北祁連東段柏木峽—門崗峽地區(qū)蛇綠巖的識別及其區(qū)域構(gòu)造意義

劉建棟，李五福，王國良，董進(jìn)生，曹錦山，李紅剛，趙忠國

(1.青海省地質(zhì)調(diào)查院,青海 西寧 810012；2.青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012)

0 引 言

蛇綠巖是仰沖到大陸地殼之上的古大洋巖石圈殘片，其形成時(shí)代和形成環(huán)境的確定對于恢復(fù)古大洋形成演化史和重建古板塊構(gòu)造格局等具有重要的大地構(gòu)造意義[1-6]。以Dilek[7]為代表的科學(xué)家在總結(jié)前人大量研究的基礎(chǔ)上，對蛇綠巖的定義和分類進(jìn)行了較大的改動(dòng)，新劃分方案將蛇綠巖劃分兩類，一類是與俯沖無關(guān)的蛇綠巖，另一類與俯沖有關(guān)的蛇綠巖。新的分類方案和指標(biāo)，為認(rèn)識地球的歷史和蛇綠巖的研究打開了新的思路[8]。

祁連造山帶位于青藏高原東北緣，即華北板塊和柴達(dá)木微地塊之間，與秦嶺、昆侖構(gòu)成中國大陸中部的秦祁昆巨型造山帶，是中國大陸板塊構(gòu)造研究的理想?yún)^(qū)域；中國最早報(bào)道的蛇綠巖就是在祁連造山帶發(fā)現(xiàn)的[9-14]。北祁連造山帶發(fā)育有多處蛇綠混雜巖地質(zhì)體，從20世紀(jì)70年代至今，許多學(xué)者對北祁連山蛇綠巖進(jìn)行了系統(tǒng)研究，從不同的角度對祁連山大地構(gòu)造演化進(jìn)行了探討[15-30]；但是對柏木峽—門崗峽蛇綠巖鮮有報(bào)道，該蛇綠巖的研究程度相對較低。1:20萬天祝幅區(qū)調(diào)報(bào)告(1)甘肅省革命委員會(huì)地質(zhì)局.1:20萬天祝幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.西寧：青海省地質(zhì)調(diào)查院，1972.和1:25萬門源幅(2)青海省地質(zhì)調(diào)查院.1:25萬西寧—門源幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.西寧：青海省地質(zhì)調(diào)查院，2007.、民和幅(3)中國地質(zhì)大學(xué)(武漢).1:25萬民和幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.西寧：青海省地質(zhì)調(diào)查院，2005.區(qū)調(diào)報(bào)告中將門崗峽蛇綠巖分別歸屬至中—下寒武統(tǒng)黑刺溝組和下奧陶統(tǒng)陰溝群。

隨著新一輪地質(zhì)調(diào)查的展開和北祁連造山帶內(nèi)蛇綠巖殘片的深入研究，在中國地質(zhì)調(diào)查局2010—2012年的“1:5萬青海省玉龍灘地區(qū)四幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目中首次識別出柏木峽—門崗峽蛇綠巖殘片，本文是該項(xiàng)目成果的一部分。筆者對這套蛇綠巖進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查研究，在地質(zhì)特征、巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)方面取得了豐富的地質(zhì)資料，并對蛇綠巖中輝長巖進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年；2014—2018年“青海區(qū)域地質(zhì)調(diào)查片區(qū)總結(jié)與服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)(青海省新一輪地質(zhì)志修編)”項(xiàng)目工作中根據(jù)最新地學(xué)理論對其進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，進(jìn)一步探討了其形成的構(gòu)造背景，此項(xiàng)研究成果為北祁連造山帶的歷史演化提供了重要的依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于青海省互助縣、門源縣和甘肅省天?？h交界地區(qū)，達(dá)坂山自西向東橫穿本區(qū)。在大地構(gòu)造位置上研究區(qū)地處北祁連造山帶與中祁連地塊的交匯部位。區(qū)內(nèi)古元古代至新生代地層均有出露，巖漿活動(dòng)頻繁，因受多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，形成了巖石類型各異、時(shí)空分布不同、規(guī)模不等的各類侵入巖和噴出巖。以新元古代和早古生代巖漿活動(dòng)最為明顯，構(gòu)成區(qū)內(nèi)巖漿巖的主體，其中早古生代巖漿巖最為發(fā)育。形成的巖石類型齊全，(超)鎂鐵質(zhì)巖、中基性-酸性花崗巖和基性-中酸性火山巖均有產(chǎn)出(圖1)。

