吳福元 劉傳周 張亮亮 張暢 王建剛 紀(jì)偉強(qiáng) 劉小馳

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈演化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

在巖石學(xué)研究中，蛇綠巖是少數(shù)得到廣泛注意的一類特殊類型巖石，因?yàn)樵搸r石是恢復(fù)洋陸格局及構(gòu)造演化歷史最重要的指示物之一。特別是在現(xiàn)行板塊構(gòu)造理論的框架下，蛇綠巖作為消失的古海洋巖石圈的殘片，其對地球科學(xué)的重要性不言而喻(Coleman, 1977)。我國是一個(gè)蛇綠巖廣泛分布的國家(張旗和周國慶, 2001)，其產(chǎn)出的不同時(shí)代和類型的蛇綠巖對我國海陸構(gòu)造演化及地幔深部過程研究有著極為重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。誠然，在我國大量的蛇綠巖當(dāng)中，西藏南部的雅魯藏布蛇綠巖研究開展得最早和最詳細(xì)(圖1)，其在國際上的知名度也最高。然而，和國際上一些著名的蛇綠巖相比，如塞浦路斯的Troodos、阿曼的Semail和加拿大的島灣(Bay of Island)蛇綠巖，雅魯藏布蛇綠巖無論在研究的廣度和深度上，都與它們無法相提并論，從而導(dǎo)致在國際蛇綠巖的大家庭中，雅魯藏布蛇綠巖的學(xué)術(shù)地位無足輕重。從另一方面來看，雅魯藏布蛇綠巖代表的是印度和亞洲之間消失的新特提斯洋，是確定兩大板塊間縫合線存在的重要巖石學(xué)標(biāo)志。顯然，雅魯藏布蛇綠巖的研究，對認(rèn)識(shí)岡瓦納大陸的裂解、青藏高原的形成及后期的高原隆升等重要問題，都具有重要的學(xué)術(shù)意義。

本文無意對雅魯藏布蛇綠巖的方方面面進(jìn)行全面的闡述。有興趣的讀者可參考相關(guān)文獻(xiàn)，以了解其研究的歷史和取得的成果。本文只是在近幾年作者的野外調(diào)查和室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上，就雅魯藏布蛇綠巖在理論上的意義進(jìn)行探討，以期引起更多學(xué)者的注意，從而將該蛇綠巖更好地推向國際學(xué)術(shù)界。

1 雅江蛇綠巖研究簡史

學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可的是，常承法和鄭錫瀾(1973)第一次提出了雅魯藏布蛇綠巖的概念。他們在文中寫到：“大致順雅魯藏布江河谷，一條超基性巖和基性巖帶斷續(xù)出露。超基性巖包括橄欖巖、輝橄巖、橄輝巖和輝石巖等；基性巖包括輝長巖、偉晶輝長巖和角閃輝長巖等。此外，除了含輝長巖的超基性巖、基性巖脈、玄武巖和凝灰?guī)r外，還廣泛發(fā)育有紅色和綠色含有孔蟲的硅質(zhì)巖和硅質(zhì)石灰?guī)r。它們一起組成了所謂蛇綠巖套”。顯然，他們提出雅魯藏布蛇綠巖這一概念是建立在野外考察和室內(nèi)巖石學(xué)研究的基礎(chǔ)上。后來，他們又對雅魯藏布蛇綠巖進(jìn)行了更全面的觀察，補(bǔ)充發(fā)表了部分地質(zhì)資料(常承法，1980)。然而真正第一次對雅魯藏布蛇綠巖進(jìn)行科學(xué)研究的是國外學(xué)者，他就是國際上著名的“喜馬拉雅之父”、瑞士地質(zhì)學(xué)家A. Gansser (甘塞爾，1911～2012)。

1936年，時(shí)年26歲的Gansser 裝扮成僧侶模樣，隨買羊的商人，與Arnold Heim等人一起從印度-尼泊爾交界的Plat地區(qū)進(jìn)入我國西藏的普蘭境內(nèi)，并于1939年發(fā)表了此次考察的成果(Heim and Gannser, 1939)。本文作者沒有讀到這份極為重要的早期學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，但翻閱Gansser (1964)年發(fā)表的《The Geology of the Himalayas》發(fā)現(xiàn)，他們當(dāng)年考察的主要地點(diǎn)在岡仁波齊峰以南。他們詳細(xì)描述了拉昂錯(cuò)附近的超鎂鐵巖，并將其命名為Jungbawa橄欖巖(Jungbawa peridotite, Jungbawa 應(yīng)為雍巴，拉昂錯(cuò)西南側(cè)的一個(gè)地名，現(xiàn)在已廢棄。該詞后來演繹為Yungbawa, Milleretal., 2003)；他命名了Kiogar(普蘭以西、門土以南地區(qū))、Amlang-La和Kailas(岡仁波齊)復(fù)理石帶(Flysch zone), 并將其確定為混雜堆積。同時(shí), 他在這些混雜堆積中鑒別出其巖塊類型有砂頁巖、灰?guī)r、放射蟲硅質(zhì)巖、火山巖、蛇綠巖等; 并將這些復(fù)理石和蛇綠巖統(tǒng)稱為Kiogar蛇綠混雜巖帶(Kiogar ophiolitic melange), 且認(rèn)為可能是Indus Line (suture)的延伸, 該帶向東還可能沿雅魯藏布江展布，等等。盡管我們目前對這些提法并不感到有多新鮮，但值得注意的是，該文發(fā)表于1964年，而那時(shí)板塊構(gòu)造理論還未正式提出，更何況，當(dāng)時(shí)雅魯藏布一帶的地質(zhì)資料幾乎是零。

對雅魯藏布蛇綠巖進(jìn)行的大規(guī)模研究開始于20世紀(jì)60年代及以后。1951年隨軍進(jìn)藏的中央文化教育委員會(huì)西藏工作隊(duì)由于人手有限，未能對雅魯藏布蛇綠巖進(jìn)行深入的研究。但1960～1961組建的中國科學(xué)院西藏綜合研究隊(duì)，對羅布莎、澤當(dāng)和大竹曲等地的超鎂鐵巖進(jìn)行了較全面的研究，出版的《西藏地區(qū)的超基性巖及其鉻尖晶石類礦物特征》是后來進(jìn)行雅魯藏布蛇綠巖研究的重要資料(王希斌等, 1965)。自此以后，由于受國家鉻鐵礦會(huì)戰(zhàn)的影響，中國科學(xué)院和當(dāng)時(shí)的地質(zhì)部組建了多支隊(duì)伍，對沿雅魯藏布江分布的絕大部分超鎂鐵巖體均進(jìn)行了研究。其成果集中發(fā)表在《青藏高原地質(zhì)文集6-超鎂鐵巖與鉻鐵礦》上(地質(zhì)礦產(chǎn)部青藏高原地質(zhì)文集編委會(huì), 1983)。可惜的是，由于保密的原因，該文集中的文章對蛇綠巖產(chǎn)出的具體地點(diǎn)均采用了化名(如羅布莎采用的就是“紅區(qū)”這一代稱)，為我們現(xiàn)在的閱讀帶來一定的困難。再者，可以相信，大量較詳細(xì)的與巖體地質(zhì)或者鉻鐵礦有關(guān)的資料，特別是與勘探有關(guān)的地質(zhì)資料，大多沒有發(fā)表，甚至未能保存。

圖1 雅魯藏布蛇綠巖分布圖及鎂鐵質(zhì)巖石鋯石U-Pb年代學(xué)資料Fig.1 Distribution of the Yarlung Zangbo ophiolites, Tibet and their U-Pb ages of zircon from mafic rocks

20世紀(jì)70年代末期，受板塊構(gòu)造理論引入我國的影響，加之常承法和鄭錫瀾(1973)已提出雅魯藏布縫合線的概念，國內(nèi)學(xué)者開始比較關(guān)注沿雅魯藏布江分布的一系列鎂鐵-超鎂鐵巖巖石的蛇綠巖屬性問題(金成偉和周云生, 1978; 肖序常等, 1979; 曹榮龍, 1981; 林學(xué)龍, 1981; 梅厚鈞等, 1981)。1979年，美國板塊構(gòu)造代表團(tuán)訪問中國(代表團(tuán)成員包括C.R. Allen、A.W. Bally、R.B. Geyer、W.B. Hamilton、C.A. Hopson、P.H. Molar、J.E. Oliver、N.D. Opdyke、G. Plafker、吳大銘等10人)，并對日喀則附近雅魯藏布帶中的夏魯(有人稱”下魯”或”蝦魯”)蛇綠巖進(jìn)行了野外考察。會(huì)后出版的考察報(bào)告是當(dāng)時(shí)國外學(xué)者了解雅魯藏布蛇綠巖最重要的英文文獻(xiàn)(Ballyetal., 1980)。在該文獻(xiàn)中，他們對雅魯藏布蛇綠巖的認(rèn)識(shí)主要?dú)w納于以下幾點(diǎn)：(1)該帶蛇綠巖并不完整，可能遭受過強(qiáng)烈的后期構(gòu)造破壞；(2)蛇綠巖中的地幔橄欖巖出現(xiàn)較多的二輝橄欖巖，這與大多數(shù)地經(jīng)典區(qū)的蛇綠巖有所不同；(3)蛇綠巖中輝長巖厚度較薄，反映當(dāng)時(shí)巖漿房巖漿補(bǔ)給有限，可能代表了慢速擴(kuò)張洋脊的地質(zhì)情況。很顯然，這些認(rèn)識(shí)在當(dāng)時(shí)是很有深度的。

圖2 雅魯藏布蛇綠巖研究文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistics of the references on the Yarlung Zangbo ophiolites in Tibet

1980年8月，第一次《青藏高原科學(xué)討論會(huì)》在北京召開。在這次會(huì)議上，有多位學(xué)者報(bào)告了雅魯藏布蛇綠巖的發(fā)育情況(中國科學(xué)院青藏高原科學(xué)討論會(huì)組織委員會(huì), 1980)。 在會(huì)后地質(zhì)旅行的隊(duì)伍中，不乏當(dāng)時(shí)有影響的蛇綠巖研究方面的專家，他們在考察中也不斷有新的發(fā)現(xiàn)(吳浩若等，1981)。同年，中法喜馬拉雅地質(zhì)合作正式啟動(dòng)。在這次合作中，雅魯藏布蛇綠巖研究占據(jù)重要地位?？梢哉f，中法合作是雅魯藏布蛇綠巖研究的重要時(shí)期，對后來的研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在早期國內(nèi)學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，中法合作考察的內(nèi)容很為廣泛和深入，不僅涉及巖石學(xué)與地球化學(xué)，更涉及構(gòu)造學(xué)及地層學(xué)方面的問題。考察的結(jié)果反映在不同時(shí)期出版的學(xué)術(shù)刊物、文集和專著中(王希斌等, 1981, 1984, 1987; 肖序常, 1984; Girardeauetal., 1984, 1985a, b, c, 1988; Gopeletal., 1984; Nicolasetal., 1981; Pozzietal., 1984)。其中最代表性的成果是Nicolasetal. (1981)發(fā)表在Nature的文章。在該文章中，中法地質(zhì)學(xué)家們以日喀則地區(qū)為重點(diǎn)，就雅魯藏布蛇綠巖取得如下方面的重要認(rèn)識(shí): (1)與其它蛇綠巖不同，日喀則蛇綠巖的鎂鐵質(zhì)單元中缺乏深成巖中；(2)輝綠巖以巖席，而不是以巖墻形式存在；(3)鎂鐵質(zhì)單元厚度?。?4)蛇綠巖上部的橄欖巖被大量輝綠巖席侵入; (5)方輝橄欖巖中經(jīng)常存在鉻透輝石；(6)蛇綠巖中的超鎂鐵巖內(nèi)部不發(fā)育低溫的塑性剪切變形。相反，在巖體底部經(jīng)常發(fā)育與巖體侵位有關(guān)的推覆構(gòu)造。Nicolas (1989) 后來又對這些特征進(jìn)行了重新歸納，總結(jié)出日喀則蛇綠巖的8項(xiàng)特點(diǎn)。

中法合作以后的20年間，雅魯藏布蛇綠巖研究進(jìn)入低潮期(圖2)，國內(nèi)外學(xué)者對它的研究相對較少。盡管期間執(zhí)行了中英、中德與中美青藏高原的合作研究(Pearce and Deng, 1988)，但研究的重點(diǎn)并不在蛇綠巖。20世紀(jì)末期開始，原成都地質(zhì)學(xué)院-Laval大學(xué)間的中國-加拿大合作研究成為新的亮點(diǎn)(王成善等, 1999; Bédardetal., 2009, Bezardetal., 2011; Dubois-Ctéetal., 2005; Dupuisetal., 2005a, b, 2006; Guilmetteetal., 2008, 2009, 2012; Hébertetal., 2003, 2012; Wangetal., 2000)，將雅魯藏布蛇綠巖研究推向了新的高度。與此同時(shí)，國內(nèi)相關(guān)學(xué)者又開始重新關(guān)注對該蛇綠巖的研究。

在國內(nèi)學(xué)者對雅魯藏布蛇綠巖的研究當(dāng)中，不得不提及對羅布莎的研究。其一，羅布莎是我國目前最大的鉻鐵礦床，也是我國最重要的鉻資源基地。原地質(zhì)礦產(chǎn)部和中國科學(xué)院的地質(zhì)學(xué)家們對該礦床的發(fā)現(xiàn)、勘探評價(jià)和礦山建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。通過半個(gè)多世紀(jì)的工作，目前已在該區(qū)發(fā)現(xiàn)有羅布莎、香卡山和康金拉三大鉻鐵礦區(qū)，鉻金屬儲(chǔ)量達(dá)500萬噸左右，成為西藏工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的重要支撐。關(guān)于該礦床的基礎(chǔ)地質(zhì)已有眾多文獻(xiàn)發(fā)表(倪心垣等, 1992; 張浩勇等, 1996)，未來能否在雅魯藏布帶的其它地區(qū)發(fā)現(xiàn)類似規(guī)模的礦床成為學(xué)術(shù)界目前極為關(guān)注的問題。其二，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所白文吉等人1981年在該巖體的鉻鐵礦中發(fā)現(xiàn)有金剛石等特殊礦物(方青松和白文吉, 1981)。盡管該發(fā)現(xiàn)在一開始并沒有得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可(Chichester鉆石公司考察團(tuán), 1997)，但越來越多的深部來源礦物的發(fā)現(xiàn)及原位高壓礦物的厘定(Yangetal., 2007; Yamamotoetal., 2009; 楊經(jīng)綏等, 2013)，使得羅布莎成為當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。目前發(fā)表的此方面的文獻(xiàn)約有30余篇。實(shí)際上，金剛石等礦物在雅魯藏布帶的澤當(dāng)、日喀則、東坡、普蘭及休古嘎布等其它5個(gè)巖體中也有發(fā)現(xiàn)(楊經(jīng)綏等, 2013)，這些高壓-超高壓礦物的發(fā)現(xiàn)與厘定，為雅魯藏布蛇綠巖的成因研究提供了新的線索。

2 雅江蛇綠巖特征概述

雅魯藏布蛇綠巖呈東西向分布，長約2000km (圖1a)。它西起獅泉河以南，經(jīng)日喀則向東經(jīng)郎縣延至東構(gòu)造結(jié)附近。主體走向與雅魯藏布江一致。根據(jù)地理分布及產(chǎn)出情況，此帶蛇綠巖可劃分為西、中、東三個(gè)不同的部分。

