西昆侖團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖的發(fā)現(xiàn)及大地構(gòu)造意義

魏永峰，肖淵甫，馮昌榮，羅巍，林美英，馮邦國

（1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，四川 雙流 610213；3.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊(duì)，新疆 喀什 844000）

大地電磁測深顯示，喬爾天山-岔路口斷裂帶為縫合帶深大斷裂[1]，位于構(gòu)造北邊界、喬戈里峰-空喀山口蛇綠混雜巖帶以北廣泛區(qū)域，NNW向長約500 km，寬10～100 km。該區(qū)域劃分為河尾灘冒地槽褶皺帶、喀拉昆侖中生代陸緣盆地及神仙灣二疊—三疊紀(jì)邊緣裂陷帶?岔路口幅1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，陜西地質(zhì)調(diào)查院，2005，區(qū)內(nèi)發(fā)育有加里東褶皺基底、二疊紀(jì)裂谷、中生代陸緣盆地。志留紀(jì)為復(fù)理石建造，二疊紀(jì)為以基性火山巖為主的準(zhǔn)雙峰式火山巖-復(fù)理石建造，三疊紀(jì)為淺海相復(fù)理石建造沉積，侏羅紀(jì)至古近紀(jì)屬夾火山巖含石膏碳酸鹽巖建造，新近紀(jì)隆起為陸地。北段侵入巖燕山期花崗閃巖和二長花崗巖發(fā)育，褶皺緊閉，斷裂構(gòu)造發(fā)育[2-5]。本次1∶5萬區(qū)調(diào)，在喬爾天山-岔路口斷裂帶以南團(tuán)結(jié)峰、尖山、化石山等地，發(fā)現(xiàn)具蛇綠巖特征的基性-超基性巖、基性火山巖、放射蟲硅質(zhì)巖等，與砂板巖基質(zhì)被定義為上河尾灘巖群?西昆侖新疆西昆侖地區(qū)1：5萬I44E005003等5幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì),2015。蛇綠巖組分布較零散，缺少產(chǎn)出地質(zhì)狀態(tài)、共（伴）生巖石組合、地球化學(xué)特征、形成時(shí)代等地質(zhì)依據(jù)，前人將其歸屬下二疊統(tǒng)神仙灣組。筆者通過對基性-超基性巖產(chǎn)出狀態(tài)、巖石化學(xué)特征、地球化學(xué)特征進(jìn)行研究，確定成因和形成環(huán)境，以期為研究區(qū)構(gòu)造演化及區(qū)域?qū)Ρ忍峁┬伦C據(jù)。

1 地質(zhì)特征

基性-超基性巖呈NW向、條帶狀斷續(xù)出露于團(tuán)結(jié)峰-尖山及八一達(dá)板-化石山蛇綠構(gòu)造混雜帶內(nèi)，與相伴產(chǎn)出的橄欖玄武巖、枕狀玄武巖、粗玄巖、玄武質(zhì)火山碎屑巖、灰?guī)r及（放射蟲）硅質(zhì)巖等共同構(gòu)成蛇綠巖殘片[6]。受多期構(gòu)造活動變形改造及后期碰撞造山作用影響，蛇綠巖組分側(cè)向與垂向遷移拼貼現(xiàn)象十分普遍，走向差異較大，多呈構(gòu)造巖（殘）片產(chǎn)出于具復(fù)理石性質(zhì)砂板巖中，接觸界面主要呈斷層接觸關(guān)系。區(qū)內(nèi)大面積出露的侏羅紀(jì)龍山組不整合覆蓋于構(gòu)造混雜巖帶之上，帶內(nèi)巖石類型組合不全，地表發(fā)育不完整。據(jù)不同蛇綠巖組合拼湊的蛇綠巖層序，自下而上為蝕變橄欖巖、堆積巖、基性巖墻、基性熔巖類及放射蟲硅質(zhì)巖（圖1）。

圖1 新疆西昆侖團(tuán)結(jié)峰地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of the Tuanjiefeng area in west kunlun,Xinjiang

