甘肅玉門市黑山北超高壓變質帶中蛇紋巖成因淺析

蛇紋巖主要是由超基性巖受低～中溫熱液交代作用，使原巖中的橄欖石和輝石發生蛇紋石化所形成的，其具有簡單的礦物（組合）：主要由蛇紋石類、硅鎂石類、磁鐵礦、氫氧鎂石、綠泥石、橄欖石、透輝石、角閃石、滑石等組成，在較大的超級性巖中常分布于巖體頂部呈帽蓋狀或分布于巖體邊緣，有時也呈脈狀或不規則狀狀。根據研究發現蛇紋石化可以出現在不同的構造環境中，例如深海、擴張洋脊和俯沖帶等

。深海橄欖巖基本上已經全部發生了蛇紋石化

。已經發現的Lost City、Rainbow等熱液區的基底巖石均為蛇紋石化的橄欖巖。深海橄欖巖可以在低溫（＜100℃，例如Lost City熱液區）或者高溫（＞300℃，例如Rainbow熱液區）條件下蝕變。在慢速或超慢速擴張洋脊中，也常發生蛇紋石化

。此外，蛇紋石化也會出現在活動板塊邊緣，例如在Tonga海溝和Mariana海溝中也發現了蛇紋石化的橄欖巖

。俯沖過程中，地幔楔橄欖巖受到板塊脫水流體的交代形成蛇紋巖

。Izu-Bonin和Mariana的弧前存在由大量的蛇紋石化橄欖巖組成的海底山脈

。本文選取甘肅省玉門市黑山北蛇紋巖作為研究對象，通過礦物化學、全巖主微量元素研究，結合區域地質特征，以期判斷黑山北蛇紋巖的原巖成因和演化歷史。

1 地質背景

1.1 區域地質背景

北祁連山古大洋縫合帶位于中國西北部甘肅、青海兩省交界，是世界上三個最為典型的早古生代大洋冷俯沖帶之一，其北部為華北地臺西端的阿拉善地塊，南部為祁連地塊和柴北緣超高壓變質帶。北祁連山縫合帶經歷了大洋擴張和俯沖，發育溝一弧一盆體系和高壓變質帶

，北祁連地區目前所發現的最老的蛇綠巖出露在玉石溝地區，其中堆晶輝長巖中鋯石的SHRIMP年齡為時代533～568Ma

，表明古祁連洋（原特提斯洋）洋盆開啟時間在新元古代末期-早寒武世。而北祁連的大多數蛇綠巖則形成于島弧或弧后環境，具有SSZ性質，時代為500Ma左右

。本文甘肅省玉門市黑山北蛇紋巖在大地構造上是阿拉善地塊與柴達木地塊之間的巨型復合造山帶，處于阿爾金走滑斷裂帶與龍首山隆起帶結合部位，南鄰北祁連造山帶，構造格局復雜，巖漿活動頻繁，經歷了復雜的地質演化歷史。

合格的全科醫生不僅需要掌握醫學技能，還在道德、文化及社會適應諸多方面有更高的要求。在規范化培訓教學過程中需要重點培養溝通交流、人際交往、團結協作等人文內涵能力。在一項對990名醫學生的問卷調查發現：醫學生對溝通能力、人文素養、思維能力等軟技能方面的認同度明顯低于對臨床技能和醫學知識的認同，但這恰恰不符合全科醫生的培訓目標[8]。全科醫生規范化培訓教學的任務包括如何去理解患者情感，搭建信任的醫患關系，需要兼顧人文、心理、社會等有關問題的認識和修養。

1.2 研究區地質背景

1.2.1 巖體特征

黑山北巖體呈130°～310°方向延伸，長4.6Km，最寬2.3Km，出露面積約5.4Km

，地表形狀為西寬、東窄、中部膨大的巖體。巖體北界接觸面產狀南傾，傾角25°～50°，西界古近系地層不整合其上。南界地表以巖脈形式出露，北傾，傾角70°左右，經鉆孔證實其深部為南傾，整個巖體向東南側伏。巖體主要由蛇紋巖、純橄巖、輝橄巖、單輝石巖組成，在純橄巖中見有少量的輝石巖和單斜輝石剝異離體，輝石巖在礦區南部純橄巖內呈北西向帶狀分布，厚度20m～30m；在西部和北部邊緣見純橄巖的風化殼，厚度20m～30m，巖相分帶不明顯，各巖相之間呈漸變的過渡關系。超基性巖體中心為純橄巖，向南依次為輝橄欖巖-輝石巖-輝長巖巖石組合。而北部向外為黃褐色硅化碳酸鹽化純橄欖巖。

（2）鉑礦化蝕變帶分布特征。通過對異常的揭露，在礦區共發現蝕變帶四條。Ⅰ號礦化蝕變帶分布于礦區的西北部，長220m，走向北西西。Ⅱ號礦化蝕變帶分布于礦區的西南部，長430m，走向北西西，該蝕變帶以礦化為主，未有礦體圈出。III號礦化蝕變帶分布于礦區的東北部，長180m，走向北東東。IV號礦化蝕變帶分布于礦區的東南部，長860m，走向近EW向，為礦區主要礦化蝕變帶。