柏木峽—門崗峽蛇綠巖為達(dá)坂山—玉石溝蛇綠混雜巖帶內(nèi)的一部分，位于青海省互助北山國家森林地質(zhì)公園內(nèi)，距互助縣約30 km；達(dá)坂山—玉石溝蛇綠混雜巖帶呈北西—南東向橫穿研究區(qū)，整體構(gòu)成了區(qū)內(nèi)北祁連和中祁連兩個(gè)構(gòu)造單元之間的結(jié)合帶，其南界和北界分別由混雜巖帶南緣斷裂(托萊河—南門峽斷裂)和北緣斷裂(達(dá)坂山北緣斷裂)控制。自西從水洞峽起，向東經(jīng)柏木峽、龍王山、門崗峽至東南部銀卡溝一帶順延出露，總體呈北西—南東向?qū)捳坏鹊膸钫共?，受北西向斷裂?gòu)造制約明顯。北側(cè)與古元古代托賴巖群和早古生代泉腦溝山組呈斷層接觸；北西段南側(cè)被新生代地層覆蓋，中段南側(cè)澤林峽一帶與上泥盆統(tǒng)老君山組呈斷層接觸；龍王山及東南段科勝措卡一帶被晚志留世中酸性花崗巖侵入吞噬；門崗峽東南至黑山一帶其上被上泥盆統(tǒng)老君山組礫巖角度不整合覆蓋。

2 蛇綠巖地質(zhì)學(xué)特征及巖石組合

2.1 蛇綠巖地質(zhì)學(xué)特征

柏木峽—門崗峽蛇綠巖由大小不等的巖塊組成，各巖塊之間均為斷層、韌性剪切帶、強(qiáng)劈理密集帶等構(gòu)造界面接觸，總體呈構(gòu)造塊體、構(gòu)造透鏡體形態(tài)堆垛、拼貼在一起產(chǎn)出，部分之間為糜棱巖化基質(zhì)充填或強(qiáng)變形基質(zhì)分隔，反映蛇綠巖特有的“網(wǎng)結(jié)狀”結(jié)構(gòu)。蛇綠巖塊體以蛇紋石化橄輝巖、(堆晶)輝長巖、玄武巖(局部見枕狀構(gòu)造，部分變質(zhì)為斜長角閃(片)巖)為主，其次有純橄巖、蛇紋石巖、輝石角閃石、變質(zhì)基性巖(如斜長角閃巖、陽起石巖等)、輝綠巖、硅質(zhì)巖等(圖2)。巖石普遍發(fā)生綠簾石化、綠泥石化等蝕變，并不同程度地發(fā)生片理化、千枚巖化和糜棱巖化。

本次對柏木峽—門崗峽蛇綠巖進(jìn)行了系統(tǒng)剖面測制，剖面位于浪士當(dāng)溝上游門崗峽地區(qū)，起點(diǎn)坐標(biāo)為X=257 264、Y=4 087 907，終點(diǎn)坐標(biāo)為X=259 094，Y=4 090 516，剖面由南向北測制，南側(cè)被第四系覆蓋，頂部被晚志留世花崗閃長巖侵入(圖3)。

2.2 巖石學(xué)特征

綜合剖面和路線調(diào)查資料，將柏木峽—門崗峽蛇綠巖與完整的蛇綠巖套層序進(jìn)行比較(由下至上為超鎂鐵質(zhì)巖-輝長巖-輝綠巖-枕狀玄武巖熔巖-深海沉積層)，發(fā)現(xiàn)其巖石組合或類型尚較為完整，但層序混亂。

2.2.1 超鎂鐵質(zhì)巖類

該類巖石出露局限，在整個(gè)蛇綠混雜巖中所占比例較小，巖石類型有強(qiáng)蛇紋石化純橄巖、橄輝巖及角閃輝石巖等。通常與輝長巖相伴產(chǎn)出，單體規(guī)模較小，而且大部分巖石具蛇紋石化或綠泥石化等蝕變，部分巖石原巖特征較為明顯，超鎂鐵質(zhì)巖是上地幔物質(zhì)上涌的產(chǎn)物。

強(qiáng)蛇紋石化純橄巖：灰黑色，交代殘留結(jié)構(gòu)，巖石礦物主要由蛇紋石(76%)、橄欖石(17%)等組成。橄欖石強(qiáng)烈地蝕變?yōu)樯呒y石集合體，僅有少部分殘留。由于在橄欖石邊緣有一圈細(xì)粒狀磁鐵礦分布，使原橄欖石形態(tài)和大小保留甚好；假象橄欖石呈它形粒狀，粒徑為0.3～0.8 mm，主要在0.5 mm以下。蛇紋石呈顯微鱗片狀集合體。菱鎂礦由橄欖石蝕變形成，同殘留的橄欖石共存。