2 巖石學(xué)特征

超基性巖位于化石山南東坡，為八一達(dá)板-化石山蛇綠混雜巖帶一部分，巖性為細(xì)粒橄欖輝石巖，NW長約30 m、寬約10 m。據(jù)前人資料，研究區(qū)黑山峰、祥云山一帶有超基性巖出露，長度大于2 km，寬數(shù)十米至數(shù)百米?新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),1:5萬喬爾天山幅(I44E003002)等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,2008，走向與團(tuán)結(jié)峰-尖山蛇綠混雜巖帶相連，巖性為橄欖單斜輝巖、弱蛇紋石化輝石巖。超基性巖廣泛出露于團(tuán)結(jié)峰-尖山及八一達(dá)板-化石山兩條蛇綠構(gòu)造混雜帶內(nèi)，長15～80 m，寬8～30 m，為半自形-自形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物有橄欖石、普通輝石、單斜輝石、斜長石等。巖石強(qiáng)烈蛇紋石化、碳酸鹽化、綠泥石化?；詭r在八一達(dá)板-化石山蛇綠混雜巖帶及團(tuán)結(jié)峰-尖山蛇綠混雜巖帶內(nèi)，呈帶狀、斷塊（巖片）產(chǎn)出，巖性有含橄欖石的中細(xì)粒輝長巖、輝長巖、輝綠巖、輝綠玢巖等，礦物多絹云母化、碳酸鹽化、粘土化、綠泥石化、鈉長石化、纖閃石化、綠簾石化、葡萄石化等。

3 地球化學(xué)特征

團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖主量元素、稀土元素、微量元素豐度見表1。

表1 團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖主量元素、稀土元素、微量元素豐度Table 1 Major element,Trace element and REE element abundances of the Tuanjiefeng basic-ultrabasic rock

3.1 常量元素

橄欖輝石巖SiO2含量41.44%，具高M(jìn)gO（26.40%）、低Na2O+K2O（0.69%）特征，Mg#為83.22，明顯高于原始巖漿的Mg#（68～72），接近蛇綠巖中變質(zhì)橄欖巖的Mg#（89～91）[7]?；詭rSiO2含量44.24%～49.11%，具高 Al2O3，為 14.23%～16.70%，平均15.75%、Na2O+K2O為3.63%～5.44%，平均4.67%、TiO2為0.95%～2.32%，平均1.41%、低MgO，為5.70%～7.73%，平均6.43%特征。Mg#為48.25～61.31，平均54.33，明顯低于原始巖漿的Mg#值，說明巖石經(jīng)一定分異演化作用[8-9]。Al2O3-CaO-MgO圖解中超基性巖落入超鎂鐵堆積巖區(qū)（圖2-a）[10]，基性巖落入鎂鐵堆積巖區(qū)。TAS圖解中（圖2-b）[11]，基性巖落在輝長巖范圍內(nèi)，主要落在堿性系列區(qū)域。

3.2 稀土元素

基性-超基性巖稀土總量20.32×10-6～163.82×10-6，δEu為0.97～1.14，平均1.04，無明顯Eu異常。輕重稀土總量比值為 2.12～9.31，平均 5.13，（La/Yb）N為1.18～11.23，平均5.24。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布曲線上（圖3-a），為超基性巖平坦型逐漸過渡到基性巖輕稀土富集的右傾型。

3.3 微量元素

基性-超基性巖MORB標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖具相似特征（圖3-b），元素K，Rb，Ba，Th，Ta，Nb明顯富集，形成的“大隆起”及由Zr，Hf，Sm形成的“小隆起”特征顯著，該分布形態(tài)與大陸板內(nèi)堿性玄武巖分布形態(tài)相似[14-16]?；?超基性巖微量元素蛛網(wǎng)圖顯示較好相似性，表明他們來源于同一構(gòu)造環(huán)景，基性巖微量豐度較超基性巖中的豐度明顯高，可能與巖漿分離結(jié)晶作用密切相關(guān)。

4 討論

4.1 巖漿演化及源區(qū)性質(zhì)

圖2 團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖MgO-CaO-Al2O3圖解（a）和TAS圖解（b）Fig.2 MgO-CaO-Al2O3 diagram(a)and TAS diagram(b)of the Tuanjiefeng basic-ultrabasic

圖3 團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖稀土元素球粒隕石配分曲線和微量元素MORB蛛網(wǎng)圖Fig.3 REE distribution patterns and trace element spectra of the Tuanjiefeng basic-ultrabasic

