趙立敏，劉永江，滕加雨，李偉民

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061 2. 吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，長(zhǎng)春 130033

0 引言

近些年來(lái)，藍(lán)片巖的形成與板塊俯沖作用有關(guān)[1-2]的觀點(diǎn)已經(jīng)得到地質(zhì)學(xué)者們的普遍認(rèn)同。藍(lán)片巖及其共生的高壓變質(zhì)礦物具有與蛇綠巖套相似的地質(zhì)意義，可以作為古洋殼俯沖及兩大陸塊碰撞拼貼的重要標(biāo)志[2]。因此，藍(lán)片巖的發(fā)現(xiàn)與研究已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。

1981年，地質(zhì)人員首次在內(nèi)蒙古頭道橋地區(qū)識(shí)別出一套高壓變質(zhì)巖石[3]，并且根據(jù)巖石特征和礦物組合劃分出“雙變質(zhì)帶”，包括：低壓/高溫變質(zhì)帶——角閃石帶、黑云母帶和綠泥石帶；高壓/低溫變質(zhì)帶——藍(lán)閃石帶、凍藍(lán)石帶和多硅白云母綠泥石帶[3]。近些年來(lái)，隨著研究手段的增強(qiáng)，大量學(xué)者對(duì)頭道橋地區(qū)的變質(zhì)巖石開展了更加詳細(xì)的研究。學(xué)者們普遍認(rèn)為頭道橋變質(zhì)巖沿塔源—喜桂圖構(gòu)造帶發(fā)育，是一套經(jīng)歷了高壓變質(zhì)作用的變質(zhì)巖石組合，是額爾古納地塊和興安地塊碰撞拼貼的產(chǎn)物[4-8]。但是，關(guān)于這套高壓變質(zhì)巖石的巖石類型、礦物組合、變質(zhì)條件、變質(zhì)年齡等仍然沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。故此，本文選擇頭道橋地區(qū)出露的藍(lán)片巖及其相關(guān)變質(zhì)巖石為研究對(duì)象，通過(guò)巖石學(xué)研究明確藍(lán)片巖及其相關(guān)變質(zhì)巖石的巖石類型和變質(zhì)演化過(guò)程，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料和前人研究成果分析頭道橋藍(lán)片巖及其相關(guān)變質(zhì)巖石的成因機(jī)制與動(dòng)力學(xué)背景，以期進(jìn)一步探討額爾古納地塊和興安地塊碰撞拼貼的構(gòu)造演化模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

內(nèi)蒙古頭道橋地區(qū)在大地構(gòu)造位置上處于興蒙造山帶東段(圖1a)，該地區(qū)夾持于西伯利亞、華北、西太平洋三大板塊之間，構(gòu)造演化較為復(fù)雜。不同學(xué)者對(duì)東北地區(qū)的大地構(gòu)造性質(zhì)及其劃分方法有不同的認(rèn)識(shí)，以槽臺(tái)學(xué)說(shuō)和板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)為主要思想[10-12]。近年來(lái)，隨著板塊理論的不斷深入研究，學(xué)者們?cè)诳偨Y(jié)前人成果的基礎(chǔ)上，將東北地區(qū)依次劃分為額爾古納、興安、松嫩、佳木斯地塊以及各個(gè)地塊之間的構(gòu)造拼合帶(圖1a)。

額爾古納地塊位于內(nèi)蒙古東北部，呈NEE延伸，向北與俄羅斯境內(nèi)的崗仁地塊相連，向南與中蒙古地塊相連，東南部與興安地塊相鄰[13-14]。額爾古納地塊具有前寒武紀(jì)結(jié)晶基底，主要是角閃巖相變質(zhì)的興華渡口群、綠片巖相變質(zhì)的佳疙瘩群和少量新元古代花崗巖[15-16]。沉積蓋層主要以中新生代地層為主，古生代地層較少。中生代巖漿作用較為強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造發(fā)育。

興安地塊位于額爾古納地塊東南緣，具有角閃巖相到綠片巖相的前寒武變質(zhì)基底、少量古生代沉積蓋層和古生代花崗巖，發(fā)育大量的中生代火山巖和花崗巖[17-19]。