蛇紋石化橄輝巖：深灰色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，主要由蛇紋石(73%)、橄欖石(16%)、輝石(<3%)等組成。蛇紋石呈隱晶狀及鱗片狀，為橄欖石及輝石的變化物。橄欖石呈半自形粒狀，絕大部分已蝕變，具蛇紋石化、綠泥石化、碳酸鹽化等，伴有磁鐵礦產(chǎn)出，僅有少量殘余。輝石呈半自形粒狀，大多數(shù)已變化成蛇紋石等。

2.2.2 鎂鐵質(zhì)巖類

該類巖石是構(gòu)成本套蛇綠巖的主體之一，單體規(guī)模較大，門崗峽一帶最為發(fā)育。巖石類型以蝕變細(xì)粒輝長巖、角閃輝長巖為主，含少量斜長角閃巖等。橄欖巖與輝長巖在層序上可以重復(fù)多次出現(xiàn)，輝長巖透鏡體代表了熔出的玄武巖巖漿結(jié)晶相。

角閃輝長巖：深灰-黑色，變余細(xì)粒輝長結(jié)構(gòu)。巖石礦物組成有普通角閃石(23%～48%)、輝石假象(12%～24%)、斜長石(38%～48%)。斜長石普遍被絹云母蝕變礦物取代，并有鈉長石化、黝簾石化，具它形和半自形假象，可見隱約的鈉長雙晶，粒徑為0.3～0.5 mm；輝石為纖閃石取代，具輝石的假象；角閃石呈深棕色至棕色多色性，為半自形和不規(guī)則狀，晶體大小在0.5～1.0 mm之間。少量磷灰石顆粒、柱狀體被包于暗色礦物中(圖4(a))。

蝕變細(xì)粒輝長巖：深灰色，碎裂結(jié)構(gòu)，變余細(xì)粒輝長結(jié)構(gòu)。巖石由斜長石(52%～55%)、輝石(30%～44%)、綠泥石(5%～12%)等組成。斜長石普遍被絹云母、方解石和綠泥石蝕變礦物取代，少量殘晶為中-拉長石，具半自形板柱狀假象，有時(shí)可見隱約的鈉長雙晶，粒徑為0.4～1.0 mm。輝石被綠簾石和黝簾石取代，或被角閃石和纖閃石取代，呈它形柱狀或粒狀假象，粒徑介于0.4～1.5 mm之間。巖石中有微量磷灰石、磁鐵礦晶粒，被包于假象輝石中。部分巖石破碎嚴(yán)重，其中斜長石和輝石假象構(gòu)成碎基和碎斑兩部分存在(圖4(b))。

2.2.3 基性巖(墻)

巖石類型為輝綠巖，多呈巖塊或透鏡狀產(chǎn)出，量少，不甚發(fā)育。基性巖墻的出現(xiàn)，代表了洋底擴(kuò)張和張力帶的存在。

蝕變(陽起石化)輝綠巖：巖石為灰綠色，變余輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由斜長石(40%)、陽起石(58%)組成。斜長石切面形態(tài)呈自形板狀，長短軸范圍為1.04 mm×1.36 mm～2.88 mm×1.08 mm，雜亂分布，具黏土化蝕變，表面分布陽起石及黑云母鱗片，發(fā)育波狀消光變形結(jié)構(gòu)，鈉長石雙晶具彎曲現(xiàn)象。輝石全部蝕變，被柱狀陽起石交代，形態(tài)不易觀察。有些陽起石呈充填狀分布在板狀斜長石晶間，保留輝綠結(jié)構(gòu)。金屬礦物呈板狀、半自形粒狀晶。

2.2.4 基性火山熔巖

基性火山熔巖主要為玄武巖類，比較發(fā)育，僅次于輝長巖的分布面積。巖石多具綠片巖相變質(zhì)，部分青磐巖化蝕變明顯，部分變質(zhì)成為綠片巖或斜長角閃片巖類(圖4(c)和(d))。

