海南島最古老的巖石
——平凡卻不平凡

胡 軍 ，王 磊 ，徐德明 ，龍文國 ，劉昱恒 ，周 岱 ，王祥東

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北 武漢 430205；2.中國地質(zhì)調(diào)查局花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心，武漢 430205）

國之南，有一顆璀璨明珠——海南島，其頗具特色的熱帶風(fēng)景、濱海之麗和人文情懷吸引著來自世界各地的游客。 如今，海南島再獲得了一個新的身份——自由貿(mào)易試驗區(qū)的重點先行區(qū)域，一片繁榮景象，居住在此地的人們，世代繁衍，生生不息。你若去詢問當(dāng)?shù)氐娜藗冇嘘P(guān)于海南島的各種奇聞軼事和風(fēng)土人情，他們必定可以滔滔不絕，娓娓道來，但是你若問海南島有多少年的歷史？如何得知？或許人們會陷入沉思，不知如何解答。 如若宋朝著名詩人蘇軾的詩句“只緣身在此山中，不識廬山真面目”。 事實上，人們對海南島還有許多未知之處，那么地質(zhì)學(xué)家又是如何去認知這些問題的呢，他們利用人們眼中普通的石頭（巖石），去探索地球演化和海南島演變的奧秘，去不斷驗證著屬于它們的不平凡。 本文以“海南島最古老的巖石”為主題（但不限于此）進行簡要論述，試圖去揭開海南島神秘的一角。

1 年齡和分布

地球如今已經(jīng)有 46 億年的歷史了，目前地球上最古老的、有確切年齡的巖石產(chǎn)出于加拿大西北領(lǐng)地阿卡斯塔河中一個面積不足0.5 km2的小島上，年齡40 億歲，典型巖石標(biāo)本陳列在維也納自然歷史博物館中；此外，地質(zhì)學(xué)家在格陵蘭島還發(fā)現(xiàn)了比40 億歲稍年輕的巖石—37～38 億歲的片麻巖，其出露面積非常大（公里尺度），科學(xué)家認為這些巖石大致保存了36～38 億年前大陸（地殼）的樣貌，因此也被認為是地球上最古老的地殼[1]，在這些古老巖石中發(fā)育有條帶狀鐵建造，它的形成可能與地球早期微生物活動密切相關(guān)[2]。 中國鞍山是全球僅有幾個存在≥38 億年巖石的地區(qū)之一， 它們以不大的規(guī)模存在于白家墳、 東山和深溝寺雜巖中，由糜棱巖化奧長花崗巖、條帶狀奧長花崗巖和變質(zhì)石英閃長巖組成[3]。 而海南島最古老的巖石年齡一直存在爭議， 我們結(jié)合最新的地質(zhì)調(diào)查研究工作，傾向于認為其形成時代大致為18 ～14 億年，它們主要分布在昌江黎族自治縣土外山和抱板、東方市大蟹嶺、樂東黎族自治縣沖卒嶺、瓊中黎族苗族自治縣上安和瓊海市黃竹嶺等地（圖1），稱之為“抱板雜巖”。 由于海南島巖石整體風(fēng)化強烈， 新鮮的“抱板雜巖”零星分布，其中昌江黎族自治縣戈枕村附近戈枕水庫一帶“抱板雜巖”出露最為新鮮（圖1），巖石特征較為明顯，當(dāng)?shù)氐娜藗冊谒畮旄浇瓮嬷畷r，也許無意中就和海南島的“壽星佬”來了一次親密接觸。

2 巖石組成

圖1 海南島“抱板雜巖”分布示意圖[4-7]

近二十年來，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及科研成果資料表明，海南島的抱板雜巖由表殼巖系及片麻狀花崗巖和斜長角閃巖等組成[8-10]。 表殼巖系具明顯的二元結(jié)構(gòu)，下部的戈枕村組為片麻巖類、混合巖類（主要包括黑云斜長片麻巖、眼球狀混合巖等），變質(zhì)程度為高角閃巖相，原巖總體以中酸性火山巖為主夾雜砂巖、泥巖等。 其中片麻巖是一種看起來由斷續(xù)分布、深淺不同顏色礦物的集合體形成的條帶狀樣子的巖石，這樣的巖石常形成于10 km 以下的地殼之中，是應(yīng)力下巖石中不同礦物差異分布形成的。 上部峨文嶺組為片巖類、石英巖類（包括石英二云片巖及二云石英片巖、斜長云母石英片巖為主夾長石石英巖、石英巖及石墨片巖等），變質(zhì)程度為低角閃巖相，原巖可能為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖，局部夾火山巖或鈣質(zhì)巖等。其中片麻狀花崗巖包括片麻狀二長花崗巖和片麻狀花崗閃長巖等，與“抱板雜巖”表殼巖系呈侵入接觸關(guān)系。斜長角閃巖為已發(fā)生變質(zhì)的中基性巖石，呈透鏡體、豆莢狀以及夾層等多種形式產(chǎn)出在“抱板雜巖”表殼巖系中。這些巖石中包含了與人們生活相關(guān)聯(lián)的淺色礦物（石英、斜長石和白云母等）和暗色礦物（黑云母、角閃巖等），還有一些特殊的礦物如石榴子石等，這些礦物常常被加工成飾品、觀賞性擺件以及用作建筑材料。