基性巖石高場強(qiáng)元素Zr，Hf，Nb，Ta，Sm，P，Ti，Y，Yb等活動性小，是研究巖漿巖成因及演化的可靠指標(biāo)[16]。原始地幔Th/Ta值為2.3，大陸地殼為10±[17]。原始地幔Zr/Hf值為36.27，大陸地殼為11[18]。測區(qū)Th/Ta值為 1.7～2.9，平均 2.4，Zr/Hf值為 25.9～41.5，平均33.7，均集中在原始地幔附近，說明巖漿來自軟流圈地幔[19]。Nb/U比值與源區(qū)物質(zhì)有關(guān)，與巖漿過程（結(jié)晶分異、同化混染、混合作用和液態(tài)分離）無關(guān)。MORB和OIB的Nb/U比值為47±10，大陸地殼比值為12±[20]。測區(qū)基性-超基性巖Nb/U比值為21～36，平均27，介于MORB-OIB與地殼比值間，說明巖漿源區(qū)遭地殼混染。Nb/U比值靠近原始地幔，表明其來自地幔部分熔融。原始地幔Nb/La值大于1.0，大陸地殼平均值Nb/La為 0.7±[21]。研究區(qū)基性-超基性巖Nb/La比值為0.80～0.91，表明巖漿上升過程經(jīng)輕微地殼混染。Zr/Ba大于0.2，認(rèn)為玄武巖源自軟流圈地幔[22]。本區(qū)基性-超基性巖的Zr/Ba比值為0.10～0.51，平均0.30，其源區(qū)可能來自軟流圈地幔。Nb/Yb、Ta/Yb、La/Yb等微量元素比值可有效區(qū)分地幔源區(qū)[23]。Nb/Yb-Ta/Yb圖解和Nb/Yb-La/Yb圖解中（圖4-a，4-b），本區(qū)基性-超基性巖數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在地幔序列中，且主要落在E-MORB附近，暗示本區(qū)巖石可能起源于具E-MORB性質(zhì)的軟流圈地幔。

4.2 構(gòu)造環(huán)境分析

實(shí)現(xiàn)軟流圈物質(zhì)上涌有以下幾種方式：①地幔柱活動；②巖石圈拆沉，即造山帶碰撞晚期，重力導(dǎo)致造山帶根部坍塌使巖石圈剝離減薄，導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)上涌；③俯沖板片的斷離使軟流圈上涌；④軟流圈地幔對流的熱侵蝕作用導(dǎo)致巖石圈減薄使軟流圈上涌發(fā)生熔融；⑤裂谷作用導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)上涌，發(fā)生減壓熔融[24]。

圖4 團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性－超基性巖Nb/Yb-Ta/Yb圖解(a)及Nb/Yb-La/Yb圖解(b)Fig.4 Nb/Yb-Ta/Yb diagram(a)and Nb/Yb-La/Yb diagram(b)of the Tuanjiefeng basic-ultrabasic

圖5 團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性－超基性巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.5 Identification diagram of tectonic setting of the Tuanjiefeng basic-ultrabasic

圖6 Th/Hf-Ta/Hf構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.6 Th/Hf-Ta/Hf Identification diagram of tectonic setting

團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性巖形成于228～254 Ma[25]，該時(shí)期研究區(qū)沒有地幔柱活動，也沒有造山帶碰撞大規(guī)模地殼熔融形成的殼源巖漿活動。基性-超基性巖樣品在 Zr/Nb-Ta/Th、Th/Nb-Th/Yb、Th/Yb-Ta/Th、Nb-Nb/Th構(gòu)造環(huán)境判別圖解中（圖5），均落入板內(nèi)玄武巖。Th/Hf-Ta/Hf構(gòu)造環(huán)境判別圖解中（圖6），落入陸內(nèi)裂谷環(huán)境，這與巖石MORB標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖所示大陸板內(nèi)環(huán)境一致。相伴產(chǎn)出的放射蟲硅質(zhì)巖為陸內(nèi)裂谷環(huán)境[26]，E-MORB殘片產(chǎn)出為陸間裂谷-初始洋盆環(huán)境[25]，這種大規(guī)模與E-MORB共生的基性-超基性巖侵入，可能代表一種成熟的活動大陸邊緣，局部地區(qū)可能出現(xiàn)過渡性洋殼。因此，本區(qū)基性-超基性巖形成于初始洋殼的陸內(nèi)裂谷環(huán)境。

