陳國輝 李玥 張婉瑩 劉建偉 白超 白世恒

中化地質(zhì)礦山總局陜西地質(zhì)勘查院，陜西 西安 710065

為了提高青藏高原北部空白區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查研究程度，為“西部大開發(fā)”提供資源戰(zhàn)略基地和基礎(chǔ)資料，在祁漫塔格紅土嶺地區(qū)開展1:5 萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項目。祁漫塔格地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)東南部，新疆維吾爾自治區(qū)和青海省交界處，本次1:5萬區(qū)礦調(diào)項目在祁漫塔格山南緣與東昆侖北坡結(jié)合帶中發(fā)現(xiàn)蛇綠混雜巖，昆侖山北部祁漫塔格地區(qū)發(fā)現(xiàn)蛇綠混雜巖帶，該巖帶由基質(zhì)和構(gòu)造塊體兩部分構(gòu)成，巖石組成為堆晶輝橄巖、堆晶輝石巖、堆晶輝長巖以及枕狀玄武巖[1]。

1 概述

新疆祁漫塔格地區(qū)蛇綠混雜巖帶，由基質(zhì)和構(gòu)造塊體兩部分組成，主要分布在小黑山與玉古薩依以北之間，在艾里木薩依以西及豹子溝以東和阿達灘北長溝以西小面積分布輝綠（玢）巖及超鎂鐵質(zhì)巖（圖1）。

圖1 區(qū)域蛇綠混雜巖分布圖Fig 1 Regional distribution of ophiolitic melanges

這些構(gòu)造塊體往往沿祁漫塔格主脊斷裂及其兩側(cè)的次級斷裂分布，被后期各時期酸性巖漿侵入活動肢解，呈許多大小不同，無序無根，且被不同程度改造的構(gòu)造塊體而賦存在基質(zhì)奧陶紀祁漫塔格群及中晚志留世楚隆斯帕坦組中?；|(zhì)巖石由輕變質(zhì)的綠片巖相碎屑巖、碳酸鹽巖相和角閃巖相角閃片巖、透輝透閃石巖、透閃變粒巖、硅線黑云片巖、黑云斜長片巖等變質(zhì)相不同的巖石共生構(gòu)成，從而得出蛇綠混雜巖帶基質(zhì)不僅有疑源類奧陶紀藻類化石淺變質(zhì)的碎屑巖-碳酸鹽巖建造的巖石，且有角閃巖相巖石地層的存在，充分證明其構(gòu)成的復(fù)雜性，從而認為是奧陶紀-志留紀末斷陷變質(zhì)作用的產(chǎn)物[2-4]。

按照蛇綠巖的分布及出露情況，恢復(fù)蛇綠巖組合的正常層序（由底→頂）為：變質(zhì)橄欖巖→堆晶輝橄巖→堆晶輝長巖、塊狀輝長巖→輝石閃長巖（石英閃長巖）→輝綠（玢）巖墻→基性熔巖和放射蟲硅質(zhì)巖（區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)這一端元，而東鄰區(qū)有較典型的枕狀玄武巖和硅質(zhì)巖）[5-6]。

2 巖石特征

2.1 變質(zhì)橄欖巖（OΣ）

區(qū)內(nèi)變質(zhì)橄欖巖不發(fā)育，主要分布在帕奇通西-玉古薩依以北的地區(qū)，由四個小巖體組成，受玉古薩依斷裂控制。其次在豹子溝東約5km 處出露一個小巖體。變質(zhì)橄欖巖由細粒橄欖巖、蛇紋石巖、純橄巖及斜輝橄欖巖構(gòu)成，巖石大多蝕變，具蛇紋石化、白云巖化及菱鎂蛇紋石化等現(xiàn)象，呈墨綠色、暗灰綠色。

巖石由橄欖石、輝石、鉻尖晶石、磁鐵礦等礦物組成，普遍呈它形粒狀、葉片狀，巖石為纖維變晶結(jié)構(gòu)，發(fā)生蛇紋石化蝕變，橄欖石部分或完全蝕變?yōu)樯呒y石，呈橄欖石假象，局部可見網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)；輝石多呈柱狀，蝕變?yōu)榇伍W石。巖石尚可見綠泥石、白云石、菱鎂礦等蝕變礦物，且見少量鉻尖晶石、磁鐵礦等副礦物。