3 如何獲知巖石年齡

講到這里，也許人們心中會發(fā)出疑惑，難道只通過這些巖石的特征就能判斷他們有多老嗎？地質(zhì)學(xué)家是如何獲知這些石頭的年齡呢？

目前地質(zhì)學(xué)家常用的方法是利用巖石中的一種副礦物—鋯石進行U-Pb 定年，所謂副礦物指的是分布廣泛但含量很少（一般＜1%）的礦物，一般不參與巖石命名，肉眼不可見，通過顯微鏡可以觀察其特征。 地質(zhì)學(xué)家通過野外地質(zhì)工作采集上述巖石，經(jīng)過粉碎樣品、磁選及重液分選等處理之后，在雙目鏡下手工挑選出鋯石顆粒， 用環(huán)氧樹脂制靶，并拋光至鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)充分暴露，然后對樣品靶的鋯石進行顯微鏡下透射光和反射光的觀察照相以及陰極發(fā)光（CL）圖像分析，之后用帶有激光溶蝕裝置的ICP-MS 分析儀在鋯石上進行分析測試工作，激光剝蝕束斑直徑和溶蝕深度僅幾十微米，在通過校正和地質(zhì)學(xué)軟件分析處理，獲得精確的鋯石形成年齡。 如學(xué)者們通過對抱板雜巖中的斜長角閃巖、片麻狀花崗巖和石英云母片巖開展鋯石U-Pb 定年， 在巖漿巖中獲得了～14 億年的巖漿結(jié)晶年齡，在片巖中獲得了～18 億年、～16 億年和～14 億年三個主要的碎屑鋯石峰值[5-8]。本文作者在片麻狀花崗巖閃長巖和二長花崗巖獲得了～14 億年的巖石形成年齡，在石英云母片巖中獲得了～30 億年、～25 億年、～18 億年的碎屑鋯石峰值，此外，最年輕的鋯石年齡為 ～14 億年（圖 3），上述結(jié)果反映了～14 億年是抱板雜巖的最小形成年齡。

圖2 海南島“抱板雜巖”野外巖石露頭

4 有何意義？

地質(zhì)學(xué)家者通過對“抱板雜巖”野外地質(zhì)特征、巖石學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)的研究，探討了巖石成因、與成礦的關(guān)系以及大地構(gòu)造演化的意義。 本文重點簡述以下兩點：

（1）金可能是人類最早使用的金屬，與社會的經(jīng)濟發(fā)展和人們的日常生活息息相關(guān)。海南島金礦資源豐富，除著名的抱倫金礦之外，已知礦產(chǎn)地主要集中分布在戈枕斷裂西側(cè)，自北東向南西依次產(chǎn)出土外山、抱板、北牛、二甲、不磨和那都等一系列金礦床（點），為海南島最主要的金礦成礦帶，這些礦床主要賦存于“抱板雜巖”中。 在海南島早期俯沖—碰撞的構(gòu)造演化過程，可能發(fā)生了金元素的初始富集，導(dǎo)致了“抱板雜巖”中的金的背景值遠高于克拉克值，其可能為海南島西部地區(qū)金礦的形成提供了物質(zhì)來源。

（2）滄海桑田、洋陸轉(zhuǎn)換在地球演化過程中是真實發(fā)生的，地球上的大洋和大陸并非是一成不變的。 在不同的地質(zhì)歷史時期，地球上的格局也是隨之變化的，而其中洋陸的演變主要是通過超大陸的聚合和裂解來完成的。所謂超大陸是指地球演化到某一階段， 幾乎所有大陸板塊聚合而形成一個大陸， 目前比較認可的是～18 億年的哥倫比亞超大陸，～10 億年的羅迪尼亞超大陸，～2.5 億年的潘基亞超大陸，每隔7-8 億年，全球各個大陸就匯聚在一起形成一個超大陸，超級大陸聚合和裂解對地球水圈、大氣圈、生物圈等具有極其重要影響，如海平面的升降、氣候的變冷和變暖以及生物的爆發(fā)和滅絕[11]。 地質(zhì)學(xué)家通過將“抱板雜巖”鋯石年齡、巖漿—構(gòu)造事件進行全球?qū)Ρ?，提出海南島在古—中元古代時期的地質(zhì)演化與哥倫比亞超大陸相關(guān)聯(lián)，如一些學(xué)者認為“抱板雜巖”中的斜長角閃巖形成于哥倫比亞超大陸裂解環(huán)境下， 且在～14.3 億年的時候，海南島可能和澳大利亞毗鄰，并非現(xiàn)在大洋相隔的格局[5-8]。

因此“抱板雜巖”在海南島西部地區(qū)金礦富集和超大陸演化研究中起著積極且重要的作用。