陽起石化玄武巖呈綠色，柱狀變晶結(jié)構(gòu)與變余間粒結(jié)構(gòu)并存，具變余斑狀結(jié)構(gòu)，變余杏仁狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。巖石由陽起石、交代殘留的斜長石、不透明礦物、杏仁組成。陽起石含量59%～75%，多呈柱狀變晶，也有呈纖維狀變晶，雜亂分布，柱長為0.15～1.24 mm，受動(dòng)力變質(zhì)作用影響普遍發(fā)育波狀消光變形結(jié)構(gòu)。交代殘留的斜長石微晶含量20%～30%，呈柱狀，具強(qiáng)簾石化、綠泥石化、鈉長石化，在陽起石集合體間雜亂分布，保留玄武巖基質(zhì)結(jié)構(gòu)特征；杏仁含量1%，呈橢圓狀，其內(nèi)充填物以綠泥石為主，邊緣分布石英薄殼；從殘留柱狀斜長石微晶和杏仁狀構(gòu)造來看，原巖為玄武巖，發(fā)生了陽起石化熱液交代蝕變作用。巖石裂隙中有石英和綠泥石的交代集合體。

變質(zhì)杏仁狀玄武巖呈淺灰綠色，變余斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具粒狀纖柱狀變晶結(jié)構(gòu)(變余填間結(jié)構(gòu))。巖石由更長石(32%)、角閃石和陽起石(35%，角閃石和陽起石具有過渡性，含量很難分別估計(jì)，以陽起石為主)、綠泥石(10%)、綠簾石(1%)、磁鐵礦(16%)及杏仁(6%，石英、綠泥石等礦物)組成。變余斑晶為斜長石，已變?yōu)楦L石，具鈉長雙晶，板柱狀；晶體內(nèi)裂隙發(fā)育，有破碎，具定向分布，晶體大小為0.5 mm×1.0 mm～1.3 mm×2.0 mm?；|(zhì)為斜長石、陽起石、角閃石和綠泥石等。角閃石具褐色多色性，與綠色的陽起石區(qū)別，兩礦物皆為纖柱狀，雜亂分布。綠泥石呈鱗片狀，不均勻地分布。斜長石呈它形粒狀集合體，具原斜長石細(xì)柱狀假象，雖有定向性，但有的仍具不規(guī)則的三角形格架狀，在其格架間為較多的它形粒狀的磁鐵礦分布。杏仁由綠泥石、石英組成，具變形、拉長特征。

2.2.5 硅質(zhì)巖類

柏木峽—門崗峽蛇綠巖中的深水-半深水沉積物單元由多個(gè)構(gòu)造巖塊組成，代表了深水環(huán)境洋殼上部的沉積。巖性主要為含玉髓-石英質(zhì)硅質(zhì)巖。巖石為灰綠色，結(jié)晶結(jié)構(gòu)，主要由石英(90%)、方解石(≤10%)組成。石英大部分呈隱晶狀，有的呈它形粒狀，粒徑為0.01～0.35 mm，有的呈碎裂狀，可見波狀消光。方解石充填于巖石裂隙中，呈細(xì)脈狀穿插于巖石中。

3 輝長巖鋯石U-Pb年代學(xué)

3.1 樣品采集和測試方法

門崗峽為研究區(qū)輝長巖出露最廣的地段，在IPm20剖面測制時(shí)，采集了輝長巖樣品進(jìn)行測年分析，樣品號為IPm20JD(U-Pb)22-1(質(zhì)量約30 kg的新鮮樣品)，采樣點(diǎn)坐標(biāo)為E 102°17′05″、N 36°53′51″。鋯石分選在河北省廊坊地質(zhì)調(diào)查研究院選礦實(shí)驗(yàn)室完成。首先將用于測年的巖石樣品經(jīng)過粉碎和重選，分選出晶形較好、純度較高的鋯石，然后在雙目鏡下挑選出鋯石樣品。用環(huán)氧樹脂將約250 粒鋯石和標(biāo)樣固定成圓餅狀，用不同型號砂紙和磨料將鋯石磨去一半并拋光、鍍金。由天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進(jìn)行鋯石單礦物制靶，并進(jìn)行了反射光圖像及陰極發(fā)光(CL)圖像采集，利用激光等離子體質(zhì)譜法(LA-ICP-MS)進(jìn)行測試。樣品測試儀器設(shè)備為NEPTUNE，在溫度22 ℃、濕度38%的環(huán)境下進(jìn)行測試，數(shù)據(jù)處理軟件為GLITTER4.4，年齡計(jì)算、制作圖形軟件為Isoplot(3.23)，置信度為95%[31]。

