西准噶尔莫音托浪格地质特征及蛇绿岩套年代讨论

(桂林理工大学 广西 桂林 530001)

一、地质背景

蛇绿岩带为莫音托浪格蛇绿岩带中的一个组成部分，在北东向与地层均构造接触。莫音托浪格蛇绿岩带位于克拉玛依市以北的扎依尔山区，莫音托浪格蛇绿岩出露于莫音托浪格断裂以北及东南地区，呈NE-SW向展，与区域构造线方向基本一致。带内发育了蛇纹岩、蛇纹石化橄榄岩、镁铁质堆晶辉长岩等。由于受后期构造作用，岩石变质变形强烈，已被构造肢解破坏，各岩块混杂堆积，但蛇绿岩的各组成单元出露仍然较为齐全。

图1 萨尔托海蛇绿混杂岩岩体分布图及剖面图

二、岩石学及岩相学特征

莫音托浪格蛇绿构造混杂岩主要由蛇纹岩、纹层状堆晶辉长岩、块状辉长岩、碎裂辉长岩、辉绿岩、块状玄武岩(有或无杏仁)夹碎裂玄武岩，硅质岩及少量糜棱岩、碎裂岩、透辉石岩组成。岩石受后期构造破坏，变形变质非常强烈，普遍纤闪石化、强蚀变碎裂岩化，糜棱岩化。原有的“基本层序”已不复存在，岩石被“构造肢解”，成为混杂堆积的岩块。

(一)样品特征

用于U-Pb测年和相关研究的样品采自ES剖面玄武岩及EN剖面辉长岩中。玄武岩，辉长岩呈团块状堆积于基质片状蛇纹岩中，团块形状各异，大小差别很大。辉长岩发育堆晶、正堆晶结构、细粒辉长结构，块状构造。堆晶纹层发育，并有不同程度的层间揉皱。主要矿物粒径0.2～1.3mm，其中斜长石含量约为50%，绝大部分斜长石以具斜长石假象的钙铝榴石+黝帘石+钠长石组成，分布不均匀。辉石为单斜辉石，普遍出溶棕褐色尖晶石，含量为20%～25%，呈短柱状，半自行-它形，沿其边缘解理明显地被纤闪石所代替，副矿物有锆石、榍石、黝帘石、磁铁矿等。辉长岩堆积于蛇纹岩之上，与其共生有玄武岩、放射虫硅质岩等，证实辉长岩是蛇绿岩的一部分。

(二)锆石特征及分析结果

此次分析的样品有两个，分别为辉长岩和玄武岩。

辉长岩样品：锆石多为无色透明，个别为浅黄色，呈较自形短柱状和正方双锥状，颗粒晶形较为完整，晶体长0.04～0.25mm，宽0.03～0.2mm，阴极发光图像表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构，表明其为岩浆结晶产物(图2-1a)。从样品测得的同位素比值和年龄数据(表1-1)可见，锆石中Th含量变化为61.03×10-6～193.3×10-6，U含量变化为92.11×10-6～402.7×10-6，变化幅度较大，Th、U含量呈现出较好的正相关关系，且具有较高的Th/U比值，为0.5～0.8。锆石微区测试数据共9个，所有数据点集中分布在谐和曲线附近，分析测试的锆石在U-Pb年龄一致曲线图上构成比较集中的锆石群(图5-11b)，样品的加权平均206Pb/238U年龄368±11Ma，MSWD=1.12(95%置信度)，地质时代属于晚泥盆世。

图2-1 辉长岩中典型锆石的CL图象(a)及谐和曲线图(b)

图2-2 辉长岩中典型锆石的CL图像(a)及谐和曲线图(b)

玄武岩样品：锆石多为浅褐色或无色透明，呈半自形短柱状和正方双锥状，颗粒晶形较为完整，晶体长0.08～0.25mm，宽0.1～0.25mm，柱状长宽比在2左右，阴极发光图像表现出典型的岩浆震荡环带结构，表明其为岩浆结晶产物(图5-12a)。

从样品测得的同位素比值和年龄数据(表1-1)可见，锆石中Th含量变化为70.41×10-6～375.07×10-6，U含量变化为47.32×10-6～330.09×10-6，变化幅度较大，Th、U含量呈现出较好的正相关关系，且具有较高的Th/U比值，为0.6～1.6。锆石微区测试数据共17个，所有数据点集中分布在谐和曲线附近，分析测试的锆石在U-Pb年龄一致曲线图上构成比较集中的锆石群(图5-12b)，样品的加权平均206Pb/238U年龄375±2Ma，地质时代属于晚泥盆世。