2.2 堆晶巖及塊狀輝長巖（Oν）

區(qū)內(nèi)堆晶巖及塊狀輝長巖出露較齊全，為蛇綠混雜巖的主體部分，出露面積約6.2km2,主要分布在小黑山以南及玉古薩依以北地區(qū)，一般呈構(gòu)造塊體侵位于奧陶系祁漫塔格群（Oqm）及中-上志留統(tǒng)楚隆斯怕坦組（S2-3c）中。結(jié)合東鄰區(qū)十字溝、東溝蛇綠巖的研究資料，巖石組合由灰黑色-深灰色輝橄巖、輝石巖、斜長巖、角閃巖、輝長巖等具堆晶結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造的巖石構(gòu)成。調(diào)查區(qū)內(nèi)以塊狀輝長巖為主，具堆晶結(jié)構(gòu)的巖石不發(fā)育。

蝕變輝橄巖：巖石呈灰黑色、墨綠色，由斜方輝石假象、橄欖石假象、磁鐵礦組成。斜方輝石已完全被纖閃石、綠泥石、方解石交代；橄欖石已完全被纖維狀蛇紋石和透閃石、綠泥石交代，且有少量磁鐵礦析出。

蝕變輝長巖：巖石呈灰黑色，具輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由基性斜長石假象、輝石假象組成。基性斜長石在次生變化后已完全被鈉長石、黝簾石交代；普通輝石已完全被綠泥石、纖閃石交代，變形較明顯。

灰黑色黑云母輝長巖：巖石呈灰黑色、暗灰色，普遍遭受綠泥石化、綠簾石化，局部可見褐鐵礦化。巖石為中細粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，野外局部露頭可見淺、暗色礦物相間的堆晶結(jié)構(gòu)，但不發(fā)育。巖石由拉長石（40%～60%）、普通輝石（25%～35%）、黑云母（10%～20%）、角閃石（3%）、石英（0～1%）等組成。副礦物有磷灰石（＜1%～2%）、榍石（＜1%）、磁鐵礦（＜1%）等。

深灰色斜長巖：巖石出露極少，往往與輝長巖共生，具相變過渡關(guān)系。巖石呈深灰色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其組成礦物為斜長石（95%）、黑云母（3%）、石英（2%）。副礦物僅見磷灰石（＜1%）。

2.3 巖漿分異體

蛇綠巖漿分異體一般出現(xiàn)在堆晶雜巖、塊狀輝長巖之后，典型的巖石為灰色斜長花崗巖，少數(shù)有閃長巖類-花崗閃長巖的分異產(chǎn)物。從原1：25 萬資料看未發(fā)現(xiàn)蛇綠巖漿分異體的報道，但在調(diào)查區(qū)小黑山東的輝長巖大多被中-酸性的分異產(chǎn)物包圍，形成孤立體（影像中為大小不等的黑色色階），彼此間為漸變過渡關(guān)系。從宏觀資料分析，其先后關(guān)系為：黑云母輝長巖-黑云母輝石閃長巖黑云母閃長巖的結(jié)晶分異的產(chǎn)物。這一新發(fā)現(xiàn)填補了祁漫塔格早古生代蛇綠混雜巖演化中的缺失部分[7]。

輝石閃長巖：巖石呈黑色，具半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由更-中長石（45%）、普通輝石（20%～45%）、普通角閃石（5%～25%）、黑云母（10%）及微量石英、黝簾石組成。副礦物有磷灰石、榍石、磁鐵礦等。

閃長巖（石英閃長巖）：巖石呈灰綠色-灰黑色，半自形中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由更-中長石（40%～55%）、微斜長石（0～15%）、普通角閃石（5%～40%）、黑云母（5%～25%）、透輝石（0～5%）、石英（＜1%～5%）、絹云母（0～3%）組成。副礦物有磷灰石、磁鐵礦，個別薄片中可見次生菱鐵礦。