西帶蛇綠巖主要分布在獅泉河-薩嘎一線，并可劃分為北側(cè)的達(dá)機(jī)翁-公珠錯(cuò)蛇綠巖和南側(cè)的象泉河-普蘭蛇綠巖(圖1b, 郭鐵鷹等, 1991; 夏斌等, 1998)，兩者之間為仲巴地體。北側(cè)蛇綠巖中橄欖巖發(fā)育較少，或者強(qiáng)烈蛇紋石化，但發(fā)育有輝長巖和玄武巖等巖石單元。由于強(qiáng)烈的構(gòu)造混雜，這些不同類型巖石單元的相互關(guān)系并不清楚。因此，該帶被稱之為蛇綠混雜巖帶更為合適。南帶蛇綠巖以發(fā)育大面積的橄欖巖為特征，自西向東的代表性巖體有東坡、普蘭和休古嘎布等。奇妙的是，這些超鎂鐵巖體主要賦存在淺變質(zhì)的片巖、千枚巖和板巖之中，缺少共存的輝長巖與玄武巖，少量發(fā)育的輝長巖-輝綠巖實(shí)際上明顯以巖脈形式侵入于橄欖巖和玄武巖之中。根據(jù)我們的野外觀察，輝綠巖分布零星，產(chǎn)狀多變，巖石粒度細(xì)，并發(fā)育明顯的冷凝邊，有時(shí)還可見及巖脈邊部含有周圍橄欖巖的捕虜體(圖3a)。這些特征表明輝綠巖侵位時(shí)，其橄欖巖體已上升至較淺的地殼部位。關(guān)于該區(qū)橄欖巖體周圍的硅質(zhì)巖，以前研究認(rèn)為其沉積覆蓋在橄欖巖體之上，時(shí)代為中晚三疊世(郭鐵鷹等, 1991)。但新的研究結(jié)果認(rèn)為(黃圭成等, 2010)，兩者間應(yīng)為構(gòu)造接觸，硅質(zhì)巖主要產(chǎn)于一套陸源碎屑沉積巖的上部，其時(shí)代為晚侏羅世，甚至可能晚至古新世。無論如何，目前的研究還難以構(gòu)筑該帶蛇綠巖橄欖巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖和深海硅質(zhì)巖的具體層序。該區(qū)蛇綠巖繼續(xù)向西與拉達(dá)克南側(cè)的Indus 蛇綠巖(包括Nidar及Spontang蛇綠巖等) 相連，但后者研究程度相對有限(Maheoetal., 2004; Zyabrevetal., 2008)，本文暫不討論。

中帶蛇綠巖位于昂仁到仁布地區(qū)，尤以日喀則-白朗一帶發(fā)育最為典型，研究也最為詳細(xì)，因而也被稱之為日喀則蛇綠巖(圖1c-d)。該區(qū)蛇綠巖大多顯示自南向北從地幔橄欖巖、輝長巖-輝綠巖到玄武巖的巖性變化規(guī)律。蛇綠巖南側(cè)為一套中生代嘎學(xué)群混雜堆積，其硅質(zhì)巖巖塊給出的時(shí)代主要為晚侏羅世-早白堊世。北側(cè)局部地段可見早白堊世晚期-晚白堊世早期的沖堆組覆蓋在蛇綠巖之上，但大部分蛇綠巖被晚白堊世的日喀則弧前盆地沉積所覆蓋。目前該區(qū)被仔細(xì)研究過的剖面有(自西向東)吉定(也弄)、路曲、夏魯(群讓)、得幾、白朗、白崗、大竹曲(聯(lián)鄉(xiāng)) 和形下等(王希斌等, 1987)。由于這些剖面之間共性較多，本文不擬討論每一剖面的細(xì)節(jié)，只是對它們的一些特殊之處予以介紹。

根據(jù)我們的野外觀察，結(jié)合前人研究資料(周云生等, 1982; 王希斌等, 1987)，這些蛇綠巖具有下述方面的顯著特征。(1)這些剖面均發(fā)育較大規(guī)模的橄欖巖體，按照目前展布的露頭特征，超鎂鐵巖的分布遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎂鐵質(zhì)巖石；(2)橄欖巖體大多發(fā)生了強(qiáng)烈的蛇紋石化作用、如吉定、夏魯、得幾、白朗、白崗和形下剖面。目前見到的仍保留有新鮮橄欖巖的剖面是路曲和大竹曲。從巖石特征看，這些超鎂鐵巖體以方輝橄欖巖為主，但出現(xiàn)一定量的二輝橄欖巖。如在路曲剖面，新鮮的二輝橄欖巖或含單斜輝石的方輝橄欖巖占整個(gè)橄欖巖體的相當(dāng)比例，這在世界其它地區(qū)的蛇綠巖中較為少見；(3)鎂鐵質(zhì)堆晶巖較不發(fā)育。根據(jù)目前的調(diào)查，發(fā)育堆晶巖的剖面是吉定、白崗和大竹曲。前人曾認(rèn)為得幾發(fā)育有以石英閃長巖為特征的堆晶巖(圖3b)，但我們的野外觀測發(fā)現(xiàn)，該石英閃長巖實(shí)際上是侵入成因的，不應(yīng)包含在堆晶巖之列。在吉定剖面，堆晶巖的厚度約為300m，且有自下而上(自南而北)巖石粒度逐漸變細(xì)的規(guī)律。盡管我們在野外難以觀察到該堆晶巖與橄欖巖的接觸關(guān)系，但可以肯定的是，吉定剖面的堆晶巖規(guī)模小，反映即使當(dāng)時(shí)存在有巖漿房，該巖漿房體積小，且分布在地殼較淺的部位。在白崗剖面，堆晶巖的厚度可達(dá)900m，明顯厚于吉定和大竹曲等地，并呈現(xiàn)異剝橄欖巖、橄長巖、輝長巖、斜長巖等較大范圍的巖石類型變化。但即使如此，日喀則蛇綠巖的堆晶巖與世界上經(jīng)典地區(qū)蛇綠巖的堆晶巖無法同日而語; (4)日喀則蛇綠巖的又一重要特點(diǎn)是較少發(fā)育典型蛇綠巖應(yīng)該出現(xiàn)的輝綠巖墻群，取而代之的是順層侵入的輝長巖-輝綠巖巖席(王希斌等, 1987, 圖3c)。部分情況下，輝綠巖還侵入到玄武巖之中。輝長巖-輝綠巖大量侵入橄欖巖的現(xiàn)象，Nicolasetal. (1981) 認(rèn)為這在世界上是極為少見的。但在后面的介紹中，我們將發(fā)現(xiàn)，慢速-超慢速擴(kuò)張形成的洋殼就大量發(fā)育此類現(xiàn)象。在日喀則地區(qū)，大量的蛇紋石化橄欖巖(蛇紋巖)中還產(chǎn)出有異剝鈣榴巖(圖3d)。盡管大部分異剝鈣榴巖延伸較為有限，但它們明顯是輝綠巖演變而來，如巖石的中部經(jīng)常保留有早期輝綠巖的巖石結(jié)構(gòu)與礦物組成。部分情況下，該巖石中還含有蛇紋巖的捕虜體(圖3a), 也表明它與橄欖巖的侵入接觸關(guān)系，并在侵入后發(fā)生蛇紋石化和異剝鈣榴巖化。在這一點(diǎn)上，我們的野外觀察與前人有所不同(Girardeauetal., 1985b)。由于研究程度有限，我們現(xiàn)在還不能排除有些異剝鈣榴巖是由輝長巖蝕變而來?？傊?，日喀則蛇綠巖中的輝長巖-輝綠巖對其所侵入巖石的類型沒有任何選擇性(Girardeauetal., 1985c)。(5)在這些蛇綠巖的上部發(fā)育有一定厚度的玄武巖。玄武巖與橄欖巖之間經(jīng)常被輝綠巖所占據(jù)，部分情況下直接與橄欖巖接觸。此外，在部分剖面(如路曲)，可見玄武巖中經(jīng)常出現(xiàn)硅質(zhì)巖的夾層。

關(guān)于雅魯藏布蛇綠巖帶中的鎂鐵質(zhì)巖墻群問題，我們需要在此略作更詳細(xì)一點(diǎn)的介紹。盡管在20世紀(jì)80年代初期就有這方面的報(bào)道(吳浩若等, 1981)，但大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，這些巖墻應(yīng)屬于巖床(王希斌等, 1981, 1987)。張旗等(1982)詳細(xì)研究了日喀則得幾剖面枕狀熔巖之下輝綠巖的地質(zhì)產(chǎn)狀，發(fā)現(xiàn)該輝綠巖存在不對稱的冷凝邊，并與上部熔巖呈大角度相交。我們通過野外和室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，那些似乎顯示不對稱冷凝邊的巖石有相當(dāng)一部分是火山成因的玄武巖，我們在該剖面也沒發(fā)現(xiàn)巖墻群賴以植根的堆晶巖。相反，這些巖石還可侵入橄欖巖之中或含有橄欖巖的捕虜體。由于該剖面后期構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈，且存在多期脈巖活動(dòng)，使得我們難以準(zhǔn)確判定不同巖石之間的產(chǎn)狀關(guān)系。未來應(yīng)對該區(qū)這些巖石開展詳細(xì)研究，以確認(rèn)巖墻群的存在。但無論如何，從區(qū)域上看，大規(guī)模席狀巖墻群的存在還缺乏地質(zhì)上的證據(jù)，我們需要更多剖面的詳細(xì)工作。

雅魯藏布東段的蛇綠巖位于澤當(dāng)及以東地區(qū)，其中以澤當(dāng)和羅布莎出露較好(圖1e)。朗縣及以東地區(qū)由于巖石蝕變嚴(yán)重，加之出露有限，目前研究得較為有限(張萬平等, 2011a, b)。與日喀則蛇綠巖剖面的特征不同，澤當(dāng)蛇綠巖的橄欖巖體位于北側(cè)，向南出現(xiàn)輝綠巖及硅質(zhì)巖。前人曾在此地混雜巖的硅質(zhì)巖塊中鑒定出晚三疊世放射蟲(高洪學(xué)和宋子季, 1995; 王玉凈等, 2002), 從而認(rèn)為雅魯藏布洋可能在中生代早期就已打開。在羅布莎地區(qū)，出露的巖石主要為橄欖巖，輝長巖-輝綠巖、玄武巖和硅質(zhì)巖規(guī)模有限。輝長-輝綠巖以明顯的脈狀形式侵入于橄欖巖中(圖3e)，玄武巖和硅質(zhì)巖位于橄欖巖體的北側(cè)，規(guī)模較小。

然而，我們這里還是不得不提及羅布莎蛇綠巖中的堆晶巖問題。目前普遍接受的方案是，羅布莎存在兩套堆晶巖，分別稱之為“上雜”和“下雜”(張浩勇等, 1996)。下雜出露在巖體的北部，厚度較大，延伸較為穩(wěn)定；而上雜出露在“下雜”的南側(cè)，延伸較為有限。由于上述兩套堆晶巖均向北傾斜出現(xiàn)在羅布莎橄欖巖的北側(cè)，根據(jù)經(jīng)典蛇綠巖剖面橄欖巖在下、堆晶巖在上的層序特征，推測羅布莎是一個(gè)倒轉(zhuǎn)的剖面。然而，我們的野外觀察發(fā)現(xiàn)，這些所謂的堆晶巖實(shí)際上仍然是侵入到橄欖巖中的輝長-輝綠巖體。這些脈體寬度不等，小的脈體巖性以輝綠巖為主，而大的脈體以輝長巖為主，并可出現(xiàn)因結(jié)晶分異作用而產(chǎn)生的條帶狀構(gòu)造或偉晶輝長巖(圖3f)。根據(jù)這些條帶狀構(gòu)造的礦物分帶特征，至少這些鎂鐵質(zhì)巖石侵位以來，羅布莎橄欖巖體可能未發(fā)生過倒轉(zhuǎn)。由于牽涉到羅布莎鉻鐵礦資源的進(jìn)一步勘探等事宜，對這一問題的深入研究顯然很有必要。

從羅布莎向東，雅魯藏布蛇綠巖的研究程度較低。特別是東構(gòu)造結(jié)一帶，盡管有少量的研究報(bào)道(耿全如等, 2011)，但其蛇綠巖的時(shí)空展布及巖石學(xué)特點(diǎn)，目前很不明確。目前報(bào)道的資料顯示，這一地區(qū)的巖石缺乏地幔橄欖巖，大多為變質(zhì)的鎂鐵質(zhì)片巖或斜長角閃巖，呈現(xiàn)構(gòu)造混雜巖的特點(diǎn)。繼續(xù)向東，一般認(rèn)為該蛇綠巖帶延伸進(jìn)入緬甸境內(nèi)，并與印度-緬甸交界處的Naga Hill(那加山) 蛇綠巖相連(Acharyya, 2007)，但也有學(xué)者認(rèn)為該帶更可能與緬甸東北部的密支那蛇綠巖相接(楊經(jīng)綏等, 2012)。由于目前對緬甸北部的地質(zhì)情況缺乏研究，詳細(xì)的巖帶對比有待以后進(jìn)行。

從上述描述的各項(xiàng)特征可以看出，雅魯藏布蛇綠巖在宏觀巖石學(xué)特征上與經(jīng)典的蛇綠巖相差甚遠(yuǎn)，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，鎂鐵質(zhì)端元相對發(fā)育較少，局部地段(如普蘭地區(qū))甚至缺失，特別是堆晶輝長巖基本不見。由于觀察的局限性，我們現(xiàn)在還不能排除野外所見到的所謂輝長巖實(shí)際上為后期侵入體的可能性。即使是巖漿房結(jié)晶產(chǎn)物，它發(fā)育的規(guī)模也是極為有限。盡管我們可以認(rèn)為后期的構(gòu)造破壞可能導(dǎo)致其輝長巖的缺失，但野外觀察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)剖面后期構(gòu)造變動(dòng)有限，巖性基本連續(xù)。另一種解釋是，早期應(yīng)有的堆晶輝長巖可能在后期的俯沖過程中發(fā)生了丟失，但這很難解釋為何比重大的橄欖巖仍然保存。因此，堆晶輝長巖的缺失應(yīng)是該區(qū)蛇綠巖的基本特征，它反映該蛇綠巖在形成過程中基本不存在巖漿房。第二，輝綠巖并不呈席狀巖墻形式出現(xiàn)，取而代之的是侵入于各巖性單元的輝綠巖脈或巖席(包括蛇紋巖中的異剝鈣榴巖(Girardeauetal., 1985c))。由于這些輝綠巖粒度較細(xì)，具有清楚的冷凝邊，表明其侵入是在洋殼的淺部層次發(fā)生的，與殼幔過渡帶附近的巖漿房過程無關(guān)。如果這一推理正確的話，那這些巖石還能被繼續(xù)稱之為蛇綠巖嗎？這又涉及到目前激烈爭論的蛇綠巖定義和成因問題。在回答雅魯藏布蛇綠巖的這些問題之前，我們先討論當(dāng)前蛇綠巖研究中的幾個(gè)重要具體問題。

3 從雅魯藏布看全球蛇綠巖問題

3.1 蛇綠巖的概念及其演變

200年前的今天，法國人Brongniart (1813)在Alps工作時(shí)，將該地區(qū)綠色的石頭命名為Ophiolite。自此，蛇綠巖這一概念在地質(zhì)學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是，德國學(xué)者 Steinmann (1927)將意大利-瑞士交界處的橄欖巖(蛇紋巖)、輝長巖、輝綠巖及玄武巖統(tǒng)稱為蛇綠巖以后，蛇綠巖即被認(rèn)定為活動(dòng)的優(yōu)地槽的重要巖石標(biāo)志。Bailey and McCallien (1950, 1953)首先將Steinmann工作過的橄欖巖、輝綠巖/玄武巖及伴生的深海硅質(zhì)巖稱之為Steinmann三位一體(Steinmann Trinity)?？紤]到這一名稱包含著不同成因類型的巖石，Vuagnat (1963)提出三位一體應(yīng)為蛇紋巖、輝長巖和輝綠巖。Grunau (1965)提出可將Bailey的三位一體劃分為Steinmann蛇綠巖三位一體和Steinmann沉積巖三位一體，其中前者只包括巖漿成因的橄欖巖(或蝕變的蛇紋巖)、輝長巖和輝綠巖(包括玄武巖及鈉長石化的細(xì)碧角斑巖)；而后者包括放射蟲硅質(zhì)巖與深海粘土、含丁丁蟲的灰?guī)r以及與泥灰?guī)r互層的頁巖。這就是我們目前大多數(shù)人理解和使用的Steinmann三位一體的定義。

