新疆叶城县库地蛇绿岩套的确定及其地质特征

谭克彬　贾红旭　郭涛　马金林　刘建　谭治雄（新疆地矿局第六地质大队　哈密　839000）



新疆叶城县库地蛇绿岩套的确定及其地质特征

谭克彬贾红旭郭涛马金林刘建谭治雄
（新疆地矿局第六地质大队哈密839000）

摘要近年来通过区域地质调查在新疆叶城县西合休-库地一带陆续发现了一系列的镁铁-超镁铁质岩、堆晶岩、岩墙杂岩、熔岩，一系列的实测剖面显示蛇绿岩套的特征。本文在详细描述各组成岩相地质特征的基础上，探讨了这套蛇绿岩杂岩的形成时代（698～408.6 Ma间，震旦纪到志留纪之间）和构造背景（产自于板块俯冲消减带上而非洋中脊环境）。

关键词蛇绿岩套库地新疆地质特征构造环境

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.02.002

蛇绿岩套是一组由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩套。新疆叶城县西合休-库地多金属成矿带位于塔里木盆地西南缘昆仑山区塔什库祖克山一带，近年来通过1∶5万地质调查在库地一带陆续发现了一系列的镁铁-超镁铁质岩、堆晶岩、岩墙杂岩、熔岩，其实测剖面显示蛇绿岩套的特征。前人调查了库地-托排士达坂和库地南的超基性岩与一些克沟的枕状-块状基性熔岩，首先提出了蛇绿岩的存在［1-2，4］，但是缺少更多岩体的调查和实测剖面的证据。基于此，本论文对库地蛇绿杂岩进行了重点研究，在牙杂克和库地-托排士达坂构造块体进行了剖面测量，详细厘定了蛇绿岩套各组成单元的地质特征，并讨论了其形成时代。

1　地质剖面对比

库地蛇绿杂岩群总体为一套经过强烈洋底变质（蚀变）的超基性-基性岩，主要分布在库地与西合休附近，总面积约94.97 km2，其中分布在库地-托排士达坂、西合休牙杂克和测区北部的一些克沟的三个构造块体面积最大，均呈EW和近NW-SE向展布。平面上为透镜状，西部被早古生代辉绿岩侵入，其余边界与围岩以断层相接触。库地蛇绿岩在影像上呈灰色调，斑状纹形，纹理粗糙，杂乱无序，显示一种混杂堆积特征。库地-托排士达坂块体具一定的分异，由蚀变的纯橄岩、含辉纯橄岩、方辉辉橄岩等超铁镁质岩石及辉石岩、辉长岩、玄武岩组成，其内断裂发育，断层向岩层略有变形，可见两个不完整的宽缓向斜构造；西合休牙杂克块体岩性主要由蚀变暗色辉长岩、辉长岩、苏长岩、辉绿岩、花岗闪长岩等组成；一些克沟块体由蚀变枕状、块状、杏仁状玄武岩以及安山质玄武岩夹紫色硅质岩条带组成。在库地-托排士达坂、西合休牙、一些克沟南的三条地质剖面详细记录了各岩相的组合特征。

图1　库地-托排士达坂蛇绿杂岩剖面

图2　西合休牙杂克蛇绿杂岩剖面图

图3　一些克沟南蛇绿杂岩剖面图

综合以上三条剖面可见，库地蛇绿杂岩群虽然被构造强烈肢解，却是一个层序较完整的蛇绿岩套，与大洋地壳结构的对比见图4，有超镁铁质的超基性岩、堆晶岩、岩墙杂岩、熔岩、硅质岩。岩石虽经洋底变质而强烈蚀变，产生绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、蛇纹石化，却无定向或半定向构造，表明岩石没有遭受区域变质作用，说明洋盆俯冲时库地蛇绿杂岩没有沿俯冲带下潜到地壳深部，而是仰冲于古陆之上，成为科尔曼所称的“逆冲蛇绿岩”。

图4　库地蛇绿杂岩的层序与大洋地壳结构的对比

2　各岩相地质特征

2.1超镁铁质岩

超基性岩主要分布在库地-托排士达坂构造块体东部，岩性为纯橄岩，部分蚀变为蛇纹石化纯橄岩、蛇纹岩。岩石多呈淡灰绿色，主要矿物成分为橄榄石、辉石，部分含有铬尖晶石及少许金属矿物等，个别岩石具有弱糜棱岩化现象。测区中纯橄榄岩化学成分较稳定，岩石富镁铁贫铝，MgO含量在40.71%～46.17%之间，FeO平均达到7%，本区超基性岩具有富铁镁贫易熔组分的特点，代表洋壳熔融的残余。