4.2 分析結(jié)果

該樣品共選取32顆鋯石進(jìn)行了測試(表1)，鋯石多以灰色、深灰色為主，個(gè)別為淺灰色、白色；形態(tài)多呈長柱狀、短柱狀，鋯石晶體長軸一般介于100～230 μm之間。鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)清楚，絕大多數(shù)鋯石陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)出典型巖漿生長振蕩環(huán)帶和韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖5)，屬于巖漿結(jié)晶鋯石[32]；少數(shù)鋯石呈現(xiàn)斑雜和港灣狀，個(gè)別鋯石為云霧狀、具無分帶或弱分帶特征(1、3、6、18等點(diǎn))。

從單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡測試結(jié)果(表1)中可看出，32顆鋯石具有較為一致的表面年齡，1—26號點(diǎn)、28—32號點(diǎn)206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為(525.2±1.1)Ma(圖6)，該年齡可代表輝長巖的成巖年齡，相當(dāng)于早寒武世。

表1 柏木峽—門崗峽輝長巖(IPm20JD(U-Pb)22-1)LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分析結(jié)果

4 巖石地球化學(xué)特征

在薄片鑒定的基礎(chǔ)上，共篩選了21件巖石樣品進(jìn)行地球化學(xué)研究。其中1—3號樣為橄欖巖，4—14號為輝長巖，15—21為玄武巖(表2)。主量、微量和稀土元素含量測試工作均在武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成。主量元素使用 Phillips 4400X-熒光光譜儀測試，F(xiàn)eO用容量滴定法測定，燒失量(LOI)通過對樣品加熱至1 000 ℃后1 h稱取其質(zhì)量變化獲得。微量元素和稀土元素采用等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)來測定。

4.1 主量元素

柏木峽—門崗峽蛇綠巖各組分巖性包括橄欖巖、輝長巖和玄武巖，其巖石化學(xué)成分總體呈現(xiàn)有規(guī)律的變化(表2)。橄欖巖SiO2含量較低，介于35.07%～40.61%之間，TiO2和Al2O3含量均較低，分別介于0.06%～0.10%和1.06%～2.42%之間，F(xiàn)e2O3含量為5.46%～7.53%，F(xiàn)eO含量為1.30%～3.45%，MgO含量(28.90%～36.92%)相對較高，K2O含量(0.03%)偏低。總體具低SiO2，貧TiO2、K2O、Al2O3，富MgO、FeO的特點(diǎn)，屬殘余地幔產(chǎn)物。在ACM圖解(圖7(a))中3件樣品投點(diǎn)結(jié)果均顯示出超鎂鐵質(zhì)巖的特征。

表2 柏木峽—門崗峽蛇綠巖巖石主量(%)、微量(10-6)和稀土元素(10-6)分析結(jié)果

輝長巖根據(jù)其巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)可分為兩類，第一類4件樣品的SiO2含量為46.16%～49.76%，F(xiàn)e2O3為0.70%～2.12%，F(xiàn)eO為5.08%～8.10%，Al2O3為13.85%～17.42%，MgO為8.91%～11.18%，TiO2含量為0.31%～0.69%；第二類7件樣品的SiO2含量為45.37%～49.52%，F(xiàn)eO為7.40%～10.25%，Al2O3為13.02%～15.47%，MgO為5.25%～6.37%，F(xiàn)e2O3和TiO2含量比第一類高，分別為2.21%～4.39%和1.58%～2.69%。在ACM圖解(圖7(a))中，樣品投點(diǎn)較集中，均落入鎂鐵堆積巖區(qū)。

玄武巖7件樣品的SiO2含量在45.75%～50.21%之間；FeO、Fe2O3和MgO含量較高，分別在2.07%～8.45%、4.35%～10.65%和4.31%～8.67%范圍變化；絕大多數(shù)樣品Na2O>K2O，其中Na2O含量平均為2.21%，K2O含量平均為0.67%，TiO2含量介于2.14%～3.56%之間，高于洋脊拉斑玄武巖TiO2含量(1.5%)。研究區(qū)內(nèi)玄武巖具一定蝕變，利用ACM圖解和SiO2-FeOt/MgO圖解(圖7)判定此套玄武巖屬拉斑玄武巖系列。

4.2 稀土元素

柏木峽蛇綠巖中橄欖巖的REE極低，介于8.76×10-6～15.26×10-6之間，LREE/HREE介于4.01～8.74之間；(La/Yb)N值位于3.21～10.56區(qū)間，表明輕重稀土元素發(fā)生較明顯的分餾作用；(La/Sm)N值位于1.67～4.49之間，輕稀土元素內(nèi)部具較明顯分餾特征；(Gd/Yb)N值介于0.88～3.45之間，平均為1.98，重稀土元素內(nèi)幾乎無分餾特征。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖呈“右傾”特征(圖8(a))。

