蛇绿岩分类-源区及其构造侵位研究
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岩浆活动与地质构造的关系一、岩浆活动旋回的主要特征:在整个地质发展历史中,广西经历了地槽、准地台、陆缘活动带三个不同的地质发展阶段,十九次构造运动,相应形成了五个岩浆活动旋回。
以地层的阶、组相当的时代为单位统计,计26次岩浆活动(元古代五次,早古生代三次,晚古生代七次,中新生代十一次)。
岩浆活动与地壳运动具有同步关系,地壳运动强烈,岩浆活动亦强;地壳运动频繁,岩浆活动亦频繁,在时间上保持着对应的关系。
其活动频率从老至新:元古代0.7次每亿年,早古生代1.4次每亿年,晚古生代4次每亿年,中新生太4.8次每亿年,明显表现出岩浆活动次数有逐渐增加的趋势。
在时间上广西岩浆活动最重要的特点是它的多旋回性,从元古代至新生代有五次大的火山喷发和岩浆侵入活动旋回,前四个旋回往往始于喷出而终于侵入活动,并具有由中基性至酸性演化规律,而后一个旋回有由酸性喷出、侵入活动至基性超基性侵入、喷出活动的变化特点。
㈠.四堡岩浆旋回:属优地槽发展阶段,以基性与超基性成分的岩浆活动为其特征,早期蛇纹岩、橄榄岩、辉石岩为主,中期以基性成分为主的中基性海底火山喷发,形成具枕状构造的细碧角斑岩建造,与此同时或稍后有大量的基性超基性岩侵入,形成由辉长辉绿岩和少许橄榄岩、辉石岩、闪长岩等岩类组成的单相或多相岩体。
从其组合序列看显示蛇绿岩特色晚期为强度不大的中酸性岩浆活动,形成为数不多的分异型斜长花岗岩、花岗闪长岩小岩株,其全岩铷—锶等时线年龄1063±95百万年,属玄武岩浆分异最终产物。
整个岩浆旋回,经历了由侵入→喷出(溢出)→侵入的发展过程;显示了由较强→强→弱的活动趋势;具有超基性→基性、超基性→中酸性的演化规律,组成了一个反映上地幔上部物质成分为主的比较完整的岩浆旋回。
㈡.雪峰岩浆旋回:属地槽发展阶段,早期为中基性海底火山喷发和相伴的基性超基性岩浆侵入,前者组成细碧—角斑岩建造,后者形成以辉长辉绿岩为主的基性和基性—超基性岩体,基性岩锆石铀—铅同位素年龄为837百万年,从其岩类共生组合来看,亦显示不太典型的蛇绿岩特色。
甘肃红石山蛇绿岩地球化学特征及构造环境
黄增保;金霞
【期刊名称】《地质科学》
【年(卷),期】2006(41)4
【摘要】红石山蛇绿岩产出于塔里木板块北缘红石山深大断裂带中,主要由变质橄榄岩、辉长岩和玄武岩组成。
玄武岩的主要地球化学特征与MORB相似,微量元素特征表明它属N-MORB。
结合区域地质特征,认为红石山蛇绿岩早期为初始洋盆环境,晚期有洋脊扩张中心环境的玄武岩形成。
早石炭世早期是洋盆发育的全盛期,早石炭世晚期洋壳发生消减,于二叠纪晚期构造侵位,伴有绿片岩相变质作用。
【总页数】11页(P601-611)
【关键词】蛇绿岩;地球化学;构造环境;甘肃红石山
【作者】黄增保;金霞
【作者单位】甘肃省地质调查院
【正文语种】中文
【中图分类】P588.1
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内蒙古贺根山蛇绿岩中方辉橄榄岩岩石地球化学特征及构造环境分析作者:王成任利民余国飞来源:《新疆地质》2019年第02期摘 ; 要:贺根山蛇绿岩块位于二连浩特-贺根山缝合带中段,其橄榄岩端元主体为方辉橄榄岩,少量纯橄榄岩,均发生了较强的蛇纹石化。
对方辉橄榄岩进行岩石学和岩石地球化学分析研究,结果显示:方辉橄榄岩中主要造岩矿物橄榄石为镁橄榄石(Fo=90.6~90.7),斜方辉石为顽火辉石(En=88.9~90.0),单斜辉石为透辉石,以低铝(1.82%~2.13%)和高镁(Mg#=94.2~94.7)为特征。
橄榄岩主量元素表现出高Mg(MgO=34.98%~40.86%)、高Cr (Cr2O3=0.18%~0.27%)、高Ni(NiO=0.27%~0.35%)、低Si(SiO2=36.10%~41.41%)、贫Al(Al2O3=0.89%~1.58%)、低Fe(FeOT=7.58%~9.63%)特征,Mg#=91.59~92.36,m/f=9.16~10.13,属典型镁质超基性岩。
