那拉提構造帶震旦紀蛇綠巖的發現及其地球化學特征

孫曉玲 關維娜 唐高彤

（新疆地礦局信息中心 烏魯木齊 830000）

那拉提構造帶存在著元古代和志留紀的蛇綠巖，已得到地學界的共識，其中科考隊、新疆地質研究所王寶瑜等及本次工作測試的年齡分別為729 Ma、1570Ma、1074Ma，都反映出元古代時期的蛇綠巖及藍閃片巖配套的巖石組合；另外，國家三〇五專題組湯耀慶等在原穹庫什太組的石榴白云藍閃片巖中多硅白云母單礦物Ar-Ar法平均年齡值為415±2Ma；中國科學院郝杰在輝長巖中全巖U－Pb年齡值為376Ma；肖序常在藍閃片巖中藍閃石Ar－Ar法測得年齡平均為350Ma，而且該藍閃片巖向東延伸于含志留紀化石地層中（卻響幅）。

根據以上同位素年齡值，結合區域構造演化特征，可以看出那拉提構造帶至少存在三個時期的蛇綠巖，具有多旋回開合的特征。震旦紀、志留紀的洋盆均是在元古代洋盆閉合后的基礎上重新拉開形成的；調查區震旦紀蛇綠巖的發現，為塔里木泛大陸的裂解及當時洋盆的連接起到了重要的作用。

1 巖石學特征

震旦紀蛇綠混雜巖由殘余洋殼、花崗質侵入巖體等構造塊體組成?？傮w沿也可克阿斥構造帶呈北東東向分布，與區域構造展布方向一致。巖性為蛇紋巖、變質輝石巖、含長輝石巖、輝長巖、斜長巖、變質玄武巖、硅質巖、變粒巖、綠片巖、變凝灰質砂巖、花崗質糜棱片麻巖、花崗質糜棱巖等組成。

本區蛇綠巖是一個經歷構造變形、變質疊加改造的構造混雜地質體，由于其原始組成差異及其后巨大的構造拼合、消減、改造作用等原因，使其表現為具不同變形變質特征與物質組成的孤立構造殘片，呈條帶狀、透鏡狀、不規則卵形狀、似墻狀構造巖塊、巖楔或巖片夾持于長城系陸緣楔狀體變質基體中。蛇綠巖殘片規模數平方米至數十平方千米，邊界與圍巖均呈斷裂構造接觸，向南推覆于長城系之上，見圖1。

圖1 蛇綠混雜巖實測剖面圖（據ⅩⅩ號剖面）

其中：變質玄武巖、變粒巖、綠片巖、變凝灰質砂巖等變質火山巖類分布較廣。巖體具分層分帶現象，大部分巖石變形較強，變質（蝕變）程度較高，呈變質基-中基性火山巖組合共生出露，具有大洋拉斑玄武巖特征。

變質輝石巖、含長輝石巖、輝長巖、斜長巖、角閃巖、含長輝石角閃巖、直閃巖等鎂鐵質—超美鐵質巖，主要出露于達魯巴依達坂一帶，相伴產出，以具有似層狀堆晶構造而具堆晶巖性質。大部分巖石變形相對較弱，變質程度不均勻，輝石變質為角閃石、直閃石、透輝石，角閃石呈黑云母化，長石呈絹云母化、綠簾石化較普遍；蛇紋巖僅見于達魯巴依達坂，呈構造巖塊夾持于堆晶巖或變質玄武巖中，為輝石橄欖巖蛇紋石化形成，具有地幔橄欖巖性質；硅質巖僅見于達魯巴依達坂，與中基性變質火山巖相伴出露。

2 巖石化學特征

本次工作在蛇綠混雜巖中采集到2個巖石化學分析樣品，其中玄武巖1個，輝長巖1個，其分析成果見表1。

表2 蛇綠混雜巖巖石化學成份表（×10-2）

⑴玄武巖。蛇綠混雜巖中的變質火山巖以基性熔巖為主，中酸性巖類較少。根據國際地科聯（IVGS）1989年推薦的TAS圖劃分火山巖類型，見圖2。表明蛇綠巖建造中的火山巖為玄武安山巖類，由于多數巖石中含有少量石英脈體，分析結果及巖石投點呈現一定的誤差，特別是1號樣品誤差極大。火山巖的組合指數δ為1.1，小于4，巖石類型屬于鈣堿性巖系太平洋型。