（3）鉑礦體特征。前人共圈定鉑礦體8個，礦體總體展布方向為NWW向，長度120m左右，礦體主要產于蛇紋石化純橄巖巖體中，含礦巖性主要為碎裂蛇紋石化純橄巖。主要礦體特征如下：

通過野外地質工作，總共有3快樣品被挑出來，其編號依次為HSwxh-l、HSwxh-3、HSwxh-5。

全國家用電器工業信息中心（NAIC）是受中國輕工業聯合會委托、經中國輕工業信息中心批準設立的專業信息機構，主要開展行業信息收集、調查、分析研究，并組織編寫國內外家用電器行業經濟、科技的發展狀況、水平、動向、差距和發展趨勢，促進行業健康、快速發展。同時，全國家用電器工業信息中心還受中國輕工業信息中心指導，承擔家用電器行業科技新成果、新技術的擇優推薦工作。

1.2.2 礦體特征

目前在建設世界科技強國的號召下，國家對科研的投入比重加大，科研環境趨于良好，各級各類課題的支持給教師提供了科研大環境。本科生的參與不僅給教師提供了助力，而且本科生在參與課題的訓練中強化了動手能力，初步建立了科研思維，激發了科研熱情，通過科研訓練獲取了更多的機會，為以后獲取新知識，進一步深造和規培打下良好的基礎。

IV-1礦體控制長度120m，礦體平均寬度3.27m，礦體產狀355°∠74°，平均品位Pt0.59×10

，最高品位Pt1.05×10

；IV-4號礦體控制長度120m，平均寬度1.16 m，平均品位Pt0.26×10

。礦體在地表由探槽TC80-1控制，出露寬度1.36m，品位Pt0.26×10

。在-40米處由CM801控制，礦體控制寬度0.96m，平均品位Pt0.26×10

。

通過對I～IV號礦采集的礦體組合樣品分析，鈷、鎳在礦體中含量普遍較高，Co80～100×10

，Ni1000～5000×10

，鋨含量較低，但對IV-1礦體鋨元素分析，鋨含量較高，為OS 0.56×10

。

綜上所述，在經過本教研室的充分準備及論證后開展的案例教學，不僅培養了學生綜合應用知識的能力，提高了學生的綜合素質，而且也鍛煉了教師的教學能力，提高了教學效果。

（1）銅礦化蝕變帶分布特征。在巖體內的單輝輝石巖中發現銅礦化點2處，，寬度在10cm～60cm,經過樣品分析Cu品位在1.59%～2.63%間，Ni品位在0.02%左右，地表以孔雀石化為主，多沿巖體裂隙集中發育。邊部近巖體外接觸帶發現一處銅礦化點，發育于灰綠色綠泥石英片巖中的超基性巖脈中，銅礦化主要以星點狀孔雀石化及細脈狀黃鐵礦黃銅礦為主，樣品分析Cu品位大于0.28%。

2 巖石學特征

全巖主量元素含量見表1。黑山北蛇紋巖的燒失量為0.048%～12.64%，為消除蛇紋石化對原巖成分的影響，將這些樣品的主量元素扣除燒失量后再進行討論。MgO含量越高，說明橄欖巖部分熔融程度越高，越虧損，巖石中橄欖石的含量也越高。MgO含量在24.37%～32.7%之間，低于原始地幔的含量37.8%

，蛇紋巖樣品具有偏低的w(Al

O

)，其含量在0.608%～1.42%之間，CaO變化于5.88%～11.29%之間，代表玄武質組分含量的CaO+Al

O

變化于6.49%～12.71%之間

。在Al

O

-TFeO-MgO圖解（圖4）中，樣品都集中在超基性堆晶巖范圍。

3 巖石地球化學特征

3.1 主量元素特征

根據鏡下鑒定結果，黑山北蛇紋巖主要由蛇紋石（主要纖維蛇紋石、次要膠蛇紋石、少量葉蛇紋石）、少數鎂質碳酸鹽礦物、少量不透明金屬礦物等組成，其中纖維蛇紋石48%、膠蛇紋石35%、葉蛇紋石少量、細小鎂質碳酸鹽集合體等混合物12%、磁鐵礦等≤5%；原巖礦物已被蝕變物取代，未見交代假象結構特征；大量細小纖維狀束狀集合體的纖維蛇紋石致密、雜亂分布，束狀集合體長度約在0.05～0.1mm±，空隙中填充不均勻的膠蛇紋石（呈隱晶質細分散狀而顯均質性的蛇紋石類礦物的混合物，整體微弱光性顯示蛇紋石，但不清楚，零星散布少量纖維蛇紋石集合體、個別葉蛇紋石，且混雜少數到少量細小鎂質碳酸鹽、磁鐵礦等，與利蛇紋石不同的是它是一種混合物）、零星葉蛇紋石（變晶程度偏高可能與附近微裂隙及熱液有關，其它區很少）等，往往不透明金屬礦物偏多時，膠蛇紋石在此處偏多且均勻致密，反映取代原巖礦物后可能的假象出現。巖石遭受較強烈應力作用破裂、破碎、全蝕變，原巖結構、礦物遭到徹底破壞，以蛇紋石巖產出。晚期微裂隙中微量膠狀集合體赤、褐鐵礦填充（圖3）。

