崔夢萌，白 洋，羅 揚，蘇本勛**，肖 燕，王 靜，潘旗旗3,，高東林

（1中國科學院青海鹽湖研究所中國科學院鹽湖資源綜合高效利用重點實驗室，青海西寧 810008；2青海省鹽湖地質(zhì)與環(huán)境重點實驗室，青海西寧 810008；3中國科學院大學，北京 100049；4中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所中國科學院礦產(chǎn)資源研究重點實驗室，北京 100029；5中國科學院地球科學研究院，北京 100029；6成都理工大學地球科學學院，四川成都610059；7中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室，北京 100029）

阿拉斯加型巖體代表與板塊俯沖有關的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖組合，明顯區(qū)別于層狀巖體及蛇綠巖，其以獨特的構造背景、巖石組合和伴生礦產(chǎn)鉑族元素（PGE）礦化得到眾多研究者的關注。早在20世紀60年代，一些學者就對北美阿拉斯加東南部地區(qū)的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)侵入體進行了研究，并將其作為一類特殊的超鎂鐵巖劃分出來（Taylor et al.,1960;Taylor,1967）。這類巖體發(fā)育完好時，具有特殊的同心環(huán)狀分布特征，因此,許多研究者稱其為“分帶超鎂鐵質(zhì)巖”、“環(huán)狀超鎂鐵質(zhì)巖”或“環(huán)狀分帶超鎂鐵質(zhì)巖”（Wyllie,1967）。Taylor（1967）首先提出“阿拉斯加型巖體”的名稱，最初特指在阿拉斯加東南部發(fā)現(xiàn)的呈鏈狀分布的大量環(huán)狀鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體。后來，在蘇聯(lián)烏拉爾地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了類似的巖體，并稱其為“烏拉爾-阿拉斯加型雜巖體”（Noble et al.,1960;Taylor,1967）。隨著研究的深入，越來越多的這類巖體被發(fā)現(xiàn)，至今這個名稱被廣泛應用于類似的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體的研究中（Johan,2006;Sidorov etal.,2019）。

阿拉斯加型巖體組成簡單，普遍認為其來源于島弧根部，是地幔楔部分熔融產(chǎn)生的玄武質(zhì)巖漿在地殼深度分離結晶的產(chǎn)物（Taylor,1967;Himmelberget al.,1995;Su et al.,2012）。該類巖體作為弧巖漿根部或巖漿通道，其巖漿演化持續(xù)且獨立，無或少地殼混染，化學成分更能反映地幔楔的化學成分（Irvine,1974;Johan,2002）。因此，對此類巖體的研究有助于從根本上理解弧巖漿演化過程，如巖漿源區(qū)的部分熔融、不同成分的巖漿混合以及礦物的分離結晶等過程。此外，阿拉斯加型巖體及其大體同時形成的島弧或活動陸緣火山作用的分布有助于確定古板塊的俯沖方向（Su et al.,2014）。

阿拉斯加型巖體多發(fā)育似層狀鉻鐵礦和PGE礦床，其銅鎳多為礦化或貧礦（Nixon et al.,1997;Johan,2002;Garuti et al.,2003）。長期以來，研究者們普遍認為阿拉斯加型巖體以及俯沖構造背景不利于巖漿銅鎳硫化物礦床的形成（Pettigrew et al.,2006）。然而，近年來在板塊聚合邊界，包括碰撞帶、活動大陸邊緣甚至島弧帶不斷發(fā)現(xiàn)銅鎳成礦帶，如新西蘭Riwaka（Turnbull et al.,2017）、非洲 Selkirk（Maier et al.,2008）和芬蘭 Vammala（Maier et al.,2013）等礦床，這些礦床的識別表明俯沖-碰撞過程中的幔源巖漿作用也有利于巖漿銅鎳硫化物礦床的形成。筆者在充分收集全球不同地區(qū)阿拉斯加型巖體資料的基礎上，初步歸納總結了阿拉斯加型巖體的時空分布、形成時代、巖石礦物學特征及地球化學特征，并探討了這類巖體的巖石成因、母巖漿性質(zhì)及礦化特征。

1 阿拉斯加型巖體的分布及時代

1.1 巖體的分布

阿拉斯加型巖體大部分呈鏈狀分布于大陸邊緣的造山帶中，近似平行于主要構造帶的方向，以阿拉斯加東南部以及烏拉爾地區(qū)出露最為廣泛（Taylor,1967;Debari et al.,1989）（圖1）。在阿拉斯加東南部，多個巖體構成的狹長帶長達500 km，寬達100 km（Himmelberg et al.,1995），Brew等（1983）稱其為“Kluwan-Duke鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖帶”。該帶分布的巖體 主 要 包 括 Union Bay（Ruckmick et al.,1959）、Blashke（Walton,1951）、Duke（Irvine,1974）、Red Bluff Bay（Guild et al.,1942;Loney et al.,1975）和Salt Chuck（Loney etal.,1992）等巖體。烏拉爾地區(qū)有15個巖體沿烏拉爾造山帶呈南北向延伸約900 km（Krause et al.,2007;Guillou-Frottier et al.,2014），如 Nizhny Tagil（Tessalinaet al.,2016）、Uktus（Garutiet al.,2002）和Kytlym（Zaccariniet al.,2011）等巖體，由于其中大部分巖體賦含鉑族元素礦化，因此，稱其為“烏拉爾鉑族元素帶”，簡稱“UPB”（Krauseetal.,2007）。

實際上，阿拉斯加型巖體不僅出露在阿拉斯加東南部以及烏拉爾地區(qū)，在澳大利亞、加拿大、哥倫比亞、委內(nèi)瑞拉、日本等地都有分布（Taylor,1967;Snoke et al.,1981;Nixon et al.,1990;Tistl,1994;Garutiet al.,1997）。中國也相繼發(fā)現(xiàn)這類巖體，如位于中亞造山帶南緣的新疆峽東（Su et al.,2012;2014;2017）和吐爾庫班套（秦克章等，2018）巖體、中亞造山帶東段的黑龍江五星巖體（Cui et al.,2020）、華北克拉通地區(qū)的雁門關（Wang et al.,2010;Bai et al.,2018）和高寺臺（Chen et al.,2009）巖體、祁連山扎麻什東溝巖體（周德進等，1997）、云南半坡和吉岔巖體（張旗等，1984；張魁武等，1992）（圖1）。

1.2 巖體形成時代

世界范圍內(nèi)不同地區(qū)阿拉斯加型巖體的形成時代跨度較大，系統(tǒng)總結此類巖體的形成時代包括新太古代、古生代、中生代及新生代4個時期（表1）。已知的最古老的阿拉斯加型巖體形成時期為新太古代，如加拿大西部蘇必利爾省Quetico巖體（2690 Ma）（Pettigrew et al.,2006）；最年輕的巖體形成時期為新近紀，如哥倫比亞Alto Condoto巖體（20 Ma）（Tistl,1994）。