在Steinmann的工作和理念當(dāng)中，這些巖石都是巖漿侵入成因的，并且是同源巖漿結(jié)晶作用的產(chǎn)物。他描述的地質(zhì)證據(jù)確鑿地表明，輝長巖確實(shí)侵入到橄欖巖之中。因此，這一論點(diǎn)被學(xué)術(shù)界長期接受(Thayer, 1967)。差不多與此同時(shí)，Benson (1926)提出阿爾卑斯橄欖巖(Alpine peridotite)這一概念，也強(qiáng)調(diào)造山帶中橄欖巖的巖漿侵入成因。與Steinmann所不同的是，Benson認(rèn)為橄欖巖與輝長巖、輝綠巖及相關(guān)的火山巖并無成因上的聯(lián)系。但Bowen從實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)結(jié)果出發(fā)指出(Bowen, 1927; Bowen and Schairer, 1935)，橄欖巖肯定不是巖漿侵入形成的，因?yàn)殚蠙鞄r具有很高的熔融溫度，它可能是富含橄欖石和輝石的固態(tài)侵入體。即使在有水的情況下，巖漿溫度也高達(dá)1000℃以上，而在野外并沒有觀察到橄欖巖體周圍存在顯著的接觸變質(zhì)現(xiàn)象。為調(diào)和這一矛盾，Hess (1938)提出這些橄欖巖可能是含水的超鎂鐵巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物，橄欖巖本身的強(qiáng)烈蛇紋巖化就是巖漿含水的重要證據(jù)。但Bowen指出，蛇紋石只在低于1000℃的條件下穩(wěn)定，而在該條件下，橄欖巖不會(huì)熔融。

橄欖巖是否是巖漿結(jié)晶成因，是20世紀(jì)中葉巖石學(xué)界的重要學(xué)術(shù)爭論。兩派均有證據(jù)，可又互不相讓。由于當(dāng)時(shí)的巖石學(xué)界將注意力轉(zhuǎn)移到了花崗巖方面的研究，使得這一爭論暫時(shí)告一段落，但對蛇綠巖的研究并沒有停止。在這一階段，蛇綠巖研究的主要進(jìn)展體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，由于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)沒能確認(rèn)超鎂鐵巖漿的存在，人們多認(rèn)為玄武巖漿結(jié)晶分異作用是產(chǎn)生蛇綠巖巖石類型變化的主要機(jī)制，并可同大陸內(nèi)部的層狀侵入體進(jìn)行對比(Thayer, 1967)。但野外觀察發(fā)現(xiàn)，蛇綠巖中超鎂鐵巖/鎂鐵巖的比例明顯高于大陸層狀侵入體，暗示超鎂鐵質(zhì)的橄欖巖和鎂鐵質(zhì)的輝長巖/玄武巖可能不是同源的(Vuagnat, 1963)；第二，巖相學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，橄欖巖經(jīng)常發(fā)育高溫塑性變形和流動(dòng)構(gòu)造(Thayer, 1960)，且橄欖巖成分相對均一，表明它不可能是堆晶成因，相反，它可能是地幔熔融后的殘留?，F(xiàn)在我們知道，高溫變質(zhì)組構(gòu)是我們鑒別橄欖巖是否是地幔成因的重要標(biāo)志(Nicolas, 1989)，也是現(xiàn)在將蛇綠巖分為下部變質(zhì)地幔橄欖巖和上部地殼巖漿巖的基礎(chǔ)。第三，越來越多的野外觀察發(fā)現(xiàn)，蛇綠巖中的橄欖巖與圍巖之間并無侵入接觸關(guān)系，更多的是構(gòu)造斷層關(guān)系，暗示蛇綠巖可能是外來移植體；第四，20世紀(jì)60年代大洋研究的進(jìn)展，使人們提出了蛇綠巖可能代表洋殼的認(rèn)識(shí)(Hess, 1962, 1965; Dietz, 1963)；第五，席狀巖墻群的發(fā)現(xiàn)和研究(Wilson, 1959; Gass, 1968)；第六，巖漿房概念的提出與確認(rèn)(Thayer, 1967; Cann,1970; Moores and Vine,1971)。根據(jù)這些研究，蛇綠巖同源巖漿分異說逐步被學(xué)術(shù)界所拋棄(Gass and Masson-Smith, 1963; Vuagnat, 1963)。

在上述進(jìn)展基礎(chǔ)上，板塊構(gòu)造理論的孕育和提出給蛇綠巖的成因研究帶來了新的曙光(Gass, 1968)，并使蛇綠巖成為板塊構(gòu)造理論提出后最受人關(guān)注的巖石學(xué)名詞。該理論認(rèn)為，蛇綠巖可能代表了板塊擴(kuò)張?zhí)幮纬傻暮Ｑ髱r石圈，它包括下部的地幔橄欖巖、中部的堆晶輝長巖和上部的輝綠巖與玄武巖。大洋在擴(kuò)張過程中，地幔由于減壓而發(fā)生部分熔融。熔融形成的熔體在殼幔過渡處聚集形成巖漿房。巖漿房巖漿通過巖漿通道(席狀巖墻群)向上運(yùn)移，形成堆積在海底的玄武巖。這樣，蛇綠巖中的橄欖巖是地幔熔融后的殘余，而形成的熔體通過演化形成堆晶輝長巖、均質(zhì)輝長巖、輝綠巖和玄武巖?？傊?，蛇綠巖中的各類巖石在成因上是相互聯(lián)系的。在Steinmann看來，它們是同源巖漿的結(jié)晶分異作用關(guān)系，但在板塊構(gòu)造理論看來，它們是殘留體-熔體的成分互補(bǔ)模式。

受板塊構(gòu)造理論的影響，1972年美國地質(zhì)學(xué)會(huì)在美國西部召開了以蛇綠巖為主題的Penrose會(huì)議，會(huì)后發(fā)表了著名的Penrose蛇綠巖定義，將蛇綠巖定義為一套由變質(zhì)組構(gòu)的超鎂鐵巖(包括方輝橄欖巖、二輝橄欖巖和純橄巖)、輝長巖(多具堆晶結(jié)構(gòu)，并與堆晶橄欖巖和輝石巖伴生)、鎂鐵質(zhì)席狀巖墻和鎂鐵質(zhì)火山巖(通常為枕狀玄武巖)組成的巖石(Anonymous, 1972)。但值得注意的是，Penrose會(huì)議當(dāng)時(shí)考察的美國西部蛇綠巖包括俄勒岡州的Canyon Mountain 蛇綠巖、俄勒岡與加里福利亞州交界的Klamath山區(qū)的Seiad蛇綠巖及Trinity蛇綠巖、內(nèi)華達(dá)州北部的Feather River超鎂鐵巖帶和海岸帶(Coast Range) Del Puerto蛇綠巖中的Red Mountain雜巖等。它們的共同特點(diǎn)是在巖石組合上由地幔橄欖巖及侵入的輝長/輝綠巖構(gòu)成，其上部覆蓋有島弧性質(zhì)的火山巖(Boudieretal., 1989; Coleman, 2000; Ceuleneer and Le Sueur, 2008; Hopsonetal., 2008)。這一特點(diǎn)與所發(fā)表的定義相差甚遠(yuǎn)。實(shí)際上，這一定義主要還是來自當(dāng)時(shí)美國學(xué)者對塞浦路斯的Troodos和希臘的Vourinous巖體的研究成果(Moore, 1969; Moore and Vine, 1971)。

1972年P(guān)enrose定義強(qiáng)調(diào)，蛇綠巖是一套鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖石組合，深海沉積物是伴生巖石。但在1998年舉行的第二次Penrose蛇綠巖會(huì)議上，在同意1972年定義的基礎(chǔ)上，不少學(xué)者建議應(yīng)更多考慮蛇綠巖上下巖石的地質(zhì)情況。1972年定義還強(qiáng)調(diào)，該術(shù)語并不隱含成因上的意義(Independent of its supposed origin)。盡管如此，學(xué)術(shù)界普遍接受，蛇綠巖代表了海洋巖石圈(包括地殼與上地幔)。實(shí)際上，當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)研究者相信，蛇綠巖主要形成于大洋中脊環(huán)境。但正是在這個(gè)問題上，激烈的爭論接踵而來。

3.2 SSZ型蛇綠巖與小洋盆問題

正當(dāng)人們歡呼板塊構(gòu)造理論的建立，并認(rèn)為可以通過蛇綠巖尋找到消失的大洋的時(shí)候，日籍巖石學(xué)家Miyashiro (1973)通過詳細(xì)的巖石地球化學(xué)工作，發(fā)現(xiàn)Troodos蛇綠巖中的鎂鐵質(zhì)巖石具有與島弧巖石相同的特征，從而認(rèn)為其形成于島弧構(gòu)造背景。這無疑是一枚重型炮彈，使剛剛建立的蛇綠巖洋中脊擴(kuò)張模式受到強(qiáng)烈挑戰(zhàn)。盡管該想法一經(jīng)提出就受到強(qiáng)烈的質(zhì)疑，但不斷獲得的新資料使人們相信，蛇綠巖的形成很可能更多地與板塊俯沖作用有關(guān)。在這一背景下，SSZ (Supra-subduction-zone)型蛇綠巖的概念應(yīng)運(yùn)而生(Alabasteretal., 1982; Pearceetal., 1984)。根據(jù)目前對全球各地蛇綠巖的研究，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，洋中脊形成的蛇綠巖(MORB型)極少存在，絕大部分都是與俯沖作用有關(guān)的SSZ型(Pearce, 2003)。這樣，一個(gè)順理成章的推測是，絕大多數(shù)蛇綠巖只是形成于島弧有關(guān)的小洋盆環(huán)境(弧前、弧上或弧后)。那么，洋中脊蛇綠巖還存在嗎？因?yàn)楫吘刮覀兊厍虻谋砻嬷饕缓棋拇笱笏紦?jù)。

我們說，小洋盆是通過大洋盆的俯沖所產(chǎn)生的，小洋盆既然存在，一定預(yù)示在其后方存在有大洋盆?？赡菫楹挝覀兒苌僖姷酱笱笈璧嫩櫽澳?？一個(gè)折中的解釋是，典型大洋盆形成時(shí)間長，巖石圈的密度大，在后期關(guān)閉過程中不宜保存。而小洋盆形成時(shí)間短，在后期的構(gòu)造過程中容易被保存下來。我們權(quán)且接受這一解釋，但千萬別當(dāng)真。

目前對SSZ型蛇綠巖提出的主要質(zhì)疑是(Nicolas, 1989)：第一，蛇綠巖經(jīng)常與深海沉積物伴生，且這些沉積物中缺乏陸源供給，而這與島弧地區(qū)的地質(zhì)情況相差甚遠(yuǎn)；第二，在Troodos和Oman等地，蛇綠巖中的玄武巖都存在從下部的MORB型向上部SSZ型轉(zhuǎn)變的規(guī)律(Ishikawaetal., 2002; Cann, 2003; Lengetal., 2012; Osozawaetal., 2012)，暗示蛇綠巖的初始形成還是與洋中脊有關(guān)，且上述兩套巖石之間并無明顯的構(gòu)造間斷；第三，蛇綠巖中的島弧印記主要來自于上部的鎂鐵質(zhì)巖石，這只不過表明這些鎂鐵質(zhì)巖石的源區(qū)曾經(jīng)發(fā)生過俯沖作用的改造。即SSZ型蛇綠巖的島弧印記是繼承而來的，與蛇綠巖的形成無關(guān)。這一爭論應(yīng)該說是過去40年來蛇綠巖研究的焦點(diǎn)，認(rèn)為蛇綠巖就是洋中脊形成的主要是構(gòu)造學(xué)和地層學(xué)證據(jù)，而贊成與俯沖作用有關(guān)的主要是來自地球化學(xué)資料。為調(diào)和這一矛盾，Mooresetal. (2000)提出 Historical contingency(歷史偶然性)的認(rèn)識(shí)，并得到一些研究者的支持(Flower, 2003; Hopsonetal., 2008)，但并不是所有的人都贊成這一認(rèn)識(shí)(Metcalf and Shervais, 2008)。

SSZ型蛇綠巖的建立主要基于地中海和美國西部Cordillera地區(qū)的研究結(jié)果。在地中海地區(qū)，塞浦路斯的Trooos蛇綠巖和阿曼的Semail蛇綠巖是其典型代表，它們也是蛇綠巖現(xiàn)代定義產(chǎn)生的地方。兩者的一個(gè)共同特點(diǎn)是，其鎂鐵質(zhì)巖石存在自下而上從拉斑質(zhì)向鈣堿性過渡的趨勢，這一特點(diǎn)在太平洋西岸的Mariana弧上表現(xiàn)最為清楚(Reaganetal., 2010; Ishizukaetal., 2011)。因此，目前的主流方案是，這些蛇綠巖是在初始俯沖(subduction initiation)階段的弧前背景下形成的(Stern, 2004; Sternetal., 2013; Reaganetal., 2010; Ishizukaetal., 2011; Whattam and Stern, 2011)。我們說，在Mariana地區(qū)，弧是確實(shí)存在的；然而在Troodos和Semail地區(qū)，板塊俯沖的巖漿弧又在哪兒呢？我們看不到弧，但卻說蛇綠巖的形成與它有關(guān)。這并不是科學(xué)的研究方法，除非我們找到確鑿的證據(jù)。

在美國西部地區(qū)，發(fā)育有多條蛇綠巖帶，是被命名為Cordilleran或Sierran(科迪勒拉)型蛇綠巖的經(jīng)典地區(qū)(Moore, 1982)。除北部俄勒岡州的Canyon Mountain 蛇綠巖外，俄勒岡、加利福利亞和內(nèi)華達(dá)地區(qū)是美國西部蛇綠巖最集中的地區(qū)(圖4)。俄勒岡和加利福利亞州交界處的Klamath地體中發(fā)育有早古生代的Trinity蛇綠巖、中生代的Josephine、Preston Peak和Seiad蛇綠巖。Trinity蛇綠巖主要由下部斜長/尖晶石二輝橄欖巖和中部堆晶巖(包括純橄巖、輝石巖和偉晶輝長巖等)和上部席狀巖墻群與玄武巖組成。特征的是，在橄欖巖和堆晶巖中存在大量的輝長巖和輝石巖脈(Boudieretal., 1989; Ceuleneer and Le Sueur, 2008)。有限的研究顯示(Jacobsenetal., 1984; Gruauetal., 1991, 1995)，Trinity 蛇綠巖中的地幔橄欖巖與其它地殼巖石之間存在較大的Nd同位素成分差別，暗示它們在成因上可能并不存在聯(lián)系。對于該區(qū)的中生代蛇綠巖，Josephine巖體較為著名。該蛇綠巖下部主要由方輝橄欖巖構(gòu)成；中部出現(xiàn)一套堆晶巖組合和細(xì)粒輝長巖及閃長巖等；上部為約1.5km厚的席狀巖墻及400m厚的枕狀熔巖和角礫巖(Harper, 1984)；再向上為一套薄的遠(yuǎn)洋沉積和及活動(dòng)大陸邊緣來源的濁積巖組合。該蛇綠巖的最大特點(diǎn)是上述席狀巖墻群并不與巖石間的接觸面垂直，而是呈大約40°的接觸關(guān)系。同時(shí)，在地幔橄欖巖中出現(xiàn)大量的席狀巖床群或巖脈(Harper, 1984)。由于這些輝綠巖脈和玄武巖具有從早到晚由島弧拉斑玄武巖向MORB玄武巖轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，因而認(rèn)為這是一個(gè)在俯沖背景下形成的SSZ型蛇綠巖(Harper, 2003)。

南部Cordillera地區(qū)分布有30余個(gè)中生代蛇綠巖體，并可劃分為三條南北向的帶，即東部內(nèi)華達(dá)(Sierra Nevada)或大峽谷(Great Valley)帶的Smartville、Feather River蛇綠巖、中部海岸帶(Coast Range)的Elder Creek、Stonyford、Mount Diablo、Del Puerto、Llanada、Stanley Mountain、San Simeon、Cuesta Ridge、Point Sal等蛇綠巖，和西部與弗朗西斯科雜巖有關(guān)的Red Mountain、Cazadero、Burro Mountain、New Idria 等蛇綠巖(Coleman, 2000)。從巖性剖面來看，與弗朗西斯科雜巖有關(guān)的蛇綠巖主要由混雜的低程度部分熔融的超鎂鐵巖(二輝橄欖巖和方輝橄欖巖)組成，缺乏鎂鐵質(zhì)的輝長巖、席狀巖墻群和上覆的沉積巖。其伴生的蝕變玄武巖兼具M(jìn)ORB和OIB特征。因此，一般認(rèn)為，該蛇綠巖多形成于慢速擴(kuò)張的洋中脊環(huán)境(Coleman, 2000)。

