甘肃景泰县老虎山地区蛇绿岩及其上覆岩系中枕状熔岩的地球化学特征_张旗

第13卷第1期 岩　石　学　报 V ol.13,N o.1 1997年2月 ACTA PET ROLOGICA SINICA F eb.,1997　甘肃景泰县老虎山地区蛇绿岩及其上覆岩系中枕状熔岩的地球化学特征XGeochemical Characteristicts of Pillow Lavas in Ophiolite and It's Overlying Rock Sequence in the Laohushan Area from Jingtai County,Gansu Province张　旗1　王岳明2　钱　青1　孙晓猛3　王金荣4　刘明强2Zhang Q i1,Wang Y ueming2,Q ian Q ing1,Sun X iaomeng3,Wang Jinrong4,Liu M ingqiang2(1.中国科学院地质研究所　北京　100029; 2.甘肃地质矿产局区域地质调查队　兰州730050; 3.长春地质学校　长春　130022; 4.兰州大学地质系　兰州　730000)1.I nstitute of Geology,Chinese A cademy of Sciences,Beij ing,100029;2.R eg ional Geological S ur vey T eam,Bur eau of Geology and M iner alR esouces of Gansu,L anz hou,730050;3.Changchun Geological School,Chuang chun,130022;4.D ep ar tment of Geology,L anz hou U niver sity,L anz hou,730000 摘　要　甘肃景泰县老虎山地区蛇绿岩之上覆盖着一套镁铁质的喷出岩和沉积岩组合,位于蛇绿岩的枕状熔岩之上,不是蛇绿岩的成员,为蛇绿岩的上覆岩系。

蛇绿岩的枕状熔岩具N-M O RB的特征,而其上覆岩系中的枕状熔岩类似E-M O RB。

前者来自扩张脊的下部岩浆房;后者推测源于扩张脊之外的岩浆房,也是软流圈地幔中等至高程度部分熔融的产物,不过,可能有少量来自下地幔的物质的加入。

Abstract:　T he Early P aleo zo ic ocean crust of the L aohushan ar ea co nsist s o f two par ts of r ocks: the low er part co mposed of ophiolite and t he ov erlying r ock sequence o n the o phio lite,w hich is included in sediment ro cks and ex tr usive mafic and andesitic r ocks.T he over lying r ock sequence belo ng s t o off-axis mag-ma series but not to o phiolite member.T he pillow lava fr o m the o phiolite has t he char acter istics o f N-X1996-12-03收稿,1996-12-30改回.　本文为国家自然科学基金资助项目(49472101)研究的成果之一.　第一作者简介:张旗　男　1937年出生　研究员　岩石学专业M O RB,and t hose fro m the ov erlying ro ck sequence ar e similar to E-M O RB by geo chemistry.T he fo rm er isfr om the mag ma chamber below the spreading ridg e.T he latt er is supposed to be fr om the mag ma chamber out o f the spr eading r idge and also the pr oducts o f middle -hig h deg ree part ial melting of asthenospher ic man-tle ,but maybe w ith adding of a few mat erials fr om low er mant le . 主题词 蛇绿岩 枕状熔岩 地球化学 老虎山 甘肃 Key words :　O phiolite ;Pillow lava;Geo chemist ry ;L ao hushan;G ansu Pr ov ince 分类号　P 588.14;P 597 Classific code :P 588.14;P 597甘肃景泰县老虎山蛇绿岩位于北祁连的东端。

夏林圻等(1995)报道的老虎山一带枕状熔岩的Sm -Nd 等时年龄在453.56±4.44～468.87±4.63Ma ,推测为中-晚奥陶世的。

夏林圻等(1991,1995)、冯益明等(1995),何世平等(1996)对其作过研究,认为蛇绿岩的枕状熔岩具N -M ORB 特征,推测形成于弧后盆地环境。

我们的研究揭示,在老虎山蛇绿岩顶部的枕状熔岩之上,整合产出一套枕状熔岩夹硅岩的组合,为蛇绿岩的上覆岩系,相当于“轴外岩浆系列”(张旗,1995),虽然仍属于洋壳的一部分,但并非蛇绿岩的成员。

