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1、第n卷 增刊1995年5月岩石学报ACTAPE T ROL(X IC AS IN ICAVol.11,S uPPI.May,1 995西准噶尔不同时代蛇绿岩及其构造演化Te CtoniCEvolutionofDiffe rentDatiOPhiolitesintheWesternJung gar,atlngUlX injiang白文吉B aiWenji(地质矿产部地质研究所北京1。 。037 )(了川垃u t。 。fGe olo召y,C hA“以翻yo fGeo fog比以Te etonieev olution;We ste rnJu ng ga r,Xinjiang1前言西准噶尔蛇绿岩及其有
2、关矿产的研究,开始于6 0年代初,主要以寻找铬铁矿为目标。自8 0年代初才对蛇绿岩进行了较深入的研究(张驰198 1;王鼓圣等1 98 2;李春显等198 2;冯益民等198 2,1986;朱宝清等1982,1 984;侯世军等198 6;白文吉等19 8 6;李行等1 9 8 7;肖序常等1 9 9 2)。中国地质科学院地质研究所和加拿大D alho ns ie大学海洋地质 中心合作,自19 91年起在国家自然科学基金委员会和加拿大N SERC的资助下,开展中国一加拿大蛇绿岩及矿化对比研究。该项目组人员于1992年夏赴西准噶尔地区进行蛇绿岩地质调查,同时对该区蛇绿岩进行综合概括,探索古大洋演
3、化特点。2地质背景西准噶尔古生代褶皱带是西伯利亚板块和塔里木一中朝板块之间中亚古生代褶皱带的一部分(李春显等1980 )(图1),全长约10 0 0km。带内出露的最老地层为奥陶系,其中的中奥陶统含有海相中基性火山岩、镁铁岩和超镁铁岩组成蛇绿岩套(冯益民等1 98 2;朱宝清等1 982,1 984;白文吉等1 986 ),分布在该区的西南部唐巴勒和东北部沙尔布提山一线(图1)。上志留统的细碧岩、角斑岩、硅质岩、镁铁岩和超镁铁岩也组成蛇绿岩套(张驰1 98 1;侯世军等198 6;冯益民1 986)。中一下泥盆统也含有较完整的蛇绿岩套,主要分布在达拉布特一带(王鼓圣1982;李行等1987)。
4、西准噶尔蛇绿岩带在整体上呈北东一南西向分布,基本上与区域地层走 向一致。从南至北由奥陶纪到泥盆纪,呈规律性分带,但是 由于构造破坏,蛇绿岩块走向和蛇绿岩带的连续性遭到不 同程度的破坏和改造。西准噶尔存在三个不同时代的蛇绿岩,什么时代的蛇绿岩伴随什么时代的地层产出。因而西准噶尔地区蛇绿混杂现象并不十分强烈。除伴随蛇绿岩的地层具有古生物化石证据外,蛇绿岩也有些 同位素年代学资料(新疆地质矿产局第一区域地质调查大队1 9 87)。19 9 5年众专巴犷1.二: 一图1西准噶尔蛇绿岩带及主要地层分布图(据李行等198 7修改)中新生界;2.中一晚石炭一早二盛世花岗岩,3.石炭系;4.泥盆系;5.志留系
5、;6.奥陶系;7.蛇绿岩套的堆晶岩和地怪橄榄 岩;8.断层Fig.1Ge ologie alske chmapoftheWestJu ngga rshow ingophiolitesands tr atigr aphy3蛇绿岩带和蛇绿岩组合3.1中奥陶世唐巴勒蛇绿岩带该岩带位于西准噶尔地区西南端,东起包古图西至恰当苏一线,呈NWW向延伸约13 0k m,宽约 1 0km。这里的蛇绿岩没有保存完整的剖面,缺少堆晶岩,主要出露有地慢橄榄岩和熔岩,伴有蓝闪片岩(李金铭等1 98 5;肖序常等19 9 2 )。在唐巴勒外围出露的蛇绿岩套单元有:地慢橄榄岩、堆晶岩、熔岩和硅质岩(冯益民等1 98 2;朱