大部分阿拉斯加型巖體形成時期為中生代（Himmelberg et al.,1995），如阿拉斯加東南部地區(qū)中 10個巖體的 K-Ar年齡為 100～110 Ma（Himmelberg et al.,1995;Lanphere et al.,1966）；Duke巖體的鋯石U-Pb年齡為108～111 Ma（Saleeby,1992），其中角閃石的40Ar/39Ar年齡為119 Ma（Meen et al.,1991）；Union Bay角閃石巖中鋯石U-Pb定年結果為102 Ma（Rubin et al.,1992）；不列顛哥倫比亞 Tulameen年齡為 204～212 Ma、Hick Man為 221～228 Ma及 Wrede Creek 為 219～225 Ma（Nixon et al.,1997;Johan,2002）等。此外，部分阿拉斯加型巖體形成時期為古生代，如阿拉斯加東南部地區(qū)Salt Chuck（429 Ma）（Loney et al.,1987）、Dall（400 Ma）和Sukkwan（441 Ma）（Lanphere,1968;Johan,2002）等巖體及烏拉爾地區(qū)大部分巖體（如Khorasyur、Nizhni Tagil和 Uktus等）（415～440 Ma）（Johan,2002;Garuti et al.,2003;Garuti,2005）。

2 巖體基本特征

2.1 巖石學特征

阿拉斯加型巖體的規(guī)模一般較小，出露面積約12～14 km2或更小，少數(shù)巖體出露面積可達70～80 km2（Johan,2002）。平面上產(chǎn)出形態(tài)多為環(huán)狀、橢圓狀或不規(guī)則狀（Johan,2002;Pittigrew et al.,2006;Su et al.,2012;2014），與圍巖呈侵入接觸。巖體以環(huán)狀巖相結構為特征，發(fā)育完好的阿拉斯加型巖體從巖體中心的純橄巖，向外依次包括異剝橄欖巖、橄欖單斜輝石巖、單斜輝石巖、角閃單斜輝石巖、角閃石巖，少量巖體邊緣還有輝長巖等鎂鐵質(zhì)巖石（Taylor,1967;Himmelberg et al.,1995），各巖相之間一般呈漸變接觸關系。大部分超鎂鐵質(zhì)巖被輝長巖包圍，只有很少的情況下才直接與圍巖接觸（張旗等，1984）。不同阿拉斯加型巖體中各巖石類型出露的比例有明顯的差別，如位于阿拉斯加東南部狹長帶最東南端的Duke巖體，其巖石類型豐富，具明顯的環(huán)狀巖相結構，中心為互層的純橄巖和異剝橄欖巖，向外依次為橄欖單斜輝石巖、單斜輝石巖和角閃石巖（Irvine,1974;Thakurta et al.,2008）；而同一地區(qū)的Annette巖體僅由純橄巖組成，未見巖相環(huán)狀結構（Himmelberg et al.,1995;Thakurta et al.,2011）；毗鄰的Union Bay巖體亦已受到強烈變形改造，觀察不到典型的環(huán)狀巖相結構（Irvine,1974）。因此，巖相環(huán)狀結構并不是阿拉斯加型巖體的普遍特征，不能獨立作為判斷某個巖體是否為阿拉斯加型巖體的標志。

圖1 全球阿拉斯加型巖體分布及時代（阿拉斯加型巖體年齡數(shù)據(jù)來源見表1）Fig.1 Distribution and age of the Alaskan-type complexes worldwide(for data sources of Alaskan-type complexes see Table 1)

從巖相學來看，阿拉斯加型巖體中純橄巖具堆晶結構，由橄欖石（含量＞95%）和少量的鉻鐵礦及單斜輝石組成（Himmelberg et al.,1995;Habtoor et al.,2016）。異剝橄欖巖由橄欖石、單斜輝石（含量約20%）和少量鉻鐵礦組成，常見呈脈狀侵入到純橄巖中。純橄巖和異剝橄欖巖中，偶見填隙的角閃石、云母等含水礦物，如阿拉斯加東南部地區(qū)Kane Peak巖體（Himmelberg et al.,1995）。橄欖單斜輝石巖和單斜輝石巖，由單斜輝石（含量＞90%）、橄欖石組成，存在少量的填隙角閃石，副礦物以磁鐵礦為主，少見鉻鐵礦（Thakurta et al.,2008;Chen et al.,2009）。另外，阿拉斯加東南部地區(qū)Salt Chuck巖體的單斜輝石巖中還含斜長石，以補堆晶或少量堆晶相的形式出現(xiàn)（Himmelberg et al.,1995）。角閃單斜輝石巖由單斜輝石、角閃石、磁鐵礦組成，其磁鐵礦含量最高可達20%（Ruckmick et al.,1959;Himmelberg et al.,1995）。輝長巖由單斜輝石、斜長石組成，某些阿拉斯加型巖體中缺失輝長巖，如哥倫比亞Alto Condoto（Tistl,1994）和加拿大Tulameen（Findlay,1969;Nixon et al.,1990）等巖體。

全巖地球化學特征上，不同巖體中純橄巖w（MgO）最高，如烏拉爾地區(qū)典型阿拉斯加型巖體（Nizhnii Tagil和 Svetley Bor等）純橄巖中w（MgO）高達45.8%（Krause et al.,2007），中國新疆峽東及河北高寺臺巖體純橄巖中w（MgO）為40.0%～47.8%（Chen et al.,2009;Su et al.,2014）。從巖體中心向外（橄欖巖類-輝石巖類-角閃石巖類-輝長巖類），w（MgO）呈現(xiàn)系統(tǒng)性地降低（圖2）。隨著w（MgO）的降低，w（TiO2）、w（Al2O3）和w（CaO）系統(tǒng)性地升高（圖2a～c），而w（FeO）和w（SiO2），隨w（MgO）的降低而降低（圖2d），這種變化趨勢與巖漿中橄欖石、鉻鐵礦、輝石等礦物結晶引起的成分變化一致。

表1 全球阿拉斯加型巖體的形成時代Table 1 Formation ages of Alaskan-type complexes worldwide

圖2阿拉斯加型巖體全巖w(MgO)與w(TiO2（)a）、w(Al2O3（)b）、w(CaO)（c）和w(FeO)（d）圖解阿拉斯加型巖體數(shù)據(jù)來源：紅海西部埃及Mikb（i Abdallah et al.,2019）、Genina Gharbia（Helmy et al.,2014）、Abu Ha Mamid（Helmy et al.,2014）和Gabbro Akarem（EIRahman et al.,2012）；紅海東部阿拉伯Gabal Taftafan（Habtoor et al.,2016）；不列顛哥倫比亞Turnagain（Clark,1978;Scheel et al.,2009）；加拿大蘇必利爾Quetico（Pettigrew et al.,2006）；華北克拉通河北高寺臺（Chen et al.,2009）及山西雁門關（萬加亮等，2012）；中亞造山帶中國新疆峽東（Su et al.,2012;2014;Baiet al.,2017）及吐爾庫班套（秦克章等，2018）；烏拉爾造山帶Kytlym（Popov et al.,2006）、Nizhnii Tagil和Svetley Bo（r Krauseet al.,2007）、Uktus（Garutiet al.,2003）；阿拉斯加狹長帶Duke（Thakurtaet al.,2008;Liet al.,2012）、Union Bay/Blashke Island/Kane Peak/Klukwan/Salt Chuck/Dall Island（Himmelberg et al.,1995）；阿爾卑斯造山帶土耳其Karayas Mak（Eyuboglu et al.,2010）；西伯利亞克拉通俄羅斯遠東Galmoenan（Batanovaet al.,2005）、Bor-Uryah（Malitch et al.,2002a）、Kondyo（r Burg et al.,2009）Fig.2 w(MgO)with w(TiO2)(a),w(Al2O3)(b),w(CaO)(c)and w(FeO)(d)diagrams of bulkrocks in Alaskan-type complexes Datasourcesof Alaskan-typecomplexes:Mikbi(Abdallah et al.,2019),Genina Gharbia(Helmy et al.,2014),Abu Ha Mamid(Helmy et al.,2014)and Gabbro Akarem(EIRahman et al.,2012)of Egypt in thewest of the Red Sea;Gabal Taftafan(Habtoor et al.,2016)of Arab in theeast of the Red Sea;Columbia Turnagain,British(Clark,1978;Scheel et al.,2009);Quetico Superior,Canada(Pettigrew et al.,2006);Gaositai,Hebei(Chen et al.,2009)and Yanmenguan,Shanxi(Wan et al.,2012)in the North China Craton;Xiadong(Su et al.,2012;2014;Baiet al.,2017)and Turkubantao(Qin et al.,2018)of Xinjiang,China in the Central Asian Orogenic Belt;Kytlym(Popov et al.,2006),Nizhnii Tagil and Svetley Bor(Krause et al.,2007)and Uktus(Garutiet al.,2003)in the Ural Orogenic Belt;Duke(Thakurtaet al.,2008;Liet al.,2012),Union Bay/Blashke Island/Kane Peak/Klukwan/Salt Chuck/Dall Island(Himmelberg et al.,1995)in thepanhandlebelt of Alaska;Karayas Mak(Eyuboglu et al.,2010)of Turkey in Alpine Orogenic Belt;Galmoenan(Batanovaet al.,2005),Bor-Uryah(Malitch et al.,2002a)and Kondyor(Burg et al.,2009)in RussianFar East of Siberian Craton