圖2 TAS圖（LeBas等，1986；IUGS，1989）

利用A–F.-.M圖解，見圖3。將蛇綠巖建造中的火山巖劃分為鈣堿性系列火山巖；在（FeO）－MgO－Al2O3圖解中，見圖4。

圖3 A—F—M圖

圖4 （FeO）-MgO-Al2O3圖

兩個樣品均投影在3區，為閉合邊緣火山巖，而閉合邊緣的火山巖主要為活動陸緣及島弧火山巖。本區變質火山巖中SiO2=55.88×10-2,（FeO）/MgO＜2，顯然屬島弧火山巖范疇。根據Al2O3－（K2O+Na2O）圖解，見圖5。投影到大洋—側—島弧拉斑玄武巖系列。

圖5 Al2O-（K2O+Na2O）圖解（久野1966）

⑵輝長巖。蛇綠巖建造中的輝長巖SiO2含量為52.21%，屬基性巖類，MgO/（MgO+FeO）=0.65，里特曼指數δ=0.12，Na2O/K2O＞1屬太平洋型強鈣性系列。

3 地球化學特征

在本區蛇綠混雜巖中采集到的2個稀土元素樣品與巖石化學樣品的編號和采集位置一致，其分析成果表2。

表2 蛇綠混雜巖稀土元素豐度值（10-6）

⑴玄武巖。本區蛇綠巖建造中的火山巖稀土元素總量為117.13×10-6，其中輕稀土含量為101.88×10-6，重稀土含量為15.25×10-6，輕重稀土比值L/H=6.6～8.8；La/Yb=11.65；反映輕稀土富集，重稀土虧損。La/Sm=5.05～6.05，表明為輕稀土元素分餾程度較高，富集較明顯。

玄武巖稀土元素分布模式為右傾，屬于輕稀土富集型。稀土元素標準化分布模式與洋島堿性玄武巖的稀土分布模式近于一致，表明本區蛇綠混雜巖中的火山巖產出時的構造背景可能為大洋島嶼。

⑵輝長巖。輝長巖稀土元素分布模式為右傾斜，稀土總量REE=143.91，接近中基性巖；δEu=0.93，顯示弱負銪異常。其稀土元素標準化分布模式，見圖7。與玄武巖的稀土分布模式幾乎一致，表明輝長巖的母巖亦源于玄武質巖漿，屬于同一巖漿房的產物。

圖6 稀土元素分配模式圖

4 形成環境的討論

蛇綠混雜巖的形成環境及就位機制：本區蛇綠巖建造中的火山巖巖石化學成分在lgτ－lgδ圖解中投影，見圖7。投入B區為消減帶島弧活動構造區。利用花崗巖不同構造環境圖解，見圖8。將輝長巖地球化學成分投入VAG區，為火山弧花崗巖。結合建造中各種巖石組成的巖性、巖相及稀土元素特征，表明本區達魯巴依蛇綠混雜巖形成于大洋島嶼環境。

圖7 lgτ-lgδ圖（A.rittmann，1970）

圖8 花崗巖不同構造環境判別圖（Pearce等，1984）

蛇綠混雜巖中的鎂鐵質堆晶巖序列，規模較小，呈零星出露，并且堆晶序列中不含橄欖石，而局部輝長巖中不均勻挾持有輝石巖含長輝石巖包體或塊體，說明此序列巖石形成于一個較小的巖漿房。因此，從堆晶巖序列中的巖性特征及產出狀態、規模大小，可以反映出底辟式就位機制的特點。但蛇綠巖與藍片巖伴生，說明其就位與B型俯沖有關。因此，達魯巴依蛇綠混雜巖的侵入方式是介于底辟式與環太平洋型之間的過渡類型。