4.3 構(gòu)造意義

前人研究認(rèn)為，早中生代為特提斯地質(zhì)演化階段，晚二疊世以后，特提斯系統(tǒng)構(gòu)造發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，在早三疊世發(fā)生拉張作用，并于喬爾天山-岔路口斷裂以南沉積了一套復(fù)理石碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造，沉積厚度超過5 000 m，有可能存在一個(gè)相當(dāng)深的海槽（具初始洋殼性質(zhì)）?岔路口幅1:25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，陜西地質(zhì)調(diào)查院，2005。黑山峰-尖山一線在晚二疊世至晚三疊世時(shí)期發(fā)育古洋盆?新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),1:5萬喬爾天山幅(I44E003002)等4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,2008，古洋盆在中三疊世處于擴(kuò)張期的發(fā)展演化階段[25]。團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖為初始洋殼的陸內(nèi)裂谷環(huán)境，印證了前人觀點(diǎn)，同時(shí)超鎂鐵質(zhì)巖的存在說明裂陷深度到達(dá)上地幔。基性巖形成于228～251 Ma，相伴E-MORB形成時(shí)間為254 Ma。放射蟲硅質(zhì)巖中含典型中三疊世安尼期放射蟲動物群，拉張時(shí)間為晚二疊世晚期，并延續(xù)至中三疊世晚期[25]。

區(qū)域上康西瓦-木孜塔格-阿尼瑪卿晚古生代結(jié)合帶與龍木錯(cuò)-雙湖晚古生代結(jié)合帶之間，未發(fā)現(xiàn)完整蛇綠巖。西蘭烏金蛇綠混雜巖帶內(nèi)發(fā)育古生代—三疊紀(jì)蛇綠巖，組分有超基性巖、E-MOMB相似的基性巖（輝長巖等）。具島弧-洋脊玄武巖過渡特征的基性熔巖及相伴產(chǎn)出的放射蟲硅質(zhì)巖，上被上三疊統(tǒng)不整合覆蓋，在拉竹龍一帶被阿爾金大型走滑斷裂左行錯(cuò)移，推測西段為大紅柳灘（泉水溝）-郭札錯(cuò)斷裂[28]。團(tuán)結(jié)峰地區(qū)蛇綠巖物質(zhì)組分、形成時(shí)代和分布位置均可與西蘭烏金蛇綠混雜巖帶對比，喬爾天山-岔路口斷裂可能是西蘭烏金蛇綠混雜巖帶的西延部分，這對研究昆化山構(gòu)造演化具重要意義。

5 結(jié)論

（1）團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖與E-MORB、硅質(zhì)巖共同構(gòu)成蛇綠巖殘片。巖石具板內(nèi)堿性玄武巖特征，產(chǎn)出環(huán)境可能為初始洋殼陸內(nèi)裂谷，裂陷深度已達(dá)上地幔。

（2）基性-超基性巖可能起源于具E-MORB性質(zhì)的軟流圈地幔，巖漿上升過程中經(jīng)輕微地殼混染。

（3）基性巖形年齡為228～251 Ma，結(jié)合相伴EMORB（254 Ma）及含中三疊世安尼期放射蟲動物群的放射蟲硅質(zhì)巖，陸內(nèi)裂解時(shí)間為晚二疊世晚期，并延續(xù)至中三疊世晚期。

（4）團(tuán)結(jié)峰地區(qū)基性-超基性巖的發(fā)現(xiàn)，為喬爾天山-岔路口斷裂可能是西蘭烏金蛇綠混雜巖帶的西延部分提供了證據(jù)，這對研究昆侖山構(gòu)造演化具重要意義。

致謝：本文為《新疆西昆侖地區(qū)1∶5萬I44E005003等5幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查》項(xiàng)目成果之一，參加工作的主要成員還有馮邦國、王仕海、朱華等，審稿人對稿件提出了寶貴的修改意見，在此一并表示誠摯的感謝！

[1]中國科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì),編著.喀喇昆侖山-昆侖山地區(qū)地質(zhì)演化[M].北京:科學(xué)出版社,2000.

[2]董連慧,馮京,劉德權(quán),等.新疆成礦單元?jiǎng)澐址桨秆芯縖J].新疆地質(zhì),2010,28(1):1-15.

[3]新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.

[4]新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.新疆維吾爾自治區(qū)巖石地層[M].北京:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1999.