2.2堆晶岩

堆晶岩主要见于库地-托排士达坂构造块体，岩性主要为含辉纯橄岩、单辉辉橄岩、单辉辉石岩、辉长岩，含辉纯橄岩多呈浅灰绿色，粒状结构，块状构造，主要矿物由橄榄石、辉石、长石，另有少量金属矿物组成，铬铁矿与金属矿物均包嵌在橄榄石粒间存在。单辉辉橄岩呈灰色-暗灰绿色，隐晶质结构，少量可见碎裂隐晶质结构。主要矿物成分为橄榄石（含量在30%～80%不等），部分为蚀变橄榄石、蛇纹石等，辉石（可见透辉石、菱镁矿-滑石化辉石等），部分含有少量铬尖晶石等；单辉辉石岩呈灰绿色，纤状变晶结构，块状构造。主要矿物为滑石-纤闪石化紫苏辉石、绿泥石-黝帘石化斜长石；辉长岩呈灰绿色，中粒结构，由长石及纤闪石组成。具强烈的黝帘石-少量绢云母化。堆晶岩化学成分上富铁镁钙贫铝，代表洋壳熔融的残余，岩石可能在后期的蚀变中造成了铁镁质的流失。

2.3席状岩墙杂岩

席状岩墙杂岩发育分布较广，在库地西及西合休附近均有较大面积出露，岩性主要为辉长岩、暗色辉长岩、苏长岩和辉绿岩，见少量的花岗闪长岩。辉长岩、暗色辉长岩与苏长岩呈席状杂岩产出，辉绿岩呈岩墙状产出；花岗闪长岩为小型侵入体。苏长岩呈浅灰绿色，中粒辉长结构，主要矿物为黝帘石化拉长石40%、假象纤闪石59%，另有少量褐铁矿等；细粒花岗闪长岩呈青灰色，细粒花岗结构，主要矿物成分为斜长石43%、微斜长石7%、石英40%、黑云母8%，另外含有微量磷灰石、锆石、榍石化金属矿物；辉绿岩呈灰绿色，多具碎裂细粒结构，主要矿物成分为黝帘石化斜长石50%，假象纤闪石48%、白钛石2%，另有少量褐铁矿。岩石中有宽在0.02～0.4 mm的绿帘石细脉穿插，岩脉中可见他形粒状的褐铁矿。

2.4枕状熔岩

库地蛇绿杂岩的熔岩较发育，主要为枕状玄武岩，另可见杏仁状玄武岩、块状玄武岩、少量安山质玄武岩。蚀变玄武岩呈灰绿色，微晶结构，块状构造，少杏仁状构造，矿物成分钠黝帘石化斜长石51%±、透辉石45%±、白钛石40%±，见少量绿泥石充填的不规则杏仁。斜长石强烈钠黝帘石化-绿泥石化，少量绢云母化；约五分之一透辉石有绿泥石化。岩片中杏仁含量约18%，呈0.2～2.8 mm的不规则状，杏仁体多为绿泥石，较粗的杏仁中部有方解石和石英存在。泡沫杏仁状玻质玄武岩呈灰紫色，变余少板束状雏晶结构，泡沫杏仁状构造，矿物成分：蚀变斜长石斑晶15%±、基质85%±。蚀变多杏仁安山玄武岩（或玄武安山岩），灰绿色，微晶结构，杏仁状构造，由长石、绿泥石组成，杏仁＜1～7 mm，不规则状，多为方解石、少量绿泥石，化学成分为为低钾拉斑玄武岩。