農村中從事農業生產活動的終身農業從業者，通過教育培訓方式獲取更加專業的農業生產技能，從而實現自身農業生產能力和水平的提升，這種農民形式被稱為新型職業農民。相比于傳統農民，新型職業農民要求具備生產經營能力、專業技術能力以及社會服務能力。對于農村發展來說，新型職業農民的培育離不開農業生產需求下的精準教育培訓。

3.2 微量、稀土元素特征

蛇紋巖微量元素分析結果列于表2。從原始地幔微量元素標準蛛網圖可以看出，黑山北蛇紋巖表現為虧損Nb、Ti、Zr、Pr，富集大離子親石元素Cs、Ba、Pb及U、Sr（圖5），這種不相容元素虧損與富集并存的狀態，在經歷過俯沖帶改造的地幔橄欖巖中相對普遍存在

。

黑山北蛇紋巖稀土元素（REE）總量在6.36×10

～9.60×10

之間，REE的豐度變化較小，稀土元素球粒隕石配分模式顯示較明顯的負Eu異常。黑山北蛇紋巖REE豐度變化范圍較較窄，可能反映熔體/流體交代作用與熔融程度較均一

。HSwxh-3有相對平緩的HREE曲線，可能經歷適度的熔融，因為強熔會導致單斜輝石耗盡造成HREE虧損

。HSwxh-1和HSwxh-5為較典型的右傾型，說明其熔融程度更高，可能經歷熔巖反應，導致部分LREE元素富集不均勻。

4 巖石成因分析

研究發現，北祁連-柴北緣復合造山帶從前寒武紀到早古生代經歷了從大洋形成-擴張-俯沖-閉合到大陸俯沖/碰撞造山和造山帶垮塌等階段的構造演化。自Rodinia超大陸裂解之后，祁連洋大約在晚元古代（約710Ma）開始打開，該大洋到520Ma一直穩定擴張，當祁連洋巖石圈擴張到一定程度，大洋巖石圈在大約520Ma時向北部的阿拉善地塊俯沖，由于俯沖作用造成的地幔擾動和上涌，使地幔楔發生部分熔融，形成具有517Ma～505Ma的初始島弧玄武巖，而上升的地幔巖漿使大陸地殼發生熔融，形成I型和S型花崗巖（516Ma～500Ma），當地幔楔部分熔融程度的增加，更難熔的玻安巖在490Ma開始產生，并導致弧后伸展和弧后盆地的形成，并形成弧后盆地的洋殼（即祁連山490～450Ma的蛇綠巖），同時，大洋冷俯沖作用形成了低溫/高壓變質帶，Cu-Pb-Zn及斑巖Mo礦床的發育與島弧巖漿作用有密切關系，祁連洋的閉合和弧后盆地擴張的停止發生在奧陶紀的末期（約440Ma），大陸地塊開始碰撞，而大洋巖石圈的持續下沉導致祁連-柴達木地塊被拖曳到阿拉善地塊之下100km～200km的深度，并發生超高壓變質(440～420Ma)，到晚志留紀-早泥盆紀，祁連山山脈的隆升和俯沖的大陸地殼的折返，俯沖的大陸地殼隨大洋巖石圈的斷離而開始折返,同時在晚志留紀-早泥盆紀期間發生強烈的造山作用，導致山脈的隆升、超高壓變質巖石的折返和區內廣泛發育的泥盆紀磨拉石

。

由上述研究可知，黑山北蛇紋巖具有以下特征：純橄巖、輝橄巖等基性巖類伴生（圖2）；在全巖主量元素Al

O

-TFeO-MgO圖解中，樣品點集中在超基性堆晶巖的范圍（圖4），CaO+Al

O

含量較高，富集大離子親石元素Cs、Ba、Pb及U、Sr（圖5），從圖7中可以看出，黑山北蛇紋巖樣品點都落在俯沖帶蛇紋巖的范圍，充分說明黑山北蛇紋巖主要在俯沖帶環境經歷了蛇紋石化作用

。綜合以上特點，認為黑山北蛇紋巖為超基性堆晶巖成因，它們侵入到阿拉善地塊的大陸地殼中，隨其俯沖，在俯沖帶上經歷了超高壓變質作用和退變質作用，之后發生蛇紋石化且折返至地表。

5 結論

（1）礦物學和巖石學證實，黑山北超高壓變質帶中蛇紋巖的原巖為超基性堆晶巖。

（2）奧陶紀的末期，黑山北超基性堆晶巖侵入到阿拉善地塊的大陸地殼中，隨其俯沖，在俯沖帶上經歷了超高壓變質作用和退變質作用，之后發生蛇紋石化，并在到晚志留紀-早泥盆紀折返至地表。

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