6、宝清等1 982,1 984 )。出露在中奥陶统细碧一角斑岩中的地慢橄榄岩块达数十个,总面积约3 0km“,其中唐巴勒岩块面积约1 2km,。唐巴勒蛇绿岩套的熔岩、辉绿岩和橄榄岩的Rb一S r等时线年龄为42 1士6 5.7Ma(冯益民19 86 ),其中斜长花岗岩 中檐石的Pb一Pb同位素年龄为 5 08士2 0Ma而斜长石的U一Pb年龄为480一52oMa(肖序常等19 92)。冯益民.198 3.美国加州大学圣巴 巴拉分校地质系测定第n卷增刊白文 吉等:西准噶尔不同时代蛇绿岩及其构造 演化3.2中奥陶世洪古勒楞蛇绿岩带该带分布于西准噶尔东北隅(图1),长期以来被看成泥盆纪产物。据我们研究
7、,除与蛇绿岩伴随的中奥陶世地层外,穿切堆晶岩的角闪粉岩中角闪石的K一Ar年龄值为41 0一4 12Ma,故将蛇绿岩形成时代定为中奥陶世(白文吉等1 98 6)。洪古勒楞蛇绿岩保留有完整的蛇绿岩剖面。在洪古勒楞一带蛇绿岩出露面积达7 0kmZ,近东西向延伸约 2 3km,南北宽7.7km。蛇绿岩剖面下部为地慢橄榄岩(约80 0m厚),向上为超镁铁堆晶岩(厚80 0m左右),镁铁堆晶岩(厚80 0m左右),最上部为辉绿岩(保存1 0om厚)。镁铁堆晶岩为均质的,其中含有辉绿岩墙群,但枕状熔岩部分被断层切割或缺失。3.3晚一中志留世玛依拉山蛇绿岩带该带主要分布在玛依拉山呈NE和NWW向展布,N E向
8、延伸大约6 0km,宽8km。最 大的橄榄岩块为萨雷诺海岩块,面积13km2。在萨雷诺海岩块东部出露大面积蛇绿混杂岩,其中包括辉长岩、辉石岩、 熔岩、硅质岩等(肖序常等19 92),未见到完整的蛇绿岩剖面。与蛇绿岩伴随的地层时代为晚一中志留世的,该区缺少同位素定年资料。3.4早一中泥盆世达拉布特蛇绿岩带达拉布特蛇绿岩沿著名的达拉布特断裂展布(图1),东西延伸可达 7 0km,宽5.8km,主要岩石类型为地慢橄榄岩和基性熔岩,堆晶岩少见(王璐圣等1 982;冯益民1 986;李行等1 9 8 7)。地慢橄榄岩内含有大量橄长岩、橄榄辉长岩脉(墙)。仅在阿克巴斯套一带(岩带西部)出露堆晶岩块,由橄长
9、岩、长橄岩和橄榄辉长岩组成。4岩石学和矿物学4 .1岩石组合西 准噶尔蛇绿岩的变质橄榄岩均为方辉辉橄岩,有时含二辉橄榄 岩团块(李金铭等1985)。岩石已部分和全部蛇纹石化,部分具有重结晶和糜棱结构。残留的橄榄石和斜方辉石尚保存肯克带,表明原岩具构造组构。橄榄石粒径2一3m m,F。一9 1一9 3。斜方辉石多变成绢石,粒径1一3m m,具熔蚀和出熔结构,En一9 09 3。副矿物铬尖晶石多为它形晶,CrZO3和A聪03含量变化较大(1 5 % 4 5%)。西准噶尔地区蛇绿岩存在两种堆晶岩组合(鲍佩声等1992)。一种由纯橄岩、单辉橄榄岩、辉石岩、橄榄辉石岩和辉长岩组成,出现在玛依拉山岩带;另
10、一种由含长纯橄岩、长橄岩、橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成,出现在达拉布特和沙尔布尔提(洪古勒楞)一带。这两类堆晶岩组合与世界堆积岩类型一致(Ro cc ietaLI9 75)。熔岩主要有细碧岩、角斑岩、辉绿岩、安山玄武岩,枕状构造发育。此外,尚有火山碎屑岩、放射虫硅质岩和复理石建造,与蛇绿岩伴生。4.2岩石化学西准噶尔各时代蛇绿岩的橄榄岩、堆晶岩和熔岩,在化学成分上具有共性和相似的变异6 6岩石学报l,9二 、奥肉纪(Ordov一c -一).占留纪 ts1.-二夕泥 盆纪 ( Devo .一n)诸氛。位斑 1、0leji吸;亡拉斑 T卜oje一tic,城/了才弋、,z+.石 蕊个+闷一X+夕+
11、x/0/x+/介x x式灰x xx夕o o ( C一互e一A己 一I一nec .忿 或盟l. .钙一目性 C一le一人Ik一【一。e七从布犷一一一. 一宁一一, 临图2西准噶尔各时代蛇绿岩的橄榄岩、堆晶岩和熔岩的A FM图(lr vin eandB ar ag ar1 971 )1.橄榄岩 类2.堆晶岩类3.辉绿岩4.中一基性熔岩(细碧岩、F ig.2AFMdiagramfortheophioliteso fdiff er entages角斑岩和安山一玄武徽尹intheWe stJungga r趋势(图2)。其中熔岩主要为钙碱系列的,少见拉斑玄武岩系列的。从地慢橄榄岩到安山玄武岩类的主要化学成