大部分阿拉斯加型巖體中橄欖巖類、輝石巖類、角閃石巖類及輝長巖類巖石的w（TiO2）分別為0.01%～0.37%、0.22%～1.10%、1.27%～1.45% 和 0.02%～1.66%，且含磁鐵礦單斜輝石巖中的w（TiO2）（約1.98%）比其他輝石巖類高（Himmelberg et al.,1995;Thakurtaet al.,2008）；中國新疆峽東巖體角閃石巖中w（TiO2）（約0.08%）比其他巖體同類巖石低；w（Al2O3）分別為 0.21%～5.98%、2.01%～10.7%、11.4%～15.7%和 15.3%～23.5%，其中，埃及地區(qū) Mikbi和 Abu Hamamid巖體輝石巖類的w（Al2O3）（＞10.7%）比其他巖體同類巖石的高（圖2a）（Pettigrew et al.,2006;Chen et al.,2009）；w（CaO）分別為 0.11%～7.95%、10.2%～20.5%、8.65%～14.7%和7.35%～15.9%（圖 2c）（Himmelberg et al.,1995;Popov et al.,2006;Habtoor et al.,2016）。此外，絕大多數(shù)巖石的w（SiO2）與w（Na2O+K2O）成分位于亞堿性區(qū)域（圖3）（Pettigrew et al.,2006;Abdallah et al.,2019），其中，橄欖巖類的w（Na2O+K2O）（＜0.85%）明顯低于其他幾類巖石，輝長巖類中的w（Na2O+K2O）（1.15%～5.71%）最高（圖3）。

圖3 阿拉斯加型巖體全巖w(SiO2)-w(Na2O+K 2O)圖解（數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.3 w(SiO2)-w(Na2O+K 2O)diagramof bulkrocksin Alaskantype complexes(data sources and legends shown in Fig.2)

阿拉斯加型巖體不同巖石單元之間微量元素及稀土元素（REE）配分型式存在一定規(guī)律的變化，含量從超鎂鐵質(zhì)巖到鎂鐵質(zhì)巖石呈逐漸增加的趨勢（圖 4a、b）（Himmelberg et al.,1995;Chen et al.,2009）。在所有巖相中，純橄巖具有最低的稀土元素含量，且REE配分型式通常較為平坦。異剝橄欖巖的REE含量高于純橄巖，但其REE配分型式與純橄巖相似。橄欖單斜輝石巖和單斜輝石巖的REE變化范圍比前2種巖石大。輝長巖中的REE含量高于單斜輝石巖，由于存在斜長石的結晶而表現(xiàn)Eu的正異常（Helmy et al.,2015;Habtoor et al.,2016）?？偟膩碚f，所有巖石單元的球粒隕石標準化稀土元素模式都近似平行，且呈現(xiàn)輕微的輕稀土元素富集的趨勢（圖4b）（Helmy et al.,2014;Abdallah et al.,2019）。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖變化一致（圖4a），表現(xiàn)相對富集大離子親石元素（Rb、Ba、Sr等），虧損高場強元素（Nd、Ta、Zr、Hf等）的變化趨勢（Himmelberg et al.,1995;Popov et al.,2006），明顯具有島弧巖漿的特征。

2.2 礦物學及礦物化學特征

阿拉斯加型巖體的造巖礦物為橄欖石、單斜輝石、角閃石和斜長石，副礦物為鉻鐵礦、磁鐵礦和鈦鐵礦，超鎂鐵質(zhì)巖石中少或無斜方輝石，其礦物組合明顯區(qū)別于層狀巖體以及蛇綠巖。層狀巖體的橄欖巖類主要由橄欖石和斜方輝石組成，少見單斜輝石，其輝石巖也以斜方輝石巖為主，二輝石巖較少，單斜輝石巖更少（Jackson,1960;McCallum,2002）。蛇綠巖中堆晶巖比較復雜，其產(chǎn)出構造環(huán)境的復雜性就決定了其礦物組合的不同，如大洋中脊環(huán)境下的蛇綠巖主要由橄欖石和斜長石為主，而島弧背景下的蛇綠巖主要由橄欖石和單斜輝石組成（Pearceet al.,1984）。

（1）橄欖石

橄欖石是阿拉斯加型巖體的主要造巖礦物之一，其經(jīng)常出現(xiàn)在純橄巖、異剝橄欖巖、橄欖單斜輝石巖等超鎂鐵質(zhì)巖石中，輝長質(zhì)巖石中含量極少（Himmelberg et al.,1995;Krause et al.,2007;Eyuboglu et al.,2010）。某些巖體橄欖石中出溶針狀的單斜輝石，如阿拉斯加東南部Annette和河北高寺臺巖體（Liang et al.,2018）。不同地區(qū)此類巖體中橄欖石化學成分差異較大，即使相同巖體的相同巖石類型中橄欖石成分也存在一定的差別，如埃及Mikbi巖體的不同橄欖巖樣品中Fo值分別為83.3～83.8和70.5～71.4（Abdallah et al.,2019）。不同地區(qū)阿拉斯加型巖體中橄欖石Fo值變化較大，主要范圍為75～95（圖5）（Clark,1978;Thakurta et al.,2008;Scheel et al.,2009）。此類巖體不同巖相中Fo值從超鎂鐵質(zhì)巖到鎂鐵質(zhì)巖系統(tǒng)地降低，整體表現(xiàn)為橄欖巖類（Fo值為75～95）＞輝石巖類（Fo值為78～88）＞輝長巖類（Fo值為68～80）（圖6a～d），如烏拉爾地區(qū)Kytlym、Svetley Bor和Nizhnii Tagil等巖體橄欖石在不同巖相中變化為純橄巖（Fo值為86～96）、角閃石巖（Fo值為84～86）、單斜輝石巖（Fo值為80～83）和輝長巖（Fo值為74～84）（Krause et al.,2007）。土耳其Karayas Mak巖體輝長巖中橄欖石Fo值低至58.6，顯示鐵橄欖石成分，比其他地區(qū)此類巖體中的同類巖石要低（Eyuboglu et al.,2010）；而中國新疆峽東巖體純橄巖中橄欖石 Fo值比其他巖體高（Fo值為 93～97）（Su et al.,2012;2017;Baiet al.,2017）。