內(nèi)華達(dá)北部或大峽谷地區(qū)的蛇綠巖延伸約500km，寬約50km，單個(gè)蛇綠巖(如Smartville)厚10～20km，比大多數(shù)人認(rèn)為的世界上最大的Semail蛇綠巖還要大。該蛇綠巖主要由輝長巖-閃長巖、玄武巖-安山巖和沉積巖組成，未見底部的地幔橄欖巖。與Josephine蛇綠巖不同，該蛇綠巖的玄武巖從底部向頂部出現(xiàn)由MORB型向島弧型轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，且上述各類巖石均被大量晚期的輝綠巖、長英質(zhì)脈巖和花崗巖侵入(Menziesetal., 1980)。根據(jù)地球物理資料，該蛇綠巖的鎂鐵質(zhì)巖石延伸達(dá)400km，厚度超過20km，比正常的12km厚的洋殼還要厚。因此，Coleman (2000)提出，該蛇綠巖中的鎂鐵質(zhì)巖石可能是在大陸邊緣拉張過程中形成的底侵巖漿侵入體，而并不是大洋地殼。同樣，針對上述巖石的島弧特性，有些研究者認(rèn)為Smartville并不是蛇綠巖，而是一套弧巖漿巖(Beard and Day, 1987; Day and Bickford, 2004)。

海岸帶的蛇綠巖是美國西部蛇綠巖的典型，研究得較為充分(Dickinsonetal., 1996; Hopsonetal., 2008)。盡管有弧前、弧后、弧內(nèi)和洋中脊等多種觀點(diǎn)之分，但目前絕大多數(shù)學(xué)者還是認(rèn)為其形成與板塊俯沖作用有關(guān)，是SSZ型蛇綠巖的典型代表(Moores, 1982; Coleman, 1984)。該帶蛇綠巖底部的地幔橄欖巖出露較為有限，且多已蝕變成蛇紋巖。Del Puerto巖體出現(xiàn)較多的地幔橄欖巖，主要類型是方輝橄欖巖、純橄巖及異剝輝石巖等，其它巖體還出現(xiàn)較多的二輝橄欖巖。就其地殼單元，最南部的Point Sal出露最全，是本區(qū)蛇綠巖剖面的代表。出現(xiàn)的主要巖石有輝長巖、玄武巖、安山巖，甚至英安巖和流紋巖，及相應(yīng)成分的侵入巖，最后覆蓋有含放射蟲的硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r和火山碎屑巖。這些鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)火成巖主體上顯示明顯的島弧印記，并可能有玻安巖的出現(xiàn)(Shervais and Choi, 2012)，但其底部的玄武巖仍明顯具有MORB特點(diǎn)，甚至具有軸外火山作用的痕跡(ankaramite-富輝橄欖玄武巖, Hopsonetal., 2008)。我們說，這些火成巖的大部分，特別是上半部確實(shí)形成在島弧環(huán)境，但我們也可以問，這些火成巖與下部的橄欖巖在成因上有聯(lián)系嗎？遺憾的是，在這些蛇綠巖中并沒有看到巨大規(guī)模以層狀輝長巖為代表的巖漿房，也沒有找到巖漿侵入通道的席狀巖墻群，取而代之的是侵入在橄欖巖、輝長巖、玄武巖甚至上覆沉積巖中的鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)巖墻或巖席及鈣堿性侵入巖(Hopsonetal., 2008)。野外的觀察還發(fā)現(xiàn)，這些地殼單元與下伏地幔橄欖巖之間均為斷層接觸。有限的資料還顯示，這些地幔橄欖巖在地球化學(xué)上具有較大的變化(Choietal., 2008b; Jeanetal., 2010)，與島弧地區(qū)經(jīng)歷熔流體改造的交代地幔有所不同。因此，Hopsonetal. (2008)堅(jiān)持認(rèn)為其形成于洋中脊環(huán)境。同樣由于該地區(qū)新鮮的地幔橄欖巖相對較少，使得我們難以對超鎂鐵-鎂鐵巖石的同源性作出決定性的判定(Choietal., 2008a)，我們還是需要到別的地方去尋找這一問題的答案。

3.3 蛇綠巖故鄉(xiāng)的再研究

Alps是蛇綠巖的故鄉(xiāng)，也是全球大陸地質(zhì)的搖籃。然而，具有諷刺意味的是，Alps對板塊構(gòu)造理論的提出并沒有實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)(Trümpy, 2001)。人們在歡呼板塊構(gòu)造理論的勝利，但已基本忘卻Alps對蛇綠巖研究所做出的巨大貢獻(xiàn)。這一方面是由于Alps復(fù)雜多期的構(gòu)造演化歷史使人們對一些基本事實(shí)的認(rèn)定存在分歧，或者說，Alps實(shí)際上并不是研究蛇綠巖的最佳地區(qū)。也正是由于這一原因，人們將目光投向地質(zhì)情況發(fā)育更好的地中海和太平洋兩岸地區(qū)，如塞浦路斯的Troodos蛇綠巖、阿曼的Semail蛇綠巖、巴爾干半島的Vourinous蛇綠巖及太平洋東岸的新喀里多尼亞蛇綠巖等。同時(shí)，另一方面，戰(zhàn)后美國的崛起，使世界科學(xué)研究的中心傾向美國，從而導(dǎo)致學(xué)術(shù)界一邊倒的不正常現(xiàn)象。如板塊構(gòu)造理論強(qiáng)調(diào)了蛇綠巖的殘留體-熔體同源巖漿模式，但卻無情地忽略了Alps地區(qū)所展示的輝長巖侵入橄欖巖的基本事實(shí)。盡管如此，歐洲的傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)家們?nèi)匀粚lps地區(qū)的蛇綠巖進(jìn)行不懈的研究，并取得了新的認(rèn)識(shí)。

西Alps地區(qū)存在大量的鎂鐵-超鎂鐵巖體(圖5)。按照目前的研究成果，這些巖體基本可劃分為兩類。一類被稱之為造山帶橄欖巖，主要以單個(gè)的橄欖巖體出露為特征，不伴或少伴有鎂鐵質(zhì)巖石。第二類為蛇綠巖，大多與鎂鐵質(zhì)巖石和深海沉積物伴生。目前所厘定的蛇綠巖體主要有位于意大利-瑞士交界處的Totalp-Platt巖體、意大利-法國交界處的Chenalliet與Monviso巖體、意大利亞平寧半島的Votri、External Liguria、Internal Liguria及法國科西嘉島上的Maggoire巖體等。

我們不擬對上述所有巖體進(jìn)行仔細(xì)的介紹，下面只給出一些綜合性的研究成果。首先，進(jìn)一步的野外工作驗(yàn)證了當(dāng)年Steinmann的觀察，即該地區(qū)的蛇綠巖主要由地幔橄欖巖、輝長巖、輝綠巖和玄武巖構(gòu)成。在大多數(shù)情況下，地幔橄欖巖被輝長巖/輝綠巖侵入，然后被玄武巖或深海硅質(zhì)巖直接覆蓋(圖6)。我們見不到Penrose會(huì)議所定義的完整蛇綠巖層序；第二，大量的同位素年代學(xué)測定結(jié)果顯示(圖5b)，西Alps 地區(qū)蛇綠巖中的輝長巖、輝綠巖主要形成于160～165Ma的較窄的時(shí)間范圍內(nèi)，應(yīng)該代表了一個(gè)擴(kuò)張時(shí)間較短的小規(guī)模洋盆。第三，對地幔橄欖巖Nd的測定發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)地幔橄欖巖形成于晚古生代甚至更老，明顯早于輝長巖形成的中生代(Rampone and Hofmann, 2012)，如 Platta (Münteneretal., 2004)、Lanzo (Guarnierietal., 2012)、Voltri-Erro Tobbio (Ramponeetal., 2005)、External Ligurides (Montaninietal., 2006) 和Internal Ligurides (Ramponeetal., 1996, 1998)等巖體，Os同位素資料也支持這一認(rèn)識(shí)(Snowetal., 2000; van Ackenetal., 2008)。結(jié)合野外觀察資料，該區(qū)鎂鐵巖和超鎂鐵巖并不是同時(shí)形成的。第四，橄欖巖和侵入的輝長巖在同位素特征上有所不同。盡管我們可以用后期蝕變來解釋Sr同位素的變化，但橄欖巖的Nd同位素變化范圍明顯大于鎂鐵質(zhì)巖石(圖5c)，表明地幔橄欖巖與鎂鐵質(zhì)巖石之間不存在成因上的聯(lián)系。第五，地球化學(xué)研究顯示，該區(qū)的鎂鐵質(zhì)巖石在稀土元素上主要表現(xiàn)為輕稀土元素虧損的特點(diǎn)，反映來自軟流圈地幔的高程度部分熔融。這一結(jié)論與Sr-Nd同位素的特征相吻合(圖5c)。第六，對若干重要巖體的觀察發(fā)現(xiàn)，這些超鎂鐵巖的侵位主要與洋底的拆離斷層作用有關(guān)(Manatschal and Müntener, 2009; Manatschaletal., 2011; Picazoetal., 2013)。

圖6 西Alps利古里亞內(nèi)帶 (Internal Liguria) 蛇綠巖(a)-輝長巖及分異的偉晶巖; (b)-輝長巖的塑性變形及固態(tài)流變構(gòu)造; (c)-地幔橄欖巖(蛇紋巖)中的輝長巖脈(現(xiàn)已轉(zhuǎn)變?yōu)楫悇冣}榴巖); (d)-輝長巖中的輝綠巖脈; (e)-蛇綠巖上部的硅質(zhì)頁巖沉積覆蓋在輝長巖礫石之上; (f)-蛇綠巖與硅質(zhì)巖之間沉積接觸帶內(nèi)不同成分的礫石Fig.6 Internal Ligurian ophiolites in western Alps

對上述資料最合理的解釋是，西Alps在160～165Ma時(shí)期發(fā)生大陸伸展事件(相當(dāng)于新特提斯洋的西部末梢)，地殼變薄、地表下陷，形成淺表海洋。當(dāng)伸展進(jìn)一步加強(qiáng)時(shí)，海洋水體變深形成硅質(zhì)巖沉積。同時(shí)，大陸巖石圈地幔由于伸展而開始直接出露地表(水下)。隨著伸展的進(jìn)行，深部軟流圈地幔發(fā)生部分熔融，形成的熔體或者侵入于地幔橄欖巖之中形成輝長巖。伸展的進(jìn)一步進(jìn)行，使得地幔橄欖巖和侵入的輝長巖折返至前部，然后又被軟流圈來源的玄武巖漿侵入，形成輝綠巖；或者直接噴出洋底表面形成玄武巖(Piccardo and Guarnieri, 2010)。

很顯然，上述模型與板塊構(gòu)造理論所主張的殘留體-熔體模式相差甚遠(yuǎn)，它帶給我們的重要啟示有：第一，蛇綠巖中的鎂鐵-超鎂鐵巖在成因上可能并不存在任何聯(lián)系。如果這一點(diǎn)屬實(shí)，我們現(xiàn)今任何建立在鎂鐵-超鎂鐵巖同源基礎(chǔ)上的蛇綠巖分類都將是片面的，包括以橄欖巖為標(biāo)志的HOT/LOT型蛇綠巖分類(Boudier and Nicolas, 1985)、以超鎂鐵巖虧損程度的Liguria、Yakuno和Papua型或低鋁/高鋁蛇綠巖分類(Ishiwatari, 1985)，及以堆晶巖為特征的蛇綠巖分類等(Church and Riccio, 1977)。根據(jù)目前的資料，鎂鐵-超鎂鐵巖不同源的資料在Troodos、Semail等蛇綠巖中也同樣存在(McCulloch and Cameron, 1983; Büchletal., 2004; Hanghojetal., 2010; Osozawaetal., 2012)，反映蛇綠巖形成過程中巖漿作用的復(fù)雜性和巖漿源區(qū)的多樣性。第二，蛇綠巖形成過程中，其殼幔邊界處可能有時(shí)并不存在巖漿房。實(shí)際上，目前確認(rèn)的現(xiàn)代大洋擴(kuò)張脊下的巖漿巖是極為罕見的，只在擴(kuò)張速率較快的東太平洋隆才有發(fā)現(xiàn)(Detricketal., 1987)。第三，硅質(zhì)巖可沉積在上述過程的不同階段，甚至早于玄武巖的噴發(fā)，因此硅質(zhì)巖可限制蛇綠巖最小年齡的說法也不成立。

我們驚嘆歐洲人扎實(shí)的工作，不免也詫異，蛇綠巖中鎂鐵-超鎂鐵巖的成因聯(lián)系一事在以前的研究中為何未得到重視(Sharmaetal., 1995; Sharma and Wasserburg, 1996)？這主要有下述方面的原因，其一，大多數(shù)情況下，超鎂鐵巖與鎂鐵巖屬于構(gòu)造接觸，野外難以準(zhǔn)確判斷它們在形成時(shí)間上的先后；其二，兩種巖石之間的成因?qū)W研究主要依賴于同位素地球化學(xué)研究。大多數(shù)情況下，超鎂鐵巖蝕變嚴(yán)重，使我們難以準(zhǔn)確獲得其同位素組成。即使部分情況下樣品新鮮，但由于地幔橄欖巖在多數(shù)情況下為方輝橄欖巖，缺少我們能夠獲得其同位素組成的單斜輝石；其三，也是最重要的，我們大多想當(dāng)然地認(rèn)為，蛇綠巖中鎂鐵巖和超鎂鐵巖緊密共生，它們在成因上一定是有聯(lián)系的，因而也就不自覺地接受了同源巖漿模式，盡管該模式有同源巖漿分異和殘留體-熔體之分。

既然西Alps提供的模式與現(xiàn)今絕大多數(shù)人接受的思想相差較大，那西Alps的這些巖石還屬于蛇綠巖嗎？我們可以說，蛇綠巖可能是多種多樣的(Coleman, 1984)，原來定義的反而并不是最典型的。但西Alps是蛇綠巖提出的地方，那里所出現(xiàn)的特征巖石組合才是真正的蛇綠巖，只不過歐洲地質(zhì)學(xué)家當(dāng)時(shí)提出的概念已被美國的地質(zhì)學(xué)家采用“偷梁換柱”的辦法， 做到了“以假亂真”，真可謂“假作真時(shí)真亦假”。我們曾想過，既然如此，對西Alps地區(qū)的這類巖石是否可以予以一個(gè)新的名字，比如Steimannite，但我們回而一想，這世道太不公平，為何非要讓Alps如此委屈。

Alps地區(qū)工作的影響是深遠(yuǎn)的。到目前為止，西Alps地區(qū)還未發(fā)現(xiàn)有新特提斯洋俯沖型巖漿作用的存在。該地區(qū)的鎂鐵質(zhì)巖石是MORB型的，而這些鎂鐵質(zhì)巖石的有限出露，表明地幔的部分熔融程度較低?；蛘哒f，西Alps代表的是超慢速擴(kuò)張背景下形成的洋殼。那么，不同擴(kuò)張速率情形下形成的洋殼究竟有何不同呢？顯然，這需要了解現(xiàn)今大洋的資料。

3.4 從現(xiàn)代大洋看蛇綠巖問題

我們地球的表面主要被海洋所占據(jù)，半個(gè)世紀(jì)以來積累的海洋地質(zhì)資料已可以使我們對這些海洋形成的基本特征進(jìn)行總結(jié)。根據(jù)磁異常條帶的恢復(fù)結(jié)果，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)洋殼的形成速率在全球變化較大，并可劃分為快速(80～180mm/y)、中速(55～80mm/y)、慢速(<55mm/y) 和超慢速(14～16mm/y)四個(gè)不同的類型?？焖贁U(kuò)張洋脊以東太平洋為代表，地形上形成隆起，巖漿供給充分，因而發(fā)育巖漿房，并具有較厚的海洋地殼(Kentetal., 1990; Sinton and Detrick, 1992)。慢速-超慢速擴(kuò)張脊以大西洋、西南印度洋和北冰洋為代表，海底相對平坦，巖漿形成速率低，不發(fā)育巖漿房，因而也就具有薄的洋殼(Purdy and Detrick, 1986)，甚至在部分情況下，洋殼由于缺失而使大洋地幔橄欖巖直接出露在洋底。從圖7提供的資料可以發(fā)現(xiàn)，將近70%的海底是在慢速-超慢速情況下形成的。也就是說，如果現(xiàn)今地球的海洋能夠代表它的整個(gè)歷史特征的話，慢速-超慢速擴(kuò)張的洋脊對蛇綠巖的研究來說至關(guān)重要。