稀土元素总含量较低,ΣREE为1.42×10-6~2.94×10-6,球粒陨石标准化稀土元素分布模式为轻稀土富集的弱右倾型,其(La/Yb)N=2.15~10.47,Eu异常不明显,Ce显示负异常。
富集Ba,U,Pb,Sr,亏损Nb,Ta,Ti。
贺根山地幔橄榄岩属变质橄榄岩,为SSZ型蛇绿岩底部组成单元,形成于俯冲带环境中洋内弧后盆地环境。
关键词:贺根山;地幔橄榄岩;蛇绿岩;洋内弧后盆地蛇绿岩代表板块碰撞的缝合线或增生碰撞带,对古大洋岩石圈地球化学性质研究和造山带构造演化恢复具重要意义[1]。
近年来,MOR型和SSZ型蛇绿岩理论体系逐步完善,通过对比研究蛇绿岩不同组成端元在岩石学、矿物学和地球化学等方面特征,可实现二者的系统区分[2-4]。
内蒙古中北部发育有4条蛇绿岩带,由北到南依次为二连浩特-贺根山蛇绿岩带、交其尔-锡林浩特蛇绿岩带、索伦敖包-林西蛇绿岩带和温都尔庙-西拉木伦蛇绿岩带[5]。
赣东北蛇绿岩带相关地质问题的构造古地理分析
吴浩若
【期刊名称】《古地理学报》
【年(卷),期】2003(005)003
【摘要】对赣东北蛇绿混杂岩带相关地层的时代、沉积相和接触关系等方面认识的重大分歧,导致对华南地质演化史的不同解释.混杂岩的深成岩块体的同位素年龄数据大都在900~1 000 Ma之间,伴生的火山-沉积岩系(登山群)中却有古生代微体化石发现,但化石的确切年代尚难确定.古地理分析表明,赣东北地区早古生代并不存在"江南古陆",却有深水的江南海盆.华南晚奥陶世火山碎屑沉积广泛分布,但来源不明,赣东北有可能为当时喷发中心,形成于火山岛弧环境的登山群正好与之匹配.因而,其时代可能为晚奥陶世.志留纪早期江南海盆封闭,扬子地块和华夏地块之间形成加里东褶皱带,赣东北蛇绿岩带为加里东褶皱带和华夏地块之间的接合带.这里扬子地块和华夏地块的距离最近,挤压程度高,抬升幅度大,剥蚀时间长,早古生代沉积不易保存,登山群可能是残留部分.
【总页数】15页(P328-342)
【作者】吴浩若
【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】P542+.4;P531
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佳木斯地块西缘太平沟地区蛇绿岩的发现及其构造意义刘桂香;赵广江;李永胜【摘要】在进行1∶25万嘉荫县和太平沟幅区调填图时,首次在太平沟地区发现蛇绿岩的存在.太平沟蛇绿岩出露在黑龙江省东部佳木斯地块西侧,牡丹江-嘉荫断裂以东,呈NE向展布于中元古界黑龙江岩群之中,并与其呈构造接触.蛇绿岩由超镁铁质岩类蛇纹岩、蛇纹石化橄榄辉石岩和变基性岩等组成.太平沟蛇绿岩是松嫩地块-佳木斯地块裂解的产物.蛇绿岩可能来源于俯冲带附近的由小型扩张中心形成的次生洋壳,具有LREE略富集的P-MORB特征,Nd、Ta的负异常,可能与俯冲作用有关.太平沟蛇绿岩的发现,对于研究黑龙江省东部元古宙板块构造、佳木斯地块的形成与演化提供了构造动力学信息,对寻找与地幔有关的金属矿产具有指导意义.%Ophiolite was firstly found in Taipinggou area during the 1:250 000 regional geological survey of Jiayin and Taipinggou sheets. It occurs in the west of Jiamusi massif in Eastern of Heilongjiang Province, on the east of Mudanjiang-Jiayin fault. The rock belt, extending in northeast direction, is distributed in and structurally bounded by the Mesoproterozoic Heilongjiang rock group. The ophiolite series is composed of ultramafic serpentinite, serpentinized