圖4 阿拉斯加型巖體全巖原始地幔標準化微量元素（a）和球粒隕石標準化稀土元素（b）模式圖（標準化值來自Sun et al.,1989;數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element(a)and chondrite-normalized rare earth elements(b)patternsof bulkrocks for Alaskan-type complexes(normalized values after Sun et al.,1989;data sources and legend shown in Fig.2)

不同巖體橄欖石的w（MnO）隨著Fo的降低而升高，且含量從巖體中心的橄欖巖類到邊緣的輝長巖類中逐漸升高，符合巖漿正常的結晶分離趨勢（圖6a）（Eyuboglu et al.,2010;Su et al.,2012）。大部分阿拉斯加型巖體中w（MnO）為0.01%～0.57%，阿拉斯加東南部地區(qū)Blashke巖體橄欖巖類及輝石巖類中w（MnO）比其他地區(qū)同類巖石低（Himmelberg et al.,1995）。不同巖體中w（NiO）與Fo值呈正相關，大部分巖體中w（NiO）為0.01%～0.53%（圖6b），土耳其Karayas Mak巖體中橄欖石的w（NiO）比其他巖體低（0.02%～0.06%）（Eyuboglu et al.,2010）。w（SiO2）與Fo值呈正相關，大部分巖體橄欖石的w（SiO2）為34.1%～42.9%（圖6c）；不同地區(qū)巖體橄欖石中，w（CaO）為0%～0.45%，除中國高寺臺、烏拉爾Nizhnii Tagil及阿拉斯加東南部Blashke巖體中某些樣品橄欖石w（CaO）高于0.1%，絕大多數(shù)巖體中橄欖石w（CaO）低于0.1%，位于地幔橄欖石的變化范圍內(nèi)（圖6d）（Himmelberg et al.,1995;Chen et al.,2009）。

圖5 阿拉斯加型巖體橄欖石Fo值（數(shù)據(jù)來源同圖2）Fig.5 Fo contents of olivine from Alaskan-type complexes(data sources shown in Fig.2)

（2）鉻鐵礦

鉻鐵礦在阿拉斯加型巖體的純橄巖、異剝橄欖巖、橄欖單斜輝石巖中為常見的副礦物相（如Irvine,1974;Himmelberg et al.,1995;Johan,2002）。不同地區(qū)阿拉斯加型巖體中鉻鐵礦含量和成分變化較大，Mg#為 0～70，w（TiO2）（0～4.81%）和w（MnO）（＜1.19%）較低（Helmy et al.,2014;Habtoor et al.,2016）。根據(jù)鉻鐵礦Cr-Al-Fe3+三元圖解（圖7a），大部分鉻鐵礦相對貧Cr，富Al-Fe3+，隨著Al或Fe3+的減小，Cr顯著增高。富Al的鉻鐵礦有較高的w（Al2O3），較低的（Fe3+）#及Cr#。然而，富Fe3+的鉻鐵礦有較低的w（Al2O3），較高的（Fe3+）#（圖7a）。大部分鉻鐵礦化學成分的變化表現(xiàn)為Cr#和（Fe3+）#隨著Mg#的增加而減?。▓D7b、c），Cr#隨著（Fe2+）#的增加而增加（圖7d），它們的成分及變化范圍與層狀巖體及阿爾卑斯型巖體明顯不同。中國新疆峽東巖體純橄巖中鉻鐵礦具有比其他地區(qū)大部分巖體所有巖類中鉻鐵礦都要高的Cr#（95～100）及較低的Mg#（＜10）（Su et al.,2012;2017;Bai et al.,2017），而高寺臺巖體橄欖巖類中鉻鐵礦的Cr#（約80）變化范圍較小（圖7c、d）（Chen et al.,2009）。

（3）輝石

圖6阿拉斯加型巖體橄欖石Fo值與w(MnO)（a）、w(NiO)（b）、w(SiO2)（c）和w(CaO)（d）相關圖解（數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.6 Correlation diagrams of olivine Fo content with w(MnO)(a),w(NiO)(b),w(SiO2)(c)and w(CaO)(d)in Alaskan-type complexes(data sources and legends shown in Fig.2)

圖7 阿拉斯加型巖體鉻鐵礦成分圖解（數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）a.鉻鐵礦三元圖解；b.鉻鐵礦Mg#-(Fe3+)/(Fe3++Al+Cr)×100圖解；c.鉻鐵礦Mg#-Cr#圖解；d.鉻鐵礦Fe2+/(Mg+Fe2+)×100-Cr#圖解Fig.7 Composition diagrams of chromite in Alaskan-type complexes(data sources and legends shown in Fig.2)a.Ternary diagram of chromite;b.Mg#-(Fe3+)/(Fe3++Al+Cr)×100 diagram of chromite;c.Mg#-Cr#diagram of chromite;d.Fe2+/(Mg+Fe2+)×100-Cr#diagram of chromite

阿拉斯加型巖體中絕大多數(shù)輝石為單斜輝石（Himmelberg et al.,1995;Farahat et al.,2006;Krause et al.,2007;Thakurta et al.,2009），超鎂鐵質(zhì)巖石中貧或無斜方輝石。目前，在埃及Mikbi、Genina Gharbia和Gabbro Akarem，阿拉伯Gabal Taftafan和土耳其Karayasmak等少數(shù)巖體中報道了極少量的斜方輝石（EI.Rahman et al.,2012;Helmy et al.,2014;Abdallah et al.,2019），其斜方輝石主要為頑火輝石、紫蘇輝石，w（CaO）高達4.22%（Habtoor et al.,2016;Abdallah et al.,2019）。另外，阿拉斯加東南部地區(qū)典型阿拉斯加型巖體中也有少量的斜方輝石，如Kane Peak巖體中斜方輝石主要分布在橄欖巖中，其Mg#為89；而Union Bay和Blashke巖體中斜方輝石分布在輝長質(zhì)巖石中，其中，輝長蘇長巖中斜方輝石的Mg#為50～75（Himmelberg et al.,1995）。

單斜輝石一般出現(xiàn)在阿拉斯加型巖體所有的巖相中，其在純橄巖中主要為他形粒間礦物相，在單斜輝石巖、角閃石巖及輝長巖中主要為自形-半自形的堆晶礦物相（Batanova et al.,2005;Krause et al.,2007;Habtoor et al.,2016）。絕大多數(shù)單斜輝石為富鈣的透輝石，少量的普通輝石出現(xiàn)在純橄巖或單斜輝石巖中（Himmelberg et al.,1995;Farahat et al.,2006;Thakurta et al.,2009）。此類巖體中單斜輝石最突出的特征是有較高的w（CaO）（圖8），較低的w（Al2O3）、w（TiO2）和w（Na2O），這就決定了阿拉斯加型巖體的輝石巖貧硅富鈣的特性。不同地區(qū)該類巖體中單斜輝石w（Al2O3）為0.05%～6.1%，w（SiO2）主要為51.2%～56.9%，而阿拉斯加東南部地區(qū)Salt Chuck巖體中單斜輝石w（Al2O3）（4.47%～5.28%）比同地區(qū)其他巖體的w（Al2O3）高（1.08%～3.46%），w（SiO2）（48.5%～49.5%）比其他巖體都低（Himmelberg et al.,1995;Thakurta et al.,2009）。除了阿拉伯Gabal Taftafan巖體中個別樣品的w（TiO2）大于1%，大部分巖體中單斜輝石的w（TiO2）為0～0.88%（Habtoor et al.,2016）。單斜輝石w（Al2O3）與w（TiO2）成分相關圖（圖9a）顯示,此類巖體的單斜輝石具有弧堆晶的趨勢，與蛇綠巖及洋中脊中單斜輝石演化趨勢明顯不同，這一特征也是此類巖體的典型特征（Snoke et al.,1981;Helmy et al.,2003）。此外，w（SiO2）與w（Al2O3）圖解（圖9b）顯示，所有的單斜輝石為非堿性的。大部分巖體中單斜輝石Mg#為80～95，且從超鎂鐵質(zhì)巖到邊緣的鎂鐵質(zhì)巖石的變化與巖漿分離結晶的趨勢一致（Batanova et al.,2005;Burg et al.,2009）。

