Geodynamic evolution of ophiolites from Albania and Greece (Dinaric-Hellenic belt): one, two, or more oceanic basins?

All the geological constraints for an exhaustive reconstruction of the Triassic to Tertiary tectonic history of the southern Dinaric-Hellenic belt can be found in Albania and Greece. This article aims to schematically reconstruct this long tectonic evolution primarily based on a detailed analysis of the tectonic setting, the stratigraphy, the geochemistry, and the age of the ophiolites. In contrast to what was previously reported in the literature, we propose a new subdivision on a regional scale of the ophiolite complexes cropping out in Albania and Greece. This new subdivision includes six types of ophiolite occurrences, each corresponding to different tectonic units derived from a single obducted sheet. These units are represented by: (1) sub-ophiolite mélange, (2) Triassic ocean-floor ophiolites, (3) metamorphic soles, (4) Jurassic fore-arc ophiolites, (5) Jurassic intra-oceanic-arc ophiolites, and (6) Jurassic back-arc basin ophiolites. The overall features of these ophiolites are coherent with the existence of a single, though composite, oceanic basin located east of the Adria/Pelagonian continental margin. This oceanic basin was originated during the Middle Triassic and was subsequently (Early Jurassic) affected by an east-dipping intra-oceanic subduction. This subduction was responsible for the birth of intra-oceanic-arc and back-arc oceanic basins separated by a continental volcanic arc during the Early to Middle Jurassic. From the uppermost Middle Jurassic to the Early Cretaceous, an obduction developed, during which the ophiolites were thrust westwards firstly onto the neighboring oceanic lithosphere and then onto the Adria margin.     

蛇绿岩的分类

文中把蛇绿岩分为三类:科迪勒拉型、东地中海型和西地中海型。科迪勒拉型蛇。绿岩通常构成构造地层地体的基底,岩石序列中有相当数量的富Si质岩石出现,大多与岛弧或弧间盆地环境有关。东地中海型蛇绿岩以产出较强烈亏损的地幔岩和低Ti玄武岩以及玻安岩为特征,产于洋内消减带之上的岛弧和弧后盆地环境。西地中海型以阿尔卑斯蛇绿岩和横断山区古特提斯蛇绿岩为代表,地幔岩亏损较弱,玄武岩则是MORB型的,形成于小洋盆或转换断层环境。     

西藏雅鲁藏布蛇绿岩形成构造环境的地球化学鉴别

本文对西藏雅鲁藏布蛇绿岩带中部日喀则地区夏鲁蛇绿岩中的基性岩石进行了元素地球化学研究。岩石为低钾亚碱性玄武质岩石,具有低TiO2(0.64%～1.5%)、低K2O(<0.69%)、富Na2O(2.5%～6.0%)、烧失量普遍较高(2.0%～7.5%)的特征,表明样品普遍遭受蚀变。岩石具有与N-MORB类似的稀土元素和总体一致的微量元素特征,但是岩石明显富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,显示了洋脊玄武岩向着岛弧岩浆作用的过渡趋势。日喀则蛇绿岩不是典型的洋中脊成因,应为SSZ型蛇绿岩,可能形成于与洋内俯冲有关的SSZ型的弧后或者弧前盆地中。对东西延伸超过1500km的雅鲁藏布蛇绿岩246套基性岩石形成的构造环境进行的地球化学判别,表明至少存在大陆岛弧型、地幔柱-洋内热点型、洋中脊-大洋岛弧型和典型大洋岛弧型等四种类型洋壳,揭示了特提斯洋存在多种构造环境的特征,有利于恢复和还原一个长期演化的、丰富的特提斯洋。     