額爾古納地塊與興安地塊具有不同性質(zhì)的變質(zhì)基底，沉積蓋層的發(fā)育也不相同，這一觀點(diǎn)已經(jīng)得到學(xué)者們的廣泛認(rèn)同，但是兩地塊的邊界問(wèn)題一直存在爭(zhēng)議。傳統(tǒng)上一般認(rèn)為德爾布干斷裂帶是額爾古納地塊的東界[12,15]，其分割了額爾古納地塊和興安地塊[20-21]，但至今未發(fā)現(xiàn)與縫合帶有關(guān)的巖石標(biāo)志。近年來(lái)，隨著新林蛇綠巖套、塔河早古生代后造山花崗巖、頭道橋藍(lán)片巖的陸續(xù)報(bào)道，越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為塔源—喜桂圖斷裂帶是額爾古納地塊的東界[22-24]。

頭道橋地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部、呼倫貝爾盟海拉爾南90 km。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育奧陶系—泥盆系淺變質(zhì)碎屑巖，十分發(fā)育石炭—二疊系侵入巖，局部被中生代火山巖覆蓋。高壓變質(zhì)巖分布在頭道橋東南4 km處。變質(zhì)巖帶主要發(fā)育藍(lán)閃石片巖、綠片巖、云母片巖等變質(zhì)巖石組合。

2 樣品巖相學(xué)描述

本次研究的7塊具有代表性的變質(zhì)巖樣品均采集于頭道橋地區(qū)，采樣點(diǎn)位置參見(jiàn)圖1b，標(biāo)本巖石類型和礦物組成見(jiàn)表1。

標(biāo)本號(hào)巖石名稱AbEpChlGln/MrbWin/BrsAct/HblPhgQtzCalHemTtnTD13白云母綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖????????????—???????TD9綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖???????????———?????TD7藍(lán)閃綠泥鈉長(zhǎng)片巖????????????—???????TD10綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖????????—?????—?????TD16綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖????????——???—????TD6白云母綠泥石英片巖?????———???????——TD11白云母綠泥鈉長(zhǎng)片巖????????———??????

注：***.wB>20%，**.wB為5%～20%，*.ωB≤5%。Ab.鈉長(zhǎng)石；Ep.綠簾石；Chl.綠泥石；Gln/Mrb.藍(lán)閃石/鎂鈉閃石；Win/Brs.藍(lán)透閃石/凍藍(lán)閃石；Act/Hbl.陽(yáng)起石/鎂角閃石；Phg.多硅白云母；Qtz.石英；Cal.方解石；Hem.赤鐵礦；Ttn.榍石。

2.1 藍(lán)片巖

藍(lán)片巖主要為白云母綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD13)、綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD9)和藍(lán)閃綠泥鈉長(zhǎng)片巖(TD7)，均為鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造。

白云母綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD13)礦物組合為角閃石(藍(lán)閃石和藍(lán)透閃石)、綠簾石、鈉長(zhǎng)石、多硅白云母、綠泥石、石英和方解石，并含榍石和赤鐵礦。藍(lán)閃石、綠泥石和鈉長(zhǎng)石定向排列組成主要片理。藍(lán)閃石呈自形或半自形板狀，粒徑可達(dá)0.8 mm，含綠簾石、綠泥石、榍石和赤鐵礦等細(xì)小包裹體。大多數(shù)的藍(lán)閃石礦物具有紫色-深藍(lán)-淺藍(lán)的多色性。背散射電子圖像顯示藍(lán)閃石具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征，即核部為藍(lán)透閃石，邊部向藍(lán)閃石轉(zhuǎn)變，部分顆粒在最邊部又轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)透閃石。此外，部分藍(lán)閃石被綠泥石沿邊部取代。多硅白云母呈他形針柱狀，粒徑最大0.2 mm。綠簾石呈他形粒狀，粒徑0.1 mm左右，部分綠簾石具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征；綠泥石呈半自形到他形鱗片狀，粒徑可達(dá)0.3 mm(圖2a，b)。

綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD9)礦物組合為綠簾石、綠泥石、鈉長(zhǎng)石、藍(lán)閃石、石英，少量方解石、榍石和赤鐵礦。藍(lán)閃石、綠泥石、綠簾石為主形成暗色片理，鈉長(zhǎng)石、石英為主形成淺色片理。藍(lán)閃石呈自形或半自形柱狀，粒徑可達(dá)0.3 mm，多色性不明顯，主要為藍(lán)色；綠簾石呈他形粒狀，粒徑0.1 mm左右；綠泥石呈半自形到他形鱗片狀，粒徑可達(dá)0.3 mm(圖2c)。