peridotite-pyroxenite and metamorphosed basic rocks. The Taipinggou ophiolite belt was formed by the splitting of Jiamusi-Songnen massif. The ophiolite might be derived from the secondary oceanic crust formed in the minor spreading center near the subduction zone. Its character of P-MORB of slight LREE enrichment, with negative abnormity of Nd and Ta, suggests that the ophiolite be related to the subduction. The discovery of Taipinggou ophiolite provides newtectonic evidences for the study on the forming and evolving of the Proterozoic plate and Jiamusi massif. It is a significant guide to search mantle-related metal minerals in the region.【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2012(021)001【总页数】8页(P51-58)【关键词】蛇绿岩;古洋壳;地块形成与演化;太平沟;黑龙江省【作者】刘桂香;赵广江;李永胜【作者单位】沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034;黑龙江省第四地质勘察院,黑龙江哈尔滨 150036;黑龙江省区域地质调查所,黑龙江哈尔滨 150080【正文语种】中文【中图分类】P588.3自1972年彭罗斯会议以来,地质学家们认为蛇绿岩是古代大洋岩石圈的残片[1],但并非正常的大洋岩石圈.研究表明蛇绿岩是有完整层序的,典型的塞浦路斯如特罗多斯蛇绿岩,其层序从顶部到底部分为:(1)枕状熔岩;(2)席状辉绿岩;(3)辉长岩,包括堆积超镁铁质岩(过渡带);(4)橄榄岩(蛇纹石化作用广泛发育)[2].实际上在世界各地很少见到完整的层序[1].近年来,中国对大陆造山带蛇绿岩的研究取得了空前的进展,积累了大批丰富的资料.中国造山岩带蛇绿岩不仅分布广泛,而且时代和类型多样[3].这些蛇绿岩的发现和研究,对于提示造山带的构造演化具有重要的意义.研究区内蛇绿岩的研究历史可以追溯到1992年,曹熹等在研究佳木斯复合地体时,曾指出在黑龙江岩群中的橄榄岩、斜辉橄榄岩等超基性岩残块,可与世界上一些典型的蛇绿岩系中的岩石进行对比[4-5];2005年孙德友、吴福元等在研究吉林中部晚三叠世A型花岗岩时曾提到过黑龙江群蛇绿混杂岩[6],但他们并未针对其进行过详细的研究和讨论.1992年黑龙江省第一区域地质调查大队在进行1∶5万南沟等幅区域地质调查时曾将研究区内超镁铁质岩类作为中元古代侵入岩,也只是对其岩石学、岩石地球化学进行了研究和讨论.在进行1∶25万太平沟等幅区调填图时,对区内出露的铁镁质岩、超镁铁质岩进行了较为详细的野外调查,并在野外工作的基础上,与国内外典型地区的蛇绿岩进行了对比和研究,认为其属蛇绿岩的产物,为古洋壳的残片❶1∶25万乌云镇、嘉荫县、太平沟幅区域地质调查报告.中国地质调查局,2005..太平沟蛇绿岩分布于黑龙江省东部萝北县至太平沟林场一带(图1),按任纪舜1979年的划分,大地构造位置属于天山-内蒙地槽区的东端,吉黑地槽褶皱系的次级单元佳木斯隆起北缘与张广才岭褶皱带的东北部[7].该蛇绿岩带西侧为伊春-延寿构造岩浆带,东侧为佳木斯地块的古老变质岩系.太平沟蛇绿岩由大金顶子、联营林场东和太平沟西等21个NE向展布构造岩片组成,岩块多呈扁豆状、透镜状等构造岩片零星分布于萝北县北大金顶子至太平沟林场一带,总面积仅为20km2左右.