新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的岩石地球化学特征研究

任桂荣

山东省煤田地质局

新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的岩石地球化学特征研究

任桂荣

山东省煤田地质局

阿尔曼太蛇绿构造混杂岩分布在我国新疆准噶尔盆地北部地区，阿尔曼太蛇绿构造混杂岩处在阿尔曼太古生代板內缝合带内，其主要构成成分包括蛇绿岩上覆岩系、泥盆纪蛇绿岩、外来岩片等构造块体和岩石变形基质。从新疆也布山一代展开对阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的岩石地球化学特征研究，研究结果表明，蛇绿岩、辉绿岩和辉长辉绿岩与镁、低钾、高铁、钠等物质具有相同的特性；蛇绿岩石中稀土总含量比较低，主要为重型稀土亏损型，铕负异常，显示幔源特征，稀土配分模式为轻，重稀土分馏不明显，重稀土亏损强烈的表现形式；微量元素Rb-Yb-Nb图解样点均落入洋脊环境，岩石物源成分主要来自上地幔；采用Sm-Nb同位素示踪分析方法所分析计算的结果同样证明上地幔是太蛇绿构造混杂岩的来源。

新疆阿尔曼太蛇绿构造；混杂岩；岩石地球化学特征；分析研究

新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩主要分布于阿尔曼太古生代板內缝合带内，其岩石主体沿着阿尔曼太山露出。蛇绿构造混杂岩主要是由泥盆纪时期形成的蛇绿岩、蛇绿岩覆岩系、外来岩片等构造块体以及变形基质构成，整个混杂岩的结构成分极其复杂，主要岩石类型有硅质岩、玄武岩、大理岩、砂砾岩、辉长岩、蛇纹石化橄榄岩以及变余砂岩等，岩层分布比较散乱，没有明显的分层结构和相对完整的层序。而且岩石块体的大小差异及其悬殊，有的小型岩石块体直径仅有10cm左右，而一些较大的岩片宽度高达500m左右。另外岩块含量在不同地区的分布特点也存在差别，岩石混杂堆积的岩石类型和构造状态也多种多样。笔者结合自己多年地质工作经验，探讨研究新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的岩石地球化学特征。

1 新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的岩石地球化学特征分析

（1）超基性岩的微量元素、岩石化学及稀土特征

通过对新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩样本采集研究得出，岩石构造体块中蛇绿岩、蛇纹岩以及辉长辉绿岩岩石化学成分中稀土以及各类微量元素的含量。蛇纹岩的化学成分与低钾、镁、高铁、钠具有共同的特征，与超基性岩相比较，蛇纹岩成分中TiO2、Al2O3、Fe2O3和FeO含量均偏高，而SiO2、K2O与Na2O的含量明显偏低。蛇纹岩中的稀土总含量也比较低，为109.27×10-6，LREE/ HREE为1.66，（La/Yb）N为1.54，（Sm/Eu）N为0.9，为重稀土亏损型；Eu值为1，铕负异常，具有显著的幔源特征，通过稀土配分模式分析可知岩石整体平坦、轻、重稀土分馏不明显，具有重稀土亏损强烈的形式。岩石微量元素检测结果显示蛇纹岩与超基性岩差别较大[1]。蛇纹岩中Sr、Ba、Ta、Hf、V、U、Ga、Nb、Th、Zr等微量元素含量值均高于超基性岩，而Co、Ni、Rb等含量却低于超基性岩。Sr/Yb比值为12.17，蛇纹岩属于高Yb低Sr型侵入岩石类型。Ba/Sr比值为2.45，Zr/Hf比值为35.1，Rh/Sr比值为0.07，以上各项指标显示蛇纹岩物质属性的幔源特征。

