西準(zhǔn)噶爾莫音托浪格地質(zhì)特征及蛇綠巖套年代討論

(桂林理工大學(xué) 廣西 桂林 530001)

一、地質(zhì)背景

蛇綠巖帶為莫音托浪格蛇綠巖帶中的一個組成部分，在北東向與地層均構(gòu)造接觸。莫音托浪格蛇綠巖帶位于克拉瑪依市以北的扎依爾山區(qū)，莫音托浪格蛇綠巖出露于莫音托浪格斷裂以北及東南地區(qū)，呈NE-SW向展，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。帶內(nèi)發(fā)育了蛇紋巖、蛇紋石化橄欖巖、鎂鐵質(zhì)堆晶輝長巖等。由于受后期構(gòu)造作用，巖石變質(zhì)變形強(qiáng)烈，已被構(gòu)造肢解破壞，各巖塊混雜堆積，但蛇綠巖的各組成單元出露仍然較為齊全。

圖1 薩爾托海蛇綠混雜巖巖體分布圖及剖面圖

二、巖石學(xué)及巖相學(xué)特征

莫音托浪格蛇綠構(gòu)造混雜巖主要由蛇紋巖、紋層狀堆晶輝長巖、塊狀輝長巖、碎裂輝長巖、輝綠巖、塊狀玄武巖(有或無杏仁)夾碎裂玄武巖，硅質(zhì)巖及少量糜棱巖、碎裂巖、透輝石巖組成。巖石受后期構(gòu)造破壞，變形變質(zhì)非常強(qiáng)烈，普遍纖閃石化、強(qiáng)蝕變碎裂巖化，糜棱巖化。原有的“基本層序”已不復(fù)存在，巖石被“構(gòu)造肢解”，成為混雜堆積的巖塊。

(一)樣品特征

用于U-Pb測年和相關(guān)研究的樣品采自ES剖面玄武巖及EN剖面輝長巖中。玄武巖，輝長巖呈團(tuán)塊狀堆積于基質(zhì)片狀蛇紋巖中，團(tuán)塊形狀各異，大小差別很大。輝長巖發(fā)育堆晶、正堆晶結(jié)構(gòu)、細(xì)粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。堆晶紋層發(fā)育，并有不同程度的層間揉皺。主要礦物粒徑0.2～1.3mm，其中斜長石含量約為50%，絕大部分斜長石以具斜長石假象的鈣鋁榴石+黝簾石+鈉長石組成，分布不均勻。輝石為單斜輝石，普遍出溶棕褐色尖晶石，含量為20%～25%，呈短柱狀，半自行-它形，沿其邊緣解理明顯地被纖閃石所代替，副礦物有鋯石、榍石、黝簾石、磁鐵礦等。輝長巖堆積于蛇紋巖之上，與其共生有玄武巖、放射蟲硅質(zhì)巖等，證實輝長巖是蛇綠巖的一部分。

(二)鋯石特征及分析結(jié)果

此次分析的樣品有兩個，分別為輝長巖和玄武巖。

輝長巖樣品：鋯石多為無色透明，個別為淺黃色，呈較自形短柱狀和正方雙錐狀，顆粒晶形較為完整，晶體長0.04～0.25mm，寬0.03～0.2mm，陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)出典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)，表明其為巖漿結(jié)晶產(chǎn)物(圖2-1a)。從樣品測得的同位素比值和年齡數(shù)據(jù)(表1-1)可見，鋯石中Th含量變化為61.03×10-6～193.3×10-6，U含量變化為92.11×10-6～402.7×10-6，變化幅度較大，Th、U含量呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系，且具有較高的Th/U比值，為0.5～0.8。鋯石微區(qū)測試數(shù)據(jù)共9個，所有數(shù)據(jù)點集中分布在諧和曲線附近，分析測試的鋯石在U-Pb年齡一致曲線圖上構(gòu)成比較集中的鋯石群(圖5-11b)，樣品的加權(quán)平均206Pb/238U年齡368±11Ma，MSWD=1.12(95%置信度)，地質(zhì)時代屬于晚泥盆世。

圖2-1 輝長巖中典型鋯石的CL圖象(a)及諧和曲線圖(b)

圖2-2 輝長巖中典型鋯石的CL圖像(a)及諧和曲線圖(b)

玄武巖樣品：鋯石多為淺褐色或無色透明，呈半自形短柱狀和正方雙錐狀，顆粒晶形較為完整，晶體長0.08～0.25mm，寬0.1～0.25mm，柱狀長寬比在2左右，陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)出典型的巖漿震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，表明其為巖漿結(jié)晶產(chǎn)物(圖5-12a)。

從樣品測得的同位素比值和年齡數(shù)據(jù)(表1-1)可見，鋯石中Th含量變化為70.41×10-6～375.07×10-6，U含量變化為47.32×10-6～330.09×10-6，變化幅度較大，Th、U含量呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系，且具有較高的Th/U比值，為0.6～1.6。鋯石微區(qū)測試數(shù)據(jù)共17個，所有數(shù)據(jù)點集中分布在諧和曲線附近，分析測試的鋯石在U-Pb年齡一致曲線圖上構(gòu)成比較集中的鋯石群(圖5-12b)，樣品的加權(quán)平均206Pb/238U年齡375±2Ma，地質(zhì)時代屬于晚泥盆世。