[5]杜紅星,魏永峰,薛春紀(jì),等.多寶山鉛鋅礦床地質(zhì)特征及地球化學(xué)研究[J].新疆地質(zhì),2012,30(1):52-57.

[6]魏永峰,趙志強(qiáng),林美英,等.西昆侖團(tuán)結(jié)峰蛇綠混雜巖的地質(zhì)特征及意義[A].//成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,資源環(huán)境與地學(xué)空間信息技術(shù)新進(jìn)展學(xué)術(shù)論文集[C].北京:科學(xué)出版社,2016,13-15.

[7]李小賽,趙元藝,黃道袤,等.西藏申扎縣側(cè)波積異地區(qū)超基性巖成因特征及找礦意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2014,88(10):1843-1860.

[8]謝燮,楊建國,王小紅,等.甘肅北山紅柳溝銅鎳礦化基性－超基性巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義[J].中國地質(zhì),2015,42(2):396-405.

[9]陳維民,白建科,仇銀江,等.西北特克斯地區(qū)哈拉達(dá)基性巖體LAICP-MS鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義[J].西北地質(zhì)2017,50(2):69-79.

[10]Coleman R.G.Ophiolites[M].Berlin:Springer-Verlag,1977:229.

[11]Wilson M.IgneousPetrogenesis[M].London:Unwin and Hyman.1989.

[12]Masuda A,Nakamura N and Tanaka T.Fine structures of mutually normalized rare-earth patterns of chondrites[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1973,37(2):239-248.

[13]Hugh R.Rollison 著,楊學(xué)明,等譯.巖石地球化學(xué)[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2000.

[14]李昌年著.火成巖微量元素巖石學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1992.

[15]Hugh R.Rollison 著,楊學(xué)明,等譯.巖石地球化學(xué)[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2000.

[16]徐學(xué)義,馬中平,李向民,等.西南天山吉根地區(qū)P-MORB殘片的發(fā)現(xiàn)及其構(gòu)造意義[J].巖石礦物學(xué)雜志,2003,22(3):245-253.

[17]張貴山,溫漢捷,裘愉卓.閩西晚中生代基性巖脈的地球化學(xué)研究[J].地球化學(xué),2004,33(3):243-253.

[18]Weaver B L.1991.The origin of ocean island basalt end member compositions:Trace element and isotopic constraints.Earth and Planetary Science Letters,104(2-4):381-397.

[19]齊琦,王永和,余吉遠(yuǎn),等.甘肅北山牛圈子地區(qū)基性巖墻群年代學(xué)、地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義[J].新疆地質(zhì),2017,35(1):99-106.

[20]Woodhead JD and Mcculloch MT.1989.Ancient seafloor signals in Pitcairn Island lavas and evidence for large amplitude,small length-scale mantle heterogeneities.Earth&Planetary Science Letters,94(3):257-273.

[21]Taylor SR and Mclennan SM.1995b..The geochemical evolution of the continental crust.Rev.Geophys.33(2):241-265.

[22]Ormerod DS,Hawkesworth CJ,Rogers NW,et al.1988.Teclonic and magmatic transitions in the Western Great Basin,USA.Nature,333(6171-6172):349-353.

[23]呂彪,郭瑞清,王克卓,等.新疆庫魯克塔格西段三疊紀(jì)輝綠巖墻的發(fā)現(xiàn)及地質(zhì)意義[J].新疆地質(zhì),2016,34(3):317-324.

[24]寇彩化,劉燕學(xué),李廷棟,等.江南造山帶西段新元古代超基性巖體年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究及其對源區(qū)的約束[J].巖石礦物學(xué)雜志,2016,35(6):947-964.

[25]魏永峰,趙志強(qiáng),林美英,等.西昆侖團(tuán)結(jié)峰地區(qū)E-MORB殘片的發(fā)現(xiàn)、地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義[J].新疆地質(zhì),2016,34(3):312-316.

[26]魏永峰,趙志強(qiáng),林美英,等.西昆侖尖山混雜巖帶中硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征及沉積環(huán)境[J].新疆地質(zhì),2016,34(2):197-203.

[27]李榮社,計(jì)文化,楊永成,等.昆侖山及鄰區(qū)地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,2008.

[28]潘桂棠,王立全,張萬平,等.青藏高原及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖及說明書(1:1500000)[M].北京:地質(zhì)巖版社,2013.