輝長巖中TiO2值較低的第一類樣品，其REE較低，介于20.92×10-6～34.55×10-6之間，平均為25.28×10-6；LREE/HREE介于1.91～4.18之間，(La/Yb)N值介于1.23～3.93之間，表明輕重稀土元素分餾不明顯。TiO2值較高的第二類樣品，其REE較高，介于67.56×10-6～118.89×10-6之間，平均為95.55×10-6；LREE/HREE介于2.71～4.14之間，(La/Yb)N值介于1.88～3.70之間，輕重稀土元素分餾亦不明顯。兩類輝長巖Sm/Nd比值介于0.22～0.31之間，與地幔或大洋玄武巖的成分類似。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(圖8(a))顯示，大部分樣品的曲線呈平滑略右傾的輕稀土元素富集型，少部分樣品的輕重稀土元素分餾不明顯，其曲線近于平坦，總的分布型式與Skaergaard層狀輝長巖的配分型式很相似。

玄武巖的REE較高，介于101.98×10-6～188.62×10-6之間，平均為143.08×10-6，普遍高于上述超鎂鐵-鎂鐵質(zhì)巖。LREE/HREE介于3.24～8.92之間，(La/Yb)N介于2.57～16.01之間，反映輕稀土元素具一定程度富集；δEu介于0.97～1.10之間，基本無異常。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(圖8(a))顯示，巖石曲線基本呈平滑略右傾的特征，其特征與富集洋中脊玄武巖(P型MORB)的稀土元素配分型式相似，反映玄武巖形成于富集的地幔柱源區(qū)。

4.3 微量元素

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖8(b))中，橄欖巖總體表現(xiàn)出大離子親石元素Rb、K、Sr虧損和Ba相對富集，高場強(qiáng)元素Ta、Th相對富集和Nb、Ti相對虧損的特征。研究區(qū)所有巖石樣品的(Rb/Yb)N比值均大于1，反映巖石形成于富集地幔源區(qū)的較低程度部分熔融和分離結(jié)晶程度較強(qiáng)的殘余熔體。輝長巖Rb、Ba、Th、Ta、Sr等元素具不同程度的富集，而Nb、K、Ti等元素不同程度虧損；(Rb/Yb)N比值顯示3件樣品小于1，其他均大于1，反映多數(shù)巖石形成于富集地幔源的低程度熔融和較高程度分離結(jié)晶，少數(shù)巖石形成于虧損地幔源較高程度的部分熔融，分離結(jié)晶程度低。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖8(b))中，基性火山熔巖絕大多數(shù)樣品的大離子親石元素Rb、Ba、Th、Sr和稀土元素Nd、Sm富集明顯，所有樣品K元素虧損嚴(yán)重，總體反映具洋島玄武巖的特征。

5 討 論

5.1 形成時(shí)代和構(gòu)造環(huán)境判別

研究區(qū)蛇綠巖巖石組合較齊全，可與世界典型蛇綠巖套相對比。巖石地球化學(xué)特征表明，柏木峽蛇綠巖中的橄欖巖形成于富集地幔源區(qū)部分熔融；輝長巖的地球化學(xué)成分與地?；虼笱笮鋷r的成分類似，大部分形成于富集地幔源區(qū)低程度熔融，少數(shù)形成于虧損地幔源部分熔融；玄武巖形成于富集地幔柱的源區(qū)，具有與洋島拉斑玄武巖相似的地球化學(xué)特征。輝長巖的鋯石年代學(xué)結(jié)果可以直接反映蛇綠巖或古大洋洋殼的形成時(shí)代，因此根據(jù)本蛇綠巖中輝長巖的同位素年齡(525.2±1.1 Ma)，認(rèn)為該蛇綠巖的形成時(shí)代是早寒武世。

