滩北雪峰地区蛇绿岩岩石化学及地球化学特征

滩北雪峰地区蛇绿岩岩石化学及地球化学特征[摘要]论文是建立在青海省滩北雪峰地区地质矿产调查项目基础上完成的，
通过对区内超基性岩、基性岩、基性火山熔岩的岩石化学特征、稀土元素特征、微量元素特征的分析研究，对比区域上蛇绿岩的形成时代，分析研究蛇绿岩形成构造环境，从而对区内蛇绿岩形成时代做出鉴定，并确定祁漫塔格结合带超基性岩类主要为蛇纹岩、辉橄岩、橄辉岩，稀土特征为轻稀土不富集，略亏损，铕富集型；辉长岩和辉绿岩均为平坦型，轻稀土略富集，铕富集型；十字沟火山岩块具有典型大洋拉斑玄武岩（MORB型玄武岩），为弧后扩张火山作用的产物，即弧后盆地。

[关键词]滩北雪峰蛇绿岩形成时代岩石化学稀土元素微量元素构造环境
作为缝合带标志的蛇绿岩，代表了大陆上保存的洋壳和上地幔的碎片，从其形成到定位到现今大陆造山带内，经历了造山演化的不同阶段。

本论文是建立在青海省滩北雪峰地区地质矿产调查项目基础上完成的，工作区蛇绿岩露头分布于十字沟、连花石山北一带，在区域上呈北西-南东向带状展布，是东昆仑祁漫塔格蛇绿岩带的组成部分，也是东昆仑祁漫塔格结合带（昆北构造混杂带）中重要的板块构造岩石记录。

本次工作针对蛇绿岩组合进行了详细的追索研究，发现工作区蛇绿岩组合主要有蛇纹岩、辉长岩、辉长辉绿岩、辉绿岩、斜长角闪岩（原岩为基性火山岩）、玄武岩、透镜状硅质燧石和碎裂玉髓石英质硅质岩等残块，呈零星构造块体分布在测区十字沟、十字沟北西侧和莲花石山北侧一带的晚奥陶世祁漫塔格群中。

1岩石化学特征
测区蛇绿岩的岩石化学测试成果表明，本区基性火山岩和辉绿岩、辉长岩H2O和Ls含量较高（H2O为1.52-7.36%，平均3.56%；Ls平均2.23%，最高5.08%），而超镁铁岩样品含水量最高可达11.12%，蛇纹岩样品含水量最高可达18.77%，反映出岩石具较强的蛇纹石化，与镜下结果一致。

表明本区岩石均遭受过一定的蚀变/变质作用（低绿片岩相的变质作用）。

1.1超基性岩、基性岩
蛇绿岩中超基性岩的化学成分变化不大，超基性岩属于阿尔卑斯型超基性岩，其M/F比值变化较大，绝大部分小于7，一般在1.20-9.27之间，在M/F对m+f/s的变异图上，均落入镁铁质岩区（图1）；基性岩多数落入铁镁质区，仅一个样品落入镁质区。

在Al2O3对SiO2的变异图二个样品落入高铝质区、二个样品落入低铝区（图2）；基性岩多数落入铝质区，仅1个样品落入高铝区。

本区超基性岩和新生代中大西洋海岭、中生代塞浦路斯及古生代肯皮尔赛的超基性岩
均落在同一区内。

本区与中大西洋海岭和塞浦路斯超基性岩更为相似，与肯皮尔赛相比较，则后者Al2O3略低。

测区超基性岩在Al2O3-CaO-MgO图解（图3）中二个样品落在镁铁堆积岩区，有二个样品落在超镁铁堆积岩区；基性岩多数样品落在镁铁堆积岩区，仅1个样品落在超镁铁堆积岩区。

在FeO*-K2O+Na2O-MgO图（图4）上超基性岩样品均落在镁铁和超镁铁堆积岩区；基性岩二个样品落在镁铁和超镁铁堆积岩区，二个样品落在科马提岩附近。

测区超基性岩Al2O3和CaO含量变化较大，Al2O3在0.56-18.72%，平均9.67%，而CaO含量在0.77-15.34%，平均6.73%；个别样品中Al2O3含量18.72%，CaO含量15.34%，可能与后期蚀变作用影响所至。

1.2基性火山熔岩
本组岩石化学成分，SiO2含量变化范围在46.92-54.78%之间，Na2O+K2O 在4.32-6.10%之间，在Na2O+K2O-SiO2图（图5）中，其投影点落于碱性系列区，为碱性玄武岩；
在Ab′-An-Or图（图6）中投点落在钠质区，为钠质碱性玄武岩。

玄武岩具有相对高的TiO2的特点，显示出洋脊玄武岩特点，与现代大洋洋脊拉斑玄武岩TiO2含量及变化范围接近；低K2O且变化大；SiO2含量低，Al2O3高，Fe2O3+FeO，MgO含量高，且FeO明显高于Fe2O3。

本区基性火山岩、熔岩化学成分和镜下定名基本吻合。

2地球化学特征
2.1稀土元素特征
2.1.1超基性岩稀土特征
测区超基性岩的稀土元素统计可以得出，变质超镁铁质岩稀土总量较低且变化较大，为1.58-66.12（ωB/10-6），表明其为亏损型地幔或经高度部分熔融后的残余地幔，稀土含量低，（La/Yb）n=1.73-3.28（平均），δEu为0.86-1.69（平均1.24），属轻重稀土弱富集及铕弱亏损和铕富集型（图7），稀土配分曲线为平坦型，重稀土略低。