再论蛇绿岩中豆荚状铬铁矿的成因——质疑岩石/熔体反应成矿说

着重论述了蛇绿岩地幔橄榄岩中豆荚状铬铁矿的成因,并对现今盛行的岩石/熔体反应成矿说提出了质疑。世界含铬铁矿的地幔橄榄岩均显示上部偏基性、下部偏酸性的垂直熔融分带,与蛇绿岩堆晶岩中上部偏酸性、下部偏基性的岩浆分异垂直层序恰恰相反。豆荚状铬铁矿与熔融剖面上部的纯橄岩或纯橄岩-方辉辉橄岩杂岩带紧密伴生。豆荚状铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产物,高铬型铬铁矿与PPG型蛇绿岩伴生,形成于岛弧或弧前盆地环境;高铝型铬铁矿与PTG型蛇绿岩伴生,形成于扩张脊（MOR）或弧后盆地环境。玻安岩（boninite）与高铬型豆荚状铬铁矿无成因关系,铬铁矿（或富铬矿浆）的形成反而为boninite提供了其形成所需的残余地幔;高铝型铬铁矿不是地幔橄榄岩/拉斑玄武质熔体反应形成的,而是富铬矿浆与基性熔体发生再平衡的产物。豆荚状铬铁矿中超高压矿物包体的出现为其地幔深部成因提供了佐证,而boninite形成于浅部较低压的条件;豆荚状铬铁矿中富集强相容元素IPGE（Os、Ir、Ru）合金,boninite富集不相容元素PPGE (Pt、Pd)硫（砷）化物, 而亏损IPGE,显示其形成较晚。因此,boninite与铬铁矿无生因关系,两者均受岛弧（或弧前盆地）环境的制约而在空间上相伴产出。     

内蒙朝克山蛇绿岩地球化学: 洋内弧后盆地的产物？

朝克山蛇绿岩是内蒙贺根山地区出露最好的蛇绿岩之一,可能形成于中晚石炭世。朝克山蛇绿岩中的基性岩具有LREE亏损、类似N-MORB的稀土配分模式,而相对N-MORB富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素又类似岛弧火山岩的成分特征,因此,我们认为朝克山蛇绿岩应形成于弧后盆地。将朝克山蛇绿岩的基性岩与现代Mariana洋内弧后盆地和Okinawa陆缘弧后盆地的玄武岩及同属中亚造山带的、形成于洋内弧后盆地的新疆库尔提蛇绿岩对比,朝克山蛇绿岩更类似于Mariana玄武岩和库尔提蛇绿岩,因此其很可能形成于洋内弧后盆地而不是大陆边缘弧后盆地环境。     

拉脊山蛇绿混杂带结构组成、形成时代与形成过程

祁连造山带是原特提斯洋闭合过程中, 阿拉善和柴达木地块在青藏高原东北缘拼合的产物。它是由蛇绿岩残片、海山、岛弧、弧前/弧后盆地等多个构造单元构成的典型增生型造山带, 表现出在多个元古代微陆块周围分布有蛇绿岩和岛弧火山岩的特征。蛇绿混杂带广泛分布于北祁连和南祁连中, 在南祁连主要出露寒武纪玄武岩、安山岩、辉长岩、超基性堆晶岩、硅质岩、灰岩、砂岩和少量地幔橄榄岩, 呈现出蛇绿混杂带的典型特征, 其中拉脊山蛇绿混杂带是该蛇绿混杂带的最大组成部分。因此, 拉脊山蛇绿混杂带的来源和形成构造背景对研究祁连造山带构造演化具有重要的意义。由于构造的复杂性以及系统的野外和岩石学方面研究的缺乏, 拉脊山蛇绿混杂带的岩石组合、同位素年龄和构造背景仍然不清楚, 从而严重制约了区域构造演化的认识。例如, 前人根据灰岩中三叶虫化石将拉脊山地区火山-沉积岩系划归于寒武纪, 然而其它岩石单元的同位素年龄和来源信息相对缺乏, 而且灰岩究竟是本地岩块还是老的异地岩块仍有待进一步研究。岩石地球化学分析结果显示表明寒武纪玄武岩具有MORB、WPB或者OIB的特征, 且部分玄武岩具有岛弧亲缘性。因此, 大陆裂谷、弧后盆地、多阶段抬升构造窗或俯冲-增生杂岩等模式相继被提出。这些分歧严重影响了我们对祁连造山带和原特提斯洋构造演化的认识。究其根本原因, 是由于缺乏将蛇绿岩和岛弧形成视为沟-弧-盆体系演化过程中一个具有成因联系的有机体对其进行综合分析。     