在玄武巖樣品的巖石地球化學(xué)環(huán)境判別圖解中也可以得到相同的結(jié)果：在Nb-Zr-Y環(huán)境判別圖解(圖9(a))中，大部分樣品均落入板內(nèi)拉斑玄武巖和板內(nèi)堿性玄武巖區(qū)內(nèi)；在Hf-Th-Ta圖解(圖9(b))中，樣品點(diǎn)集中落入板內(nèi)拉斑玄武巖區(qū)和板內(nèi)堿性玄武巖區(qū)內(nèi)；在TiO2-FeO*/MgO構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖9(d))中，樣品落于洋島玄武巖區(qū)；在主量元素TiO2-MnO-P2O5圖解(圖9(c))中，樣品點(diǎn)集中落入洋島玄武巖區(qū)內(nèi)。上述一系列圖解均顯示柏木峽蛇綠巖中的玄武巖形成于洋島環(huán)境，結(jié)合巖石地球化學(xué)特征可以判定該蛇綠巖是本區(qū)消失了的古洋殼殘片(塊)，是洋盆擴(kuò)張時(shí)火山作用的產(chǎn)物，為本區(qū)真正的洋殼蛇綠巖的組成部分。

另外,根據(jù)Dilek劃分方案[7]和Pearce地球化學(xué)分析方法[36]，在玄武巖Nb/Yb-Th/Yb圖解(圖9(e))中，樣品點(diǎn)大多落入洋島玄武巖區(qū)，個(gè)別樣品落入大陸弧區(qū)域中。在Nb/Yb-TiO2/Yb圖解(圖9(f))中，樣品投點(diǎn)落入洋島玄武巖區(qū)(OIB)。綜上，研究區(qū)蛇綠巖形成與俯沖作用無關(guān)。與俯沖作用無關(guān)的蛇綠巖又可分為洋中脊蛇綠巖MOR型、與地幔柱有關(guān)蛇綠巖P型和陸緣蛇綠巖CM型，該套蛇綠巖中的玄武巖樣品均顯示洋島玄武巖的地球化學(xué)特征，因此，認(rèn)為該套蛇綠巖的形成與地幔柱有關(guān)。

5.2 地質(zhì)意義

北祁連蛇綠巖的報(bào)道最早可追溯至20世紀(jì)70年代[13-14]，在此后的幾十年眾多學(xué)者在北祁連山發(fā)現(xiàn)數(shù)個(gè)蛇綠巖窗口(洋殼殘片)并進(jìn)行了相關(guān)研究。代表性的蛇綠巖窗口玉石溝—川刺溝中發(fā)育較完整的蛇綠巖組合，形成于大洋中脊環(huán)境，形成時(shí)代為513～550 Ma[20-21]。有學(xué)者認(rèn)為熬油溝蛇綠巖形成于洋島環(huán)境，時(shí)代為中元古代；另有學(xué)者認(rèn)為熬油溝蛇綠巖是不完整的構(gòu)造巖片，形成時(shí)代為495～504 Ma，形成于大陸裂谷后的初始洋殼或小洋盆初始擴(kuò)張時(shí)的擴(kuò)張脊[22-25]。扎麻什東溝地區(qū)保存了較完整的蛇綠巖單元，形成于洋中脊環(huán)境，時(shí)代為499 Ma[18]；東草河蛇綠巖形成于洋中脊環(huán)境，時(shí)代為497 Ma[26]。本區(qū)蛇綠巖形成環(huán)境為洋島，其巖石組合、巖石地球化學(xué)特征均可與上述幾處蛇綠巖相對比，其形成時(shí)代為(525.2±1.1)Ma。

以往的地質(zhì)調(diào)查研究因受傳統(tǒng)統(tǒng)一地層學(xué)(狹義)的影響，未將蛇綠混雜巖作為一個(gè)地層組合的整體，而是孤立地從地層、巖漿巖及構(gòu)造的各自學(xué)科領(lǐng)域考慮，將此統(tǒng)一地質(zhì)體分隔；實(shí)際上它們在成因上、空間分布上密切相關(guān)，是一套客觀存在的地層組合體(6)青海省地質(zhì)調(diào)查院.《中國區(qū)域地質(zhì)志·青海卷》(待出版).。區(qū)域上柏木峽—門崗峽蛇綠巖與玉石溝—川刺溝蛇綠巖[21]、扎麻什東溝蛇綠巖[18]、東草河蛇綠巖[26]等蛇綠巖窗口均位于北祁連造山帶與中祁連地塊的結(jié)合部位[6,16]，加之構(gòu)造環(huán)境均為大洋、形成時(shí)代相近，因此認(rèn)為上述蛇綠巖應(yīng)同屬一條蛇綠混雜巖帶，共同組成了早古生代被肢解的北祁連大洋洋殼殘片。本次研究將熬油溝、玉石溝—川刺溝、扎麻什東溝、東草河及柏木峽—門崗峽蛇綠巖歸屬至達(dá)坂山—玉石溝蛇綠混雜巖帶。

