結構，主要礦物成分為黝簾石化斜長石50%，假象纖閃石48%、白鈦石2%，另有少量褐鐵礦。巖石中有寬在0.02～0.4 mm的綠簾石細脈穿插，巖脈中可見他形粒狀的褐鐵礦。

2.4枕狀熔巖

庫地蛇綠雜巖的熔巖較發育，主要為枕狀玄武巖，另可見杏仁狀玄武巖、塊狀玄武巖、少量安山質玄武巖。蝕變玄武巖呈灰綠色，微晶結構，塊狀構造，少杏仁狀構造，礦物成分鈉黝簾石化斜長石51%±、透輝石45%±、白鈦石40%±，見少量綠泥石充填的不規則杏仁。斜長石強烈鈉黝簾石化-綠泥石化，少量絹云母化；約五分之一透輝石有綠泥石化。巖片中杏仁含量約18%，呈0.2～2.8 mm的不規則狀，杏仁體多為綠泥石，較粗的杏仁中部有方解石和石英存在。泡沫杏仁狀玻質玄武巖呈灰紫色，變余少板束狀雛晶結構，泡沫杏仁狀構造，礦物成分：蝕變斜長石斑晶15%±、基質85%±。蝕變多杏仁安山玄武巖（或玄武安山巖），灰綠色，微晶結構，杏仁狀構造，由長石、綠泥石組成，杏仁＜1～7 mm，不規則狀，多為方解石、少量綠泥石，化學成分為為低鉀拉斑玄武巖。

2.5硅質巖（碧玉巖）

硅質巖主要分布在一些克溝以南的火山熔巖中，呈條帶狀團塊狀夾層產出，巖石呈紫紅色，隱晶結構，堅硬，貝狀斷口。

3　形成時代及構造背景

對于庫地蛇綠雜巖前人已進行過相關的大量研究，獲得了蛇綠雜巖中不同巖類的一大批同位素測年數據（表1），但是測年結果出入較大。鄧萬民（1996）對庫地蛇綠雜巖中一些克溝的火山巖采用Sm-Nd法測得4個模式年齡（698 Ma～976 Ma），并認為模式年齡通常反映熔體從源區與熔融殘留體分離的時間，該時間要早于在洋底噴發形成封閉體系的成巖時間，進而認為698.36 Ma應為一些克溝基性熔巖較合理的年齡值。西昆侖北帶大陸裂谷年齡為812～753.4±2.4 Ma，說明698.36 Ma作為庫地蛇綠巖漿的初始年齡是合理的，因此庫地蛇綠雜巖巖漿分異下限應為698 Ma左右（震旦紀）；肖序常等（2003）在庫地蛇綠雜巖中的石英輝長巖采用了鋯石U-Pb SHRIMP-測年，得到年齡值為510±4 Ma。對西合休附近庫地蛇綠雜巖群席狀雜巖中的暗色輝長巖進行了鋯石U-Pb測年，所得到的年齡為548.2±9.7 Ma，在托排士達坂構造塊體中對純橄欖巖進行了鋯石UPb測年，所得到的年齡為408.6±8.1 Ma。蛇綠質巖漿是由橄欖巖質軟流圈的底辟塊發生部分熔融形成的，巖漿分異先形成玄武質熔漿和輝長巖類巖漿，其后的殘余物才是超基性巖如斜輝橄欖巖和純橄欖巖。依據上述規律：測區玄武質巖漿巖698 Ma-基性巖漿548.2±9.7 Ma-淺色巖系510±4 Ma-超鐵鎂質巖408.6±8.1 Ma，符合上述規律，即可將庫地蛇綠巖套巖漿形成時間鎖定在698～408.6±8.1 Ma間。因此我們厘定庫地蛇綠雜巖時代為震旦紀到志留紀（Z-S）。

表1　庫地蛇綠雜巖測年數據表

蛇綠巖是一種可以與現代大洋巖石圈對比的鎂鐵質-超鎂鐵質巖石組合，是大洋巖石圈在造山帶中的殘留，隨著蛇綠巖研究程度的深入，地質學者們發現只有少數蛇綠巖是大洋擴張脊（MOR）的產物，而多數蛇綠巖代表板塊俯沖消減帶上（SSZ）的島弧和弧后盆地，大陸邊緣盆地等小洋盆。于是Pearce［6］等將蛇綠巖分為MOR型和SSZ型。其中MOR型的地幔橄欖巖為含單斜輝石的二輝橄欖巖，副礦物尖晶石Cr #小于0.6，LREE虧損；SSZ型的地幔巖主要為方輝橄欖巖，副礦物中尖晶石的Cr #大于0.6，LREE富集。據目前掌握的資料，測區庫地蛇綠雜巖的地幔巖以純橄欖巖和含斜方輝石的純橄欖巖為主，方輝橄欖巖為次，偶見單輝橄欖巖，尚未發現二輝橄欖巖，其地幔巖石組合具SSZ型蛇綠巖特征，稀土總量較低-中等，LREE略富集，稀土配分曲線平緩略右傾，其地球化學特征似乎具某些大洋的性質，亦略具SSZ型特征。結合巖石學與稀土特征，庫地蛇綠雜巖中超基性巖屬于不典型的SSZ型蛇綠雜巖。

參考文獻

［1］肖序常，王軍，蘇犁，等.再論西昆侖庫地蛇綠巖及其構造意義［J］.地質通報. 2003.22（10）∶745-750.

［2］鄧萬明.喀喇昆侖-西昆侖地區蛇綠巖的地質特征及其大地構造意義［J］.巖石學報.1995.11：98-111.

［3］李永安，李向東.喀喇昆侖山羌塘地塊及康西瓦縫合帶構造演化新認識［J］.新疆地質.1993.11（4）.

［4］方愛民，李繼亮，候泉林，李紅生，郝杰.新疆西昆侖“依沙克群”中的放射蟲組合及其形成時代探討［J］.地質科學.2000.35（2）∶212-218.

［5］陜西省地質調查院.1∶25萬麻扎幅神仙灣幅區調報告.2004.

［6］Pearce，J A，Barker，P F，Edwards，S J，et al. Geochemis?try and tectonic significance of peridotites from the South Sand?wich arc-basin system，South Atlantic［J］. 2000，129∶36-53.

收稿：2015-08-19