最近對大西洋和西南印度洋洋底的研究取得諸多成果，其中一項(xiàng)重要的認(rèn)識(shí)是海洋拆離斷層的發(fā)現(xiàn)和海洋核雜巖的確定(Dicketal., 1981; Cannetal., 1997; Tucholkeetal., 1998)。這些拆離斷層和核雜巖與陸地上的同類物并無二致，只是發(fā)育在海水之下的洋底(Whitneyetal., 2013)。正是由于拆離斷層的存在，使得大量的大洋地幔直接出露到洋底表面。由于巨量的拆離伸展作用，下部的軟流圈發(fā)生減壓部分熔融，形成大量侵入于地幔橄欖巖中的輝長-輝綠巖體(Restonetal., 2002; Oliveetal., 2010)。因此，快速和慢速-超慢速擴(kuò)張的洋脊具有完全不同的特征(圖7) (Niu and Hekinian, 1997)，它們分別被稱之為Penrose和Chapman模式(Maffioneetal., 2013)，是對經(jīng)典洋殼形成與擴(kuò)張理論的重要補(bǔ)充。

大洋研究中另一個(gè)重要問題是大洋巖石圈的時(shí)代。根據(jù)板塊構(gòu)造理論，我們都接受一個(gè)基本假設(shè)，即大洋巖石圈是年輕的。盡管不斷有大洋中含有古老大陸地塊的報(bào)道(Bonatti, 1971, 1990; Kepezhinskas and Dmetriev, 1992; Torsviketal., 2013; Pushcharovsky, 2013)，但我們相信，大洋洋殼可能在主體上確實(shí)是年輕的，但大洋地幔也是如此嗎？到現(xiàn)在為止，我們還沒有一個(gè)確切的大洋剖面可供進(jìn)行此方面的研究。從另一方面來說，和大陸地幔類似，大洋地幔年齡的確定是極為困難的，它缺乏我們經(jīng)常需要的定年礦物。更何況，在目前采集到的大洋橄欖巖中，只有少數(shù)樣品是新鮮的。而且，這些新鮮樣品基本上都是方輝橄欖巖。顯然，我們對大洋地幔年齡的確定需要依賴其它方法，我們不妨來看一下這方面最新的研究資料。

早在20世紀(jì)90年代，Snowetal. (1994)就對當(dāng)時(shí)收集到的大洋橄欖巖進(jìn)行了Sr-Nd同位素方面的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些橄欖巖與洋中脊玄武巖具有相同的同位素組成。因此，當(dāng)時(shí)人們確信，大洋橄欖巖就是形成大洋地殼后的地幔殘余。然而，隨著資料的積累，情況變得復(fù)雜起來(Warrenetal., 2009)。首先，通過Os同位素等方面的研究發(fā)現(xiàn)，部分大洋地幔橄欖巖具有非常低的Os同位素組成，對這一現(xiàn)象的唯一解釋就是地幔是古老的。如大西洋(Shireyetal., 1987; Pilotetal., 1998; Brandonetal., 2000; Chazotetal., 2005; Ciprianietal., 2004; 2009; Harveyetal., 2006; Brunelli and Seyler, 2010; Coltortietal., 2010)、西南印度洋(Salters and Dick, 2002; Standishetal., 2002; Hamelinetal., 2013; Zhou and Dick, 2013)、北冰洋(Liuetal., 2008; Strackeetal., 2011), 以及與熱點(diǎn)或地幔柱巖漿作用有關(guān)的Hawaii (Salters and Zindler, 1995; Saltersetal., 2006; Bizimisetal., 2003, 2007)、Ontong Java (Ishikawaetal., 2011)、Taitao(智利西部的太平洋, Schulteetal., 2009)及其它地區(qū) (Simonetal., 2008)。特別是在大西洋，目前報(bào)道的古老大陸地殼與地幔物質(zhì)的文獻(xiàn)有數(shù)十篇，這就引出了年輕的大洋中為何存在古老的大陸物質(zhì)問題。

目前大多數(shù)人接受的解釋方案是(Rampone and Hofmann, 2012)，在地球所進(jìn)行的板塊俯沖歷史進(jìn)程中，一些俯沖到地球深處的古老大陸巖石圈由于其密度較輕而被長期保存在軟流圈中。當(dāng)板塊分離形成大洋時(shí)，這些古老地幔物質(zhì)會(huì)首先伴隨軟流圈的上涌而侵位到淺部，進(jìn)而成為大洋巖石圈的一部分。另一種可能性是，這些古老地幔是大陸拉張時(shí)殘留的大陸物質(zhì)，如對大西洋和西南印度洋中的古老物質(zhì)，目前就采取這一解釋(Bonatti, 1971)。一個(gè)典型的例子是紅海中的Zarbagard島，其主要由橄欖巖組成，以前人們認(rèn)為它可能是紅海擴(kuò)張而形成的新生地幔，但后來的研究才發(fā)現(xiàn)，這些地幔橄欖巖是在泛非時(shí)期形成的，是紅海形成時(shí)的大陸地幔殘留(Brueckneretal., 1988, 1995; Snow and Schmidt, 1999)。我們相信，隨著研究的不斷深入，大洋中將有越來越多的古老大陸地幔，甚至大陸地殼物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)。

圖7 全球大洋擴(kuò)張速率分布及不同擴(kuò)張速率情形下洋殼剖面示意圖(據(jù)Perfit et al., 1994; Reston et al., 2002; Muller et al., 2008修改)Fig.7 Distribution of the spreading rate of the oceanic floor and its spreading models (modified after Perfit et al., 1994; Reston et al., 2002; Muller et al., 2008)

無論大洋中含有多少古老大陸物質(zhì)，我們現(xiàn)在基本上都認(rèn)為，蛇綠巖應(yīng)該代表了海洋巖石圈，盡管目前還不明確這個(gè)洋是大洋還是小洋(Coleman, 1977; Nicolas, 1989)。然而對全球資料的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，大洋橄欖巖和蛇綠巖中的地幔橄欖巖無論在巖石類型，還是地球化學(xué)成分上都存在明顯差別(Dicketal., 1984; Bodinier and Godard, 2003)，主要表現(xiàn)為蛇綠巖中地幔橄欖巖的熔體虧損程度更高。為解釋這種差別，有學(xué)者提出蛇綠巖可能更多地與島弧環(huán)境有關(guān)。在該背景下，地幔由于受俯沖流體的交代作用而發(fā)生較高程度部分熔融(Dicketal., 1984)，但也有學(xué)者認(rèn)為這種差別與洋殼擴(kuò)張速率有關(guān)，即大洋橄欖巖和蛇綠巖分別代表了慢速-超慢速和快速擴(kuò)張下的海洋巖石圈(Nicolas, 1989)。

大洋研究中另一個(gè)重要問題是，組成洋殼主體的大洋中脊玄武巖(MORB)與大洋橄欖巖是否同源，這方面有比較多的研究成果，但也存在激烈的爭論。首先，從主要元素成分來看，大洋橄欖巖比理論上的地幔殘留體富鎂鐵而貧硅，并非是MORB熔融后的簡單殘留(Niuetal., 1997)。從微量元素特征來看，大量的大洋橄欖巖具有明顯低的稀土元素組成，這要求這些大洋橄欖巖經(jīng)歷過比MORB形成要高得多的部分熔融(Bodinier and Godard, 2003; Warrenetal., 2009)。第三，正如前面介紹的同位素組成的那樣，MORB和大洋橄欖巖在Sr-Nd-Hf-Os同位素組成上均存在明顯差別(Grahametal., 2006; Warrenetal., 2009; Saltersetal., 2011)。

新西蘭南面的Macquarie島(屬澳大利亞) 和智利西海岸Taitao島是目前確認(rèn)的最能代表海洋巖石圈的蛇綠巖剖面。以前者為例，該蛇綠巖的層序與1972年P(guān)enrose會(huì)議確定的標(biāo)準(zhǔn)層序基本一致，自下而上出現(xiàn)有方輝橄欖巖、堆晶巖(包括純橄巖、異剝橄欖巖、橄長巖、層狀輝長巖、塊狀輝長巖和粗粒輝長巖等)、輝綠巖席狀巖墻群、玄武巖及其火山沉積夾層，是慢速擴(kuò)張洋脊的代表。研究發(fā)現(xiàn)，該蛇綠巖中的玄武巖和輝綠巖脈在成分上呈現(xiàn)從N-MORB到E-MORB或更高堿質(zhì)的演變(Varneetal., 2000)。更為重要的是，目前發(fā)現(xiàn)該蛇綠巖底部的地幔橄欖巖在元素組成上具有超虧損性質(zhì)，不可能是上覆洋殼巖石的源區(qū)。Os資料還證實(shí)，該地幔橄欖巖是在10億年左右形成的，與9Ma左右的洋殼年代相差甚遠(yuǎn)(Dijkstraetal., 2010)。智利西海岸的Taitao巖體是在板塊匯聚過程中侵位的大洋殘片，其底部地幔橄欖巖主要由方輝橄欖巖、二輝橄欖巖和純橄巖組成。其地殼端元的組成巖石包括輝長巖、輝綠巖墻、上部玄武質(zhì)-英安質(zhì)的火山-沉積巖系及侵位后的花崗質(zhì)侵入體。近幾年對該蛇綠巖及西側(cè)洋中脊巖石的主要發(fā)現(xiàn)有：第一，該蛇綠巖層序完整，與經(jīng)典的Penrose會(huì)議定義基本一致，代表了洋中脊擴(kuò)張背景下形成的海洋巖石圈(Dilek and Furnes, 2011)；第二，該區(qū)的鎂鐵質(zhì)巖石顯示明顯的SSZ型蛇綠巖的痕跡(Klein and Karsten, 1995; Sturmetal., 1999)；第三，Os同位素資料顯示，該蛇綠巖中的地幔橄欖巖是在16億年以前形成含有較多數(shù)量的古老物質(zhì)(Schulteetal., 2009)；第四，Sr-Nd等同位素地球化學(xué)研究顯示，其地幔橄欖巖與地殼端元的鎂鐵質(zhì)巖石在成因上并不具有互補(bǔ)關(guān)系，橄欖巖中的輝石巖可能對鎂鐵質(zhì)巖石的貢獻(xiàn)更大(Schulteetal., 2009)。盡管目前對上述特點(diǎn)有各式各樣的解釋，但我們說，該蛇綠巖是在洋中脊形成的。或者說，SSZ型蛇綠巖也可以發(fā)育在洋中脊環(huán)境。

總之，從大洋研究的結(jié)果來看，海洋巖石圈的形成并不是像經(jīng)典板塊構(gòu)造理論所主張的那樣簡單，大洋巖石圈的形成歷史與過程可能比我們想象的要復(fù)雜得多。洋殼和海洋地幔不僅在年代上有可能不同，甚至它們在成因上都不一定存在聯(lián)系，而且SSZ型蛇綠巖也可在洋中脊出現(xiàn)等。如果真如此，將蛇綠巖簡單地類比為海洋巖石圈，及將SSZ與MORB蛇綠巖區(qū)分成不同的構(gòu)造背景等，都可能將是歷史的誤會(huì)。那大洋到底是怎么形成的，消失的海洋巖石圈又在哪里，地質(zhì)學(xué)又到了一個(gè)歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

4 雅魯藏布蛇綠巖成因的新解釋

在回顧了蛇綠巖定義與成因研究的基本問題之后，細(xì)心的讀者不難發(fā)現(xiàn)，那究竟什么是蛇綠巖？近幾十年來的進(jìn)展表明，1972年的Penrose定義具有明顯的局限性。正是在這一背景下，Dilek and Furnes (2011)提出蛇綠巖就是異地而來的上地幔與洋殼碎塊，且不論上述地幔橄欖巖與洋殼鎂鐵質(zhì)巖石間是否存在成因聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，他們將蛇綠巖劃分成大陸邊緣型(如西Alps的Liguria)、洋中脊型(如智利的Taitao)、地幔柱型、SSZ型(如塞浦路斯的Troodos、阿曼的Semail和西藏的雅魯藏布)、火山弧型(美國西部的Cordillera)及增生型。如果我們仔細(xì)對照1972年的Penrose定義(Although ophiolite generally is interpreted to be oceanic crust and upper mantle the use of the term should be independent of its supposed origin)，這一分類方案似乎可以接受，但他們定義的部分類型蛇綠巖的層序與1972年的定義相差甚遠(yuǎn)，因而將蛇綠巖的定義明顯擴(kuò)大化。我們暫時(shí)回避這一定義的分歧，還是回到本文要研究的主題-雅魯藏布蛇綠巖(圖8)。我們首先看一些基本事實(shí)，然后再看看這些新的觀察事實(shí)又反映了哪些以前未被注意的問題。

4.1 地幔橄欖巖時(shí)代與造山帶橄欖巖問題

雅魯藏布蛇綠巖中的地幔橄欖巖大多已被蛇紋巖化，目前報(bào)道的新鮮橄欖巖產(chǎn)地有阿里地區(qū)的東波、普蘭、休古嘎布(包括當(dāng)窮)和仲巴，日喀則一帶的路曲、大竹曲，以及東部的澤當(dāng)和羅布莎?？梢哉f，國內(nèi)外學(xué)者對這些地幔橄欖巖均進(jìn)行了大量的工作，但從成因?qū)W的角度來看，這方面的工作還相當(dāng)有限。

正如前已述及的那樣，雅魯藏布蛇綠巖的一個(gè)重要特點(diǎn)是地幔橄欖巖以二輝橄欖巖或含單斜輝石的方輝橄欖巖為主，貧單斜輝石的方輝橄欖巖和純橄巖相對有限。我們說，如果這些橄欖巖是大洋巖石圈地幔，那一定表明其熔體抽取的程度較低，從而導(dǎo)致所形成的洋殼較薄?；蛘哒f，代表了一個(gè)慢速的擴(kuò)張脊環(huán)境(Nicolasetal., 1981)。雅魯藏布蛇綠巖的另外一個(gè)特點(diǎn)是超鎂鐵質(zhì)/鎂鐵質(zhì)巖石的比例較高。在西部阿里地區(qū)，蛇綠巖體以超鎂鐵巖為主，基本不發(fā)育鎂鐵質(zhì)巖石，且硅質(zhì)巖可能直接覆蓋在超鎂鐵的橄欖巖之上。對這一現(xiàn)象最簡單的解釋就是，這些巖石是造山帶橄欖巖，而不是什么在大洋中形成的巖石。可能有讀者會(huì)認(rèn)為，鎂鐵質(zhì)巖石的缺失可能是后期構(gòu)造肢解的結(jié)果。我們說，這些巖石確實(shí)受到過改造，否則也不會(huì)現(xiàn)在暴露到地表，但很多剖面中巖性的連續(xù)展布及橄欖巖中高溫變形組構(gòu)方位的一致性，均表明后期改造較為有限(Girardeauetal., 1985c)，鎂鐵質(zhì)巖性的缺失可能是該帶蛇綠巖的固有特性。

圖8 雅魯藏布與標(biāo)準(zhǔn)蛇綠巖剖面對比(a)、蛇綠巖形成時(shí)代(b)及Sr-Nd同位素特征(c) 在圖b中，張萬平等(2011b)及Chan et al. (2014)數(shù)據(jù)未參與統(tǒng)計(jì)Fig.8 Comparison of the Yarlung Zangbo and idealized ophiolite sequence (a), U-Pb ages of zircons from mafic intrusions (b) and Sr-Nd isotopic data (c) of the Yarlung Zangbo ophiolite

從地球化學(xué)特點(diǎn)來看(Hébertetal., 2012)，這些地幔橄欖巖基本都顯示虧損不相容元素的特點(diǎn)，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解上，其元素豐度低于正常的N-MORB的源區(qū)，并又可劃分為右傾斜型和U型兩種型式。前者可解釋為熔體提取后的直接殘留，但后者應(yīng)該在熔體抽取后經(jīng)歷過后期的交代作用。但我們指出，雅魯藏布蛇綠巖中的地幔橄欖在很多情況下并不新鮮。此外，橄欖巖中各類微量元素豐度較低，對這些元素含量的準(zhǔn)確測定并非易事。對這些橄欖巖中單斜輝石的測定顯示，它們均顯示不相容元素虧損的特點(diǎn)，有微弱的輕稀土元素的富集，反映經(jīng)歷過小程度的后期交代作用。但遺憾的是，目前這方面的研究還開展得較少(Liuetal., 2010, 2012)。