总体呈NE-NNE向展布于中元古界黑龙江岩群之中,与黑龙江岩群为构造接触(图2),长轴方向与该岩群主体构造线方向基本一致.该蛇绿岩出露与标准蛇绿岩相比层序极不完全,仅见有蛇纹石化橄榄岩类和蛇纹石化橄榄辉石岩及变质基性岩类,其中变基性岩类为洋脊拉斑玄武岩[8],局部保留有与之相伴产出的有海相沉积的复理石沉积及反映深海环境的硅质岩[4,9].蛇纹石化橄榄岩:岩石多呈黑绿色,粗粒状结构,块状构造.矿物组成为橄榄石80%左右、蛇纹石约5%,水镁石约5%,铁质约5%,碳酸盐矿物小于5%.其中橄榄石为粗粒状,二轴晶,2V角很大,被蛇纹石网状交代,包裹不透明铁质矿物;水镁石呈片状,仅在部分地方较多些;碳酸盐矿物为他形粒状.蛇纹石化橄榄辉石岩:岩石多呈深黑绿色,粒状结构、堆积结构、包含结构、反应边结构,块状构造.组成矿物为橄榄石40%~50%、单斜辉石50%~60%及少量磁铁矿.橄榄石呈他形粒状,部分卵圆状,蛇纹石化,裂纹发育,并析出铁质;单斜辉石呈他形不规则粒状,填充于橄榄石空隙中;磁铁矿呈不规则粒状.岩石受力沿一个方向破碎,并普遍遭受蛇纹石化,呈轻微的片理化.蛇纹岩:蛇绿岩中分布较广泛,岩石多呈黑色、暗绿色,原岩为方辉橄榄岩和纯橄榄岩,鳞片变晶结构,块状构造.主要由叶蛇纹石组成(含量90%~95%),呈大小不一、方向性不明显的叶片状,局部见铁质包裹物,纤维状蛇纹石少量,网状分布.另见少量他形不规则状磁铁矿、铁质,多呈团块状、短线状密集分布.岩石常见滑石化、透闪石化、绿泥石化、碳酸盐化、阳起石化、磁铁矿化、黄铁矿化、石棉矿化等.还见有透闪石岩、阳起石岩等.变质基性岩:原岩为拉斑玄武岩,黑绿色,粒状鳞片变晶结构、斑状变晶结构,片状构造.组成矿物为钠长石+绿帘石+阳起石+多硅白云母+绿泥石±磁铁矿±黑硬绿泥石.钠长石呈他形粗粒状、变斑晶状,包裹炭质和针状蓝闪石和铁质;绿帘石为自形柱状、他形粒状;石英为他形粒状,具波状消光[4,10].太平沟蛇绿岩的化学分析结果见表1.化学成分变化范围较宽,SiO2含量38.42%~49.66%;MgO 3.56%~38.79%,一般大于30%;CaO 0.11%~8.02%,变基性岩类、橄榄辉石岩类中偏高,在1.79%~8.02%之间,蛇纹岩中偏低,小于1%;TiO2总体偏低,橄榄辉石岩类为0.13%~0.53%,蛇纹岩类相对偏低,一般小于1%,变基性岩类则相对偏高,为1.31%~2.96%;K2O一般在0.03%~0.89%之间波动,个别变基性岩类偏高,为1.69%;Na2O一般在0.03%~1.54%,变基性岩类相对偏高,可达2.48%~3.15%.总体化学成分与大洋中脊低钾拉斑玄武岩相当.镁铁比值(m/f)=2.649~9.071,一般在 7.962~9.071之间,大于6.5;变基性岩、橄榄辉石岩和蛇纹岩类的MgO/(TFeO+MgO)比值分别为0.23~0.41、0.34~0.74和0.78~0.84,即从变基性岩-橄榄辉石岩-蛇纹岩(纯橄榄岩),有从富铁贫镁向富镁贫铁演化的趋势.标准矿物中出现较少的铁辉石,以顽火辉石为主,橄榄石以镁橄榄石为主,且均未出现石英,属镁质超基性岩类.在AFM图解和Al2O3-CaO-MgO图解(图3)上,橄榄辉石岩类多落入超镁质堆晶岩区,蛇纹岩则落入变质橄榄岩区,而变基性岩类落入大洋中脊玄武岩区和镁铁质堆晶岩区.稀土元素分析结果见表2.稀土元素总量(∑REE)=4.85×10-6~137.5×10-6,与原始地幔和亏损地幔相比偏高,其中变基性岩类为65.18×10-6~137.5×10-6,相对偏高;轻重稀土比值(LREE/WREE)=0.4401~5.3027,一般稍大于 1;(La/Yb)N=1.18~12.59.总体表现轻稀土稍富集,轻重稀土分馏程度较低的特点.它的分布形式反映了蚀变前的稀土分布特征[11],因此太平沟蛇绿岩轻稀土富集也可能反映了地幔的交代过程.δEu一般在0.68~0.98之间,具弱负异常.4个样品δEu大于1,出现正异常,可能反映了原始岩浆特点.球粒陨石标准化曲线(图4a),总体呈现轻稀土略显富集的平缓波状,与我国北祁连山西段中元古代蛇绿岩中蛇纹岩[12]和内蒙古贺根山地区蛇绿岩中橄榄岩[13]的稀土配分模式相似.