藍(lán)閃綠泥鈉長(zhǎng)片巖(TD7)礦物組合為綠簾石、綠泥石、鈉長(zhǎng)石、石英，并含有少量的藍(lán)閃石、藍(lán)透閃石和多硅白云母，副礦物主要為方解石、榍石、赤鐵礦。綠泥石、多硅白云母和鈉長(zhǎng)石定向排列組成主要片理。藍(lán)閃石主要呈他形板狀或柱狀，粒徑可達(dá)0.2 mm；綠簾石呈他形粒狀，粒徑0.1 mm左右；綠泥石呈半自形到他形鱗片狀，粒徑可達(dá)0.3 mm(圖2d)。

2.2 綠片巖

綠片巖主要為綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD10, TD16)、白云母綠泥石英片巖(TD6)和白云母綠泥鈉長(zhǎng)片巖(TD11)。

綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD10)礦物組合為角閃石(陽(yáng)起石為主，少量鎂角閃石、凍藍(lán)閃石、藍(lán)透閃石)、綠簾石、綠泥石、鈉長(zhǎng)石、石英、方解石、榍石和少量赤鐵礦。角閃石呈半自形柱狀，粒徑可達(dá)0.5 mm。BSE顯示部分角閃石具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征，核部為凍藍(lán)閃石，幔部為鎂角閃石，邊部向陽(yáng)起石轉(zhuǎn)變，部分角閃石顆粒顯示核部具有藍(lán)透閃石包裹體。部分綠簾石同樣具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖2e，f)。

綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD16)礦物組合為角閃石(陽(yáng)起石、鎂角閃石為主)、綠簾石、綠泥石、鈉長(zhǎng)石、多硅白云母、石英、方解石、榍石和少量赤鐵礦。角閃石呈自形到半自形柱狀，粒徑可達(dá)0.5 mm。大部分角閃石具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征，即核部為鎂角閃石，邊部向陽(yáng)起石轉(zhuǎn)變。此外，部分陽(yáng)起石和綠泥石沿著鎂角閃石的解理部分發(fā)育(圖2g)。

白云母綠泥石英片巖(TD6)礦物組合為多硅白云母、綠泥石、鈉長(zhǎng)石、石英，副礦物主要有赤鐵礦、方解石、榍石和部分碳酸鹽礦物。綠泥石和多硅白云母定向排列形成主要暗色片理，鈉長(zhǎng)石和石英形成主要淺色片理。多硅白云母呈他形長(zhǎng)柱狀或針狀，粒徑可達(dá)0.3 mm。綠泥石呈他形鱗片狀，粒徑可達(dá)0.4 mm(圖2h)。

白云母綠泥鈉長(zhǎng)片巖(TD11)礦物組合為綠泥石、綠簾石、鈉長(zhǎng)石、多硅白云母、石英、方解石、榍石和少量赤鐵礦。多硅白云母呈他形長(zhǎng)柱狀或針狀，粒徑可達(dá)0.2 mm。

3 礦物化學(xué)分析

樣品的礦物成分分析在日本島根大學(xué)電子探針測(cè)試中心完成，電子探針儀器型號(hào)為JX-8800和JXA-8530F，加速電壓均為15 kV，測(cè)試電流2.5×10-8A，電子束的直徑為5 μm。具有代表性的礦物化學(xué)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

3.1 藍(lán)片巖中角閃石

藍(lán)片巖樣品中，角閃石主要為鎂鈉閃石，部分為藍(lán)閃石。采用離子計(jì)算軟件計(jì)算得出的角閃石標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式中，NSi=7.59～7.84 (NO=23,N為原子數(shù))，NNa=1.52～1.79。部分角閃石顆粒具有環(huán)帶特征，由核部的藍(lán)透閃石向邊部的鎂鈉閃石或藍(lán)閃石轉(zhuǎn)變；小部分角閃石具有核幔邊結(jié)構(gòu)(圖3)，核部為藍(lán)透閃石(NSi=7.50～7.83，NNa=0.55～1.46，XMg=[Mg/(Mg+Fe2+)]=0.55～0.95)，幔部為鎂鈉閃石(NSi=7.83～7.96，NNa=1.52～1.79，XMg=0.54～0.64)，邊部為藍(lán)透閃石(NSi=7.83～7.92，NNa=0.80～1.49，XMg=0.61～0.62)。