目前我們可以用以討論地幔橄欖巖時(shí)代的是Gopeletal. (1984)發(fā)表的Pb同位素資料。該文作者通過分析日喀則附近蛇綠巖中地幔橄欖巖的組成，獲得地幔橄欖巖的年代為400Ma左右。這一年代明顯老于蛇綠巖兩側(cè)由放射蟲而制約的深海沉積的時(shí)代，再結(jié)合我們后面將要介紹的蛇綠巖中輝長-輝綠巖的時(shí)代，這無疑表明雅魯藏布蛇綠巖中的地幔橄欖巖應(yīng)該是新特提斯洋打開之前形成的古老大陸巖石圈地幔。支持這一解釋的另外一項(xiàng)證據(jù)來自Sr-Nd同位素?cái)?shù)據(jù)(圖8c)。根據(jù)目前的資料(Milleretal., 2003; 程學(xué)展等, 2011)，這些地幔橄欖巖具有較大的Sr-Nd同位素變化范圍，暗示其極有可能為古老的巖石圈地幔。遺憾的是，目前數(shù)據(jù)的精度還有待提高。未來加強(qiáng)區(qū)內(nèi)新鮮橄欖巖的工作，將為這一問題的解決提供確切的答案。此外，近年來的Re-Os同位素資料顯示(Shietal., 2007; Liuetal., 2012; 史仁燈等, 2012)，普蘭和羅布莎橄欖巖中均有部分巖石顯示古老的熔體抽取歷史，反映古老巖石圈地幔存在的可能性。但是，澤當(dāng)?shù)貐^(qū)的資料沒有發(fā)現(xiàn)任何古老地幔的信息(史仁燈等, 2012)，可能表明該蛇綠巖與前兩者有所不同?？傊?，目前有限的資料還不能證明雅魯藏布蛇綠巖中的地幔橄欖巖是中生代期間形成的海洋巖石圈地幔。

本文作者在剛開始進(jìn)入西藏對這些蛇綠巖進(jìn)行工作時(shí)有一個(gè)極為簡單的設(shè)想：世界上絕大多數(shù)造山帶都存在大量的造山帶橄欖巖，但為何在雅魯藏布這一如此重要的構(gòu)造帶中卻未見蹤影。現(xiàn)在看來，我們的猜想可能是正確的，雅魯藏布蛇綠巖中的地幔橄欖巖很可能有相當(dāng)一部分是造山帶橄欖巖。只不過這些巖石大多沒有經(jīng)歷高壓-超高壓變質(zhì)的改造，或它們來源深度并不很大，相當(dāng)于我們所說的“低壓造山帶橄欖巖”。但到底哪些是造山帶橄欖巖，哪些又是經(jīng)典蛇綠巖中的橄欖巖，目前并不清楚，未來加強(qiáng)橄欖巖的屬性研究甚為迫切。此外，這些橄欖巖大部分都發(fā)生了蛇紋石化，并使侵入其中的鎂鐵質(zhì)巖石發(fā)生異剝鈣榴巖化，對這些蝕變過程進(jìn)行研究，將是揭開雅魯藏布蛇綠巖形成與侵位過程及機(jī)制的重要資料。

4.2 鎂鐵質(zhì)巖石的形成時(shí)代與構(gòu)造屬性

雅魯藏布蛇綠巖中的鎂鐵質(zhì)巖石包括三大基本類型巖石：玄武巖、輝綠巖和輝長巖。目前對這些巖石進(jìn)行了大量的年代學(xué)工作，其獲得的資料如表1所示。

玄武巖 該類巖石在區(qū)內(nèi)分布廣泛，有塊狀、枕狀、杏仁狀等多種類型之分。它主要出現(xiàn)在雅魯藏布蛇綠巖的北側(cè)，但在南側(cè)的混雜巖帶中多以巖塊形式產(chǎn)出。這一類型巖石的年代學(xué)資料還很少, 僅劉維亮等(2013)報(bào)道過澤當(dāng)蛇綠巖中玄武巖的鋯石U-Pb年齡為154.9±2.0Ma，但該巖石所具有的地球化學(xué)特點(diǎn)使得我們現(xiàn)在還難以判定是否是蛇綠巖的組成部分。與玄武巖相伴產(chǎn)出的深海硅質(zhì)巖中的放射蟲給出的時(shí)代基本在T2-K1左右(王希斌等, 1987; 高洪學(xué)和宋子季, 1995;朱杰等, 2005; Zyabrevetal., 2003,2004)。相對而言，這些巖石的地球化學(xué)資料較多。根據(jù)這些資料，目前發(fā)現(xiàn)這些玄武質(zhì)巖石主要為形成于洋中脊環(huán)境下的MORB型，但也存在大洋內(nèi)部的洋島型(OIB)以及與俯沖作用有關(guān)的島弧型和大陸邊緣型等(Dupuisetal., 2005a; Xiaetal., 2008; Hébertetal., 2012; 李文霞等, 2012)，表明該巖石形成的復(fù)雜性。從空間分布來看，南側(cè)混雜巖帶中較早期的玄武巖巖塊較多顯示OIB的特征，而北側(cè)覆蓋在超鎂鐵-鎂鐵巖之上較年輕的玄武巖主要為MORB型。此外，硅質(zhì)巖中的夾層玄武巖也顯示OIB的特點(diǎn)(鄧萬明等, 1982)。但對這一構(gòu)造環(huán)境判別問題，我們在研究中應(yīng)該持謹(jǐn)慎態(tài)度。首先，以前積累的部分資料質(zhì)量較差。盡管近幾年分析水平有所提高，但不同時(shí)期魚目混雜的數(shù)據(jù)難以給出確切的結(jié)論。第二，這些巖石很多都遭受了不同程度的蝕變，我們對它的甄別還很不夠。第三，地球化學(xué)投影得來的構(gòu)造背景僅可能作為我們工作的參考，巖石野外產(chǎn)出的具體位置及相互關(guān)系應(yīng)是我們考慮問題的關(guān)鍵。目前亟待開展的工作是對每一個(gè)蛇綠巖剖面開展精細(xì)研究，厘定剖面自下而上時(shí)代、巖性及其地球化學(xué)特征的變化情況，以確定它的基本構(gòu)造屬性及和其它巖類的時(shí)空關(guān)系。

表1雅魯藏布蛇綠巖中鎂鐵質(zhì)巖石的鋯石U-Pb年齡

Table 1 Zircon U-Pb ages of the mafic rocks from the Yarlung Zangbo ophiolite

SampleNoGPSlocationPlutonLithologyAge(Ma)MineralReferenceL?178?3東波輝石巖脈1300±05Zircon(SHRIMP)熊發(fā)揮等(2011)L?190?2東波輝長巖脈1280±11Zircon(SHRIMP)熊發(fā)揮等(2011)GCT?329東波輝長巖脈1597±05Zircon(TIMS)Chanetal．(2014)3X33230°33′49″，81°09′28″拉昂錯(cuò)輝綠巖脈1202±23Zircon(SHRIMP)李建峰等(2008)Y?4030°33′43″，81°15′09″拉昂錯(cuò)細(xì)粒輝長巖脈130±3Zircon(SHRIMP)劉釗等(2011)3X31430°35′33″，81°30′57″拉昂錯(cuò)輝綠巖脈1188±18Zircon(SHRIMP)Xiaetal．(2011)GCT?134拉昂錯(cuò)輝長巖脈1238±11Zircon(TIMS)Chanetal．(2014)GCT?61拉昂錯(cuò)輝長蘇長巖脈1234±11Zircon(TIMS)Chanetal．(2014)3X26930°11′56″，83°03′30″休古嘎布輝綠巖脈1223±24Zircon(SHRIMP)韋振權(quán)等(2006)GCT?185當(dāng)窮輝長巖脈1267±05Zircon(TIMS)Chanetal．(2014)GCT?163當(dāng)窮輝長巖脈1234±08Zircon(TIMS)Chanetal．(2014)ZOES?4?0429°57′51″，83°19′05″那久輝長巖3637±17Zircon(SIMS)Daietal．(2011a)ZOES?4?04仲巴輝綠巖脈1257±09Zircon(SIMS)Daietal．(2012)3X6629°20′16″，86°41′32″桑桑輝綠巖脈1252±34Zircon(SHRIMP)夏斌等(2008)3X56229°07′53″，88°03′55″吉定均質(zhì)輝長巖128±2Zircon(SHRIMP)王冉等(2006)JD07吉定輝長巖脈1271±35Zircon(LA)Daietal．(2013)RZ?5吉定輝綠巖脈1285±10Zircon(LA)Baoetal．(2013)GCT?152吉定輝長巖1318±13Zircon(LA)Chanetal．(2014)12FW3429°07′17″，88°21′27″吉定異剝鈣榴巖？1240±16Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)12FW4529°07′01″，88°58′14″夏魯異剝鈣榴巖？1257±08Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)3X69229°08′06″，88°59′23″群讓均質(zhì)輝長巖1256±09Zircon(SHRIMP)李建峰等(2009)DJ11?22得幾石英閃長巖1233±15Zircon(LA)Daietal．(2013)DJ11?01得幾輝綠巖脈1249±11Zircon(LA)Daietal．(2013)DJ11?14得幾輝綠巖脈1265±47Zircon(LA)Daietal．(2013)12FW14929°08′47″，89°06′18″得幾異剝鈣榴巖1257±13Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)12FW15229°08′48″，89°06′18″得幾輝長巖1246±14Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)12FW15629°08′57″，89°06′17″得幾石英閃長巖1247±19Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)PC0129°10′09″，89°10′11″彭倉異剝鈣榴巖1260±30Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)PC0329°10′09″，89°10′11″彭倉異剝鈣榴巖1300±13Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)PC0629°10′08″，89°10′11″彭倉石英閃長巖1291±14Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)D13大竹曲石英閃長巖1260±15Zircon(SHRIMP)Malpasetal．(2003)DZQ11?03大竹曲輝綠巖脈1261±13Zircon(LA)Daietal．(2013)12FW13829°17′51″，89°32′55″大竹曲異剝鈣榴巖1249±14Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)12FW13929°17′49″，89°32′42″大竹曲輝長巖1244±13Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)12FW14329°18′23″，89°31′48″大竹曲輝長巖1275±10Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)ZT69829°12′07″，91°40′31″澤當(dāng)輝長巖273±6Zircon(SIMS)McDermidetal．(2002)ZD4729°13′16″，91°37′58″澤當(dāng)異剝鈣榴巖1315±11Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)ZD4829°13′16″，91°37′58″澤當(dāng)異剝鈣榴巖1303±12Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)13ZD4729°13′17″，91°37′24″澤當(dāng)輝長巖1317±09Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)ZD6929°12′08″，91°40′33″澤當(dāng)斜長花崗巖1378±10Zircon(SIMS)張亮亮等(未刊)ZD10澤當(dāng)玄武巖1549±20Zircon(SHRIMP)劉維亮等(2013)羅布莎輝綠巖脈1629±28Zircon(SHRIMP)鐘立峰等(2006)GCT?405羅布莎輝長巖脈1484±45Zircon(LA)Chanetal．(2014)GCT?406羅布莎輝長巖脈1499±22Zircon(LA)Chanetal．(2014)12FW17429°14′23″，92°11′43″羅布莎輝長巖1309±13Zircon(SIMS)張暢等(未刊)13LBS0829°14′10″，92°12′18″羅布莎輝長巖1283±09Zircon(SIMS)張暢等(未刊)LL01?528°55′05″，93°47′48″朗縣變輝綠巖1914±37Zircon(SHRIMP)張萬平等(2011b)QS01?129°02′30″，92°17′58″朗縣變輝綠巖1472±34Zircon(SHRIMP)張萬平等(2011b)LX03?128°52′56″，93°02′02″朗縣變玄武巖1478±33Zircon(SHRIMP)張萬平等(2011b)LX03?328°52′56″，93°02′02″朗縣變玄武巖1457±25Zircon(SHRIMP)張萬平等(2011b)

輝綠巖 該巖性大多以巖席或巖脈形式存在于橄欖巖或玄武巖之中，是雅魯藏布蛇綠巖的重要特色之一。部分學(xué)者認(rèn)為，本區(qū)的這些輝綠巖是洋殼慢速擴(kuò)張的產(chǎn)物(Girardeauetal., 1985b)，但也有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)代表了大洋的快速擴(kuò)張(Hopson, 2007)。目前我們獲得的絕大多數(shù)年代學(xué)資料均來自該類型巖石。根據(jù)表1總結(jié)的資料，這些輝綠巖形成在123～128Ma一個(gè)非常狹窄的時(shí)間段內(nèi)。絕大部分研究者都認(rèn)為，這些輝綠巖的年齡應(yīng)代表了蛇綠巖中鎂鐵質(zhì)巖石(洋殼)的時(shí)代。但我們的疑問是，為何在東西長約1500km的范圍內(nèi)，洋殼的時(shí)代是如此一致？難道說，只有這個(gè)時(shí)代的蛇綠巖才能被保存？對輝綠巖進(jìn)行的地球化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，它們在元素特征上以MORB型為主，少數(shù)出現(xiàn)OIB型Bédardetal., 2009; Bezardetal., 2011)，顯示與玄武巖的不同。這一方面可能暗示玄武巖可能遭受過蝕變的影響，但也不排除輝綠巖與玄武巖的源區(qū)可能有所不同。但在同位素特征上，輝綠巖與玄武巖顯示一致的虧損地幔特點(diǎn)(圖8c)，反映來自軟流圈地幔的高程度部分熔融作用。

前已述及，雅魯藏布蛇綠巖最特征的就是大量輝綠巖床或巖席的存在，它不僅侵入到上部的輝長巖或玄武巖之中，還大量存在于地幔橄欖巖之中，且以橄欖巖-玄武巖接觸處發(fā)育最甚。目前傾向認(rèn)為，這些輝綠巖的形成仍與大洋擴(kuò)張過程有關(guān)。即在慢速擴(kuò)張的洋脊附近，洋殼中的張性裂隙發(fā)育有限，這時(shí)上升的巖漿便沿洋殼中的構(gòu)造軟弱面，即巖性界面發(fā)生水平遷移，形成席狀巖墻(王希斌等, 1984; Hopson, 2007)。但從現(xiàn)行蛇綠巖形成的機(jī)制出發(fā)，席狀巖墻群是鏈接下部巖漿房(以堆晶輝長巖為代表) 和上部玄武巖的紐帶，是“凍結(jié)”的巖漿通道。在這種情況下，巖漿只可能從巖漿房向上遷移，或沿殼幔過渡帶呈巖席展布(Boudieretal., 1996; Kelemenetal., 1997; Hopson, 2007)，但不可能向下侵入到橄欖巖之中。根據(jù)目前的研究，輝綠巖侵入橄欖巖的現(xiàn)象在世界其它地區(qū)蛇綠巖也很普遍，如意大利的Liguria (Borghinietal., 2007; Manatschaletal., 2011)、阿爾巴尼亞的Mirdita (Phillips-Lander and Dilek, 2009)、希臘的Pindos (Saccani and Photiades, 2004) 、敘利亞的Baer-Bassit (Al-Riyamietal., 2002)、塞浦路斯的Troodos (Thy and Esbensen, 1993)、阿曼的Semail (Boudier and Coleman, 1981; Girardeauetal., 2002)、土耳其的Kizildag、Antalya、Tauride和Lycian (Juteauetal., 1977; Dileketal., 1999; Celik and Chiaradia, 2008; Dilek and Thy, 2009; Elitok, 2012)、新西蘭的Dun Mountain (Sanoetal., 1997)、美國西部的Trinity、Preston Peak和 Point Sal (Snoke, 1977; Boudieretal., 1989; Hopson, 2007)、古巴的Mayari-Baracoa (Marchesietal., 2006)等，舉不勝舉。對這一現(xiàn)象有兩種可能的解釋：(1)輝綠巖脈是大洋擴(kuò)張階段地幔熔融產(chǎn)生的熔體在上升過程中與橄欖巖反應(yīng)的結(jié)果，這一機(jī)制出現(xiàn)的巖石應(yīng)該是輝石巖或輝長巖脈，它難以解釋輝綠巖脈的細(xì)粒結(jié)構(gòu)特征；(2)是橄欖巖上升到地殼淺部層位后，其下部地幔發(fā)生部分熔融而新形成的侵入體。這種地幔熔融既可能代表另外一次洋殼擴(kuò)張事件(Girardeauetal., 2002)，抑或是與蛇綠巖無關(guān)的一次地幔巖漿事件(Juteauetal., 1977)，如軸外巖漿侵入等。但無論如何，這次基性巖漿事件與它所侵入的橄欖巖和堆晶輝長巖在成因上不存在任何聯(lián)系。

