蘇魯—大別造山帶超基性巖礦物特征

摘 要：文章通過手標本鑒定及其鏡下描述，對山東省日照市梭羅樹輝橄巖、（云母）蛇紋巖和蛇紋石化橄欖巖進行分析。研究結果表明，該地區的巖石經歷了板塊的折返過程，橄欖石最少經歷了兩個期次，第一期次橄欖石是原生的地幔殘留物質，粒徑較大；第二期次橄欖石是第一期次橄欖石在折返過程中，由于溫壓條件的改變以及外力的影響，發生破碎、礦物重結晶，形成顆粒較小的橄欖石，板塊抬升又發生了退變質作用，形成蛇紋石，析出鐵質礦物，同時由于流體的參與而形成云母。

關鍵詞：梭羅樹；超基性巖；巖相學特征；形成期次

1 概述

蘇魯超高壓帶是中國中部的秦嶺-大別-蘇魯碰撞造山帶的東部延伸部分，與大別超高壓帶間被郯廬斷裂錯開，已有充分證據顯示其形成與中國南北兩大板塊間的大陸深俯沖作用[1]。許多學者早已提出蘇魯超高壓帶是一個復雜的折返過程，楊天南等（1997）[2]提出膠南折返機制主要為隆升-伸展變形，這一運動機制有助于我們在下文中解釋超基性巖的形成期次。

胡家林梭羅樹位于山東省東南部的日照縣境內，是梭羅樹-袁家莊超美鐵巖巖體群（帶）中最大的一個巖體，絕大部分被第四系覆蓋，巖體內有許多包裹體，為石榴輝石巖、含柯石英榴輝巖及輝橄巖等[3]。本次所取樣品來自梭羅樹，共采集樣品8塊，兩塊輝橄巖，兩塊蛇紋巖，兩塊云母蛇紋巖以及兩塊蛇紋石化橄欖巖。

2 超基性巖巖相學特征

2.1 輝橄巖描述

輝橄巖略有蛇紋石化現象，鐵質礦物出溶較多，一般在粒間充填，橄欖石破碎重結晶，可見殘余結構，原斑晶粒徑>0.07mm，一般在0.1mm左右。輝石粒徑較大，粒徑在0.4-0.6mm，可見一組完全解理，為異剝輝石（見圖1）。

2.2 （云母）蛇紋巖描述

蛇紋巖在鏡下可見原礦物晶型，呈網格狀分布（見圖2），在礦物邊界處也可見小顆粒的重結晶礦物-橄欖石，鐵質出溶較多，沿礦物邊緣分布。含云母蛇紋巖中云母一般為黑云母，在正交鏡下呈骨架狀，還有少量的藍閃石，藍閃石具有多色性，邊緣一般有鐵質出溶。

2.3 蛇紋石化橄欖巖描述

蛇紋石化橄欖巖具有塊狀構造和條帶狀構造，具有變余結構。在鏡下觀察，蝕變強烈的橄欖巖全部轉變為蛇紋巖，呈網格狀，其邊緣可見粒狀鐵質礦物，蝕變不完全的蛇紋石，在網格邊緣仍殘留橄欖石或輝石礦物，橄欖石分兩種類型，一種是原生橄欖石，晶型較大，粒徑>0.07mm，一般在0.1mm左右，但發生破碎，具有環帶消光，仍可見原礦物晶型。有的可見三聯點結構，說明在形成過程中達到結晶動態平衡；一種橄欖石是重結晶形成的，顆粒較小，一般在邊界處發育。蛇紋石化橄欖巖橄欖石破碎重結晶，蝕變程度較低的還可觀察到原礦物，其內部和邊界處具有輝石橄欖石，蛇紋石化強烈的，只能通過鐵質礦物出溶推斷原礦物晶型。總體來說，都具有明顯的流動狀構造，這就表明該地區樣品在形成過程中受到熱液影響。

3 礦物特征分析

地幔橄欖巖是由原始固相地幔物質通過部分熔融轉化為一系列具不同熔融程度的地幔殘余和產生相應的溶體的過程[4][5]。在這一過程中，隨熔融程度的增高，尖晶石、單斜輝石、斜方輝石相繼熔融消失，橄欖石是最后一個相[6]。根據鏡下觀察，原生橄欖石礦物粒徑較大，說明橄欖石在形成過程中空間及其所需元素充足，推測是在深處緩慢形成，且普遍發育三聯點結構，說明橄欖石在形成過程中達到結晶平衡，但是大多數橄欖內部裂隙較多，比較破碎。從側面反映橄欖石是古老地幔物質殘留體，在折返過程中受到外力作用，溫度壓強發生改變，從而使原晶型遭到破壞。蝕變較輕的蛇紋巖可見原礦物晶型，根據晶型對照，與橄欖石一致，同時邊界的鐵質礦物也可表明原橄欖石在退變質過程中析出鐵質形成蛇紋石。總體來說，該樣品在鏡下可以觀察到明顯的流動構造，這表明該地區樣品在形成過程中受到熱液影響，生成云母，推斷是在折返后期形成。

在本次研究之前，就有學者提出蘇魯超高壓折返早期是一個快速近等溫降壓過程[7][8][9]晚期是一個降溫降壓過程[10]，超高壓巖塊上升到中上地殼，水流體進入變形巖石，并在其中發生水-巖反應，形成云母。這一研究結果與本文觀點一致。

4 結束語

根據對礦物的鏡下觀察及描述，我們可以得出該地區的橄欖石形成具有兩個期次，第一期次是大粒徑橄欖石，推測應該為原生地幔殘留物質，其生成過程中空間較大，原料充足；第二期次橄欖石粒徑較小，是第一次橄欖石在南北板塊碰撞俯沖時，受外部條件的改變，發生重結晶而成。蛇紋石是橄欖石在折返過程發生退變質而成，同時析出鐵質礦物，又由于有流體的參加，因而形成云母。

參考文獻

[1]Cong，B，L，Wang，Sihong，Research on laser microprobe 40Ar/39Ar dating， Acta Geoscientia Sinica，（1～2）：197～204（in Chinese with English abstract）.

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[3]趙大升，張旗，劉若新，等.山東梭羅樹橄欖巖中的尖晶石石榴石相轉變初步研究[J].科學通報，1993（38）：1581-1584.

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[6]王希斌，鮑佩聲.豆莢狀鉻鐵礦床的成因[J].地質學報，1987（2）：66-181.

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[8]Yao Y，Ye K，Liu J B，Cong B L，Wang Q C.A transitional eclogite to high-pressure granulite-facies overprint on coesite-eclogite at Taohang in the Sulu UHP terrane，eastern China，2000.

[9]Nakamura D，Hirajima T.Granulite-facies overprinting of ultrahigh pressure metamorphic rocks，Northeastern Su-Lu Region，Eastern China[J].Journal of Petrology， 2000，41：563-582.

[10]楊天南，陳文，李錦軼，等.蘇魯超高壓變質地塊的回返歷史-蘇魯超高壓帶北界的搞糟變形與時限[J].地質論評，2002，5（48）：176-182.

*通訊作者：王澤利。