任桂榮

山東省煤田地質(zhì)局

新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖的巖石地球化學(xué)特征研究

任桂榮

山東省煤田地質(zhì)局

阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖分布在我國新疆準(zhǔn)噶爾盆地北部地區(qū)，阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖處在阿爾曼太古生代板內(nèi)縫合帶內(nèi)，其主要構(gòu)成成分包括蛇綠巖上覆巖系、泥盆紀(jì)蛇綠巖、外來巖片等構(gòu)造塊體和巖石變形基質(zhì)。從新疆也布山一代展開對(duì)阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖的巖石地球化學(xué)特征研究，研究結(jié)果表明，蛇綠巖、輝綠巖和輝長輝綠巖與鎂、低鉀、高鐵、鈉等物質(zhì)具有相同的特性；蛇綠巖石中稀土總含量比較低，主要為重型稀土虧損型，銪負(fù)異常，顯示幔源特征，稀土配分模式為輕，重稀土分餾不明顯，重稀土虧損強(qiáng)烈的表現(xiàn)形式；微量元素Rb-Yb-Nb圖解樣點(diǎn)均落入洋脊環(huán)境，巖石物源成分主要來自上地幔；采用Sm-Nb同位素示蹤分析方法所分析計(jì)算的結(jié)果同樣證明上地幔是太蛇綠構(gòu)造混雜巖的來源。

新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造；混雜巖；巖石地球化學(xué)特征；分析研究

新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖主要分布于阿爾曼太古生代板內(nèi)縫合帶內(nèi)，其巖石主體沿著阿爾曼太山露出。蛇綠構(gòu)造混雜巖主要是由泥盆紀(jì)時(shí)期形成的蛇綠巖、蛇綠巖覆巖系、外來巖片等構(gòu)造塊體以及變形基質(zhì)構(gòu)成，整個(gè)混雜巖的結(jié)構(gòu)成分極其復(fù)雜，主要巖石類型有硅質(zhì)巖、玄武巖、大理巖、砂礫巖、輝長巖、蛇紋石化橄欖巖以及變余砂巖等，巖層分布比較散亂，沒有明顯的分層結(jié)構(gòu)和相對(duì)完整的層序。而且?guī)r石塊體的大小差異及其懸殊，有的小型巖石塊體直徑僅有10cm左右，而一些較大的巖片寬度高達(dá)500m左右。另外巖塊含量在不同地區(qū)的分布特點(diǎn)也存在差別，巖石混雜堆積的巖石類型和構(gòu)造狀態(tài)也多種多樣。筆者結(jié)合自己多年地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)，探討研究新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖的巖石地球化學(xué)特征。

1 新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖的巖石地球化學(xué)特征分析

（1）超基性巖的微量元素、巖石化學(xué)及稀土特征

通過對(duì)新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖樣本采集研究得出，巖石構(gòu)造體塊中蛇綠巖、蛇紋巖以及輝長輝綠巖巖石化學(xué)成分中稀土以及各類微量元素的含量。蛇紋巖的化學(xué)成分與低鉀、鎂、高鐵、鈉具有共同的特征，與超基性巖相比較，蛇紋巖成分中TiO2、Al2O3、Fe2O3和FeO含量均偏高，而SiO2、K2O與Na2O的含量明顯偏低。蛇紋巖中的稀土總含量也比較低，為109.27×10-6，LREE/ HREE為1.66，（La/Yb）N為1.54，（Sm/Eu）N為0.9，為重稀土虧損型；Eu值為1，銪負(fù)異常，具有顯著的幔源特征，通過稀土配分模式分析可知巖石整體平坦、輕、重稀土分餾不明顯，具有重稀土虧損強(qiáng)烈的形式。巖石微量元素檢測結(jié)果顯示蛇紋巖與超基性巖差別較大[1]。蛇紋巖中Sr、Ba、Ta、Hf、V、U、Ga、Nb、Th、Zr等微量元素含量值均高于超基性巖，而Co、Ni、Rb等含量卻低于超基性巖。Sr/Yb比值為12.17，蛇紋巖屬于高Yb低Sr型侵入巖石類型。Ba/Sr比值為2.45，Zr/Hf比值為35.1，Rh/Sr比值為0.07，以上各項(xiàng)指標(biāo)顯示蛇紋巖物質(zhì)屬性的幔源特征。