微量元素分析结果(表 2)显示,Cr、Ni、Co 含量较高,分别为1190×10-6~1973×10-6、354×10-6~1691×10-6、46.4×10-6~121×10-6;除Cr、Ni外,其他元素均不同程度高出原始地幔和亏损地幔值,反映地幔岩特点.在蛇绿岩的洋中脊标准化微量元素曲线上(图4b),本区蛇绿岩总体上表现为高度富集大离子亲石元素Rb、Ba,高场强元素Zr、Hf,Nb一般负异常,且高场强元素相对于大离子亲石元素亏损.一般认为,Nb负常与俯冲作用有关,由此推断太平沟蛇绿岩可能具有与俯冲作用有关的成因特点.综合不同学者对原生岩浆的认识及判别方法[14],如Binns及Green等认为与上地幔残余橄榄岩浆平衡的原生岩浆的m 值[100Mg(Mg+Fe)]在 68~72之间,大于此值为幔岩包体;Ni为290×10-6,Cr为380×10-6.Frey等认为原生岩浆的Co=27×10-6~80×10-6.久野认为原生岩浆的固结指数(SI)大于40.研究区蛇绿岩的M值在 73~95 之间;Ni为644×10-6~1691×10-6,Cr为1330×10-6~1655×10-6,Co 为90×10-6~121×10-6;固结指数(SI)=58~83.上述特征表明了太平沟蛇绿岩具有幔源性质的原生岩浆特点.Ormerod等曾指出,Zr/Ba比值大于0.2的玄武岩源区来自软流圈地幔,Zr/Ba比值小于0.2的玄武岩源区则来自岩石圈地幔[15].本区橄榄岩的Zr/Ba比值在一般在0.2~0.93之间,反映源区来自更深的软流圈地幔橄榄岩.研究区蛇绿岩的Nb/Ta比值分别为1.5~15,基本上小于原始地幔的Nb/Ta比值(14.0~22.5)[16],平均17.5±2.0[17],可能由于源区存在俯冲板片派生的富水流体交代或地壳混染作用所致.原始地幔和MORB的Nb/La比值大于1.0,而大陆地壳平均值Nb/La在0.7左右[18].本区蛇绿岩的橄榄辉石岩类Nb/La比值为0.19和0.42,低于大陆地壳平均值;而蛇纹岩类为0.94~2.47,基本上高于原始地幔比值.由于结晶分异不会导致Nb/La比值降低(Nb比 La更不相容)[17],再次说明地壳混染不是主导因素,应主要与地幔源区受到俯冲流体的交代有关,在此过程中橄榄辉石岩类的表现更为强烈些.在稀土元素La-La/Sm关系图解(图5)中,投点呈现一斜线排列,表现出平衡部分熔融特点,这一点从稀土元素Eu的弱负异常到富集也能得到很好的解释.蛇纹岩或蛇纹石化岩石等形成的构造背景,目前看来有以下几种[19].(1)拉张环境:地幔橄榄岩或堆积橄榄岩主要发育在慢速扩张的洋中脊环境,正断层提供了海水通向地幔橄榄岩的通道.拉张环境下,地幔岩的出现预示着正断层、转换断层、滑脱断层的存在或底侵作用的发生.若海水沿断层浸透到地幔,使超基性岩蛇纹岩化,密度减小,体积膨胀,进而侵入到大洋岩石圈顶部.(2)聚敛环境:自蛇绿岩的术语出现以来,蛇绿岩中的地幔岩侵位到地壳中的机制一直是研究的热点.基本认同推覆作用是主导侵位机制,即地幔岩在弧前盆地可被推覆到弧前增生楔之上,在弧后盆地可被推覆到被动板块边缘或岛弧之上.太平沟蛇绿岩在Ti/Cr-Ni成因判别图解(图6)中,投点落于洋中脊玄武岩区(MORB);在FeOt-MgO-Al2O3构造环境判别图解上,投影点落入洋中脊火山岩区一侧(图7),个别进入了洋岛火山岩区.说明本期蛇绿岩可能形成于拉张环境下中小型弧后扩张中心的次生洋壳. 岩石地球化学性质表明佳木斯地块在中元古代以前与松嫩地块是连在一起的古陆块[20],二者具有极其相似的地球化学组成,构造背景上相当于稳定的大陆边缘环境.中元古代以后,由于来自过渡带或下地幔地幔柱的底劈,产生了一个降压—增温过程,致使上地幔物质部分熔融,形成镁铁—超镁铁质熔体.岩浆上涌和地幔柱的进一步发展,则产生大规模的拉张作用,最终大陆开始裂解,相应的出现一套陆内裂谷-陆间裂谷[21]-被动大陆边缘型沉积建造.黑龙江岩群的变基性岩(原岩为拉斑玄武岩)Sm-Nd模式年龄1394 Ma[20],蛇绿岩的橄榄辉石岩Sm-Nd全岩等时线年龄 1146 Ma❶孙立敏,等.1∶5万南沟等四幅区域地质调查报告.