2.4 基性巖墻

輝綠巖、輝綠玢巖是組成基性巖墻的主要巖石，一般多侵入于上述各單元中，產(chǎn)狀大體與區(qū)域構(gòu)造線的方向一致，巖墻厚度一般在幾米至幾十米。在艾里薩依溝的西部（豹子溝幅）二疊紀石英閃長巖中殘留一塊面積為0.5km×0.8km 的輝綠（玢）巖體，直角溝幅有3 個小巖體出露。

巖石呈深灰綠色、暗綠色，為輝綠結(jié)構(gòu)或糜棱結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由普通輝石或斜長石、普通輝石假象及少量黃鐵礦等不透明礦物組成。斜長石多數(shù)或完全被鈉長石化、綠泥石化，暗色礦物多數(shù)被綠泥石、纖閃石交代。

2.5 基性熔巖及硅質(zhì)巖

區(qū)內(nèi)未出現(xiàn)基性熔巖及硅質(zhì)巖的蛇綠混雜巖的重要組成部分，在東鄰區(qū)的這類構(gòu)造塊體往往出現(xiàn)在奧陶紀碎屑巖的基質(zhì)中，由枕狀玄武巖和塊層狀玄武巖組成，硅質(zhì)巖往往與玄武巖伴生，常產(chǎn)于千枚巖或與千枚巖一起產(chǎn)出在復(fù)理石中。

基性熔巖由枕狀玄武巖及塊狀玄武巖組成。巖性為輝綠色枕狀、杏仁狀?；鋷r，由斑晶和基質(zhì)組成，另有少量杏仁。斑晶成分單一，由基性斜長石組成，全部被鈉長石化；基質(zhì)由斜長石和玻璃組成。杏仁呈不規(guī)則狀、橢圓狀，充填石英和綠泥石。

硅質(zhì)巖呈灰、灰白、灰黑色，具顯微粒狀變晶結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，平行結(jié)構(gòu)，由微粒狀石英和少量絹云母、不透明礦物、碳質(zhì)等組成，由于受后期動力作用影響具條帶狀構(gòu)造，石英絹云母定向排列，具平行結(jié)構(gòu)。

3 形成環(huán)境

將輝綠（玢）巖、玄武巖樣品全部投在Zr-Y豐度推測的地幔類型圖（圖2）直線下方，主要集中在2 區(qū)及2 區(qū)左側(cè)，個別投在3 區(qū)，表明祁漫塔格蛇綠巖中鎂鐵質(zhì)巖的地幔類型以過渡型地幔為主，個別為富集型地幔[8]。

Zr 及Ti 圖解（圖3）指出玄武巖、輝綠（玢）巖主體落在B 區(qū)和D 區(qū)、個別落在D 區(qū)右上方、說明它們?yōu)檠笾屑剐鋷r，是蛇綠巖組成的上洋殼部分。

TiO2-10MnO-10P2O5圖解（圖4）指出大多數(shù)樣品落在洋中脊玄武巖區(qū)（MROB）及大洋島嶼堿性玄武巖MROB 區(qū)附近，一個樣品落在鈣堿性玄武巖區(qū)。這說明鎂鐵質(zhì)巖絕大多數(shù)為洋中脊玄武巖和個別大洋島嶼的堿性玄武巖，個別樣品TiO2含量極低，可能屬于島弧性質(zhì)的鈣堿性玄武巖。

圖2 玄武巖中Zr-Y 圖解[9]Fig 2 Zr-Y Diagram in the basalt

圖3 Zr-Ti 圖解[10]Fig 3 Zr-Ti Diagram

圖4 TiO2-10MnO-10P2O5 圖解[11]Fig 4 TiO2-10MnO-10P2O5 Diagram

Ta-La 圖解（圖5）看出：玄武巖主要落在N-MROB 區(qū)，輝綠巖及個別玄武巖落在P-MROB 區(qū)，總之它們均是洋中脊玄武巖，是大洋殼的組成部分。

FeO*-MgO-Al2O3圖解（圖6）指出玄武巖、輝綠（玢）巖全部集中在1 區(qū)、3 區(qū)、4 區(qū)交匯部位。主要分布在1 區(qū)，為洋中脊及洋底的鎂鐵質(zhì)巖；少數(shù)在3、4 區(qū)，接近1 區(qū)的邊部，這些樣品可能受后期構(gòu)造和花崗巖類侵入的影響產(chǎn)生同化混染作用蝕變而致。