圖8 阿拉斯加型巖體單斜輝石分類圖（數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.8 Clinopyroxene classification diagram for Alaskan-type complexes(data sources and legends shown in Fig.2)

（4）角閃石

角閃石是阿拉斯加型巖體中常見的硅酸鹽礦物，絕大多數(shù)角閃石的（Ca+AlⅣ）＞2.5，為巖漿成因角閃石（Giret et al.,1980）。這一類巖體中角閃石主要是韭角閃石和鎂角閃石，少量的透閃石和陽起石（圖10a）（Farahat et al.,2006;Eyuboglu et al.,2010;Su et al.,2012）。大部分巖體中角閃石的Mg#從巖體中心到邊緣呈系統(tǒng)地降低，與橄欖石和單斜輝石的分離結晶趨勢一致（Farahat et al.,2006;Abdallah et al.,2019）。大部分角閃石的 Mg#為 70～90（Chen et al.,2009;Eyuboglu et al.,2010;Habtoor et al.,2016）。此外，俄羅斯遠東地區(qū)Kondyor巖體Mg#較高（96～98），其角閃石為透閃石（Burg et al.,2009）；阿拉斯加東南部地區(qū)的Duke、Union Bay和Blashke等巖體中未發(fā)現(xiàn)透閃石及陽起石，主要為鎂角閃石和韭閃石，其Mg#變化較大（60～93）（圖10a）（Himmelberg et al.,1995）。阿拉斯加型巖體不同巖相中角閃石的（Na+K）含量范圍較廣（0～0.98），與Si具有較好的負相關性（圖10b）（Himmelberg et al.,1995;Eyuboglu et al.,2010;Habtoor et al.,2016）。中國新疆峽東巖體角閃石巖類中（Na+K）含量（0.84～0.98）比其他巖體的所有巖相中角閃石(Na+K)含量高（圖10b）（Su etal.,2012）。

圖9阿拉斯加型巖體單斜輝石w(TiO2)-w(Al2O3)（a）和w(Al2O3)-w(SiO2)（b）圖解（堿性與非堿性界線來自Le Bas,1962；弧堆晶、蛇綠巖和洋中脊趨勢來自Loucks,1990；數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.9 w(TiO2)-w(Al2O3)(a)and w(Al2O3)-w(SiO2)(b)diagrams of clinopyroxene in Alaskan-type complexes(non-alkaline and alkaline boundary after Le Bas,1962;Arc cumulates,ophiolite and Mid-Atlantic Ridge trends after Loucks,1990;data sources and legends shown in Fig.2)

（5）長石

阿拉斯加型巖體中的長石主要分布在輝長質(zhì)巖石中，超鎂鐵質(zhì)巖石中極少（Himmelberg et al.,1995;Su et al.,2012），明顯區(qū)別于其他鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體。目前僅在埃及Mikbi和Genina Gharbia、阿拉伯Gabal Taftafan及土耳其Karayas Mak巖體的少數(shù)橄欖巖類中報道了斜長石（Helmy et al.,2014;Habtoor et al.,2016），典型阿拉斯加型巖體分布地區(qū)未在超鎂鐵質(zhì)巖石中發(fā)現(xiàn)斜長石。此類巖體中長石為斜長石系列礦物，大部分斜長石牌號為An30～94（Irvine,1974;Himmelberg et al.,1995;Eyuboglu et al.,2010）。僅有的橄欖巖類中斜長石主要為倍長石（An70～90）和 拉 長 石（An53～70），且 其 中w（CaO）（11.6%～18.7%）明顯高 于 角 閃 石 巖類w（CaO）（2.77%～9.96%）；角閃石巖類中斜長石主要為中長石（An10～28）和奧長石（An30～48）；輝長巖類中斜長石成分變化范圍較大（圖11）（Eyuboglu et al.,2010;Abdallah et al.,2019），埃及Mikbi巖體中斜長巖和閃長巖的斜長石顯示鈣長石成分（圖11）（Abdallah et al.,2019）。斜長石中w（Na2O）與w（CaO）呈負相關，反映出巖漿分離結晶的過程。

圖10 阿拉斯加型巖體角閃石分類圖解（a，角閃石分類據(jù)Leake et al.,1997）和角閃石中Si-(Na+K)含量圖解（b）（數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.10 Hornblende classification diagram for Alaskan-type complexes(a,hornblende classification after Leake et al.,1997)and Si-(Na+K)content diagram of hornblende(b)(data sources and legends shown in Fig.2)

3 阿拉斯加型巖體成因爭議

火成巖類侵入體中一般存在巖相分帶結構，大多數(shù)情況下巖相的分帶可表現(xiàn)為：①巖石中組成礦物相對豐度的變化；②結晶序列中某種礦物的出現(xiàn)或消失；③礦物化學成分在層狀序列上有規(guī)律的變化（Wager,1968;Jackson,1970）。大型層狀巖體的巖相分層已被廣泛研究，如南非Bushveld（Cawthorn et al.,1991）、美國 Stillwater（McCallum,1996）、加拿大 Muskox（Irvine,1975）和 格 陵 蘭 島 Skaergard（McBirney et al.,1979）等巖體。這種分層模式也被分為規(guī)律性分層和間歇性分層（Maal?e,1978）。在大型層狀巖體中，某種單一的層位可延伸幾十至幾百公里。然而，阿拉斯加型巖體由中心到邊緣巖相呈同心環(huán)狀結構，與層狀巖體韻律成層明顯不同。根據(jù)巖石單元間的結構關系、礦物含量及化學成分的變化，揭示了阿拉斯加型巖體中成分更原始（富鎂貧硅）的結晶序列趨向于位于巖體中心，而成分較演化（貧鎂富硅）的結晶序列位于巖體的邊緣（Himmelberg et al.,1995;Farahat et al.,2006）。目前，已經(jīng)提出過很多模式來解釋阿拉斯加型巖體環(huán)狀巖相結構的成因。

圖11 阿拉斯加型巖體長石三元（Ab-Or-An）圖解（數(shù)據(jù)來源和圖例同圖2）Fig.11 Ab-Or-An ternary diagram showing plagioclase compositions in Alaskan-type complexes(data sources and legends shown in Fig.2)

研究早期,Zavaritsky（1928）提出巖體中橄欖單斜輝石巖和角閃單斜輝石巖是由橄欖巖侵入輝長質(zhì)巖石基底而形成的交代變質(zhì)邊。但這種模式很快就被否定，因為巖石學和地球化學研究明確揭示這2種單斜輝石巖顯然是巖漿分離結晶的產(chǎn)物（Talyor et al.,1960）。