12、分趋势,对于三个时代蛇绿岩来说,也是相似的(图2)。4.3矿物化学地慢橄榄岩、堆晶岩和铬铁矿石(矿物包裹体中)的橄榄石,在F。成分上变化较广(8 1一9 5)。其中地慢橄榄岩的橄榄石F。一9 0一9 5,峰值在9 2一9 3,堆晶岩变化子8 1一 9 1之间,铬铁矿石中包裹体的橄榄石特别富MgO,其Fo9 59 8(图3),不论是奥陶纪、志留纪和泥盆纪都是如此(图3)。应当指出,西准噶尔蛇绿岩橄榄石成分的变化比现代大洋岩石 的橄榄石的变化大(图4)。橄榄石的C rZO。和Mno与Fo都略呈相关趋势,三个不同时代的蛇绿岩都是如此,其图解不再赘附。西准噶尔不 同时代蛇绿岩中的单斜辉石 和斜方辉石主
13、要组分变化范围如图5所示。三个时代的特点是从地慢橄榄岩到熔岩都表现为Fs组分增加。西准噶尔蛇绿岩堆晶岩的斜长 石An组分变化较大,超镁铁堆晶岩中斜长石的An一9 0一9 3,橄长岩中An一8 0左右,辉长岩An一6 0一7 0。辉绿岩An一3 5一7 5,细碧岩An一1 0一3 0。西准噶尔堆晶岩和熔岩中的斜长石化学成分统计表明,其微量元素如 N i、Cr、Mn和T i等的含量与斜长石主要元素含量之间没有任何相关性,都是随机性质的杂质混入。西准噶尔地慢橄榄岩中铬尖晶石的化学成分变异趋势与世界其他蛇绿岩中变质橄榄岩相似(Irvineetal.1 972),该区地慢橄榄岩和纯橄榄岩中的铬尖晶石表现
14、出随Cr“增加而 Mg“降低的趋势,即蛇绿岩 中变质橄榄岩的趋势。奥陶纪、志留纪和泥盆纪三个时代蛇绿岩中的地慢橄榄岩副矿物铬尖晶石化学成分变异趋势相似,只是泥盆纪蛇绿岩由于其二辉橄榄岩包体的副矿物铬尖晶石更贫Cr#而富A 12O:,因而变异区范围更大(图6,左),三个时代的造矿铬尖晶石的投点都分布在变异图副矿物铬尖晶石区域的左侧,表现出更富Mg“的特征,这也是蛇绿岩型铬铁矿具有的一般现象。第n卷增刊白文吉等:西准噶尔不同时代蛇绿岩及其构造演化奥脚纪 (or如v血el助)0 .众仄认次1 .0一2鲜 口言 准8 0一858 5一即叨一肠肠一l的,一勺2:。_. ,二了:。凹5.即F o8 5一.
15、拼吸 琳图4西准噶尔蛇绿岩中橄榄石 的F。一Ni图1.大洋地恢橄榄岩;2.大洋纯橄岩;3.大 洋超镁 铁堆晶岩;4.大洋斜长超 镁 铁 堆晶岩(以上据H eb er te ta l .1 99 0);5.西准噶尔堆晶岩;6.西准噶尔地慢橄榄 岩Fig.4俄agr amofNi一Foofol ivinesfr o meumulateandmantl ep er ido titeintheWestJu ng ga r9 S一1的9 5一10 04.4稀土元素地球化学西准噶尔三个时代蛇绿岩的变质橄榄岩、堆晶岩和熔岩的稀土元素有相似的丰度和分配型式,差异不明显。4 .4 .1地慢橄榄岩奥陶纪、志 留纪
16、和泥 盆纪的变质橄榄岩的R E E型式都是相似的(图7),其R E E丰度是球粒陨 石的0.1一1.0倍,缺少U一型的R E E分布。一部分样品相似于原始地慢岩的R E E丰度,另一部分低于原始地慢岩。表明西准噶尔古代大洋上地慢一部分亏损轻微,另一部分亏损达0.1倍。9 S, ;劝翔爹翔孔9 5的 盛滋 胶跳翻的一8 55 5一9 .泥盆纪 (氏晰1.)越Z 0 咯 球158 0一85图3尾翻,瞻豪2皿皿3西准 噶尔三个时代蛇 绿岩的橄榄石F。直方图地梭橄榄岩;2.堆晶岩;3.铬铁矿石F ig.3Histogramofolivine sfromoph iolitesintheWe stJung ga r44.2堆晶岩西准噶尔三个不 同时代的蛇绿岩的堆晶岩,包 括辉长岩、橄长岩和斜长石橄榄岩等的R E E模式都是平缓的(图8 ),但其丰度略有不同。奥陶纪的堆晶岩,RE E丰度是球粒陨石的1 03 0倍,志留纪的是11 0倍,泥盆纪的0.11.0倍,。几乎随时代变新,堆晶岩的R E E丰度变化