3.2 綠片巖中角閃石

綠片巖樣品中，角閃石主要為陽(yáng)起石、鎂角閃石。大部分角閃石顆粒具有成分環(huán)帶特征，由鎂角閃石(NSi=6.65～7.47，NNa=0.24～0.50)向陽(yáng)起石(NSi=7.54～7.94，NNa=0.03～0.50)轉(zhuǎn)變，鎂鈣閃石、淺閃石和綠鈣閃石均以包裹體的形式出現(xiàn)在角閃石的核部。綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD10)中部分角閃石顆粒環(huán)帶特征較為復(fù)雜，表現(xiàn)為藍(lán)透閃石(NSi=7.60～7.94，NNa=0.53～0.87)為包裹體、凍藍(lán)閃石為核部(NSi=7.31～7.48，NNa=0.51～0.64)、鎂角閃石為幔部(NSi=6.65～7.47，NNa=0.24～0.50)、陽(yáng)起石為邊部(NSi=7.54～7.94，NNa=0.03～0.50)(圖3)。

3.3 云母

藍(lán)片巖和綠片巖樣品中的白云母均為多硅白云母，經(jīng)計(jì)算得出多硅白云母分子式中Si原子數(shù)較高(NSi=6.67～7.17，NO=22，NNa/N(Na+K)=0.012～0.040)。不同樣品的多硅白云母化學(xué)成分略有不同。藍(lán)片巖中多硅白云母(NSi=6.8～7.1)Si原子數(shù)較高，綠片巖中多硅白云母具有較低的Si原子數(shù)(NSi=6.7～6.9)(圖4)。

a, b.白云母綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD13)；c.綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD9)；d.藍(lán)閃綠泥鈉長(zhǎng)片巖(TD7)；e, f, g.綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD10，TD16)；h.白云母綠泥石英片巖(TD6)。Amp.角閃石；Mrb.鎂鈉閃石；Win.藍(lán)透閃石；Hbl.鎂角閃石；Brs.凍藍(lán)閃石；Act.陽(yáng)起石；Ab.鈉長(zhǎng)石；Chl.綠簾石；Phg.多硅白云母；Ep.綠簾石。圖2 頭道橋地區(qū)藍(lán)片巖和綠片巖的顯微鏡下照片和背散射電子照片F(xiàn)ig.2 Microphotographs and backscattered electron images of the blueschists and greenschists from the Toudaoqiao area

標(biāo)本號(hào)礦物ωB/%SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2O氧化物合計(jì)NOTD13WinC53．390．052．580．0021．920．269．364．214．900．1196．7723TD13MrbR53．850．003．110．0023．350．187．411．276．540．0595．7623TD9Mrb54．510．083．370．0420．830．298．971．276．980．0596．3823TD7Mrb53．800．032．390．0022．030．149．172．376．350．0696．3423TD10Act53．880．000．700．0315．570．3214．0412．330．310．0597．2323TD10Win50．610．673．290．0019．970．3810．958．772．550．3197．4923TD16Act53．200．022．8612．720．3616．3510．981．110．160．0397．7923TD16Hbl46．552．646．8910．650．2116．2610．492．900．270．0496．8823TD13Phg50．070．0724．430．016．090．064．100．030．1310．3495．3122TD7Phg52．120．0923．520．045．360．013．980．060．2610．2895．7222TD6Phg50．060．1025．260．005．210．143．180．010．1610．9795．0922TD11Phg50．290．0424．350．015．510．053．490．050．1910．7694．7322標(biāo)本號(hào)礦物NSiTiAlCrFe3+Fe2+MnMgCaNaK合計(jì)TD13WinC7．800．010．440．001．221．460．032．040．661．390．0215．07TD13MrbR7．930．000．540．001．321．560．021．630．201．870．0115．08TD9Mrb7．910．010．580．001．221．310．041．940．201．960．0115．17TD7Mrb7．870．000．410．001．281．410．022，000．371．800．0115．18TD10Act7．870．000．120．000．181．730．043．061．930．090．0115．03TD10Win7．450．070．570．000．841．620．052．401．380．730．0615．17TD16Act7．520．000．480．810．700．043．451．660．310．030．0015．00TD16Hbl6．720．291．170．700．590．033．501．620．810．050．0115．48TD13Phg6．820．013．920．000．69—0．010．830．000．031．8014．12TD7Phg7．020．013．730．000．60—0．000．800．010．071．7714．02TD6Phg6．830．014．060．000．60—0．020．650．000．041．9114．11TD11Phg6．890．003．930．000．63—0．010．710．010．051．8814．11