Walton（1951）研究了阿拉斯加東南部Blashke巖體，并提出Mg向中心大規(guī)模擴散，Si、Ca和H2O從中心向外大規(guī)模擴散的理論。這種擴散通過超臨界氣相介質(zhì)滲透穿過經(jīng)歷過結晶的橄欖質(zhì)巖漿粒間孔隙而實現(xiàn)。但是，這種模式存在幾個問題：①化學元素大規(guī)模且長距離的運輸所必需的成分梯度很難通過粒間孔隙的晶粥來實現(xiàn)（Taylor,1967）；②巖漿的流動及其引起的擾動將破壞巖漿房中心到邊緣的成分梯度的發(fā)育；③這個理論不能解釋沒有橄欖巖類巖石的阿拉斯加型巖體，如阿拉斯加東南部Haines和Klukwan巖體（Himmelberg et al.,1995）。

Ruckmick 等（1959）、Taylor（1967）、Taylor等（1969）和Irvine（1959;1963;1967）提出了巖漿多期次侵入機制，認為這些巖漿可能是由深部上地幔部分熔融形成。Taylor等（1969）結合野外可觀察到的現(xiàn)象，認為超鎂鐵質(zhì)巖石之間的化學及礦物學關系都可以用巖漿連續(xù)侵入來解釋。早期侵入的巖漿先使熔點較低的部分結晶，即形成巖體外圍的輝長質(zhì)巖石。后期溫度更高，成分更原始的巖漿連續(xù)侵入會使溫度更高的礦物結晶，依次形成角閃石巖、輝石巖、橄欖巖等。后期侵入的巖漿可能會侵入先前存在的巖石中，這就可以解釋Duke超鎂鐵質(zhì)巖石與輝長巖之間的侵入接觸關系。但是，目前普遍接受的成巖順序為純橄巖-輝石巖-輝長巖類，與上述巖漿多期次侵入機制的成巖順序相反。

Murray（1972）認為，阿拉斯加型巖體是在島弧火山巖漿上升的供應通道內(nèi)由巖漿的流動分異作用形成的。在巖漿上升過程中，流動分異作用促使通道中心的流速較大，早期結晶的鎂鐵質(zhì)礦物（橄欖石和單斜輝石等）向管道中心聚集，而形成各種巖相的分帶。另外，他還指出島弧火山巖漿的供應是脈動式的，每次脈沖供給的巖漿均可形成上述不同的巖石類型，新脈沖巖漿形成的各種巖石可侵入到較早脈沖巖漿形成的各種巖石中。這種模式已被Murray（1972）和Himmelberg等（1995）用來解釋阿拉斯加型巖體的環(huán)狀巖相結構以及各巖石之間的侵入接觸關系，但是這個模型仍然存在一些問題。首先，盡管實驗已經(jīng)證明了流動分異的過程，但在大型巖漿通道系統(tǒng)中，這種過程是不現(xiàn)實的。實際的巖漿通道并不光滑，而是復雜相互連通的通道，通道中心可能不會形成理想的中軸線，早期結晶的礦物很難都向中軸線聚集。此外，巖漿與圍巖的接觸以及巖漿之間的對流運動，可能會影響早期結晶晶體的就位，甚至使聚集在通道中心的晶體消失。巖漿通道中由流動分異引起的晶體富集的過程可以在局部范圍內(nèi)發(fā)生，但是像阿拉斯加型這種大型的巖漿流動系統(tǒng)可能并不存在。早期是否存在如此大直徑的巖漿通道可以形成類似Blashke和Duke等巖體的大型阿拉斯加型巖體。所有的問題促使研究人員有必要重新思考阿拉斯加型巖體巖性環(huán)狀分帶結構的成因。

Irvine（1974）將分離結晶作用與半固相晶粥的底辟作用相結合，他認為分離結晶形成的不同巖石單元呈層狀分布，在受到擠壓構造影響時，造成巖層呈穹窿狀向上抬升，因此最早結晶和位置最低的橄欖巖部分，受底辟作用首先被抬升到中心，依次是輝石巖、輝長巖等，后期受到風化剝蝕，使得巖體露頭呈現(xiàn)從中心到邊部依次為橄欖巖、輝石巖、角閃石巖和輝長巖的典型環(huán)狀巖相結構。

Sha（1995）認為,阿拉斯加型巖體為貧水的幔源鎂鐵質(zhì)巖漿和富水的殼源長英質(zhì)巖漿混合作用形成。這種作用將導致角閃石和黑云母直接從含水熔體中結晶出來或現(xiàn)有的無水鎂鐵質(zhì)礦物被角閃石和黑云母廣泛取代。因為巖漿混合程度、水合作用強度、分離結晶程度的不同，角閃石等含水礦物在各巖石單元中的比例及分布存在差異，形成了巖體中不同的巖石單元，即構成阿拉斯加型巖體的巖相分帶。不同巖石單元間的接觸關系；淬火鎂鐵質(zhì)包體的存在；不同巖石單元中含水礦物的規(guī)律性富集；巖漿角閃石與水合反應形成的角閃石共存；巖體中從超鎂鐵質(zhì)巖到輝長質(zhì)巖的同位素及地質(zhì)年代相似等，這些特征都可以用巖漿混合模式解釋。但是，目前研究表明阿拉斯加型巖體的所有巖石來自相同母巖漿的分離結晶作用（Farahat et al.,2006;Chen et al.,2009;Habtoor et al.,2016）。

4 阿拉斯加型巖體母巖漿性質(zhì)

阿拉斯加型雜巖體作為一種獨特的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體（Talyor et al.,1960;Irvine,1974），其母巖漿成分的確定對于其成因研究無疑至關重要，其母巖漿性質(zhì)長期存在爭議。阿拉斯加型巖體缺乏沿外接觸帶分布的冷凝邊，因此,其母巖漿成分的確定可能僅可以從堆晶巖本身獲取，特別是堆晶巖的結晶序列及堆晶礦物的成分（Himmelberg et al.,1995）。眾多學者對阿拉斯加型巖體母巖漿的性質(zhì)提出了許多不同的觀點：富橄欖石拉斑玄武質(zhì)巖漿（Murray,1972）、含標準礦物紫蘇輝石分子的亞堿性島弧玄武質(zhì)巖漿（Nixon et al.,1990;Loucks,1990;Tistlet al.,1994）、苦橄質(zhì)巖漿（Batanova et al.,2005;Thakurta et al.,2008）、高Ca和高Mg的堿性超鎂鐵質(zhì)巖漿（Irvine,1967;1974）以及弧相關含水亞堿性玄武質(zhì)巖漿（Himmelberg et al.,1995;Habtoor et al.,2016）等。

Murray（1972）、Loucks（1990）和 Himmelberg 等（1995）等認為，阿拉斯加型巖體代表玄武質(zhì)母巖漿早期分異的結果。阿拉斯加型巖體大部分巖相中少或無斜方輝石，Himmelberg等（1995）僅在Blashke和Kane Peak巖體的異剝橄欖巖和橄欖單斜輝石巖中發(fā)現(xiàn)了極少量的斜方輝石，但仍然解釋其母巖漿為含標準紫蘇輝石成分的，類似于島弧玄武巖。Loucks（1990）指出，在含水玄武質(zhì)巖漿中，相對富Al的輝石組分活動性增加。因此，巖漿含水條件下，較高的水壓（PH2O）將有效抑制斜長石的結晶，使CaO不能與Al2O3結合形成斜長石，而優(yōu)先與MgO形成富鈣的單斜輝石。結合阿拉斯加型巖體的俯沖構造背景與島弧玄武巖的成因相似性，這種解釋似乎是合理的，但是Si飽和的母巖漿未必能解釋阿拉斯加型巖體的所有特征。