三、主量元素特征

莫音托浪格蛇绿混杂岩中蛇纹岩全岩分析结果见表1-1。蛇纹岩SiO2为38.65%～41.34%，平均39.74%；TiO2含量较低并且变化较小，为0.14%～0.97%，平均为0.43%；Al2O3含量较为稳定，为0.69%～2.37%，平均1.32%，Fe2O3T含量起伏变化较大，但总体含量较高，为7.15%～9.35%，平均为8.2%；MnO含量低，为0.07%～0.14%，平均0.11%；MgO含量较高，为35.31%～38.73%，平均37.23%；CaO含量相对较低，为0.13%～0.58%，平均0.34%；Na2O较低为0.24%～0.38%，平均0.29%；K2O含量极低，超出检测限，Na2O及K2O二者表现为强烈亏损特征。

蛇纹岩主量元素总体表现为低Al2O3、CaO和全碱，富MgO特征，属镁质超镁铁岩，代表了原始地幔发生部分熔融的亏损地幔岩。辉长岩和玄武岩烧失量变化范围较大，为1.1%～3.71%，在后续的分析中除去烧失量重新百分化。所有的岩石样品都为玄武岩质岩石，其SiO2变化范围为44.52%～51.94%。

辉长岩中SiO2为44.52%～48.08%，Al2O3为11.51%～15.21%，MgO为4.56%～10.43%，Mg#变化范围较大为28～71，具有相对较低的TiO2(0.67%～1.86%)、K2O(0.01%～1.07%)和全碱含量(Na2O+K2O=2.21%～4.99%)。在Zr/(TiO2×0.0001)-Nb/Y图解中，所有辉长岩样品具有亚碱性特征。

相对于辉长岩，其中的玄武岩可以分为两个亚类：拉斑玄武岩和碱性玄武岩。拉斑玄武岩(样品编号Sxo1～Sxo8)具有相对低TiO2(0.7%～2.31%)、K2O(0.28%～1.71%)、高Mg#(34～72)的特征。碱性玄武岩具有

表1 莫音托浪格蛇绿混杂岩中蛇纹岩分析数据

四、微量元素特征

蛇纹岩稀土元素和微量元素分析结果及参数详见表1-1。∑REE总量较低，为0.98×10-6～5.2×10-6，平均为2.58×10-6，总体上几乎接近于球粒陨石标准值。(La/Yb)N比值为1.15～3.41，平均为2.58，轻稀土较重稀土富集。δEu[EuN/[0.5(SmN+GdN)]值变化于0.99～2之间，平均1.25，显正铕异常。

在微量元素表1-1中，表现为微量元素含量接近于原始地幔标准值，大部分样品表现较为明显的Nb负异常，Th的富集。Cr和Ni的含量在蛇纹岩及超基性岩中明显高于其他单元

从均值看，在构造碎裂岩中，Cr，Ni，Cu，Zn，Co的含量仅此于蛇纹岩，玄武岩，蚀变岩及辉长岩再次之，最低者为硅质岩，凝灰岩及砂岩。

五、结论

(1)莫音托浪格蛇绿岩形成于泥盆纪，而泥盆纪是准噶尔地区构造发展的重要阶段，准噶尔造山带介于西伯利亚与塔里木两大陆壳板块之间，经历了多旋回手风琴式开合运动，最终由一系列沟弧盆体系挤压拼贴到一起形成复杂造山带，是古亚州洋之主体组成，在这个过程中古亚洲洋也发生多次扩张和聚合的特征，而拉斑质玄武岩和辉长岩落在地幔演化序列。上述这些特征均表明碱性玄武岩来自较深的来源，很可能与地幔热柱有关。

(2)西准格尔莫音托浪格蛇绿混杂岩，表现为较低的TiO2、AlO3、CaO和全碱，富MgO、Mg#值高。∑REE总量比较低，LREE亏损、高场强元素不分异，同时不同程度的富含大离子亲石元素LILE，亏损Nb、Ta等，表明该蛇绿岩是较为典型的消减带蛇绿岩，结合同位素年龄分析，在中泥盆世，西准格尔洋盆已经开始消减，大陆板块已开始聚合。