黑龙江省地质矿产局,1991.、1183 Ma[8],说明洋壳形成在中元古代中期,这一裂解事件相当于加拿大格林威尔“Elzevirian造山旋回”[22](尽管也有报道在黑龙江群变质硅质岩中发现有疑似放射虫[4,9],但至今尚未见到确切的鉴定结果).从全球来看,佳木斯地块、松嫩地块以及相邻的兴凯地块等是这一裂解事件产生的大陆碎块,这些大陆碎块在泛非造山运动期发生了碰撞[23].研究区南邻依兰地区黑龙江岩群中蓝片岩40Ar-39Ar坪年龄(641~697.4 Ma)[5],标志着在泛非期洋壳俯冲及陆块间聚合的开始.近年来的工作已经证明了佳木斯地块内以孔兹岩系为特征的稳定大陆型沉积建造在泛非期发生较强变质热事件的较可靠的同位素年代学依据[23].综合上述研究,中元古代中期,随着大陆裂解的开始,在裂陷区沉积了一套大陆边缘型的沉积建造——黑龙江群;中元古代中晚期开始洋壳形成,幔源型蛇绿岩侵位;至中元古代晚期陆块开始汇聚,发生陆—陆碰撞,在俯冲带附近发生了高压低温变质作用(蓝片岩相变质作用),俯冲作用达到高潮,陆间洋盆闭合,强烈的冲断层导致地壳楔或岩片的叠置,洋壳或大洋岩石圈也夹杂在其中,形成构造混杂堆积体,蛇绿岩呈构造岩片或岩块状产于强变形的构造混杂堆积体中,最终定位于古大陆边缘或古岛弧带附近.(1)太平沟蛇绿岩与中元古代黑龙江岩群呈构造接触,是产于黑龙江岩群中的构造岩片,与之相伴产出(构造接触),有反映深海的放射虫硅质岩.太平沟蛇绿岩是一套不完整层序的蛇绿岩,缺失枕状熔岩和席状岩墙群.这种现象可能与扩张速度、原始岩浆成分、结晶分离条件、部分熔融程度、岩浆上升时与周围地幔交代作用以及岩浆供给的充分条件有关,也可能反映了初始洋盆的特点.稀土元素LREE 略富集,具有P-MORB的特点,也反映出具有不成熟洋壳的特点,Nd、Ta具有微弱的负异常,可能与俯冲作用有关.(2)太平沟蛇绿岩是存在于佳木斯地块与松嫩地块中间的古洋壳残片,它的发现为确定和研究黑龙江省东部地区的古板块构造提供了重要的依据,对探讨黑龙江省东部地区的地壳演化具有重要的地质意义,为研究全球超大陆演化提供了第一手资料.太平沟蛇绿岩的发现为进一步确定黑龙江群的构造属性提供了依据.(3)蛇绿岩来源于地幔,这一发现无疑对在该区寻找与蛇绿岩及地幔有关的金属矿产有着一定的指导意义.【相关文献】[1]张旗.蛇绿岩研究的进展[J].地学前缘,1994,1(1-2):98—102.[2]科尔曼 R G.蛇绿岩[M].北京:地质出版社,1982:110—117.[3]王希斌,郝梓国.中国造山带蛇绿岩的时空分布及构造类型[J].中国区域地质,1994,(3):193—204.[4]曹熹,党增欣,等.佳木斯复合地体[M].长春:吉林科学技术出版社,1992:80—83.[5]张兴洲.中国东北及邻区蓝片岩带的构造意义[A]//长春地质学院地质研究所文集.北京:地质出版社,1992:99—106.[6]孙德友,吴福元,等.吉林中部晚三叠世和早侏罗世两期铝质A型花岗岩的厘定及对吉黑东部构造格局的制约[J].地学前缘,2005,12(2):263—275.[7]任纪舜,等.中国大地构造及其演化[M].北京:科学出版社,1979.[8]朱群.佳木斯地块和张广才岭微地块的裂解-碰撞造山演化[A]//沈阳地质矿产研究所集刊.长春:吉林科学技术出版社,1995:98—174.[9]张兴洲.黑龙江群中放射虫的首次发现及意义[J].长春地质学院学报,1991,21(2):156. 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1,俯冲带型(SSZ)和洋中脊型(MOR)。
形成于洋中脊的MOR型蛇绿岩的上部火山岩一般为大洋拉斑玄武岩MORB, 堆晶岩组成为纯橄岩、橄长岩和橄榄辉长岩,即岩浆结晶顺序为橄榄石一斜长石一单斜辉石并且橄榄石的Mg#高于斜方辉石(斜方辉石的Mg#甚至低于74)和单斜辉石(甚至低于82)。
地慢橄榄岩一般为二辉橄榄岩,含有少量的纯橄岩和方辉橄榄岩,一般不发育大型的铬铁矿床并且LREE为亏损型。
MOR型蛇绿岩的形成原因:大洋岩石圈由于板块汇聚作用在缝合带中的残留,当发生仰冲时,在缝合带中残留的大洋岩石圈即为MOR型蛇绿岩。