蛇綠巖是大陸造山帶中殘存的古代大洋巖石圈殘片，記錄了古洋盆形成、演化和消亡的地質(zhì)過程[41]。與北祁連山中段的玉石溝蛇綠巖、東草河蛇綠巖相似，柏木峽—門崗峽蛇綠巖窗口也是發(fā)育較完整的蛇綠巖單元，輝長巖中獲得的(525.2±1.1)Ma成巖年齡，表明在寒武紀(jì)，柏木峽—門崗峽地區(qū)處于裂解鼎盛的主洋盆期。結(jié)合區(qū)域上的研究資料分析表明，至少在青海省內(nèi)達(dá)坂山—玉石溝蛇綠巖帶西段、東段蛇綠巖形成時(shí)代較早，中部扎麻什東溝、東草河一帶蛇綠巖形成時(shí)代較晚，即洋盆東西兩段打開時(shí)間較早，而中部較晚，且洋盆擴(kuò)張時(shí)間至少從早寒武世一直持續(xù)到早奧陶世。

洋盆擴(kuò)張后期，局部洋殼向北俯沖消減，如小沙龍北一帶形成與俯沖有關(guān)的強(qiáng)過鋁花崗巖組合(490～516 Ma)，東段在浪士當(dāng)一帶形成與俯沖有關(guān)的TTG組合[42]。在奧陶紀(jì)洋殼可能向南俯沖消減，在中祁連西段花兒地、曲爾追、平頭山及塔灣等地形成早—中奧陶世花兒地—唐莫日與俯沖有關(guān)的TTG組合，在中祁連東段高廟一帶的沈家峽水庫、堿溝、老鴉峽地區(qū)形成中奧陶世與俯沖有關(guān)的花崗巖組合，在引勝等地形成中晚奧陶世與俯沖有關(guān)的GG組合；在洋盆俯沖消減過程中，形成了大量的以碎屑巖組合為代表的半深海俯沖增生雜巖，具有濁積巖特征，并產(chǎn)生規(guī)模較大的中酸性火山島弧。早志留世，在混雜巖帶北側(cè)牛心山—小沙龍、龍王山一帶形成與碰撞有關(guān)的強(qiáng)過鋁花崗巖組合[43]，混雜帶南側(cè)托勒、引勝地區(qū)形成與碰撞有關(guān)的強(qiáng)過鋁花崗巖組合。這些碰撞型花崗巖的出現(xiàn)，代表弧-陸碰撞，表明從早志留世開始整個(gè)達(dá)坂山—玉石溝洋盆(北祁連洋)逐漸閉合⑤。

6 結(jié) 論

(1)柏木峽—門崗峽地區(qū)保存了較為完整的蛇綠巖單元，以橄輝巖、輝長巖、玄武巖為主，其次有純橄巖、蛇紋石巖、輝石角閃石、變質(zhì)基性巖、輝綠巖、硅質(zhì)巖等。

(2)對橄欖巖、輝長巖、玄武巖進(jìn)行了地球化學(xué)研究，結(jié)果表明橄欖巖形成于富集地幔源區(qū)部分熔融；輝長巖的地球化學(xué)成分與地?；虼笱笮鋷r的成分類似，大部分形成于富集地幔源區(qū)低程度熔融；玄武巖形成于富集地幔柱的源區(qū)，具有與洋島拉斑玄武巖相似的地球化學(xué)特征，是一套與俯沖無關(guān)的蛇綠巖組合。

(3)對蛇綠巖中的輝長巖進(jìn)行了測年分析，通過LA-ICP-MS鋯石微區(qū)U-Pb同位素測年獲得(525.2±1.1)Ma的年齡，認(rèn)為柏木峽—門崗峽蛇綠巖的形成時(shí)代為早寒武世。

(4)柏木峽—門崗峽蛇綠巖與玉石溝—川刺溝、熬油溝—二只哈拉達(dá)坂、扎麻什東溝等蛇綠巖同屬一條蛇綠混雜巖帶，共同組成了早古生代被肢解的北祁連大洋洋殼殘片。

致謝：論文的前期工作得到中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心李榮社、校培喜研究員和青海省地質(zhì)調(diào)查院王毅智、宋泰忠高級工程師的指導(dǎo)；論文依托的項(xiàng)目組同仁付出艱辛勞動(dòng)；在樣品測試工作中得到了武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心和天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的支持與幫助；巖石薄片的分析鑒定由青海省地質(zhì)調(diào)查院范桂蘭高級工程師完成；審稿人提出寶貴的修改意見;在此一并表示感謝！