花崗質糜棱片麻巖、花崗質糜棱巖見排吾力克達坂一帶，多呈卵形狀構造塊體夾持于構造片巖系中，具同碰撞期花崗巖特征。

綜合上述，各類不同成分、不同變質特征、不同時代、大小不等、形態各異的構造巖塊、巖楔或巖片夾持于長城系陸緣楔狀體變質基體中，并被多期構造剪切、變形、旋轉平行化于區域構造線方向上混雜而成，具有一定的分布規律。在達魯巴依達坂構造巖楔中，變質中基性火山巖、堆晶巖、蛇紋巖、硅質巖共生產出。各巖類間多以韌性剪切帶、構造片理或斷裂構造接觸，總體呈一構造巖楔夾持于也可阿斥推覆構造帶中，構成構造—蛇綠混雜巖體?；祀s巖的成份、組構特征，部分反映了蛇綠混雜巖帶原始物質組成的信息。而各類巖石的這種有機組合本身反映了具縫合帶性質的蛇綠構造混雜巖。

5 那拉提構造帶構造的研究意義

⑴那拉提構造帶地史上經歷了多期次復雜的離合演變過程，深入研究之利于深入查明了解地殼演化史，特別對于地學前沿課題如前寒武紀地殼演化、南天山洋盆演化史、Rodinia、柯柏式造山等研究具有重大意義。

⑵塔里木板塊與哈薩克斯坦板塊界線位置一直是眾多學者研究爭議的課題，近年來已有越來越多的學者把那拉提構造帶作為晚古生代板塊縫合帶。本次調查中對新發現的蛇綠巖、藍片巖等構造混雜巖帶的研究，作為一管之見，確立那拉提構造帶是具有板塊縫合帶意義的構造帶。

⑶那拉提構造帶北側是否有更老地質體有待進一步調查和研究。

6 結 論

通過此次工作，對那拉提造山帶核雜巖取得了以下認識：

⑴那拉提造山帶核部雜巖主要由變質表殼巖變質片麻巖組成，變質殼巖原巖屬沉積碎屑巖、泥質巖、碳酸鹽巖、硅質巖、中-基性火山熔巖組成的海相火山－沉積巖系，片麻巖主要為一套英云閃長巖，奧長花崗巖，花崗閃長巖系組合，屬鈉質系列，早期屬“I”型花崗巖，晚期屬“S”型花崗巖，形成于消減帶活動板塊邊緣島弧環境。

圖9 那拉提構造帶構造演化模式示意圖

⑵那拉提核部雜巖經歷了多期變質變形作用，早期變形以深構造層次下塑性變形為主，主要以形成固態流變褶皺、多級韌性剪切帶、再造糜棱片麻理為特征，變質達角閃巖相。晚期以淺表層次的脆性、脆韌性變形為主，多形成脆性、脆韌性斷層，同時伴隨產生綠片巖相退變質。

⑶也可阿斥拼合構造帶分割了塔里木板塊北部陸緣和伊犁板塊兩大構造單元。其構造物質組成以那拉提南緣深大斷裂構造、哈拉木斯吐邊界斷裂構造以及夾持其間的多級韌性剪切構造帶為骨架，由長城系阿克蘇巖群陸緣楔狀體為剪切基體，包容大量中淺變質海盆沉積巖塊和眾多的超鎂鐵質殘余洋殼、蛇綠混雜巖構造巖塊組成。發育多期變形變質作用，變形變質程度屬中深構造層次變形，高壓中溫高綠片巖相變質。

⑷也可阿斥拼合構造帶是具板塊縫合帶性質的一巨型邊界斷裂構造帶，表現于俯沖型構造－蛇綠混雜巖性質，其主運動方向為北部由那拉提變質核部雜巖由北向南仰沖，而塔里木板塊北緣構造系統則由南向北俯沖，晚期順構造帶發生大規模側向左行走滑－斜推運動。巨大的構造拼合作用，導致那拉提變質核部雜巖隆升，而塔里木北緣及伊犁板塊陸緣形成多級巖片疊置構造系統，鑄就了規模巨大的柯柏式那拉提造山帶。

[1]王寶瑜，新疆西天山地層研究進展及研究方向[J].新疆地質,2000.9.

[2]湯耀慶，許志琴.東秦嶺商南趙川藍片巖及其構造意義[J].西北地質科學,1986.1.11.

[3]郝杰，王二七，等.阿爾金山脈中金雁山早古生代碰撞造山帶:弧巖漿巖的確定與巖體鋯石U-Pb和蛇綠混雜巖40Ar/39Ar年代學研究的證據[J].巖石學報,2006.2.22.

[4]肖序常，湯耀慶，王軍，等.中國南天山造山帶藍片巖及其構造意義[J].地球學報,1994.11.25.