形成于俯冲带上的SSZ型蛇绿岩的上部火山岩为岛弧拉斑玄武岩IAT和玻安岩等,堆晶岩组成为纯橄岩、异剥橄榄岩、单斜辉石岩、二辉石岩和辉长岩,即岩浆结晶顺序为橄榄石一单斜辉石一斜方辉石一斜长石,并且斜方辉石、单斜辉石和橄榄石的Mg#较为接近。
地慢橄榄岩类型主要方辉橄榄岩,并且LREE富集。
SSZ型蛇绿岩主要有两种形成机制,一是洋—陆俯冲:随着俯冲作用的继续进行,在高压下,一些DHMS (Dense Hydrous Magnesium Silicate)相矿物释放出的水致使地慢楔未分异地慢岩的易熔组分(<l%)早期熔融,造成与上地慢低速层类似的强活动性,这种早期熔融体向上运动,伴随着部分熔融和玄武岩浆的形成,而这一过程有可能引起弧后扩张和新的大洋岩石圈形成。
如果这些弧后扩张盆地(新的大洋岩石圈)的物质由于构造作用在缝合带中残留,即形成SSZ型蛇绿岩。
另一种是洋内俯冲:由于这些构造环境具有异常高的热流值,以及在俯冲过程中释放出的流体(富含H2O,LILE)使亏损地幔岩的熔点降低,所以能导致这种已经分离出玄武质熔体的残留地慢进一步发生部分熔融,形成具高Si02, MgO, LILE/HFSE比值和低Nb, Ta和Ti等微量元素的熔体,由这种熔体形成的火山岩称为玻安岩。
,因而玻安岩的存在与否是确定蛇绿岩是否形成于洋内俯冲带弧前盆地的最直接证据。
蛇绿岩分类\源区及其构造侵位研究
摘要:蛇绿岩概念自提出以来,就成为确定古板块边界的重要证据,具有重要的地质意义。
蛇绿岩从提出到现在,其内涵与分类随着科学技术的提升及研究的深入而不断变化,使得人们对蛇绿岩的认识不断深入和提高近几十年来的研究表明,蛇绿岩的内部结构、组成、分类和侵位机制是多样的。
本文从蛇绿岩的概念、分类、源区特征及构造侵位等几个方面来阐述蛇绿岩的基本特征及研究动态,从而对蛇绿岩的研究现状与未来研究方向进行初步探讨。
关键词:蛇绿岩,分类,源区,构造侵位
1蛇绿岩的概念
“Ophiol ite(蛇绿岩)”最早由Brongniart(1813)提出,用来描述意大利北部绿色斑状结构外貌的岩石。
Steinmann于1927年提出蛇绿岩“三位一体”的概念,认为其产出于地槽环境,与深海沉积物如放射虫燧石和粘土紧密共生的超镁铁质和镁铁质岩石。
1972年Penrose会议重新厘定和阐述了蛇绿岩的基本概念,将其定义为一种可与大洋岩石圈对比的特殊镁铁质—超镁铁质岩石组合,认为其是古大洋岩石圈的残留,并认为在一个发育完整的蛇绿岩中,从底部向上包括有如下岩石组合:①超镁铁质杂岩;②辉长岩质杂岩;③镁铁质席状岩墙杂岩;④镁铁质火山杂岩。
此外,伴生岩石类型还包括:上覆沉积岩主要为条带状硅质岩、页岩和少量灰岩;与纯橄岩伴生的豆荚状铬铁矿岩;浅色岩为英云闪长岩到斜长花岗岩的各类中酸性侵入岩和喷出岩。
这一概念自提出后就被广泛接受并使用。
其明确指出大陆造山带中的蛇绿岩即的完全可以与现代洋壳岩石圈对比的一套特殊岩石组合,是已消亡的古大洋的遗迹残片和标志。
它代表了消减增生的大洋岩石圈碎片,但并非“正常”的大洋岩石圈,更多是形成于与现代岛弧、弧后盆地、转换断层以及小洋盆类似的环境。
Dilek(2011)提出新定义:为非原地的上地幔和大洋地壳岩石碎片,板块汇聚作用是形成物的原生火成岩发生置换,其强调蛇绿岩形成环境的多样性,认为其在威尔逊旋回的各个阶段均会形成。
2蛇绿岩源区探讨及构造侵位
造山带中蛇绿岩的多样性和复杂性已得到广泛共识,它不仅表现在其岩石组合、类型和形成构造环境上,而且也反映在其岩浆源区、岩浆演化和侵位过程与机制上。
2.1蛇绿岩的源区探讨
以前,人们通常认为蛇绿岩是亏损的软流圈地幔经高度部分熔融作用后形成的,其变质橄榄岩是地幔经部分熔融分异出玄武岩浆之后留下的难熔固体残余物,上部的堆积层、席状岩墙和枕状或块状熔岩则是玄武岩浆的分异产物。
更多的研究已经证明,蛇绿岩的源区具有多源性和复杂性,并非都来自亏损软流圈地幔,而是不同地幔端元之间的混合、消减带组分的加入和陆壳混染作用,以及地幔岩浆过程与其运移过程中分异分离交代混染作用都是非常普遍和重要的影响
因素。
