黃強(qiáng)太，夏 斌，李 強(qiáng)，鐘 云，胡西沖，鄭 浩

(1.中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東 廣州 510640，2.中山大學(xué)海洋學(xué)院，廣東 廣州 510275，3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

引言

蛇綠巖作為分布在大陸巖石圈中的古洋盆巖石圈殘片，對于研究古洋盆重建、古洋盆構(gòu)造演化等都具有重要意義。東巧蛇綠巖位于西藏班公湖-怒江縫合帶的中段，北側(cè)緊鄰羌塘地塊，南側(cè)為拉薩地塊北緣，向東與索縣-丁青-嘉玉橋一帶的蛇綠巖相連，向西緊接改則-班公錯蛇綠巖帶，是蛇綠巖組合單元出露較完整的地區(qū)。從20世紀(jì)50年代開始前人在此地區(qū)做過較多研究，包括構(gòu)造特征［1-5］、形成環(huán)境［5，6-10］、油氣特征［11，12］及蛇綠巖年齡［13，7，5］研究。本文是在前人研究的基礎(chǔ)上，對東巧出露的玄武巖進(jìn)行詳細(xì)的野外地質(zhì)考察、室內(nèi)巖相學(xué)、地球化學(xué)分析研究，進(jìn)而探討本區(qū)玄武巖的成因以及構(gòu)造環(huán)境，為本區(qū)蛇綠巖帶及其構(gòu)造演化研究提供一些新的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況及取樣位置

西藏東巧蛇綠巖主要分布在東巧東山、東風(fēng)鐵礦(含鉻鐵礦體)及茲格唐錯等地，呈NWW-SEE向透鏡體、狹長帶狀、楔狀展布，向北東與安多一帶的蛇綠巖相連，向南東則與那曲等地的蛇綠巖連為一體(圖1)。蛇綠巖由于構(gòu)造作用而肢解破壞，層序不全。但是組成蛇綠巖的各單元都有出露，蛇綠巖剖面通常由1～3個單元組成。東巧東山一帶蛇綠巖主要由方輝橄欖巖、輝長巖、玄武巖等組成，也是本次樣品采集的地點(diǎn)(N32°00.986′、E90°33.240′;N32°00.662′、E90°33.143′;N32°00.495′、E90°33.132′)。該帶的蛇綠巖大多數(shù)構(gòu)造侵位于中侏羅統(tǒng)-下侏羅統(tǒng)木嘎崗日巖群復(fù)理石建造中［14］，其上被下白堊統(tǒng)不整合覆蓋［7］。

2 玄武巖的巖石學(xué)、巖相學(xué)特征

東巧蛇綠巖中玄武巖主要分布在東山附近，巖石主要為青灰色，具有球粒結(jié)構(gòu)和杏仁狀構(gòu)造特征(圖2a)。在顯微鏡下鑒定，主要由輝石和斜長石構(gòu)成，斜長石結(jié)晶程度較低，顯示快速冷凝的特點(diǎn)。有的斜長石與輝石雛晶在一起呈放射狀排列，屬于球粒結(jié)構(gòu)和輝綠結(jié)構(gòu)的一種過渡結(jié)構(gòu)。另可見棕黃色玻璃質(zhì)不規(guī)則地貫入在斜長石和輝石之間，分布不均勻，故推測為后期貫入熔漿，類似橙玄玻璃(圖2b)。

圖1 東巧及鄰區(qū)蛇綠巖分布略圖［10］Fig.1 Distribution of the ophiolites in Dongqiao and its adjacent areas(after Ye Peisheng et al.，2004)

3 玄武巖巖石地球化學(xué)特征

3.1 分析方法

選取東巧蛇綠巖中的玄武巖新鮮樣品，手工搗碎為1～5mm，用不銹鋼缽粉磨至200目，用于地球化學(xué)分析。主量元素和微量元素分析測試由中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所實驗室完成。主量元素采用堿熔玻璃XRF法分析完成，微量元素采用酸溶法，用PE Elan6000型ICP-MS儀器測試分析。主量元素的分析精度好于5%，微量元素的分析精度優(yōu)于10%。樣品的具體分析流程參閱劉穎等(1996)［15］。

3.2 主量元素地球化學(xué)

