達爾布特斷裂西南部布爾克斯臺一帶晚古生代蛇綠巖地球化學特征及含礦性評價

潘 飛，鄒國慶，余牛奔

（1.南京大學 地球科學與工程學院，江蘇 南京 210000；2.江西省地質礦產勘查開發局贛西北大隊，江西 九江 332000）

關于西準晚古生代蛇綠巖的形成構造環境研究較多，但仍存在許多爭議。張弛、黃萱（1992）認為形成于大洋中脊；辜平陽等利用不活動元素協變關系判別圖得出的結果認為達爾布特蛇綠巖帶為SEE型蛇綠巖，在中泥盆世為一個不成熟的弧后盆地，不具有現今成熟大洋或成熟盆地的洋殼-上地幔結構；雷敏等通過對達爾布特蛇綠混雜巖帶中的阿克巴斯套和說實哈勒的玄武巖進行詳細的地球化學特征分析，得出達爾布特蛇綠巖可能形成于大洋中脊環境；劉希軍等認為是弧后盆地礦張后期的產物。

圖1 研究區大地構造位置簡圖

1 區域地質背景

研究區大地構造位置位于西準噶爾造山帶南緣，東南鄰接準噶爾盆地。處于西北利亞板塊和哈薩克斯坦板塊交接處，是中亞造山帶的重要組成部分。見圖1。研究區內岀露地層有：下奧陶統圖龍果依組（O1t）、中奧陶統科克沙依巖組（O2k）、下志留統恰爾尕也組（S1q）、下石炭統太勒古拉組（C1t）、包古圖組（C1b）、希貝庫拉斯組（C1x）、上二疊統庫吉爾臺組（P3kj）、新近系上新統獨山子組（N2d）、第四系上更新統新疆群(Qp3X)、全新統(Qh)。蛇綠巖主要分布布爾克斯臺鐵礦一帶，呈狹長帶狀展布，總體呈北東-南西走向。

2 巖石組合

主要巖性有片理化菱鎂礦化全滑石化超基性巖、片理化菱鎂礦化滑石巖、蝕變杏仁狀玄武巖、輕度碎裂化蝕變球顆玄武巖、碎裂化蝕變玄武巖、硅化碎裂硅質巖[1]。

3 巖石地球化學特征

3.1 常量元素特征

晚古生代蛇綠混雜巖帶中未采集到超鎂鐵巖樣品，僅采集鎂鐵巖樣品2件，分別為蝕變杏仁狀玄武巖、壓碎蝕變玄武巖。鎂鐵巖樣品常量元素SiO2含量為44.54%、57.45%，屬于基性到中性的范疇。TiO2含量0.56、0.66；Al2O3含量13.66、14.73；壓碎蝕變玄武巖MgO含量偏高，為8.6。經計算得出全堿（Na2O+K2O）含量為3.08、4.76，樣品Na2O含量明顯高于K2O含量，屬富鈉質巖。長英指數（FL）、鎂鐵指數（MF）與巖石的酸性程度（αSi）較吻合，樣品的長英指數、酸度與鎂鐵指數呈反比。拉森指數LI說明樣品的酸度變小，這與鈣堿富集度的變化也基本一致。樣品的氧化率（OX）與玄武巖和安山巖氧化率較一致（0.53-0.82），氧化度與氧化率值相近。鋁指數為1.79～2.99；鋁飽和指數A/CNK=0.75～0.85，，屬偏鋁質巖石。固結指數（SI）為5.12、29.18，而大多數原生玄武質巖漿的SI在40以上，因此，該玄武巖可能經歷廣泛的結晶分異作用而形成的。堿度率（AR）計算顯示樣品的堿性程度與組合指數（σ）計算結果相反，可能與樣品后期遭受蝕變有關，組合指數顯示壓碎蝕變玄武巖屬堿性巖類，蝕變杏仁狀玄武巖為亞堿性系列。葛延指數大于10，說明其形成于擠壓的構造環境中。

在火山巖硅-堿圖解中，樣品分別落入安山巖類、堆積玄武巖與堿性玄武巖的邊界范疇；對亞堿性玄武巖PⅢGS1進行AFM圖解，樣品落入拉斑玄武巖系列，在亞堿性火山巖SiO2-K2O圖解中，樣品同樣顯示了低鉀拉斑特征，說明樣品形成于地殼成熟度較低的環境[2]。