輝長巖 雅魯藏布蛇綠巖中輝長巖相對較少，只在吉定、白崗和大竹曲三地出露。遺憾的是，目前獲得的這些巖石的年代學(xué)資料極為有限。Malpasetal. (2003)曾獲得大竹曲石英閃長巖的鋯石U-Pb年齡為124Ma，這一年齡也被我們近來的測定所證實(shí)。在吉定地區(qū)，我們獲得的細(xì)粒輝長巖的年代為125Ma，與區(qū)內(nèi)輝綠巖的年代一致。前人曾在羅布莎地區(qū)獲得165Ma的鋯石U-Pb年齡(鐘立峰等, 2006)，但所提供的鋯石圖像使我們懷疑其在碎樣過程中混入成因的可能。我們最近對所謂“下雜”中的輝長巖獲得128±1Ma的年齡(張暢, 未刊)，再一次驗(yàn)證在東西方向上，輝長巖與輝綠巖形成年齡的一致性，這也是我們認(rèn)為這些輝長巖實(shí)際上就是較大規(guī)模的輝綠巖的重要原因。

然而值得指出的是，前人曾在澤當(dāng)蛇綠巖的輝長巖中獲得 273±6Ma的鋯石U-Pb年齡(McDermidetal., 2002)，但這一年齡未能得到我們的證實(shí)。Daietal. (2011a)在仲巴西部的那久輝長巖中獲得363.7±1.7Ma的鋯石U-Pb年齡，且該輝長巖顯示OIB的源區(qū)性質(zhì)。張萬平等(2011b)對朗縣一帶的玄武巖和輝綠巖獲得的鋯石U-Pb年齡為146～191Ma(圖1e)。除此之外，目前在澤當(dāng)?shù)貐^(qū)我們獲得的斜長花崗巖的年齡要比輝綠巖老10Myr左右(圖8)。雖然這個(gè)差別并不大，但它確實(shí)存在，我們對它的解讀還有待繼續(xù)。盡管如此，雅魯藏布蛇綠巖中輝長巖、輝綠巖和玄武巖的形成年代均在125Ma左右，這就是目前我們絕大多數(shù)人相信的蛇綠巖的形成時(shí)代。如果說，這個(gè)年齡代表了洋殼的形成時(shí)間，那么新特提斯主要是在早白堊世發(fā)生擴(kuò)張的?？墒?，古生物資料顯示，新特提斯可能在中-晚三疊世就已打開(高洪學(xué)和宋子季, 1995; 王玉凈等, 2002; 朱杰等, 2005)。根據(jù)古地磁和古地理資料(Besse and Courtillot, 2002; Stampfli and Borel, 2002)，早白堊世時(shí)期新特提斯洋已打開至數(shù)千千米寬度，那那些更老的洋殼又在哪里呢？看來，問題比我們想象的要復(fù)雜。

4.3 雅魯藏布蛇綠巖的侵位時(shí)代

關(guān)于這一問題，以前積累的資料不多。通常說來，地層的上下覆蓋關(guān)系是我們確定侵位時(shí)代的重要手段，但這一方法難以給出精確的時(shí)代限制，而蛇綠巖周邊由構(gòu)造作用而產(chǎn)生的高壓變質(zhì)巖是確定侵位時(shí)間的重要標(biāo)志。目前，在雅魯藏布帶中的仲巴、加加、桑桑(日吾其雀嘠浦溝)、拉孜(仁噶)、薩迦(孜松) 和白朗(卡堆) 等地鑒定出的高壓變質(zhì)巖有藍(lán)片巖、硬柱石片巖、硬綠泥石片巖和黑硬綠泥石片巖等(肖序常和高延林, 1982, 1984; 李才等, 2007)。20世紀(jì)80年代，對蛇綠混雜巖中變質(zhì)玄武巖獲得的年齡是81 Ma，因而人們相信，這些蛇綠巖是晚白堊世就位的(王希斌等, 1987)。然而，在白朗縣東北部的卡堆附近，綠泥石片巖-藍(lán)片巖的Ar-Ar分析給出59Ma 的年代學(xué)數(shù)據(jù)(李才等，2007)。

蛇綠巖侵位年齡確定的另一種手段來自變質(zhì)底板(Metamorphic sole)的研究。變質(zhì)底板是蛇綠巖在侵位過程中由于自身的高溫和構(gòu)造摩擦作用而產(chǎn)生的高溫變質(zhì)巖，其主要巖石類型是斜長角閃巖和輝石巖，或多或少含有石榴石等變質(zhì)礦物，它們的原巖大多是蛇綠巖中的鎂鐵質(zhì)巖石。Malpasetal. (2003)曾對羅布莎等地斜長角閃巖中的角閃石和黑云母進(jìn)行Ar-Ar年齡確定，獲得的年齡為88～81Ma，被認(rèn)為是這些巖石的侵位時(shí)代。但最近中加合作對薩嘎、桑桑和白朗三地石榴斜長角閃巖的研究獲得的Ar-Ar年齡為123～129Ma左右(Guilmetteetal., 2008, 2009, 2012)，與蛇綠巖本身的年齡極為接近，表明這些蛇綠巖在形成后不久就很快發(fā)生了構(gòu)造就位。這一情況實(shí)際上廣泛存在于世界其它地區(qū)的蛇綠巖中，并被認(rèn)為是蛇綠巖形成于初始俯沖階段的重要標(biāo)志(Coleman, 1977; Wakabayashi and Dilek, 2000; Bortolottietal., 2013)。但是，對雅魯藏布地區(qū)的這些巖石目前還缺乏全面的研究(Burgetal., 1987)。從Guilmetteetal. (2008)提供的變質(zhì)溫壓條件來看，不排除部分巖石曾經(jīng)可能是高壓變質(zhì)巖，只是后期遭受過較強(qiáng)的退變。

從上述情況可以看出，雅魯藏布蛇綠巖的侵位時(shí)間目前研究得還很不充分，使我們難以勾畫全區(qū)的整體情況。至于侵位機(jī)制，目前還較少有所討論。

4.4 雅魯藏布蛇綠巖的形成背景與日喀則弧前盆地問題

雅魯藏布蛇綠巖的成因類型和形成背景是目前分歧較大的問題。從洋盆擴(kuò)張速率角度來看，有形成于慢速和快速擴(kuò)張脊之分(Nicolasetal., 1981; Hopson, 2007)；從構(gòu)造位置來說，有洋中脊、弧前和弧后之說(張旗等, 1982; 王希斌等, 1987; Nicolasetal., 1981; Hopson, 2007; Hebertetal., 2012; Baoetal., 2013)。盡管如此，主流觀點(diǎn)認(rèn)為雅魯藏布蛇綠巖形成于島弧有關(guān)的構(gòu)造背景，屬于SSZ型蛇綠巖。在我們討論這一問題之前，我們首先得明確這個(gè)弧在那里。在目前全球蛇綠巖研究中，根據(jù)地球化學(xué)資料得出蛇綠巖形成于洋內(nèi)島弧的認(rèn)識(shí)俯拾皆是，雅魯藏布地區(qū)也不例外。然而，我們對雅魯藏布地區(qū)新特提斯洋內(nèi)是否存有洋內(nèi)島弧，目前并無信心。盡管McDermidetal. (2002)在澤當(dāng)?shù)貐^(qū)鑒定有侏羅紀(jì)的洋內(nèi)島弧，但我們最近的研究證明(Zhangetal., 2014)，該島弧實(shí)際上只是岡底斯活動(dòng)大陸邊緣的一部分。我們認(rèn)為，相對與正常的大洋地殼而言，洋內(nèi)島弧被保存的可能性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，更不用說地幔橄欖巖。即使我們假設(shè)洋內(nèi)島弧可能在后期均已俯沖消失，但必須找到它曾經(jīng)存在的證據(jù)。從科學(xué)研究的方法論來說，如果找不到確鑿的地質(zhì)證據(jù)，我們就不能承認(rèn)它的存在，更不能將其作為后續(xù)相關(guān)假說或猜想的起點(diǎn)。目前在藏南地區(qū)能夠被確認(rèn)為弧的地質(zhì)體仍然是岡底斯，但絕大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該巖漿弧是由于新特提斯洋向北俯沖形成的。如果這一認(rèn)識(shí)正確的話，雅魯藏布蛇綠巖形成于弧后盆地的說法目前就缺乏依據(jù)。

青藏高原特提斯的形成與演化傳統(tǒng)上采用傳送帶的模型，即古生代形成的Pangea大陸有一向東開口的海灣，該海灣北側(cè)為勞亞大陸，即現(xiàn)在的歐亞大陸，海灣南側(cè)為岡瓦納大陸。至少從古生代開始，岡瓦納大陸就不斷發(fā)生裂解，裂解的塊體就像傳送帶一樣依次拼貼在歐亞大陸的南緣。但這一模型無法回答岡瓦納大陸裂解的原因。針對這一基本的動(dòng)力學(xué)問題，潘桂棠等人提出(Panetal., 2012)，以雙湖-班怒帶為代表的古特提斯在晚古生代期間分別向歐亞和岡瓦納大陸下俯沖消減。古特提斯向南的俯沖形成石炭-二疊紀(jì)的岡底斯島弧，該島弧分別在早-中三疊世和晚三疊世發(fā)生弧后擴(kuò)張，形成雅魯藏布洋和永珠-嘉黎洋。這一模型為該區(qū)特提斯洋的形成與演化提供了全新的思路，但有下述問題值得我們進(jìn)一步思考。第一，岡底斯活動(dòng)大陸邊緣形成于晚古生代的地質(zhì)記錄目前還相對有限；第二，目前的資料顯示，永珠-嘉黎洋的形成要早于雅魯藏布洋(圖1a)，甚至可能與班怒洋同時(shí)(和鐘鏵等, 2006; 鄭有業(yè)等, 2006; 張玉修等, 2007)；第三，雅魯藏布蛇綠巖中代表洋殼的鎂鐵質(zhì)巖石主要形成在120～130Ma左右，此時(shí)北部的班怒帶大多已經(jīng)或正在閉合。

圖9 Izu-Bonin 島弧地區(qū)地質(zhì)簡圖(a)、地質(zhì)剖面示意圖(b)及巖性柱狀圖(c) (據(jù)Ishizuka et al., 2011; Stern et al., 2012修改)Fig.9 Simplified geological map of the Izu-Bonin island arc (a), and its cross section (b) and lithological sequence (c) (modified after Ishizuka et al., 2011; Stern et al., 2012)

既然目前的資料還不能確認(rèn)雅魯藏布蛇綠巖的形成與弧后背景有關(guān)，那是否意味著它可能形成于弧前環(huán)境呢？在深入討論這一問題之前，我們先看看該蛇綠巖與北側(cè)日喀則弧前盆地的關(guān)系。實(shí)質(zhì)上，這一問題就是區(qū)內(nèi)蛇綠巖北側(cè)沖堆組的厘定及屬性歸并問題。目前，對沖堆組存在多種不盡相同的認(rèn)識(shí)。早在1981年建立沖堆組時(shí)，曹榮龍(1981) 認(rèn)為該套地層應(yīng)為俯沖的海溝內(nèi)側(cè)沉積。第二種觀點(diǎn)認(rèn)為，沖堆組應(yīng)該是日喀則弧前盆地的初期沉積，代表了日喀則弧前盆地從早期陸源供給有限到晚期陸源供給廣泛的演化歷程(吳浩若, 1984; 王成善等, 1999)。第三種觀點(diǎn)則認(rèn)為，沖堆組應(yīng)屬于蛇綠巖剖面中伴生的深海沉積物，是蛇綠巖的組成部分，與日喀則弧前盆地?zé)o關(guān)(周云生等, 1982; 肖序常, 1984)。第四種觀點(diǎn)則認(rèn)為，沖堆組應(yīng)一分為二。底部以硅質(zhì)巖為代表的深海沉積可能與蛇綠巖有關(guān)，而上部以陸源碎屑為主的沉積應(yīng)歸于日喀則群昂仁組，兩者之間可能為沉積不整合(王希斌等, 1984)。

我們不擬評判上述觀點(diǎn)的對錯(cuò)，但傾向于接受第四種解釋。即目前的沖堆組應(yīng)予以解體：下部硅質(zhì)巖(狹義沖堆組)分布局限，形成于遠(yuǎn)洋環(huán)境，可能與蛇綠巖關(guān)系密切；而上部的碎屑沉積主要來源于岡底斯弧，與日喀則弧前盆地有關(guān)。但無論何種方案，日喀則群的形成晚于蛇綠巖，原定沖堆組中大量蛇紋沙的存在表明(王東安, 1986)，蛇綠巖應(yīng)是日喀則群的沉積基底。即日喀則弧前盆地發(fā)育時(shí)，蛇綠巖已經(jīng)形成，并構(gòu)造就位于亞洲大陸的南緣(王成善等, 1999)。從年代學(xué)數(shù)據(jù)來看(Wuetal., 2010; Wangetal., 2012)，日喀則弧前盆地主要發(fā)育在約110～65Ma左右，證實(shí)晚于蛇綠巖的形成。

那這是否意味著雅魯藏布蛇綠巖是在更早期的弧前背景下形成呢？在我們討論這一問題之前，我們先看看世界上最著名的Mariana弧前蛇綠巖的情況。如圖9所示，Mariana地區(qū)由東部的太平洋板塊和西部的菲律賓板塊組成。太平洋板塊向菲律賓板塊下的俯沖形成洋內(nèi)島弧，而多次的弧后擴(kuò)張使早先形成的島弧發(fā)生裂解，形成目前不同地區(qū)呈線性分布的隆起區(qū)。最近一次形成的島弧是Mariana弧，弧后擴(kuò)張形成Mariana 弧后盆地(Mariana Trough)，而弧前部位形成Mariana 弧前盆地(forearc basin)。該盆地由底部的方輝橄欖巖和純橄巖組成，向上過渡為堆晶輝長巖、玄武巖、玻安巖和鈣堿性火山巖。其中剖面上的火山巖存在由底部的拉斑質(zhì)弧前玄武巖向上部玻安質(zhì)過渡的趨勢(圖9)，且早期弧前玄武巖顯示MORB特征，而后期的玻安巖顯示明顯俯沖帶物質(zhì)的加入，反映早期的拉張和后期存在俯沖作用的改造(Ishizukaetal., 2011)。由于上述兩組巖石之間并無顯著的不整合等現(xiàn)象，因而是目前提出的蛇綠巖形成于俯沖初始(subduction initiation)階段和弧前環(huán)境的重要證據(jù)(Sternetal., 2012)，玻安巖也就被認(rèn)定為是弧前盆地形成環(huán)境的重要巖石學(xué)標(biāo)志(Crawfordetal., 1989)。

但在Mariana地區(qū)，有下面情況值得我們思考：第一，從實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)和地球化學(xué)研究來看(Falloon and Danyushevsky, 2000; Ishizukaetal., 2006; Reaganetal., 2010)，這些弧前拉斑玄武巖主要來源于虧損的軟流圈地幔，而后期的玻安巖主要來自強(qiáng)烈難熔地幔橄欖巖在低壓含水情形下的高溫部分熔融。然而為何在俯沖帶仍存在高溫熔融的條件，這是令人費(fèi)解的問題。因此，部分研究者提出，玻安巖的形成可能與地幔柱或弧后擴(kuò)張有一定關(guān)聯(lián)(Macpherson and Hall, 2001; Deschamps and Lallamand, 2003)，反映玻安巖形成背景還存有爭議，或者說玻安巖并不一定是弧前巖漿作用的特有產(chǎn)物，它的形成更多地是與源區(qū)巖性及溫度等條件有關(guān)；第二，即使我們承認(rèn)蛇綠巖的形成與初始俯沖關(guān)系密切，那俯沖開始前的洋殼又是如何形成的？Debarietal. (1999)就論證了該區(qū)MORB型洋殼異地移植而來的觀點(diǎn)。如果這一認(rèn)識(shí)成立，該區(qū)的洋殼與下部的地幔橄欖巖可能在成因上并無關(guān)聯(lián)；根據(jù)橄欖巖的研究結(jié)果，Mariana純橄巖中的鉻尖晶石具有兩組截然不同的鉻指數(shù)，分別對應(yīng)MORB型和玻安質(zhì)的熔體(Morishitaetal., 2011), 反映源區(qū)不同性質(zhì)地幔的共存。對該盆地的方輝橄欖巖的研究發(fā)現(xiàn)，這些橄欖巖具有較低的Os同位素比值(Parkinsonetal., 1998)，屬于古老的大陸巖石圈地幔，而非年輕的大洋地幔。結(jié)合該地幔橄欖巖還被輝長巖所侵入等特征(Morishitaetal., 2011)，這些地幔橄欖巖與上覆鎂鐵質(zhì)巖石間不存在同源關(guān)系。第三，到目前為止，我們還沒有看到該弧前地區(qū)的深部存在由拉張作用而導(dǎo)致的巖石圈減薄或軟流圈上涌的現(xiàn)象。根據(jù)這些情況，我們認(rèn)為，Mariana地區(qū)的玻安巖盡管目前處于弧前部位，但實(shí)質(zhì)上可能是早期巖漿弧的一部分，玻安巖是弧巖漿作用的產(chǎn)物，并不是弧前盆地的重要標(biāo)志，Mariana弧前蛇綠巖的概念并不成立。我們承認(rèn)，當(dāng)古老的大陸巖石圈地幔在地幔楔位置發(fā)生部分熔融時(shí)，由于水的加入可有效降低其熔點(diǎn)，形成玻安巖或類似的巖石。在洋殼擴(kuò)張過程中，早先拉張使較為原始的地幔發(fā)生部分熔融形成MORB型玄武巖。隨著拉張的增強(qiáng)，軟流圈地幔中經(jīng)歷交代的古老大陸巖石圈地幔殘留或上部大陸巖石圈地幔也可熔融形成少量類似玻安質(zhì)或含有俯沖帶特征的高鎂低鈦玄武質(zhì)/安山質(zhì)巖石(Godardetal., 2006)。這一情形與Mooreetal. (2000)提出的Historical contingency極為類似，如果這一假說成立，MORB和SSZ型蛇綠巖的成因爭論便可迎刃而解。