青藏高原中的古特提斯体制与增生造山作用

青藏高原古特提斯体系的特征表现为古特提斯洋盆中多条状地体的存在,多俯冲、多岛弧增生体系的形成和多地体汇聚、碰撞造山的动力学环境,其构架包括4条代表古特提斯洋壳残片的蛇绿岩或蛇绿混杂岩(昆南-阿尼玛卿蛇绿岩带、金沙江-哀牢山-松马蛇绿岩带、羌中-澜沧江-昌宁-孟连蛇绿岩带和松多蛇绿岩带)、5条火山岩浆岛弧带(布尔汗布达岛弧岩浆带、义敦火山岩浆岛弧带、江达-绿春火山岛弧带、东达山-云县火山岛弧带和左贡-临沧岛弧-碰撞岩浆带)、4个陆块或地体(松潘-甘孜地体、羌北-昌都-思茅地体、羌南-保山地体)、3条洋壳深俯冲形成的高压-超高压变质带(金沙江得荣高压变质带、龙木错-双湖高压变质带、松多高(超)压变质带),以及5条弧前增生楔或增生杂岩(西秦岭增生楔、巴颜喀拉-松潘-甘孜增生楔、金沙江增生楔、双湖-聂荣-吉塘-临沧增生楔、松多增生杂岩)。古特提斯洋盆的俯冲增生造山作用普遍存在于青藏高原古特提斯复合造山体中,构成与多条古特提斯蛇绿岩带(缝合带)相伴随的俯冲增生杂岩带(链)。古特提斯俯冲增生杂岩带包括由弧前强烈变形的沉积增生楔、以及高压变质岩、岛弧岩浆岩、蛇绿岩和外来岩块组成的混杂体,代表在洋盆俯冲过程中的活动陆缘的地壳增生。     

伊宁地块构造单元划分——来自火山岩浆作用的证据

伊宁地块不是一个之前一贯认为的"均匀地块"或"均一地块",而是以乌孙山-塔勒得近东西向区域性大断裂为界的南、北两大次级构造带("弧-盆"体系)叠加拼贴增生而成,火山岩浆作用为这一新的构造单元划分与建立提供了佐证。南构造带由喀拉峻岛弧带和其北的阿腾套弧后盆地构成,主要发育于晚泥盆世-早石炭世早期,火山岩同位素年龄峰值为355～350Ma,17个年龄平均值为351Ma;北构造带由北而南可再细分出清水河-苏布台弧后盆地→阿吾拉勒叠加岛弧带→特克斯-新源弧前盆地,主要发育于早石炭世中-晚期,同位素年龄峰值集中于345～329Ma,18个火山岩年龄平均值为340Ma。这两个"弧-盆"体系以大哈拉军山组钙碱性火山岩为主体,共生早石炭世海相阿克沙克组弧前及弧后沉积岩组合。大哈拉军山组火山岩主体以岛弧火山岩为主,见有富Nb玄武岩、高镁安山岩等,共生埃达克岩和高分异I型花岗岩等小岩体;在弧后还见有碱性火山岩、碱性球泡流纹岩,共生双峰式火山岩。不仅大哈拉军山组火山岩在各构造相中显著有别,而且共生的阿克沙克组在各构造相中差异极为显著。两大次级构造带具有独立的基底建造史,差异显著的盆地沉积史,独特的火山岩浆史和构造演化史。早晚石炭世之间的鄯善运动使南、北两个次级构造带叠加拼贴,构成统一的伊宁地块,晚石炭世进入统一的陆内构造发展演化阶段,发育以伊什基里克组碱性双峰式火山岩为代表的裂谷火山岩浆建造。     