注：角閃石中Fe3+離子數(shù)的估算根據(jù)13eCNK[25]。13eCNK為將除Ca、Na和K以外的陽(yáng)離子的總和歸一化為13。上角標(biāo)C代表核部，R代表邊部。

實(shí)線、點(diǎn)線和虛線箭頭分別代表白云母綠泥鈉長(zhǎng)藍(lán)閃片巖(TD13)，綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD10)和綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖(TD16)中角閃石的成分環(huán)帶。據(jù)文獻(xiàn)[25]。圖3 頭道橋地區(qū)藍(lán)片巖、綠片巖中角閃石成分和分類圖解Fig.3 Chemical compositions and classification of amphibole in blueschists and greenschists from the Toudaoqiao area

圖4 頭道橋地區(qū)藍(lán)片巖、綠片巖中多硅白云母成分特征Fig.4 Chemical compositions of the phengites from blueschists and greenschists from the Toudaoqiao area

3.4 綠簾石

不同樣品中綠簾石成分變化不大，同一樣品中，以包裹體形式出現(xiàn)的綠簾石和基質(zhì)中的綠簾石成分相似。

3.5 其他礦物

鈉長(zhǎng)石化學(xué)成分為Ab98-100An0-2；綠泥石均為鎂-鐵綠泥石，NSi=5.46～6.36，XMg=0.32～0.52；榍石中FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～5%，NAl=2.28～1.50，NTi=0.86～0.98。

4 共生礦物組合及變質(zhì)相

4.1 藍(lán)片巖

根據(jù)巖相學(xué)研究，結(jié)合角閃石成分變化趨勢(shì)[26]，即藍(lán)透閃石-藍(lán)閃石/鎂鈉閃石-藍(lán)透閃石(圖3)，將藍(lán)片巖的變質(zhì)演化過(guò)程分為3個(gè)階段(圖5)。其中：前鋒期變質(zhì)作用的共生礦物為藍(lán)透閃石(角閃石的核部)和角閃石的包裹體，主要為綠簾石、綠泥石、赤鐵礦等；藍(lán)片巖峰期變質(zhì)礦物組合主要為藍(lán)閃石/鎂鈉閃石+綠簾石+多硅白云母+綠泥石+鈉長(zhǎng)石+赤鐵礦，指示典型的綠簾藍(lán)閃片巖相變質(zhì)。藍(lán)閃石/鎂鈉閃石的化學(xué)成分與Evans[27]研究中第6類鈉質(zhì)閃石基本相同。多硅白云母中Si的原子數(shù)大于7.1，可以推斷峰期壓力應(yīng)大于1.2 GPa[28]。根據(jù)變質(zhì)反應(yīng)Jd+Qtz→Ab可以確定鈉長(zhǎng)石存在的壓力條件[29]。綜合上述條件，可以確定綠簾藍(lán)閃片巖的峰期變質(zhì)條件為T=400～600 ℃，p=1.2～1.4 GPa(圖5)。退變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為角閃石邊部由鈉質(zhì)閃石轉(zhuǎn)化為藍(lán)透閃石，并且角閃石常常被綠泥石取代，指示由綠簾藍(lán)閃片巖相向綠片巖相轉(zhuǎn)化。

p為壓力，T為溫度。斷線指示角閃石的穩(wěn)定區(qū)域，據(jù)文獻(xiàn)[26]；點(diǎn)線代表鈉質(zhì)閃石穩(wěn)定區(qū)域；(6)指藍(lán)閃石/鎂鈉閃石的化學(xué)成分與Evans[27]研究中第6類鈉質(zhì)閃石基本相同。圖5 頭道橋地區(qū)變質(zhì)巖變質(zhì)演化p-T軌跡Fig.5 p-T path for the metamorphic rocks in the Toudaoqiao area