Irvine（1974）認為，阿拉斯加型巖體的母巖漿為 Si不飽和巖漿，這種巖漿富 Ca、富 Mg、貧 Si，這樣才能結晶出大量的橄欖石和單斜輝石。Irvine（1973）報道了阿拉斯加Juneau地區(qū)附近具有原始成分（w（MgO）為11.9%、w（SiO2）為47.9%、w（Na2O）為2.4%、w（K2O）為1.3%）的熔巖流，由此定義了阿拉斯加東南部阿拉斯加型巖體的母巖漿性質(zhì)。Thakurta等（2008）利用具有接近Juneau地區(qū)巖漿原始成分的“MELTS”程序（Ghiorso et al.,1995）分析了在f(O2)為QFM+2，并且在存在7.5%的結晶、單斜輝石飽和的條件下，這種演化的巖漿（w（SiO2）49.5%、w（Al2O3）11.5%、w（MgO）9.6%）可以結晶出異剝橄欖巖。Thakurta等（2008）也討論了Duke巖體的母巖漿性質(zhì)，利用巖石學程序模擬母巖漿的結晶分異，結合前人的研究，提出具有苦橄質(zhì)成分的更原始的地幔熔體作為原始巖漿的可能性。

然而，用上述定義的單一母巖漿成分來代表形成阿拉斯加型巖體的所有母巖漿并不合理，因為每一個阿拉斯加型巖體都有可能是多批次巖漿的產(chǎn)物。前人對水飽和與不飽和的玄武質(zhì)熔體，在氧逸度接近鎳氧化物緩沖線（NNO）條件下進行實驗分析，同樣出現(xiàn)沒有斜方輝石的結晶順序（Helz,1973）。在較高的氧逸度條件下，巖漿中Fe2+將氧化為Fe3+，有效抑制較還原的FeO與MgO和SiO2結合形成貧CaO的斜方輝石，而主要結晶形成磁鐵礦，并分散在整個巖漿結晶作用序列中（張魁武等，1988）。因此，阿拉斯加型巖體中角閃石和磁鐵礦的廣泛分布進一步證明了此類巖體母巖漿為富水且具有較高的氧逸度（QFM+2）（Su et al.,2012;Habtoor et al.,2016），至少在角閃石和磁鐵礦結晶時母巖漿具有這種特性。Himmelberg等（1995）認為，大部分阿拉斯加型巖體中超鎂鐵質(zhì)巖堆晶序列是在壓力大于3×105MPa的條件下結晶的。Holloway等（1972）對含水玄武巖在氧逸度接近NNO條件下進行實驗分析，發(fā)現(xiàn)在壓力≥3 kbar時角閃石的結晶溫度比斜長石高得多。因此，此類巖體超鎂鐵質(zhì)巖中缺失斜長石（Himmelberg et al.,1995）可能由于巖漿具有相對較高的氧化還原狀態(tài)（f(O2)≥QFM+2）。

目前，研究者們普遍認為阿拉斯加型巖體形成于與板塊俯沖作用有關的島弧或活動大陸邊緣，是地幔楔部分熔融產(chǎn)生的玄武質(zhì)或玄武-安山質(zhì)巖漿在地殼深度堆晶的產(chǎn)物（Taylor,1967；Irvine,1974；Debari et al.,1989；Himmelberg et al.,1995；Johan,2002；Chen et al.,2009；Tian et al.,2011；Su et al.,2012）。與大型層狀巖體相比，阿拉斯加型巖體的母巖漿具有更高的氧逸度和含水量（Pettigrew et al.,2006）。地球化學特征上，大部分超鎂鐵質(zhì)巖石具有富鎂、富鈣、貧硅的特征，大部分巖石的成分位于亞堿性區(qū)域（Chen et al.,2009;Habtoor et al.,2016;圖3）。其大部分巖石單元具有較低的微量元素，且富集大離子親石元素，虧損高場強元素（Pettigrew et al.,2006;圖4a）的特征，表明母巖漿具有島弧巖漿特征。不同巖相中角閃石及磁鐵礦的廣泛分布進一步證實母巖漿的含水及高氧逸度的特性。

巖體中微量元素的含量及配分型式同樣可以指示地殼混染的程度（Hugh,1993），如巖體中微量元素明顯Eu的負異常及REE分餾，可能與地殼混染或俯沖物質(zhì)加入巖漿中有關（Batanova et al.,2005;Burg et al.,2009）。阿拉斯加型巖體與層狀巖體、蛇綠巖套成分上的區(qū)別，除去形成這3種巖體的幔源巖石之間的差別，它們之間的區(qū)別可能與地殼混染的程度有關。層狀巖體產(chǎn)于穩(wěn)定的地臺區(qū)，陸殼厚度較大，受地殼混染的程度可能性最大。阿拉斯加型巖體產(chǎn)于與俯沖作用有關的島弧或活動大陸邊緣背景下，屬于過渡殼的位置，受地殼混染的程度低于前者。蛇綠巖屬于大洋巖石圈殘片，就位之前超鎂鐵質(zhì)堆晶巖已經(jīng)形成，只是在就位的時候才與陸殼接觸，一般認為沒有地殼混染。圍巖混染最顯著的特征是巖漿中SiO2成分增加，這將導致斜方輝石早于單斜輝石結晶，與層狀巖體中礦物組合類型一致。然而，阿拉斯加型巖體中大多數(shù)巖石具有平坦的球粒隕石標準化稀土元素配分型式和變化一致的原始地幔標準化微量元素配分型式（Himmelberg et al.,1995;Pittigrew et al.,2006;Abdallah et al.,2019）（圖4a、b），表明巖體中不同的巖石來自相同母巖漿的分離結晶，且母巖漿未受地殼混染。此外，此類巖體缺乏斜方輝石進一步表明母巖漿未受地殼混染。綜合研究表明,阿拉斯加型巖體母巖漿為受到俯沖帶熔流體交代的地幔楔部分熔融形成的含水亞堿性玄武質(zhì)巖漿。

5 PGE礦化特征

阿拉斯加型巖體及其伴生的砂鉑礦一直以來就是Pt的重要來源（Johan,2002）。這類巖體的礦化通常與巖體中心純橄巖單元富鉻鐵礦中的PGE礦化或銅鎳硫化物礦化有關（Nixon et al.,1997;Johan,2002）。與鉻鐵礦有關的PGE礦化阿拉斯加型巖體包括加拿大不列顛哥倫比亞Tulameen（Nixon et al.,1997），阿拉斯加東南部Goodnews Bay（Mertie,1940）及烏拉爾 Nizhni Tagil和 Konder（Johan,2002）。與銅鎳硫化物有關的Ni-Cu-PGE礦化阿拉斯加型巖體包括阿拉斯加東南部Salt Chuck（Loney et al.,1992）、Duke（Ripley et al.,2005;Thakurta et al.,2008）、埃及Gabbro Akarem（Helmy et al.,2001）、哥倫比亞Turnagain（Scheelet al.,2009）及加拿大蘇必利爾Quetico（Pettigrew et al.,2006）。阿拉斯加型巖體中PGM的賦存狀態(tài)與蛇綠巖中的明顯不同（Zaccarini et al.,2018）。阿拉斯加型巖體中PGM主要是富鈀組元素（PPGE：Rh、Pt和Pd）礦物，如Pt-Fe合金、等鐵鉑礦等。然而，蛇綠巖的鉻鐵巖中PGM主要是富銥組元素（IPGE：Os、Ir和Ru）礦物，如硫釕鋨礦、硫釕礦等（Zaccarini et al.,2018）。這2種巖體中PGM的礦物學特征與其全巖PGE成分一致，且兩者的PGE含量明顯低于層狀巖體（圖12）。