東巧蛇綠巖中的玄武巖主量元素分析結(jié)果見表1。SiO2含量變化稍大，為 46.57%～51.42%，平均為49.34%，略低于洋中脊玄武巖(MORB)中SiO2的含量(49.80%)，較大的低于 Upper Troodos枕 狀 熔 巖(53.2%)［16-17］和 Semail 玄 武 巖(53.21%)［18］。MgO 的含量為 3.13%～10.46%，平均為4.95%，極低于大西洋中脊(MAR)玄武巖平均成分的含量(9.40%)。Mg#為 40.25 ～66.64，平均為48，遠(yuǎn)低于原生巖漿范圍(Mg#=68～75)，表明東巧蛇綠巖中玄武巖經(jīng)歷了較高程度的結(jié)晶分異過程。TiO2的含量為 0.95%～2.8%，平均為 1.83%，比大洋中脊玄武巖(1%～1.5%)稍高，表面該蛇綠巖不太可能產(chǎn)生于典型的大洋中脊環(huán)境，與洋島玄武巖的數(shù)值接近。Na2O的含量為2.44%～5.54%，平均為4.17%，高于洋島玄武巖(OIB)的平均值(3.2%)，說明該玄武巖具有富堿性。K2O的含量為0.04%～1.23%，平均為0.32%，比洋中脊玄武巖平均含量高。CaO/Al2O3的比值平均為0.69，與洋中脊和洋島堿性玄武巖相應(yīng)值0.7相當(dāng)。樣品P2O5的平均含量為0.21%，遠(yuǎn)高于正常洋中脊玄武巖的 P2O5含量(0.09%)。在 TiO2-MnO-P2O5×10判別圖(圖3)中，樣品大部分都落入洋島玄武巖區(qū)，3件落入到島弧拉斑玄武巖區(qū)，1件落入洋中脊玄武巖區(qū)。

3.3 微量元素地球化學(xué)

東巧蛇綠巖中玄武巖的微量(稀土)元素分析結(jié)果見表2。用K2O、Na2O和SiO2等主量元素的TAS圖劃分巖石類型，對于發(fā)生較大的交代和蝕變的玄武巖，通常認(rèn)為存在較多問題［19］。因此選用高場強(qiáng)元素和在交代過程中穩(wěn)定的元素進(jìn)行投圖，選用Nb/Y-Zr/TiO2圖進(jìn)行巖石類型劃分(圖4)。樣品大部分落入堿性玄武巖區(qū)，只有3個樣品落入到玄武巖區(qū)。

圖2 杏仁狀玄武玢巖(a)和輝石斜長石放射狀球粒結(jié)構(gòu)(b)Fig.2 Amygdaloidal basalt porphyrite(a)and radial spherulitic textures of pyroxene and plagioclase(b)

表1 東巧蛇綠巖玄武巖的主量元素含量表(%)Table 1 Major element contents(%)in the basalts from the Dongqiao ophiolites

圖3 東巧蛇綠巖玄武巖的TiO2-MnO×10-P2O5×10巖石分類圖Fig.3 TiO2-MnO ×10-P2O5×10 diagram for the basalts from the Dongqiao ophiolites

東巧蛇綠巖中玄武巖特征元素豐度:Nb(除樣品 DQD12)為 3.86μg/g，DQD19 為 2.09μg/g，DQD20為2.10μg/g，顯示為洋中脊玄武巖的特征。其它樣品 Nb 為 18.0～24.8μg/g，均明顯高于洋脊玄武巖，與洋島玄武巖相接近。Zr(除樣品DQD12)為 66.5μg/g，DQD19 為 50.9μg/g，DQD20 為50.6μg/g，與洋脊玄武巖數(shù)值接近，其它樣品為133～154μg/g，均與洋島玄武巖接近。在微量元素對原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的蛛網(wǎng)圖(圖5)上顯示，東巧玄武巖與洋島玄武巖具有基本一致的微量元素蛛網(wǎng)圖。并且東巧玄武巖無Ta、Nb、Zr、Hf的虧損，故也顯著區(qū)別于島弧火山巖。綜合分析，東巧玄武巖具有與洋島玄武巖非常接近的微量元素地球化學(xué)特征。

圖4 東巧蛇綠巖玄武巖的Nb/Y-Zr/TiO2×0.0001巖石分類圖Fig.4 Nb/Y-Zr/TiO2 × 0.0001 diagram for the basalts from the Dongqiao ophiolites

3.4 稀土元素地球化學(xué)

東巧蛇綠巖中玄武巖的稀土元素分析結(jié)果列于表2中。稀土元素總量除DQD12、DQD19、DQD20 3個樣品值在33.25～40.33μg/g之間，與正常洋中脊玄武巖的稀土總量39.1μg/g相接近，其它樣品值在 93.43 ～ 121.84μg/g 之間，平均為 108.31μg/g，為洋島玄武巖稀土總量(79.65μg/g)的 1.35倍。樣品DQD12、DQD19、DQD20 的∑LREE/∑HREE 平均為1.71，(La/Yb)N=0.98 ～ 1.16，(La/Sm)N=0.92～1.12，(Ce/Yb)N=0.91 ～1.08，這些比值均表現(xiàn)出正常洋中脊玄武巖的特征。其它樣品的∑LREE/∑HREE 平均為 6.05，(La/Yb)N=7.05 ～12.02，(La/Sm)N=2.12 ～3.60，(Ce/Yb)N=5.44 ～9.04，均表現(xiàn)出洋島玄武巖的稀土元素特征。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土模式配分圖(圖6)顯示出明顯的輕稀土富集的右傾模式，與洋島玄武巖的REE配分型式基本一致，明顯不同于正常洋中脊玄武巖和富集型洋中脊玄武巖的稀土配分模式。