2.1.2基性岩稀土特征
辉长岩稀土总量较高11.22-38.52（ΩB/10-6），（La/Yb）n=1.83-2.11（平均），轻重稀土分馏明显，δEu为0.99-1.14（平均1.07），属轻重稀土弱富集及铕弱富集-富集型，稀土配分型式（图8）为轻稀土富集型的略向右弱倾斜的分配型式；辉绿岩墙（辉绿岩）稀土总量37.87-92.14（ωB/10-6），（La/Yb）n=0.44-1.74（平均），δEu为0.67-1.28（平均0.97），属轻重稀土亏损和弱富集及铕亏损和富集型，稀土配分曲线为平坦型（图9、10），重稀土略低，Eu呈正异常。

2.1.3基性火山岩稀土特征
基性火山熔岩其稀土总量较高且变化较小，在REE=43.62-63.27，（La/Yb）n=0.89-1.93（平均），δEu为1.01-2.09（平均1.36），铕富集型，岩石球粒陨石标准化分布图（图10），显示为轻稀土平坦分布模式，具典型的N型MORB稀土元素地球化学特征。

2.2微量元素特征
2.2.1超镁铁岩
微量元素含量及微量元素标准化图（图11、12）反映出岩石具微量元素靠近1（陨石值），具典型的MORB特征，富集Sr、K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素，而亏损Cr。

根据主元素成分，测区超镁铁岩可分为两个主要类型，辉橄岩和辉石橄榄岩，多蚀变为蛇纹岩。

超镁铁岩微量元素含量统计可以得出Sr/Ba为0.45-6.83。

基本上与P-MORB 的同类比值相似，而与N-MORB相差甚远。

与大离子亲石元素（LILE）的各类比值相比，Zr/Nb比值比较稳定，为15.81-28.72，与N-MORB相差较大（>30，Le Roex A P，1987），而接近于P-MORB，而MORB的地球化学特征显示富集地幔的特征。

在原始地幔标准化比值蛛网图（图11、12）上，测区超镁铁质岩微量元素均比原始地幔要高，与其Rb、Ba、Th、Ta，轻稀土（La、Ce、Nd、Sm）和Zr，它们与原始地幔比值大0.1，显示具有洋中脊富集趋势。

2.2.2镁铁质（基性岩）及火山岩
测区蛇绿岩中的辉绿岩、辉长岩和火山岩的微量元素图（图13、14）解中可以看出，测区辉绿岩、辉长岩和火山岩富集大离子亲石元素的分配型式，显示出“隆起状”型分配型式，与弧火山岩微量元素不同，显示洋中脊型特征。

测区超镁铁岩同上地幔一样，具有Cr、Ni明显富集，V丰度很低的特点，说明超基性岩为上地幔岩。

测区火山岩某些元素比值与正常洋脊玄武岩十分相似。

3蛇绿岩形成时代讨论
区域上蛇绿岩所赋存的祁漫塔格群之上角度不整合有可靠化石依据的晚泥盆世黑山沟组；据已获得的十字沟玄武岩Sm-Nd等时线年龄为468±54Ma及辉长岩基性岩墙的Sm-Nd等时线年龄为449±34Ma。

4蛇绿岩形成构造环境
大陆造山带中蛇绿岩代表古洋壳残片，但大部分并非正常洋壳，其没有完整的层序，更多则形成于岛弧、弧前、弧后盆地，转换断层及小洋盆等构造环境。

测区蛇绿岩岩石组合较为齐全，区域上未见到完整露头，均呈零星的构造块体产出，未见到完整的蛇绿岩层序。

蛇绿岩形成环境利用FeO*/MgO-TiO2图和
TiO2-10MnO-10P2O5图（图15、16）判定，在FeO*/MgO-TiO2图基性玄武岩均投影在洋中脊玄武岩范围，在FeO*/P2O5-TiO2图解上，投在洋中脊拉斑玄武岩区。

本区火山岩氧化物含量和洋中脊玄武岩系列近似。

综上所述，测区蛇绿岩中基性组分产在洋中脊，具有洋中脊构造背景。

5结论
（1）测区蛇绿岩套从超基性岩-基性岩-基性火山熔岩，稀土总量逐渐增加，其中超基性岩总量最低，轻稀土弱亏损，配分曲线显示弱亏损型分布模式，随岩浆结晶分异作用，岩石稀土总量逐渐增加，反映了岩浆房中结晶分异的特点。

基性岩和基性火山岩与超镁铁质岩配分型式基本一致，说明其继承了源区地幔的特征。

（2）测区超基性岩的辉橄岩与辉长岩相比，前者在地幔中所形成的深度显然大些。

（3）十字沟蛇绿岩形成时代应为中晚奥陶世。

（4）祁漫塔格结合带超基性岩类主要为蛇纹岩、辉橄岩、橄辉岩，稀土特征为轻稀土不富集，略亏损，铕富集型；辉长岩和辉绿岩均为平坦型，轻稀土略富集，铕富集型；十字沟火山岩块具有典型大洋拉斑玄武岩（MORB型玄武岩），为弧后扩张火山作用产物，即弧后盆地。

参考文献
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