蛇绿岩的上覆岩系在国内还没有报道过。

老虎山剖面很有代表性,它对于了解蛇绿岩形成之后的环境变化是很有意义的。

1　地质概貌老虎山地区的蛇绿岩以猪嘴哑巴剖面研究较详(夏林圻等,1991;冯益明等,1995;何世平等,1996)。

据我们对猪嘴哑巴剖面以及其西面的马槽沟剖面(图1)的观察,可分为上下两段,从北至南:下部为蛇绿岩,上部为蛇绿岩的上覆岩系。

其间的界线以一层较厚的硅岩的出现为标志。

1.1　蛇绿岩老虎山地区的地幔橄榄岩仅见于猪嘴哑巴剖面的北端(图1),构造侵位于枕状熔岩之上,岩石已强烈蛇纹石化。

原岩以方辉橄榄岩为主,有少量纯橄岩,局部见异剥钙榴岩和辉长-辉绿岩块体。

老虎山地区的辉长岩主要出露于枕状熔岩的北部,呈岩床状产出,东西向分布,与枕状熔岩为侵入接触关系。

在猪嘴哑巴剖面之南,有一宽约几百米的辉长岩体,侵入在枕状熔岩夹硅岩地层中(图1),辉长岩边部具冷凝边,显然不是蛇绿岩的成员。

老虎山枕状熔岩厚度很大,出露宽度可达2km 左右,倾向北西,倾角较陡,总体产状是倒转的。

在岩枕间隙中,常见透镜状或棱角状的紫红色硅岩产出。

硅岩含有大量的铁锰质成分,有的Fe/M n 含量高,构成硅铁质岩。

猪嘴哑巴铜矿即产于枕状熔岩的上部层位。

在枕状熔岩中有煌斑岩墙侵入,应当是晚期岩浆活动的产物,与蛇绿岩无成因联系。

1.2　上覆岩系由枕状熔岩夹硅岩、泥岩和浊积岩层组成,整合覆于蛇绿岩的枕状熔岩之上,以一层厚93第13卷　第1期张旗等:甘肃景泰县老虎山地区蛇绿岩及其上覆岩系中枕状熔岩的地球化学特征约14m 的硅岩层与下伏蛇绿岩的枕状熔岩分开(图1)。

枕状熔岩夹硅岩层中的硅岩产状与枕状熔岩一致,也与下伏蛇绿岩顶部的枕状熔岩产状一致。

但因受后期构造的改造,在硅岩与枕状熔岩之间常见断裂和岩枕压扁作用,厚度薄的硅岩则呈透镜状产在枕状熔岩层之中。

硅岩出露的宽度不等,在1m 至27m 之间。

在猪嘴哑巴长1km 多的剖面中已见到10余层硅岩,硅岩的总厚度约达70～80m (图1)。

硅岩的颜色以紫红色为主,其次为绿色,较少见到黑色、灰色和淡青色,最常见到的是紫红色硅岩夹绿色硅岩,或紫红色与绿色硅岩互层产出。

硅岩中产放射虫化石,但未鉴定出时代。

上覆岩系下部层位的硅岩特征与蛇绿岩的硅岩相似,硅岩结构均匀,有的含不等量的粘土,发育水平纹理,表明产于近洋脊环境。

上部层位的浊积岩中夹安山岩岩屑、斜长石晶屑图1　甘肃景泰县老虎山蛇绿岩概略地质图上图中: 1.第四纪; 2.第三纪-泥盆纪; 3.志留纪; 4.奥陶纪; 5.前寒武纪; 6.闪长岩;7.蛇绿岩的上覆岩系;8.玄武岩;9.辉长岩;10.超镁铁岩;11.辉石角-闪石岩;12.断层.下图(剖面图)中:Q.第四纪;Hz.方辉橄榄岩; B.玄武岩;Pl.枕状熔岩;Cu.铜矿;Ga.辉长岩;Ch.硅岩夹泥岩和浊积岩F ig .1　Sket ch map o f the Lao hushan o phio lite fr om Jingt ai County ,Ga nsu Pr ov ince94岩 石 学 报 1997年和玻璃等,角砾具尖棱状,分选差,为快速沉积的产物,碎屑可能源于火山岛弧区。

上部层位中的硅岩层中,夹浊积岩和板岩较多,表明从近洋脊环境变为近大陆边缘环境的特征。

2　枕状熔岩的地球化学特征2.1　蛇绿岩中的枕状熔岩蛇绿岩中枕状熔岩的TiO 2含量(1.6%～2.0%)中等。

A l 2O 3含量与MORB 相比略偏低(表1),这是由于角闪石替代辉石,绿泥石替代玻璃的蚀变作用导致的。

T i /V 比值>20(图2a ),属于拉斑系列。

在(Zr /Y )-Zr 图中(图2b )除个别样品外,均落入M ORB 区域。

REE分布为LREE 亏损的型式(图2c),(La/Ce)N =0.61～0.75,Yb 为球粒陨石的24～25倍,相当于N-M ORB 的特征。

在以N-M ORB 为标准化的微量元素分布图中(图2d),从T h 至Lu (U 除外),变化在1左右,这也是MORB 的特征;仅左端的Rb 和Cs 含量较高,推测与低绿片岩相蚀变作用有关。

2.2　上覆岩系中的枕状熔岩该枕状熔岩的成分以玄武岩为主,有少量安山-玄武岩和安山岩(表1)。

老虎山蛇绿岩上覆岩系中的枕状熔岩的地球化学特征与蛇绿岩的枕状熔岩大体相似(表1,图2)。

岩石贫钾,除安山岩外,K 2O 均小于0.33%(表1)。

与蛇绿岩中的枕状熔岩相比,TiO 2含量变化较大(0.8～2.6%)。

T i /V 比值与蛇绿岩的枕状熔岩一致,但在(Zr /Y )-Zr 的图中有较多的样品落入板内玄武岩区域,暗示有来自富集地幔物质的加入。

REE 分布为LREE 略富集型,(La/Ce)N >1,Yb 的丰度类似下伏蛇绿岩的枕状熔岩,似乎更接近E-MORB 的特征(图2c)。

一件安山岩的La 丰度异常的高,大于球粒陨石的100倍,在MORB 标准化的微量元素分布图中,安山岩异常富U 和T h ,而Ba 和Rb 并不是相应的高,表明并非岛弧环境的地球化学特征。