特别是关于地幔地球化学的非均一性,岩石圈之下的亏损地幔(DM)、富集地幔(包括EMI、EMII、HIMU),尤其是浅层富集地幔(浅EM层)、南半球的Dupal异常省、地幔柱等的提出,就使蛇绿岩形成的岩浆源区、成因及侵位机制更加复杂和多样化。
2.2蛇绿岩的构造侵位
Nicolas(2003)根据蛇绿岩是就位于被动大陆边缘还是活动大陆边缘将蛇绿岩的就位机制分为特提斯型和科迪勒拉型两类。
特提斯型蛇绿岩,就位于被动大陆边缘。
科迪勒拉型蛇绿岩,就位于活动大陆边缘。
我国学者(朱云海,2000)通过对东昆仑造山带蛇绿岩研究,提出三种主要侵位类型:(1)俯冲刮削拼贴式:洋壳碎片(蛇绿岩)等随大洋岩石圈向大陆岩石圈俯冲而拼贴于大陆边缘;(2)俯冲折返拼贴式:洋壳碎片俯冲于大陆岩石圈之下,发生高压变质后通过构造折返作用回到地壳浅部;(3)仰冲推覆式:洋壳或大洋岩石圈在汇聚过程中向陆壳(或大陆岩石圈)仰冲推覆。
俯冲刮削拼贴式和俯冲折返拼贴式与Nicolas等提出的科迪勒拉型相当。
仰冲推覆式与Nicolas等提出的特提斯型相当。
郭令智等认为蛇绿岩套的形成有三种方式:(1)少数分离的蛇绿岩套碎块合拼到大洋板块潜没带变形地区与大洋、大陆沉积物混杂在一起;(2)轻的大陆壳物质潜没于完整的蛇绿岩套之下,那里的蛇绿岩套构成了汇聚板块边缘;(3)两个大陆板块碰撞或古陆板块与岛弧的硅铝地壳碰撞,那里的潜没带有混杂岩、碎屑沉积、蛇绿岩套等组合在一起,呈现推复体构造。
蛇绿岩是保存在大陆上的地史时间的洋壳,这些洋壳物质不管是直接仰冲到大陆上来的,还是先消减到地壳深处再折返到地表,都显然具有外来性,这是判别镁铁-超镁铁质岩是否蛇绿岩的构造判据。
严格地说蛇绿岩只见于造山带中,而造山带实际上就是一个构造大拼盘,原先被大洋分隔甚远的两个大陆的沉积与洋壳及洋盆内的洋岛、海山、陆隆、陆壳残块等的记录已经杂乱地混在一起了。
后来研究表明蛇绿岩也产出于活动陆缘。
蛇绿岩一般呈3种形式产出:(1)蛇绿岩呈构造岩片产出,往往沿一组断裂呈叠状依次排列。
(2)蛇绿岩呈蛇绿混杂体产出:在宽度不等的构造混杂带中,蛇绿岩组分和非蛇绿岩组分杂乱分布。
(3)变质橄榄岩的底辟侵位。
3结语
蛇绿岩一词在地质学历史中具有特殊而重要的地位,其内涵随着研究的深入而不断变化。
蛇绿岩从提出到现在,其概念和定义相比早期提出时都已经发生了很大的变化,这得益于科学技术的提升特别是地球化学学科的飞速发展,使得人们对蛇绿岩的认识不断深入和提高。
近几十年来的研究表明,蛇绿岩的内部结构、地球化学组成和侵位机制是多样的,早期定义及彭罗斯蛇绿岩定义已经不能再适应目前的研究,然而Dilek(2011)最新的定义和分类方案摆脱了早期定义的限制,强调蛇绿岩形成的构造环境,指出在整个威尔逊旋回的各个阶段都会形成性质不同的蛇绿岩,并根据生成环境而不是最后的就位环境对蛇绿岩进行了分类。
但是,此定义与分类方案可能还会随着科学技术的进步与研究的深入还会发生改
变,但这并不会阻止早期研究成果的奠定的基础与意义。
在今后的蛇绿岩研究中,还应进一步完善蛇绿岩年代学与构造侵位等方面的研究,在此基础上建立更合理的蛇绿岩分类方案。
参考文献
Dilek Y,Furnes H.Ophiolite genesis and global tectonics:Geochemical and tectonic fingerprinting of ancient oceanic lithosphere[J].Geological Society of America Bulletin,2011,123:387-411.
Nicolas A,Boudier F.Where ophiolites come from and what they tell us[C]//Dilek Y,Newcomb S.Ophiolite Concept and the Evolution of Geological Thought.Geological Society of America Special Paper,2003,373:137-152.
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