三、主量元素特征

莫音托浪格蛇綠混雜巖中蛇紋巖全巖分析結(jié)果見表1-1。蛇紋巖SiO2為38.65%～41.34%，平均39.74%；TiO2含量較低并且變化較小，為0.14%～0.97%，平均為0.43%；Al2O3含量較為穩(wěn)定，為0.69%～2.37%，平均1.32%，F(xiàn)e2O3T含量起伏變化較大，但總體含量較高，為7.15%～9.35%，平均為8.2%；MnO含量低，為0.07%～0.14%，平均0.11%；MgO含量較高，為35.31%～38.73%，平均37.23%；CaO含量相對較低，為0.13%～0.58%，平均0.34%；Na2O較低為0.24%～0.38%，平均0.29%；K2O含量極低，超出檢測限，Na2O及K2O二者表現(xiàn)為強(qiáng)烈虧損特征。

蛇紋巖主量元素總體表現(xiàn)為低Al2O3、CaO和全堿，富MgO特征，屬鎂質(zhì)超鎂鐵巖，代表了原始地幔發(fā)生部分熔融的虧損地幔巖。輝長巖和玄武巖燒失量變化范圍較大，為1.1%～3.71%，在后續(xù)的分析中除去燒失量重新百分化。所有的巖石樣品都為玄武巖質(zhì)巖石，其SiO2變化范圍為44.52%～51.94%。

輝長巖中SiO2為44.52%～48.08%，Al2O3為11.51%～15.21%，MgO為4.56%～10.43%，Mg#變化范圍較大為28～71，具有相對較低的TiO2(0.67%～1.86%)、K2O(0.01%～1.07%)和全堿含量(Na2O+K2O=2.21%～4.99%)。在Zr/(TiO2×0.0001)-Nb/Y圖解中，所有輝長巖樣品具有亞堿性特征。

相對于輝長巖，其中的玄武巖可以分為兩個亞類：拉斑玄武巖和堿性玄武巖。拉斑玄武巖(樣品編號Sxo1～Sxo8)具有相對低TiO2(0.7%～2.31%)、K2O(0.28%～1.71%)、高M(jìn)g#(34～72)的特征。堿性玄武巖具有

表1 莫音托浪格蛇綠混雜巖中蛇紋巖分析數(shù)據(jù)

四、微量元素特征

蛇紋巖稀土元素和微量元素分析結(jié)果及參數(shù)詳見表1-1?！芌EE總量較低，為0.98×10-6～5.2×10-6，平均為2.58×10-6，總體上幾乎接近于球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值。(La/Yb)N比值為1.15～3.41，平均為2.58，輕稀土較重稀土富集。δEu[EuN/[0.5(SmN+GdN)]值變化于0.99～2之間，平均1.25，顯正銪異常。

在微量元素表1-1中，表現(xiàn)為微量元素含量接近于原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值，大部分樣品表現(xiàn)較為明顯的Nb負(fù)異常，Th的富集。Cr和Ni的含量在蛇紋巖及超基性巖中明顯高于其他單元

從均值看，在構(gòu)造碎裂巖中，Cr，Ni，Cu，Zn，Co的含量僅此于蛇紋巖，玄武巖，蝕變巖及輝長巖再次之，最低者為硅質(zhì)巖，凝灰?guī)r及砂巖。

五、結(jié)論

(1)莫音托浪格蛇綠巖形成于泥盆紀(jì)，而泥盆紀(jì)是準(zhǔn)噶爾地區(qū)構(gòu)造發(fā)展的重要階段，準(zhǔn)噶爾造山帶介于西伯利亞與塔里木兩大陸殼板塊之間，經(jīng)歷了多旋回手風(fēng)琴式開合運動，最終由一系列溝弧盆體系擠壓拼貼到一起形成復(fù)雜造山帶，是古亞州洋之主體組成，在這個過程中古亞洲洋也發(fā)生多次擴(kuò)張和聚合的特征，而拉斑質(zhì)玄武巖和輝長巖落在地幔演化序列。上述這些特征均表明堿性玄武巖來自較深的來源，很可能與地幔熱柱有關(guān)。

(2)西準(zhǔn)格爾莫音托浪格蛇綠混雜巖，表現(xiàn)為較低的TiO2、AlO3、CaO和全堿，富MgO、Mg#值高?！芌EE總量比較低，LREE虧損、高場強(qiáng)元素不分異，同時不同程度的富含大離子親石元素LILE，虧損Nb、Ta等，表明該蛇綠巖是較為典型的消減帶蛇綠巖，結(jié)合同位素年齡分析，在中泥盆世，西準(zhǔn)格爾洋盆已經(jīng)開始消減，大陸板塊已開始聚合。