3.2 稀土元素特征

晚古生代鎂鐵質火山巖稀土元素計算特征表見表1，稀土元素球粒隕石標準化蛛網圖（見圖2），從圖表中可看出火山巖稀土元素有如下特征：①兩個鎂鐵質樣品稀土總量相差較大：PⅢGS1的∑REE=276.20×10-6，含量為PⅢGS2玄武巖的五倍以上，可能受到了地殼物質的強烈混染；PⅢGS2的∑REE=46.72×10-6，含量略微偏低，與中基性侵入體含量相似。②稀土元素配分模式圖呈輕微的右傾型，輕稀土相對富集、重稀土相對虧損、輕重稀土元素分餾較明顯[LREE:HREE=3.74～4.32；(La/Yb)N=3.15～3.83]。輕稀土元素內部之間發生了一定的分餾作用[(La/Sm)N=1.76～2.22]，重稀土內部分餾不明顯[(Gd/Yb)N=1.30～1.34]。③銪異常不明顯，樣品PⅢGS1經歷了輕微的斜長石分離結晶(δEu=0.85)，鈰（δCe=0.91）異常不明顯，樣品均具極弱的鈰負異常。

表1 稀土元素含量及特征參數表

圖2 稀土元素球粒隕石標準化蛛網圖

3.3 微量元素特征

研究區鎂鐵質巖顯示其富集大離子親石元素LILE（Ba、Th、Ta等），而虧損高場強元素HFSE（P、Ti、Y等），曲線形態相似，屬地幔源區同源巖漿部分熔融的產物。微量元素分析成果與N型洋中脊玄武巖比值蛛網圖顯示微量元素特征總體相似，但有一定的差異，顯示為輕微右傾的多谷多峰曲線；同時相對富集LILE和虧損HFSE，這些特征說明火山巖可能經歷了殼源同化混染[3-5]。

4 構造環境討論

本區晚古生代蛇綠混雜巖下伏圍巖主要為下志留統恰爾尕也組（S1q）中上部的火山-沉積巖建造，邊界具強烈的變形變質作用，無熱效應、熔蝕改造、捕擄和局部高溫熱接觸變質作用，說明布爾克斯臺蛇綠巖是構造冷侵位的產物，區域上的達爾布特構造兩側的圍巖為泥盆統和石炭統，兩側圍巖巖性組合具有相似性，碎屑巖地球化學分析碎屑物主要來源于大洋島弧環境，同時又有大陸島弧物質參與，說明達爾布特蛇綠混雜巖帶不是巖相古地理、巖漿活動和生物分區的界線，也就是說本區達爾布特蛇綠混雜巖帶不具有典型意義的板塊縫合帶性質，只是區域上的一條多期次活動的深大斷裂，斷裂構造具有早期右旋斜沖晚期左旋走滑性質，后期又發生由北向南逆沖推覆。

區域資料顯示，達爾布特玄武巖中兼有IAB和N-MORB型玄武巖，在基性熔巖原始地幔標準化的微量元素配分曲線上表現為大離子親石元素（LILE）（Ba、Rb、Sr等）不同程度的富集，貧高場強元素（HFSE）（Ta、Nb、Yb、Y），且高場強元素（HFSE）分異不明顯等特征，特別值得注意的是，普遍具有Nb、Ta相對虧損，說明存在消減組分加入的交代作用，表明其成因與俯沖作用有關，可以判定達爾布特蛇綠巖形成于弧后盆地環境，由于該盆地存在的時間不長，沒有能發育成一個廣闊的大洋。

綜上所述，初步判斷本區晚古生代蛇綠巖具備島弧火山巖特征，該蛇綠巖應屬于SSZ型，形成于未成熟島弧的弧后盆地環境中。

5 蛇綠巖的含礦性評價

區域上與蛇綠巖有關的礦產較為豐富，目前成型的鉻鐵礦、金礦、寶玉石等礦產地均位于區外的達爾布特蛇綠混雜巖帶薩爾托海一帶,鉻鐵礦床均產于蛇綠混雜巖下部的超鎂鐵巖中,本研究區蛇綠巖的出現對在該區域尋找類似礦床具有一定的指導意義，值得進一步分析和研究。