新疆东准噶尔阿尔曼太蛇绿岩中玄武岩地球化学特征及其地质意义

阿尔曼太蛇绿岩带位于新疆东准噶尔地区,蛇绿岩中变质橄榄岩、堆晶岩、基性火山岩较发育,层序组合虽受构造破坏,但从总体来看仍是一套组合比较完整的蛇绿岩,岩石变形变质强烈,普遍发生绿泥石化、绿帘石化。蛇绿岩中基性熔岩可分为3种类型,即洋岛玄武岩(OIB)、洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧玄武岩(IAT)。其中洋岛玄武岩不属于蛇绿岩成分,是后期卷入蛇绿岩带随其他组分一同构造就位而成;基性熔岩主量和微量元素特征揭示岩浆源于亏损的地幔源区,且存在消减组分加入的交代作用,表明其成因与俯冲作用有关。结合岩石地球化学特征和构造环境判别图解,基性熔岩显示出IAT和MORB兼具并呈现过渡的特点,推断该蛇绿岩的形成与岛弧相关,其形成可能介于洋脊到海沟之间的偏海沟区域。     

东天山大南湖岛弧带石炭纪岩石地层与构造演化

详细的地质解剖工作表明,东天山地区大南湖岛弧带石炭纪出露4套岩石地层组合,即早石炭世小热泉子组火山岩、晚石炭世底坎儿组碎屑岩和碳酸盐岩、晚石炭世企鹅山组火山岩、晚石炭世脐山组碎屑岩夹碳酸盐岩。根据其岩石组合、岩石地球化学、生物化石、同位素资料以及彼此的产出关系,认为这4套岩石地层组合的沉积环境分别为岛弧、残余海盆、岛弧和弧后盆地。结合区域资料重塑了大南湖岛弧带晚古生代的构造格架及演化模式。早、晚石炭世的4套岩石地层组合并置体现了东天山的复杂增生过程。     

“构造杂岩”及其地质意义——以西准噶尔为例

构造杂岩是构造地层学的重要研究内容之一。以西准噶尔为例,三个不同时期形成的构造杂岩:科克沙依杂岩、玛依勒杂岩和达拉布特杂岩,代表了古生代不同时期洋盆与火山弧的残迹。现今西准噶尔的构造格局,可能是多个地体的拼合。     

北山月牙山蛇绿岩地球化学特征及SHRIMP定年

北山造山带是天山—兴蒙造山带的关键枢纽地带,该地区蛇绿岩系统的地质—地球化学研究,对于探讨中亚造山带的演化有着非常重要的意义。系统报道了月牙山蛇绿岩的主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成及SHRIMP年代学研究成果。蛇绿岩套中斜长花岗岩的精细SHRIMP锆石U-Pb年龄为(536±7)Ma,表明该蛇绿岩形成于早寒武世晚期。月牙山蛇绿岩中蚀变橄榄岩、变基性岩系统的地球化学特征推测其应形成于与岛弧无关的构造环境。结合区域地质特征分析表明它应形成于板内深大断裂—初始裂谷演化至陆间有限小洋盆构造环境。     

内蒙古贺根山蛇绿岩中玄武岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

贺根山蛇绿岩（套）中发育有气孔杏仁状玄武岩,为蛇绿岩套的组成部分。通过对其锆石U-Pb测年,其加权平均年龄为395.9 Ma±3.0 Ma,结合区域地质背景,认为贺根山蛇绿岩（套）形成时代为中泥盆世—早石炭世。玄武岩为亚碱性系列,具有LREE亏损、类似N-MORB的稀土配分模式,同时具备大洋玄武岩和岛弧玄武岩特征,认为贺根山蛇绿岩（套）应形成于弧后盆地;通过与现代典型Mariana洋内弧后盆地和Okinawa陆缘弧后盆地的玄武岩以及同属中亚造山带的新疆库尔提洋内弧后盆地蛇绿岩对比,发现贺根山玄武岩同Mariana玄武岩和库尔提蛇绿岩更加类似,由此认为贺根山蛇绿岩（套）很可能形成于洋内弧后盆地环境,而非大陆边缘弧后盆地环境。     