（2）基性岩的微量元素、岩石化学及稀土特征

通过对阿尔曼太地区基性岩石化学成分含量的分析以及CIPW主要指标准矿物及化学参数进行分析，得出以下结论：基性岩石化学成分与低钾、镁、高铁以及钠有共同的特征。基性岩石与我国基性侵入岩石比较，CaO、MgO与P2O5的含量偏低，而SiO2、Na20与Al2O3的含量明显偏高。碱度率A.R为1.67-1.8，里特曼指数为2.88~3.19。此外，在碱性区内落入碱性率图解；在拉斑玄武岩的系列中落入铁镁与硅的变异样点可知，分异指数DI为44.62~50.42，固结指数SI为20.72~24.12，以上各项指标表明基性岩石岩浆分异程度较差。另外，阿尔曼太基性侵入型岩石稀土总量为61.81~77.11×10-6，LREE/HREE为1.7~3.6，（La/Yb）N为0.83~2.94，（Sm/Eu）N为0.89~1.02；为重稀土亏损型；Eu值为1.01~1.02，铕负异常，具有明显的幔源特征[2]；总体的稀土配分曲线比较轻且平坦，且具有不明确的重稀土分馏，显示着重稀土的亏损强烈程度。分析此种岩石微量元素的相关含量和参数可知：比较基性岩维氏值和基性岩，基性岩的U、Ta、Sc、Hf及V比维氏值要高，但Zr有时比维氏值高，有时比维氏值低，而其他元素的含量都比维氏值要低；其中Sr/Yb具有56.7-144.7的含量值，是一种低Sr高Yb类型的侵入岩，而Zr/Hf具有29.33-31.19的含量值，另外，Ba/Sr具有0.52~ 0.55的含量值，Rb/Sr具有0.03~0.04的含量值，这都说明基性岩的物质属性具备幔源特征。

2 Sm-Nd同位素示踪分析结果

本次研究中对蛇纹岩进行了Sm-Nd同位素示踪分析法分析，根据其分析结果计算获得初始值（87Sr/86Sr）i值为0.705884571，< 0.706，而Nd（t）值为6.465864432，>0，可有效证明其物源成分主要来源于上地幔。

3 新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩形成的主要地质构造环境因素以及造山运动历史中的演进过程

形成洋中脊环境的岩石是一种含有超镁铁物质的蛇绿岩残块岩石，且其是经过地壳演化，在后期遭受了强片理化和强蛇纹石化等的变质变形作用之后，慢慢改造形成的，这就说明当时的阿尔曼特一带具有古洋盆。

3.1岩石构造环境的探讨

通过对蛇绿岩残块的实地考察可以明确得知，阿尔曼超基性和太基性侵入岩的Sr/Yb具有12.17~144.7的含量值，Rb/Sr具有0.03~0.07的含量值，总体的稀土分布曲线比较平坦，且铀负异常，而重稀土具有明显的亏损现象，若在Rb-Yb-Nb图解中标注微量元素的含量，那么其样点都会落在洋脊环境中，因而物源成分的最终来源地就是上地幔。

3.2阿尔曼太蛇绿构造混杂岩形成的时代

目前就阿尔曼太蛇绿构造混杂岩形成的时代问题，研究界存在着诸多分歧。黄萱等学者在1997年报道中指出辉绿岩和堆晶辉长岩以及安山玢岩等岩石样品的561±41Ma的Rb-Nb的全岩年龄线等时，而刘伟等一些研究者的479±27Ma数据表明阿尔曼太蛇绿岩的混杂岩层的形成年代在晚奥陶世晚期[3]。

3.3阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的演化过程及其特征

通过对蛇绿混杂岩的深入研究可以知道，阿尔曼太山曾存在存在过古洋盆（阿尔曼太小洋盆）。海底扩张使洋壳不断向加坡萨尔微地块下俯冲，部分洋壳在仰冲板块的挤压、剪切、刮铲下受到各种力的作用，并且逐渐仰冲上来，古微板块消减带剪切作用的加剧形成了蛇绿质混杂岩一阿尔曼太岩组，进一步生成古生代板内缝合带。

[1]张越.新疆东准噶尔阿尔曼太蛇绿混杂岩组成、结构、就位机制及大地构造意义研究[D].长安大学硕士学位论文,2012，05, 25.

[2]张永平,白勇.新疆阿尔曼太蛇绿构造混杂岩的岩石地球化学特征[J].新疆有色金属,2014,07（S2）:30-32.

[3]杨高学.西准噶尔古生代蛇绿混杂岩地质特征及其构造演化[D].长安大学博士学位论文,2012，04，12.