5.1 鉻鐵礦-PGE礦化

先前的研究發(fā)現(xiàn)阿拉斯加型巖體常形成含PGE的鉻鐵礦或由其風化形成的砂鉑礦，很少見硫化物礦化，因此，普遍認為阿拉斯加型巖體形成于低硫化物體系中（Johan,2002;Ripley et al.,2005）。這種PGE成礦專屬性可能由鉻鐵礦對PGE的控制因素、地幔源巖的性質(zhì)、地幔部分熔融程度和特殊的構造背景等因素控制。

圖12 阿拉斯加型巖體與層狀巖體及蛇綠巖球粒隕石標準化PGE配分模式對比圖（球粒隕石值來自Palme et al.,2007;層狀巖體和蛇綠巖PGE配分模式區(qū)域據(jù)Habtoor etal.,2016）Fig.12 Primitive-chondrite normalized PGEdistribution patterns of the samples from Alaskan-type complexes with comparisons with layered and ophiolite complexes.(normalizing values after Palme et al.,2007;field of PGEdistribution patterns from layered and ophiolite complexes after Habtoor et al.,2016)

PGE在鉻鐵礦/硅酸鹽熔體中有較高的分配系數(shù)（Righter et al.,2004;Brenan et al.,2012）。鉻鐵礦可以選擇性地富集PGE，同時,也是影響PGE分異的重要因素（Mitchell et al.,1981;Ferraris et al.,2008）。對不同構造環(huán)境下的玄武質(zhì)巖中鉻鐵礦（IAB組、OIB組和MORB組）的研究發(fā)現(xiàn),弧巖漿體系中的Rh和IPGE比OIB和MORB巖漿中的更具有鉻鐵礦親緣性（Park et al.,2017）。因此，在阿拉斯加型巖體的弧巖漿體系中，鉻鐵礦的分異作用更能有效地促進PPGE與IPGE的分異（Park et al.,2017）。此外，鉻鐵礦的結晶使得巖漿中FeO減少，促進S飽和，故在S不飽和的含PGE熔體中，鉻鐵礦的結晶可以影響硫化物的出溶，進而促使PPGE與IPGE的分異。Garuti等（1997）認為,PGE的強烈分餾表明阿拉斯加型巖體的母巖漿相對富集鉑，可能源于異常富鉑的地幔源巖的部分熔融。

地幔源區(qū)高程度部分熔融是PGE富集的關鍵因素，假設地幔中的PGE集中在硫化物中，地幔部分熔融程度與幔源巖石的氧化狀態(tài)決定了PGE從硫化物相釋放到巖漿中（Mungall et al.,2006）。阿拉斯加型巖體高鎂的特征表明其地幔經(jīng)歷了高程度部分熔融。另外，由于俯沖帶熔流體交代上覆地幔楔，同樣導致地幔楔發(fā)生高程度部分熔融并具有較高的氧逸度，此時體系中硫主要以硫酸鹽的形式存在，硫化物相為不穩(wěn)定礦物相，硫化物很容易分解并使PGE釋放到熔體中。巖漿演化過程中，PGE將在鉻鐵礦結晶區(qū)域，這種相對還原的結晶域中發(fā)生局部富集（Mungall et al.,2006;Thakurta et al.,2008）。

阿拉斯加型巖體產(chǎn)于與古俯沖作用有關的島弧或活動大陸邊緣構造背景下，與主要產(chǎn)于穩(wěn)定克拉通內(nèi)部、大火成巖省及地幔柱等環(huán)境的巖漿型銅鎳硫化物礦床明顯不同（Pettigrew et al.,2006;秦克章等,2012）。因此，特殊的構造背景可能是造成阿拉斯加型巖體礦床差異性的必要條件。如全球主要的阿拉斯型鉻鐵礦-PGE礦床均主要發(fā)育在碰撞型造山帶（如特提斯和烏拉爾造山帶）中，而增生型造山帶（如中亞造山帶）中相關礦床不但數(shù)量少而且規(guī)模也小。另一方面，在增生造山帶中發(fā)育有造山型PGE礦床（喀拉通克、黃山、五星等），但在碰撞型造山帶卻不發(fā)育。

5.2 Ni-Cu-PGE礦化

產(chǎn)于俯沖環(huán)境下的阿拉斯加型巖體，其巖漿源區(qū)為含水的地幔楔且?guī)r漿體系中氧逸度較高，因此很少賦存大規(guī)模的銅鎳硫化物礦床（Ripley et al.,2005）。但是，目前在阿拉斯加型巖體中發(fā)現(xiàn)少量低品位塊狀及浸染狀硫化物礦化，如阿拉斯加東南部Salt Chuck、Giant Mascot及Duke巖體等（Thakurta et al.,2008）。攜帶大量水和硫的俯沖板片交代上覆地幔楔發(fā)生部分熔融，可以使形成的巖漿中含有大量的硫。另外，俯沖帶活火山中發(fā)現(xiàn)大量富硫氣體（De Hoog et al.,2001），都為此類巖漿體系中含硫及硫的有效性提供了證據(jù)。

俯沖板片含水流體的加入導致地幔楔高度部分熔融，促使地幔氧逸度升高到QFM+2。Carroll等（1987）和Jugo等（2005）的實驗研究表明，體系中氧化狀態(tài)達到QFM+2的條件下，硫化物變的不穩(wěn)定，硫酸鹽成為巖漿中的含硫穩(wěn)定相，硫的溶解度也有所增加。因此，硫化物的穩(wěn)定需要在巖漿演化過程中降低巖漿的氧化條件，可以通過混染圍巖還原性的有機質(zhì)或者硫化物而實現(xiàn)，如Duke和Turnagain巖體中存在還原性的富石墨的變質(zhì)碎屑巖基底，石墨的同化作用可以使氧逸度降低到QFM-2，有利于硫化物的形成（公式(1)和公式(2);Thakurtaetal.,2008）。

C+Fe2O3+1/2O2=CO2+2FeO (1)

CH4+Fe2O3+1/2O2=CO2+2FeO+2H2(2)

6 結論與展望

阿拉斯加型巖體作為一種特殊的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體，其巖石學、礦物學、礦物化學、礦化特征及構造背景均不同于其他鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體。

（1）對該類巖體的研究，有利于進一步理解島弧巖漿作用、幔源巖漿在殼內(nèi)的分異以及殼-幔相互作用。

（2）對與該類巖體有關的PGE和鉻鐵礦礦床的研究，有助于查明不同構造背景下鉻鐵礦-PGE成礦母巖漿的來源、性質(zhì)及再循環(huán)物質(zhì)對成礦的貢獻等。

（3）對形成于碰撞型造山帶及增生型造山帶中該類巖體的研究，有助于揭示增生與碰撞造山事件對其鉻鐵礦-PGE含礦性差異的控制作用，進而構建不同造山體制、不同構造背景下鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿作用對鉻鐵礦-PGE成礦的成礦模式影響。

（4）該類巖體中Ni-Cu-PGE硫化物礦床的不斷發(fā)現(xiàn)指示板塊匯聚邊緣可能是未來經(jīng)濟Ni-Cu-PGE礦床勘探的潛在目標。

致 謝 對審稿人提出的寶貴建議，在此致以誠摯的感謝！