金沙江缝合带弯岛湖蛇绿混杂岩带的岩石地球化学特征及其构造背景

弯岛湖蛇绿混杂岩带是金沙江缝合带西段的重要组成部分。蛇绿岩混杂于上三叠统变质碎屑岩夹变质火山岩中,成份主要为镁铁质-超镁铁质杂岩,岩石类型有变质橄榄岩、变质堆晶质辉长岩及其伴生的岛弧型花岗岩系。岩石化学及地球化学特征表明:蛇绿岩主要为低Ti(岛弧-弧后)型、富集型洋中脊(E-MORB)拉斑玄武岩;与之共(伴)生的基性喷出岩、辉绿岩脉属板内洋岛型裂谷型碱性玄武岩及其过渡类型系列。在变质辉长岩获得全岩Sm-Nd等时线年龄值为232±11Ma,代表了镁铁质-超镁铁质杂岩的形成年龄,可能为洋壳初始俯冲变质的时间。在蛇绿岩上覆的硅质岩中发现有中三叠世拉丁晚期至晚三叠世卡宁早期的放射虫化石,表明弯岛湖镁铁质-超镁铁质杂岩可能形成于中三叠世多岛洋盆或弧后盆地构造环境。     

大兴安岭北段扎兰屯地区斜长角闪岩年代学、地球化学和Hf同位素特征及其构造意义

扎兰屯地区位于贺根山-黑河构造带中段,发育叠加韧性变形的晚古生代岩浆岩,可较好地记录这一时期的构造演化历史,但其研究程度较低.在野外调查基础上,对扎兰屯头道沟花岗质糜棱岩中的斜长角闪岩构造透镜体进行年代学和地球化学研究,探讨其成岩、变质及构造意义.头道沟斜长角闪岩原岩为玄武安山岩,锆石LAICP-MS U-Pb年龄为373.0±2.6 Ma,相当于大民山组火山岩.该岩石属钠质岩石,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,锆石原位ε_Hf（t）为+5.39~+10.06,类似兴安岛弧的Hf同位素特征.上述特征暗示其原岩可能起源于蚀变洋壳流体交代亏损地幔演化而来的年轻下地壳,形成于板块消减带之上的前弧盆地.晚泥盆世在额尔古纳-兴安地块东南缘发育弧后、弧间和弧前盆地.斜长角闪岩变质年龄为~241.5±9.6 Ma,该变质可能与天山-兴蒙造山带演化晚期的伸展作用有关.      

蛇绿岩与大陆缝合线

从六十年代以来,被誉为“地球科学革命”的板块构造学说,引起广泛的地质工作者的重视。因为它能圆满地解释地球的主要面貌之间的动力学关系。板块构造的概念是近二十年来从各海洋区搜集的大量地球物理资料而发展起来的,因而在阐明洋壳(约200兆年)的构造比陆壳获得较大的成功。由于板块构造提供了一个全球动力学体系的框架,使人们对中生代以来的大陆演化的许多作用有所了解。对板块学说有兴趣的地质工作者,想根据均变论的原则,去解释古大陆的形成、演化的历史。     

青海拉脊山东段峡门蛇绿混杂岩带的物质确定及其构造意义

在拉脊山东段青海省民和县峡门镇以南地区新识别出一条蛇绿混杂岩带,其物质组成复杂,构造岩块主要由蛇绿岩岩块、外来岩块、火山岩岩块以及变沉积岩岩块组成. 基性火山熔岩和辉绿岩具轻稀土富集的"右倾"配分模式,大离子亲石元素Ba、Th、Sr相对富集,高场强元素P、Ti、Nb相对亏损,总体岩石地球化学特征与岛弧拉斑玄武岩类似. 岩石学、岩石地球化学、同位素年代学特征及区域资料综合研究认为,峡门蛇绿岩属与俯冲有关的SSZ型蛇绿岩,很可能是早古生代原特提斯洋俯冲消减的弧后小洋盆,属于弧后盆地扩张型蛇绿岩.     