雅魯藏布蛇綠巖形成于弧前盆地的認(rèn)識(shí)實(shí)際上早在中法合作期間就已被提及。根據(jù)吉定堆晶巖為輝石巖-輝長巖、而白崗-大竹曲為橄長巖-輝長巖的事實(shí)，當(dāng)時(shí)認(rèn)為日喀則蛇綠巖南部形成于弧前環(huán)境，而北部形成于弧后盆地環(huán)境(王希斌等, 1987)。后來，張旗等(1982) 論證了得幾剖面輝綠巖-玄武巖的玻安巖屬性。這一認(rèn)識(shí)也得到后來研究者的支持 (陳根文等, 2003; Daietal., 2013)。在羅布莎，目前發(fā)現(xiàn)鉻鐵礦的熔體包裹體成分也為玻安質(zhì) (白文吉等, 2005)。在雅魯藏布帶的其它地區(qū)，雖然玻安巖還較少被發(fā)現(xiàn)，但Liuetal. (2010)論證了普蘭地幔橄欖巖曾經(jīng)歷過玻安質(zhì)巖漿的改造?？墒?，從該區(qū)地幔橄欖巖的巖石學(xué)與地球化學(xué)特點(diǎn)出發(fā)，這些地幔橄欖巖遭受玻安巖巖漿改造的程度是極為有限的，與弧下地幔的難熔性質(zhì)和遭受強(qiáng)烈熔/流體改造的特點(diǎn)相差甚遠(yuǎn)(Daietal., 2011b; Liuetal., 2010, 2012)。因?yàn)?，根?jù)目前的研究結(jié)果，弧下地幔由于強(qiáng)烈的熔體抽取而殘留下方輝橄欖巖，而強(qiáng)烈的流體滲透使得巖石又顯示顯著的交代作用痕跡，甚至在礦物種類和組成、以及元素和同位素地球化學(xué)特征上顯示出異常。因此，我們現(xiàn)在并沒有充分的證據(jù)證明雅魯藏布蛇綠巖中的地幔橄欖巖形成于弧前環(huán)境。但是，對硅質(zhì)巖、玄武巖和輝綠巖的古地磁測定顯示(Pozzietal., 2004)，這些蛇綠巖形成時(shí)大約位于10～20°N的位置，與拉薩地體的古位置基本接近(Achacheetal., 1984; Lin and Watts, 1988)。盡管后來對上蛇綠巖形成的古緯度有新的研究(Abrajevitchetal., 2005)，但基本不影響上述結(jié)論，即雅魯藏布蛇綠巖基本形成于亞洲大陸的南緣附近。

4.5 可能的解釋方案

在全面介紹了雅魯藏布蛇綠巖的基本情況和近年來取得的新資料后，我們有可能對它的形成提出新的解釋方案，即該區(qū)蛇綠巖中的地幔橄欖巖可能為大陸巖石圈地幔。大約在三疊紀(jì)期間，岡瓦納大陸發(fā)生拉張裂解，特提斯洋開始形成，并在侏羅紀(jì)就開始向北的俯沖消減。早白堊世期間，北側(cè)活動(dòng)大陸邊緣弧前位置的巖石圈由于受地幔楔角流的影響發(fā)生拉張，深部巖石圈地幔物質(zhì)向上剝露并使軟流圈地幔發(fā)生減壓熔融，該熔體的噴發(fā)和侵入，形成我們見到的玄武巖和輝長-輝綠巖。抑或，該熔體在深部與地幔橄欖巖發(fā)生反應(yīng)，形成貫穿在橄欖巖內(nèi)部的各類輝石巖脈。隨著巖石圈拆離和減薄的不斷進(jìn)行，早期更虧損的大陸巖石圈地幔有可能發(fā)生部分熔融形成少量玻安質(zhì)熔體。

該認(rèn)識(shí)的核心是，地幔橄欖巖與鎂鐵質(zhì)巖石在成因上不具同源關(guān)系，形成時(shí)代也不相同，所代表的洋只是亞洲大陸南緣慢速擴(kuò)張形成的小洋盆。至于該區(qū)為何發(fā)生擴(kuò)張形成洋盆，這是我們目前還不能很好解釋的問題。我們認(rèn)識(shí)到，雅魯藏布蛇綠巖中輝長-輝綠巖侵位，對應(yīng)的是岡底斯弧巖漿作用較不發(fā)育的階段(Jietal., 2009)。岡底斯更早期弧巖漿作用發(fā)生在150～200Ma左右，但此時(shí)卻未見蛇綠巖的形成，只是此時(shí)代的硅質(zhì)巖偶有見及。

圖10 雅魯藏布蛇綠巖兩側(cè)硅質(zhì)巖時(shí)代(據(jù)相關(guān)資料綜合)Fig.10 Radiolarian cherts in the south and north sides of the Yarlung Zangbo ophiolite (after different references)

該方案隱含的重大問題是，新特提斯大洋的海洋巖石圈在哪里？難道真是大洋盆的蛇綠巖未能保存嗎？在雅魯藏布蛇綠巖的兩側(cè)，分別分布有兩套深海硅質(zhì)巖(圖10)。北側(cè)硅質(zhì)巖的年代相對較輕，與蛇綠巖及日喀則群關(guān)系較為密切(吳浩若, 1986; Zyabrevetal., 2003)。而南側(cè)硅質(zhì)巖時(shí)代相對較老，形成時(shí)間跨度大(高洪學(xué)和宋子季, 1995; 王玉凈等, 2002; Matsuokaetal., 2001; Zyabrevetal., 2004)。地球化學(xué)研究顯示(孫立新等, 2004; 朱杰等, 2005)，北側(cè)硅質(zhì)巖形成于大陸邊緣盆地，而南側(cè)硅質(zhì)巖形成于遠(yuǎn)洋環(huán)境。這一結(jié)果與王希斌等(1984)及郝杰等(1999)的認(rèn)識(shí)有所相似，他們提出南側(cè)的硅質(zhì)巖及混雜堆積可能代表了新特提斯的大洋盆，而雅魯藏布蛇綠巖代表的是與弧前盆地相關(guān)的小洋盆。另外，最近幾年的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查還在原特提斯喜馬拉雅帶內(nèi)鑒定出三疊紀(jì)玉門蛇綠混雜巖帶(蘇學(xué)軍等, 2006)，難道它們是早期的新特提斯大洋嗎？由于這又涉及到令人困惑的藏南朗杰學(xué)群的屬性問題，我們暫時(shí)先回避這一話題，因?yàn)槲覀冊诟浇€找不到與它的物源相匹配的任何地質(zhì)體。

另一個(gè)不能回避的問題是這些輝長-輝綠巖的時(shí)代，即為何在東西千余千米的長度上，巖漿作用時(shí)代如此一致，且缺乏三疊-侏羅紀(jì)的鎂鐵質(zhì)巖石。實(shí)際上，這一問題也出現(xiàn)在世界其它地區(qū)。如在前面討論的Alps地區(qū)，由輝長-輝綠巖代表的洋殼時(shí)代集中在158～166Ma 的時(shí)間范圍內(nèi)(圖5, Lietal., 2013)。向東進(jìn)入東Alps和巴爾干半島，那里新特提斯洋殼的時(shí)代也與此一致(Robertson, 2002; Bortolotti and Principi, 2005; Bortolottietal., 2013)。在美國西部(圖4)，從北部的Josephine到南部的Point Sal，蛇綠巖的延伸近千千米，但其時(shí)代主要集中在161～168Ma 的時(shí)間里(Hopson, 2008)。這些情況都與雅魯藏布帶類似，其機(jī)理有待于今后的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。聯(lián)系到近幾年在特提斯喜馬拉雅厘定出的措美大火成巖省(134～130Ma, Zhuetal., 2009)、雅江帶中輝綠巖特殊的氣體同位素組成和OIB型玄武巖的出現(xiàn)(葉先仁等, 2007; 朱弟成等, 2008)，不免使人懷疑這些鎂鐵質(zhì)巖石的形成與大洋擴(kuò)張無關(guān)，只是洋底地幔柱作用的表現(xiàn)。即雅魯藏布洋的打開或者后期演化過程中，與地幔柱作用存在一定的關(guān)聯(lián)。但這一解釋與大多數(shù)鎂鐵質(zhì)巖石所展示的MORB型地球化學(xué)特點(diǎn)難以吻合。與此相關(guān)的是，有限的研究顯示，雅魯藏布蛇綠巖帶中南側(cè)硅質(zhì)巖主體形成于中三疊紀(jì)-早白堊世早期，部分玄武巖獲得三疊-侏羅紀(jì)的同位素年齡，這是否暗示這些輝長-輝綠巖都是橄欖巖-玄武巖-硅質(zhì)巖中的侵入體。如果真如此，我們可進(jìn)一步推測，橄欖巖-玄武巖-南側(cè)硅質(zhì)巖可能是早期形成的特提斯大洋巖石圈，而輝長-輝綠巖是晚期與大洋擴(kuò)張無關(guān)的另外一次巖漿事件。該事件之后，才是以沖堆組為代表的北側(cè)早白堊世硅質(zhì)巖沉積。

同樣值得指出的是，在特定地區(qū)，雅魯藏布蛇綠巖中的輝長巖、輝綠巖及構(gòu)造侵位都發(fā)生在非常狹窄的時(shí)間范圍內(nèi)，且這些鎂鐵質(zhì)侵入體主要位于蝕變的蛇紋石化橄欖巖中，并伴有異剝鈣榴巖化。相反，新鮮的地幔橄欖巖中，晚期的鎂鐵質(zhì)侵入體分布相對較少。這些宏觀地質(zhì)關(guān)系表明，鎂鐵質(zhì)巖石的侵入及異剝鈣榴巖化與地幔橄欖巖的蛇紋石化在時(shí)空關(guān)系上極為密切，這與洋殼形成的拆離斷層模式極為吻合，只是我們目前還缺少詳細(xì)的野外調(diào)查和構(gòu)造學(xué)研究來證明這一點(diǎn)。還有一個(gè)問題就是變質(zhì)底板的出現(xiàn)。一般說來，變質(zhì)底板是由于剛生成的海洋巖石圈具有較高的溫度，它在形成后不久的侵位過程中可使接觸的圍巖發(fā)生高溫變質(zhì)，因此變質(zhì)底板是SSZ型蛇綠巖的重要標(biāo)志。在雅魯藏布地區(qū)，目前對所鑒定出的變質(zhì)底板研究程度還較低，現(xiàn)在還不能排除這些巖石經(jīng)歷過高壓變質(zhì)作用的改造(Guilmetteetal., 2009)，抑或是后來沿俯沖通道構(gòu)造侵位的結(jié)果。因?yàn)樽冑|(zhì)底板既可以是高溫的，也可以是高壓的。它既可能與蛇綠巖本身的高溫有關(guān)，也可能與后來的構(gòu)造侵位相聯(lián)系(Dewey and Casey, 2013)。

上述解釋還不能回答羅布莎、澤當(dāng)、普蘭等地出現(xiàn)的金剛石等高壓礦物組合(Yangetal., 2007)。一種可能性是這些含高壓-超高壓礦物的蛇綠巖來自于深部的地幔過渡帶，與地幔柱關(guān)系密切。另一種可能性是，這些含鉻鐵礦的地幔橄欖巖曾經(jīng)位于地殼淺部，后由于俯沖作用而被帶入到地球深部發(fā)生高壓-超高壓變質(zhì)作用。同其它地區(qū)一樣，這一模型需要回答為何鉻鐵礦周邊的其它巖石較少顯示高壓-超高壓變質(zhì)作用的跡象。當(dāng)然，如果我們認(rèn)為這些高壓-超高壓變質(zhì)都是假象，那就是另外一個(gè)問題了。同樣，羅布莎橄欖巖的變形組構(gòu)也要求其形成在較低的溫度壓力條件下(徐夢婧和金振民, 2010)。

無論何種方案，雅魯藏布蛇綠巖的形成都與我們以前所認(rèn)識(shí)的相差甚遠(yuǎn)，但新的解釋方案卻與Alps地區(qū)的情況有所類似，即雅魯藏布地區(qū)地幔橄欖巖的出現(xiàn)與大陸拉張導(dǎo)致的巖石圈地幔剝露甚為密切，但雅魯藏布蛇綠巖中輝長巖的規(guī)模要明顯小于Alps地區(qū)。如果我們說鎂鐵質(zhì)巖石的規(guī)模與大洋擴(kuò)張速率有關(guān)的話，雅魯藏布洋打開的速度要比Alps地區(qū)還要慢，是真正的超慢速擴(kuò)張環(huán)境下形成的蛇綠巖。因此，雅魯藏布蛇綠巖可作為超慢速擴(kuò)張大洋巖石圈的端元代表，我們不妨可以將其命名為日喀則(Xigaze)型蛇綠巖。從另外一個(gè)角度來說，蛇綠巖中地幔橄欖巖和鎂鐵質(zhì)巖石是否是同源巖漿/殘留體成因模式，可能也是我們未來對蛇綠巖進(jìn)行成因和背景分類的重要參考。從這一方面來看，我們需要重新思考蛇綠巖的研究思路，開啟蛇綠巖研究的新局面。

5 結(jié)語

從200年前概念的提出開始，蛇綠巖已深深扎根于地質(zhì)學(xué)，并成為地質(zhì)學(xué)中最重要的名詞之一。從早期的三位一體同源結(jié)晶分異，到板塊構(gòu)造理論所主張的同源殘留體-熔體成因假說，蛇綠巖的概念和內(nèi)涵均經(jīng)歷了很大的變化。然而，這并不是蛇綠巖研究的終極結(jié)論。歷史將機(jī)遇留給了中國地質(zhì)學(xué)家，因?yàn)槲覀兇蠹叶贾?，?qiáng)烈的構(gòu)造變動(dòng)使得Alps并不是蛇綠巖研究的理想地區(qū)。相反，雅魯藏布地區(qū)蛇綠巖剖面完整連續(xù)，各類地質(zhì)體發(fā)育齊全，是研究蛇綠巖的理想場所。盡管我們在本文中對該蛇綠巖的成因提出了一些新的認(rèn)識(shí)，解決了一些以前使我們困惑的問題，但該認(rèn)識(shí)所帶來的新問題一點(diǎn)也不比以前少。但我們相信，通過細(xì)致的工作，雅魯藏布蛇綠巖必將為蛇綠巖大家族的研究做出重要貢獻(xiàn)。

致謝張旗研究員對文稿提出的修改意見，作者還就文章的觀點(diǎn)和描述的野外實(shí)際資料與他進(jìn)行過多次深入的討論，使作者受益匪淺；楊經(jīng)綏研究員、史仁燈研究員對文稿進(jìn)行了細(xì)致的評審，雖然我們在認(rèn)識(shí)上有所分歧，但他們的建議對我們今后的研究極具幫助；在此一并表示感謝！

謹(jǐn)以此文紀(jì)念蛇綠巖概念提出200周年及《巖石學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊30周年。

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