4.2 綠片巖

綠片巖礦物組合變化較多，主要為綠泥石+鈉長(zhǎng)石+石英±綠簾石±陽(yáng)起石±多硅白云母±赤鐵礦，指示綠片巖相變質(zhì)作用。

根據(jù)巖相學(xué)研究，結(jié)合角閃石成分變化趨勢(shì)[26]，即藍(lán)透閃石-凍藍(lán)閃石-鎂角閃石-陽(yáng)起石(圖3)，綠泥鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖的變質(zhì)演化過(guò)程可以分為3個(gè)階段：由藍(lán)透閃石到凍藍(lán)閃石的轉(zhuǎn)變指示前峰期變質(zhì)作用；凍藍(lán)閃石的出現(xiàn)指示峰期變質(zhì)溫壓條件達(dá)到綠簾角閃巖相；由鎂角閃石到陽(yáng)起石的轉(zhuǎn)變指示退變質(zhì)作用由角閃巖相向綠片巖相轉(zhuǎn)變。

白云母綠泥石英片巖(TD6)和白云母綠泥納長(zhǎng)片巖(TD11)中多硅白云母的Si原子數(shù)(NSi=6.9)與藍(lán)片巖中多硅白云母的Si原子數(shù)(NSi=7.1)相近(圖4)，指示2種巖石可能經(jīng)歷了相似的變質(zhì)條件(圖5)。但是，2種巖石礦物組合和變質(zhì)級(jí)別不同，可能是由于原巖成分不同[30]。

5 討論

前人早期的研究工作主要集中在藍(lán)片巖的礦物組合及變質(zhì)相，確定了綠簾石+藍(lán)閃石+鈉長(zhǎng)石+綠泥石+多硅白云母的變質(zhì)礦物組合，指示形成條件是典型的低溫高壓環(huán)境[4]。近年來(lái)，頭道橋藍(lán)片巖的報(bào)道逐年增多，研究成果日益豐富。學(xué)者們對(duì)頭道橋藍(lán)片巖是在洋殼俯沖背景下形成的低溫高壓型變質(zhì)巖石達(dá)成了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，變質(zhì)級(jí)別為綠簾-藍(lán)閃巖相,一般認(rèn)為變質(zhì)壓力大于1.0 GPa，變質(zhì)溫度為320～480 ℃[5-8]，與本次研究結(jié)果吻合。地球化學(xué)研究顯示，變質(zhì)巖原巖為玄武巖，具有OIB(洋島玄武巖)和N-MORB(洋中脊玄武巖)的地球化學(xué)特征, 同位素測(cè)年資料顯示源巖年齡為～511 Ma，變質(zhì)時(shí)間在492 Ma之前[6]，由此推斷藍(lán)片巖的形成時(shí)間為511～492 Ma。