准噶尔—天山—北山蛇绿岩:对中亚造山带西南缘洋陆格局演化的制约

准噶尔、天山和北山52个蛇绿岩的地质特征、地球化学性质和同位素年代学资料系统集成研究表明它们可以分为14条蛇绿(混杂)岩带。绝大多数蛇绿岩呈"岩块+基质"的混杂岩型式沿重要断裂带(构造线)线状分布,少数蛇绿岩以构造岩片叠置方式面状产出。混杂岩的基质有蛇纹岩(碳酸盐化蛇纹岩)和糜棱岩化细碎屑岩两类,岩块既有地幔橄榄岩、基性杂岩和基性火山岩等蛇绿岩组分,也有其它非蛇绿岩组分岩石。堆晶岩出露局限,典型席状岩墙群没有发育。这些蛇绿岩可归类为SSZ(Supra-Subduction Zone)和MORB(Mid-Ocean Ridge)两种类型,前者玄武岩具大离子亲石元素(LILE)富集和高场强元素(HFS)亏损特征,后者不显示该特点;洋岛玄武岩(OIB)既可出现在SSZ型蛇绿混杂岩中,也可为MORB型的组成部分;SSZ型蛇绿混杂岩辉长岩和玄武岩比MORB型具有相对更富集的Sr-Nd同位素组成,但部分形成于弧后(间)盆地的SSZ型蛇绿岩与MORB型一致,具有近亏损地幔的Sr-Nd同位素组成。已确认的最老蛇绿岩为西准噶尔572 Ma玛依勒,次之为北山542~527 Ma月牙山—洗肠井和西准噶尔531 Ma唐巴勒,最年轻蛇绿岩为325 Ma北天山巴音沟和321 Ma北山芨芨台子。根据蛇绿岩证据,结合近年来中亚造山带古地磁、岩浆岩、高压—超高压变质岩和构造地质方面的进展,可以推断埃迪卡拉纪末期—早寒武世,古亚洲洋已达到一定规模宽度,发育洋岛和洋内弧;早古生代时期,多岛洋格局发育至鼎盛期,一系列弧地体分别归属哈萨克斯坦微陆块周缘的科克切塔夫—天山—北山线性弧、成吉思弧、巴尔喀什—西准噶尔弧体系和西伯利亚南部大陆边缘弧体系;晚古生代时期,古亚洲洋于石炭纪末期闭合,增生杂岩和弧地体组成哈萨克斯坦拼贴体系和蒙古拼贴体系两个巨型山弯构造。     

Geology of the Talaud Islands, molucca sea collision zone, northeast Indonesia

The Talaud Islands lie at the northern margin of the collision zone between the Sangihe and Halmahera island arc systems. Rock units on Talaud are Neogene marine strata, basalt and andesite, tectonic mélange, and ophiolite. The units are exposed in N–S trending belts that are commonly separated by faults. The marine strata consist of tuffaceous siltstone, sandstone, shale and marl. They are strongly deformed by west-verging folds with wavelengths of 20–500 m. Volcanic rocks of island arc affinity are exposed on the east coast of Karakelang Island and appear to be interbedded with the lowermost marine strata. Tectonic mélanges contain blocks of serpentinite, gabbro, basalt, red middle Eocene chert and limestone, and greywacke turbidites. The blocks range in length from a few millimetres to hundreds of metres, and are enclosed in a scaly clay matrix. Several mappable slabs of ophiolite are separated by Tertiary strata or mélange. The dismembered ophiolites consist of serpentized peridotite, gabbro, spilites and cherts. Locally, the mélanges and ophiolites are thrust over the younger sedimentary rocks along east-dipping faults. The dominant eastward dips of mélange foliation, the westward vergence of structures in the Neogene strata, the Eocene ages of the cherts, and the Miocene age of the strata overlying the ophiolite slabs suggest that the ophiolites are pieces of Eocene or older oceanic crust (derived from a mid-ocean ridge or back-arc basin) and upper mantle that were emplaced as thrust slices into the lower slope of a west-facing arc during the Miocene and have been uplifted during arc—arc collision.     

有关蛇绿岩研究的一些新进展

本文扼要介绍有关蛇绿岩的形成环境、成因类型划分及有关上地幔岩变形特征方面的新成果。