（2）基性巖的微量元素、巖石化學(xué)及稀土特征

通過對(duì)阿爾曼太地區(qū)基性巖石化學(xué)成分含量的分析以及CIPW主要指標(biāo)準(zhǔn)礦物及化學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：基性巖石化學(xué)成分與低鉀、鎂、高鐵以及鈉有共同的特征?；詭r石與我國基性侵入巖石比較，CaO、MgO與P2O5的含量偏低，而SiO2、Na20與Al2O3的含量明顯偏高。堿度率A.R為1.67-1.8，里特曼指數(shù)為2.88~3.19。此外，在堿性區(qū)內(nèi)落入堿性率圖解；在拉斑玄武巖的系列中落入鐵鎂與硅的變異樣點(diǎn)可知，分異指數(shù)DI為44.62~50.42，固結(jié)指數(shù)SI為20.72~24.12，以上各項(xiàng)指標(biāo)表明基性巖石巖漿分異程度較差。另外，阿爾曼太基性侵入型巖石稀土總量為61.81~77.11×10-6，LREE/HREE為1.7~3.6，（La/Yb）N為0.83~2.94，（Sm/Eu）N為0.89~1.02；為重稀土虧損型；Eu值為1.01~1.02，銪負(fù)異常，具有明顯的幔源特征[2]；總體的稀土配分曲線比較輕且平坦，且具有不明確的重稀土分餾，顯示著重稀土的虧損強(qiáng)烈程度。分析此種巖石微量元素的相關(guān)含量和參數(shù)可知：比較基性巖維氏值和基性巖，基性巖的U、Ta、Sc、Hf及V比維氏值要高，但Zr有時(shí)比維氏值高，有時(shí)比維氏值低，而其他元素的含量都比維氏值要低；其中Sr/Yb具有56.7-144.7的含量值，是一種低Sr高Yb類型的侵入巖，而Zr/Hf具有29.33-31.19的含量值，另外，Ba/Sr具有0.52~ 0.55的含量值，Rb/Sr具有0.03~0.04的含量值，這都說明基性巖的物質(zhì)屬性具備幔源特征。

2 Sm-Nd同位素示蹤分析結(jié)果

本次研究中對(duì)蛇紋巖進(jìn)行了Sm-Nd同位素示蹤分析法分析，根據(jù)其分析結(jié)果計(jì)算獲得初始值（87Sr/86Sr）i值為0.705884571，< 0.706，而Nd（t）值為6.465864432，>0，可有效證明其物源成分主要來源于上地幔。

3 新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖形成的主要地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境因素以及造山運(yùn)動(dòng)歷史中的演進(jìn)過程

形成洋中脊環(huán)境的巖石是一種含有超鎂鐵物質(zhì)的蛇綠巖殘塊巖石，且其是經(jīng)過地殼演化，在后期遭受了強(qiáng)片理化和強(qiáng)蛇紋石化等的變質(zhì)變形作用之后，慢慢改造形成的，這就說明當(dāng)時(shí)的阿爾曼特一帶具有古洋盆。

3.1巖石構(gòu)造環(huán)境的探討

通過對(duì)蛇綠巖殘塊的實(shí)地考察可以明確得知，阿爾曼超基性和太基性侵入巖的Sr/Yb具有12.17~144.7的含量值，Rb/Sr具有0.03~0.07的含量值，總體的稀土分布曲線比較平坦，且鈾負(fù)異常，而重稀土具有明顯的虧損現(xiàn)象，若在Rb-Yb-Nb圖解中標(biāo)注微量元素的含量，那么其樣點(diǎn)都會(huì)落在洋脊環(huán)境中，因而物源成分的最終來源地就是上地幔。

3.2阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖形成的時(shí)代

目前就阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖形成的時(shí)代問題，研究界存在著諸多分歧。黃萱等學(xué)者在1997年報(bào)道中指出輝綠巖和堆晶輝長巖以及安山玢巖等巖石樣品的561±41Ma的Rb-Nb的全巖年齡線等時(shí)，而劉偉等一些研究者的479±27Ma數(shù)據(jù)表明阿爾曼太蛇綠巖的混雜巖層的形成年代在晚奧陶世晚期[3]。

3.3阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖的演化過程及其特征

通過對(duì)蛇綠混雜巖的深入研究可以知道，阿爾曼太山曾存在存在過古洋盆（阿爾曼太小洋盆）。海底擴(kuò)張使洋殼不斷向加坡薩爾微地塊下俯沖，部分洋殼在仰沖板塊的擠壓、剪切、刮鏟下受到各種力的作用，并且逐漸仰沖上來，古微板塊消減帶剪切作用的加劇形成了蛇綠質(zhì)混雜巖一阿爾曼太巖組，進(jìn)一步生成古生代板內(nèi)縫合帶。

[1]張?jiān)?新疆東準(zhǔn)噶爾阿爾曼太蛇綠混雜巖組成、結(jié)構(gòu)、就位機(jī)制及大地構(gòu)造意義研究[D].長安大學(xué)碩士學(xué)位論文,2012，05, 25.

[2]張永平,白勇.新疆阿爾曼太蛇綠構(gòu)造混雜巖的巖石地球化學(xué)特征[J].新疆有色金屬,2014,07（S2）:30-32.

[3]楊高學(xué).西準(zhǔn)噶爾古生代蛇綠混雜巖地質(zhì)特征及其構(gòu)造演化[D].長安大學(xué)博士學(xué)位論文,2012，04，12.