近年來(lái)，關(guān)于塔源—喜桂圖縫合帶的研究越來(lái)越多，研究成果越來(lái)越豐富。除了頭道橋藍(lán)片巖的大量研究，沿該縫合帶不同位置均有蛇綠混雜巖的報(bào)道(表3)。在縫合帶的北段，大興安嶺新林附近最早發(fā)現(xiàn)了蛇綠巖套，變玄武巖屬于MORB型，同位素測(cè)年確定其超鎂鐵質(zhì)巖形成時(shí)間為早寒武世[21]。隨后，阿里河蛇綠巖帶(吉峰、嘎仙、環(huán)二庫(kù)等地)的報(bào)道逐漸增多，同位素測(cè)年顯示形成時(shí)代為中元古代[31-34]。最近幾年，阿里河蛇綠巖帶的報(bào)道尤為增多，嘎仙地區(qū)輝石巖的鋯石U-Pb年齡為628 Ma[35]。新林輝長(zhǎng)巖的形成時(shí)間為539 ～510 Ma，嘎仙輝綠巖形成時(shí)間為～630 Ma，吉峰輝長(zhǎng)巖形成時(shí)間為(647.0±5.3)Ma，地球化學(xué)性質(zhì)都顯示出E-MORB 兼 OIB 性質(zhì)，屬于過(guò)渡性SSZ(super-subduction zone)蛇綠巖[36]。嘎仙變輝石巖中獲得的SHRIMP年齡為(627.7±9.7) Ma，變輝長(zhǎng)巖獲得(646.9±5.3) Ma同位素年齡[37]。嘎仙蛇綠巖的絹云石英片巖中獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果為(618.0±14.0)Ma，地球化學(xué)特征分析顯示為SSZ蛇綠巖，形成于弧后盆地環(huán)境[38]。吉峰蛇綠巖中超基性巖和輝長(zhǎng)巖地球化學(xué)特征顯示為E-MORB型，玄武巖為SSZ型蛇綠巖[39]。環(huán)二庫(kù)地區(qū)變輝石巖鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果為(696.8±2.9)Ma，巖石地球化學(xué)分析顯示，變質(zhì)輝長(zhǎng)巖具有N-MORB的地球化學(xué)特征[40]。越來(lái)越多的研究表明，新林—嘎仙—吉峰蛇綠巖是新元古代的古洋殼殘余，而不是中元古代。在塔源—喜桂圖縫合帶的西南部，邁罕特烏拉蛇綠巖也具有相似的地球化學(xué)特征，通過(guò)橫向?qū)Ρ?，認(rèn)為該蛇綠巖與新林—嘎仙—吉峰蛇綠巖是同期、同構(gòu)造背景的產(chǎn)物[41]。

表3塔源—喜桂圖縫合帶蛇綠巖信息匯總表

Table3SummarysheetoftheophiolitesalongtheTayuan-Xiguitusuture

地區(qū)巖石類型地化屬性時(shí)代或年齡新林變玄武巖MORB早寒武世阿里河中元古代噶仙輝石巖628Ma新林輝長(zhǎng)巖SSZ539～510Ma噶仙輝綠巖SSZ630Ma吉峰輝長(zhǎng)巖SSZ647Ma噶仙變輝石巖SSZ627Ma噶仙變輝長(zhǎng)巖SSZ646Ma噶仙絹云石英片巖SSZ618Ma吉峰超基性巖/輝長(zhǎng)巖EMORB吉峰玄武巖SSZ環(huán)二庫(kù)變輝石巖696Ma邁罕特烏拉蛇綠巖SSZ

綜上所述，塔源—喜桂圖一線蛇綠巖代表新元古代古洋殼殘片，其形成環(huán)境與額爾古納地塊和興安地塊間大洋的洋內(nèi)俯沖有關(guān)，俯沖作用開始于新元古代。俯沖作用結(jié)束后，進(jìn)入碰撞階段，頭道橋藍(lán)片巖等高壓巖石組合就是形成于這一階段。根據(jù)同位素年代學(xué)研究，額爾古納地塊和興安地塊的碰撞發(fā)生在511～492 Ma[6, 42]。碰撞結(jié)束后，洋殼閉合，進(jìn)入后造山階段，塔河地區(qū)發(fā)育大量490 Ma后造山花崗巖，標(biāo)志額爾古納地塊和興安地塊拼合完成[23]。

6 結(jié)論

1)內(nèi)蒙古頭道橋地區(qū)的變質(zhì)巖石主要為藍(lán)片巖和綠片巖組合。通過(guò)對(duì)變質(zhì)巖石的巖相學(xué)及礦物化學(xué)研究，獲得了綠簾藍(lán)閃片巖的峰期變質(zhì)條件為T=400～600 ℃，p=1.2～1.4 GPa，變質(zhì)級(jí)別為綠簾藍(lán)閃片巖相。

2)綠片巖的峰期變質(zhì)溫壓條件達(dá)到綠簾角閃巖相，而后向綠片巖相轉(zhuǎn)變。綠片巖中多硅白云母的Si原子數(shù)與藍(lán)片巖中多硅白云母的Si原子數(shù)相近，推斷兩種巖石可能經(jīng)歷了相似的變質(zhì)條件。

3)結(jié)合前人研究成果和區(qū)域地質(zhì)資料，認(rèn)為頭道橋地區(qū)變質(zhì)巖的形成與額爾古納地塊和興安地塊間大洋的洋內(nèi)俯沖有關(guān)，俯沖作用開始于新元古代，碰撞拼貼發(fā)生在511～492 Ma，490 Ma后碰撞拼合完成。

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