2.5硅质岩（碧玉岩）

硅质岩主要分布在一些克沟以南的火山熔岩中，呈条带状团块状夹层产出，岩石呈紫红色，隐晶结构，坚硬，贝状断口。

3　形成时代及构造背景

对于库地蛇绿杂岩前人已进行过相关的大量研究，获得了蛇绿杂岩中不同岩类的一大批同位素测年数据（表1），但是测年结果出入较大。邓万民（1996）对库地蛇绿杂岩中一些克沟的火山岩采用Sm-Nd法测得4个模式年龄（698 Ma～976 Ma），并认为模式年龄通常反映熔体从源区与熔融残留体分离的时间，该时间要早于在洋底喷发形成封闭体系的成岩时间，进而认为698.36 Ma应为一些克沟基性熔岩较合理的年龄值。西昆仑北带大陆裂谷年龄为812～753.4±2.4 Ma，说明698.36 Ma作为库地蛇绿岩浆的初始年龄是合理的，因此库地蛇绿杂岩岩浆分异下限应为698 Ma左右（震旦纪）；肖序常等（2003）在库地蛇绿杂岩中的石英辉长岩采用了锆石U-Pb SHRIMP-测年，得到年龄值为510±4 Ma。对西合休附近库地蛇绿杂岩群席状杂岩中的暗色辉长岩进行了锆石U-Pb测年，所得到的年龄为548.2±9.7 Ma，在托排士达坂构造块体中对纯橄榄岩进行了锆石UPb测年，所得到的年龄为408.6±8.1 Ma。蛇绿质岩浆是由橄榄岩质软流圈的底辟块发生部分熔融形成的，岩浆分异先形成玄武质熔浆和辉长岩类岩浆，其后的残余物才是超基性岩如斜辉橄榄岩和纯橄榄岩。依据上述规律：测区玄武质岩浆岩698 Ma-基性岩浆548.2±9.7 Ma-浅色岩系510±4 Ma-超铁镁质岩408.6±8.1 Ma，符合上述规律，即可将库地蛇绿岩套岩浆形成时间锁定在698～408.6±8.1 Ma间。因此我们厘定库地蛇绿杂岩时代为震旦纪到志留纪（Z-S）。

表1　库地蛇绿杂岩测年数据表

蛇绿岩是一种可以与现代大洋岩石圈对比的镁铁质-超镁铁质岩石组合，是大洋岩石圈在造山带中的残留，随着蛇绿岩研究程度的深入，地质学者们发现只有少数蛇绿岩是大洋扩张脊（MOR）的产物，而多数蛇绿岩代表板块俯冲消减带上（SSZ）的岛弧和弧后盆地，大陆边缘盆地等小洋盆。于是Pearce［6］等将蛇绿岩分为MOR型和SSZ型。其中MOR型的地幔橄榄岩为含单斜辉石的二辉橄榄岩，副矿物尖晶石Cr #小于0.6，LREE亏损；SSZ型的地幔岩主要为方辉橄榄岩，副矿物中尖晶石的Cr #大于0.6，LREE富集。据目前掌握的资料，测区库地蛇绿杂岩的地幔岩以纯橄榄岩和含斜方辉石的纯橄榄岩为主，方辉橄榄岩为次，偶见单辉橄榄岩，尚未发现二辉橄榄岩，其地幔岩石组合具SSZ型蛇绿岩特征，稀土总量较低-中等，LREE略富集，稀土配分曲线平缓略右倾，其地球化学特征似乎具某些大洋的性质，亦略具SSZ型特征。结合岩石学与稀土特征，库地蛇绿杂岩中超基性岩属于不典型的SSZ型蛇绿杂岩。

参考文献

［1］肖序常，王军，苏犁，等.再论西昆仑库地蛇绿岩及其构造意义［J］.地质通报. 2003.22（10）∶745-750.

［2］邓万明.喀喇昆仑-西昆仑地区蛇绿岩的地质特征及其大地构造意义［J］.岩石学报.1995.11：98-111.

［3］李永安，李向东.喀喇昆仑山羌塘地块及康西瓦缝合带构造演化新认识［J］.新疆地质.1993.11（4）.

［4］方爱民，李继亮，候泉林，李红生，郝杰.新疆西昆仑“依沙克群”中的放射虫组合及其形成时代探讨［J］.地质科学.2000.35（2）∶212-218.

［5］陕西省地质调查院.1∶25万麻扎幅神仙湾幅区调报告.2004.

［6］Pearce，J A，Barker，P F，Edwards，S J，et al. Geochemis⁃try and tectonic significance of peridotites from the South Sand⁃wich arc-basin system，South Atlantic［J］. 2000，129∶36-53.

收稿：2015-08-19