FeO*/MgO-TiO2圖解（圖7）及TiO2-FeO*/MgO 圖解（圖8）可以看出輝綠（玢）巖及玄武巖大多數(shù)均投在洋中脊玄武巖區(qū)，個別落在區(qū)外，在MORB 區(qū)附近（圖7），而圖8 中僅一個輝綠（玢）巖樣品落在大陸拉斑玄武巖區(qū)（CA）。

氧化物、微量元素的圖解大多數(shù)或全部顯示鎂鐵質(zhì)巖為洋中脊環(huán)境，證明祁漫塔格超鎂鐵質(zhì)巖、鎂鐵巖、鐵鎂巖的構(gòu)造環(huán)境為大洋環(huán)境，證明祁漫塔格有大洋存在，可能為有限洋盆，是由弧后盆地演化形成的有限洋盆。

圖5 Ta-La 圖解[12]Fig 5 Ta-La Diagram

圖6 FeO*-MgO-Al2O3 圖解[13]Fig 6 FeO*-MgO-Al2O3 Diagram

圖7 FeO*/MgO-TiO2 圖解[14]Fig 7 FeO*/MgO-TiO2 Diagram

圖8 TiO2-FeO*/MgO 圖解[14]Fig 8 TiO2-FeO*/MgO diagram

4 形成時代探討

蛇綠巖在區(qū)內(nèi)上賦存于奧陶紀祁漫塔格群（OQm）和中-晚志留世楚隆斯帕坦組（S2-3c）中（1：25 萬調(diào)查報告中為灘間山群），與有化石依據(jù)的晚泥盆世黑山溝組不整合接觸。區(qū)內(nèi)東鄰區(qū)灘間山群碎屑巖組硅質(zhì)巖夾層中所采集的孢粉經(jīng)南京古生物研究所伊磊明研究員鑒定，發(fā)現(xiàn)疑源類化石：Leiospaeridiasp.(光面球藻，未定種)，Lophosphaeridiumsp.(波羅的海藻，未定種)，Micrhystridiumsp.(波口藻，未定種)，Cymatiogaleasp.(球面球藻，未定種)，Leiospaeridiasp.(微刺藻，未定種)等，時代確定為奧陶紀[15]；在祁曼塔格群凝灰?guī)r中獲得Sm-Nd等時年齡469±54Ma，相當于早奧陶世末期；在蛇綠巖輝綠巖墻（小西溝）Sm-Nd 等時線年齡449±34Ma，相當于晚奧陶世末期；在蓋依爾南的堆晶雜巖Sm-Nd 等時線年齡為466±3.3Ma，相當于早奧陶世末期。

依據(jù)上述的化石和同位素的佐證，祁漫塔格蛇綠巖的形成時代為奧陶紀，就位時代為志留紀末期。

5 結(jié)語

寒武紀古特提洋收斂閉合，柴達木南緣伸展拉張、裂解形成弧后盆地，繼續(xù)拉張形成祁漫塔格有限洋盆。奧陶紀為洋盆全盛期，晚奧陶世洋盆開始俯沖消減，在奧陶世末期完成了大洋巖石圈的消減，洋盆關(guān)閉。洋盆的擴張和閉合受到柴達木陸塊與東昆侖陸塊相互作用的影響。

祁漫塔格蛇綠巖是在俯沖消減過程中以洋殼殘片構(gòu)造侵位于奧陶紀祁漫塔格群和中-晚志留世楚隆斯帕坦組中，由于受到構(gòu)造應(yīng)力作用以及多期巖漿作用的影響，蛇綠巖塊呈大小不等的無根、無序塊體構(gòu)造侵位于基質(zhì)中。

氧化物、微量元素的圖解大多數(shù)或全部顯示洋中脊環(huán)境，證明祁漫塔格超鎂鐵質(zhì)巖、鎂鐵巖、鐵鎂巖的構(gòu)造環(huán)境為大洋環(huán)境，證明祁漫塔格有大洋存在，可能為有限洋盆，是由弧后盆地演化形成的有限洋盆。