表2 東巧蛇綠巖玄武巖的微量(稀土)元素含量表(μg/g)Table 2 Trace elements(rare elements)contents(μg/g)in the basalts from the Dongqiao ophiolites

圖5 東巧蛇綠巖玄武巖微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.5 Primitive mantle-normalized trace element spidergram for the basalts from the Dongqiao ophiolites

圖6 東巧蛇綠巖玄武巖稀土元素配分圖Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns for the basalts from the Dongqiao ophiolites

4 玄武巖構(gòu)造環(huán)境分析

地球化學(xué)分析是進(jìn)行蛇綠巖構(gòu)造環(huán)境判別的重要和普遍的手段［20］。主量元素有時候也用于判別玄武巖的構(gòu)造環(huán)境，但是存在許多可變因素。因此，本文主要是通過微量元素辨別圖，采取多圖綜合法，來探討本區(qū)蛇綠巖中玄武巖的成因環(huán)境。

東巧蛇綠巖中玄武巖的元素地球化學(xué)特征反映出，HREE、Yb、Sc顯著虧損，La/Sm、La、Yb 和 Th/Yb比值都較高，指示其母巖漿和石榴石處于平衡狀態(tài)［21］，反映出東巧蛇綠巖中玄武質(zhì)熔漿可能源自石榴二輝橄欖巖為主體的地幔源區(qū)。La/Ce比值具有判別源區(qū)性質(zhì)的指征意義。東巧蛇綠巖中玄武巖的La/Ce比值為0.42～0.53，大于原始地幔巖的比值(0.387)，顯示其應(yīng)來自與富集的地幔源區(qū)。

東巧蛇綠巖中玄武巖所具有的輕稀土富集的配分模式及Nb、Zr和Ba含量高的元素地球化學(xué)特征都反映其具有典型的洋島玄武巖的基本屬性(除樣品DQD12、DQD19、DQD20)。在 Ti-Zr-Y判別圖中，只有DQD12、DQD19、DQD20 3件樣品落入洋中脊玄武巖區(qū)(MORB)，其余樣品都落入板內(nèi)玄武巖(WPB)區(qū)。在 Nb-Zr-Y判別圖中，除了 DQD12、DQD19、DQD20 3件樣品落入到正常洋中脊玄武巖區(qū)，其余都落入到火山弧玄武巖(VAB)正常洋中脊玄武巖。在 Hf-Th-Ta判別圖中，除了 DQD12、DQD19、DQD20 3件樣品落入到正常洋中脊玄武巖和富集型洋中脊玄武巖區(qū)，其余樣品都落入到板內(nèi)堿性玄武巖和富集型洋中脊玄武巖相鄰部位。在La/Y-La判別圖中，除了 DQD12、DQD19、DQD20 3件樣品落入到洋中脊玄武巖區(qū)，其余樣品都落入到洋島玄武巖和火山弧玄武巖(VAB)相鄰區(qū)域。

蛇綠巖的發(fā)育和產(chǎn)出的構(gòu)造背景及其構(gòu)造演化是一個長時間的、復(fù)雜的過程，會維持在相當(dāng)長的一個時間段內(nèi)。因此蛇綠巖的形成環(huán)境不是一個孤立的問題，而是要綜合各種因素來判別，結(jié)合野外地質(zhì)情況以及與周圍地質(zhì)體的接觸關(guān)系和室內(nèi)的實驗分析。綜上所述，東巧蛇綠巖中的玄武巖既有正常洋中脊玄武巖的特征，主要是洋島玄武巖型的特征。東巧蛇綠巖中的玄武巖形成于巖石圈上隆減壓、大量富集地幔物質(zhì)上涌的洋島環(huán)境，地幔柱活動的高熱流值使得具有更多放射性成因的同位素的古老巖石圈參與了造漿作用［22］，代表大洋板塊內(nèi)部洋島環(huán)境下形成的洋殼殘體。

5 結(jié)論

(1)東巧蛇綠巖中的玄武巖屬于堿性玄武巖類型，巖石化學(xué)上表現(xiàn)為較高的 Si、Ca、K，低 Mg、P 的特征。

(2)微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素配分圖上顯示為右傾的平坦模式，總體與洋島玄武巖具有一致性。

(3)東巧蛇綠巖中玄武巖的地球化學(xué)特征顯示其可能形成于大洋板內(nèi)巖石圈上隆減壓的洋島環(huán)境，代表班公湖-怒江洋盆形成和發(fā)展階段洋島環(huán)境的大洋巖石圈殘片。

圖7 東巧蛇綠巖玄武巖微量元素判別圖解Fig.7 Trace element discrimination diagrams for the basalts from the Dongqiao ophiolites

致謝:中山大學(xué)海洋學(xué)院劉維亮老師在野外采樣期間，南京大學(xué)周國慶老師在顯微鏡分析期間，中科院廣州地球化學(xué)研究所的張玉泉老師、李建峰老師，給予了很多的幫助，在此表示衷心的感謝。

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