中国蛇绿岩清理——兼论蛇绿岩研究的新思路

中国蛇绿岩研究取得了很大的成绩,也存在许多问题。文中简要评述了日喀则、三江、青海、北秦岭、中亚造山带、东北以及中国南方蛇绿岩的若干问题,指出中国划归入蛇绿岩的地质体（组合）太多了,把许多可能不是蛇绿岩的地质体（组合）也当成了蛇绿岩。当前需要做的是去伪存真,对中国蛇绿岩进行一次认真的清理。文中指出,地幔橄榄岩无疑是蛇绿岩最重要的成员,它来自洋壳下。世界上还有另一类来自陆壳下的地幔岩,被称为“造山橄榄岩”。因此,地幔橄榄岩并非蛇绿岩所独有。此外,有越来越多的数据表明,在许多不同的构造背景下都可以出现类似MORB（大洋中脊玄武岩）地球化学性质的玄武岩,例如洋岛、岛弧、大陆溢流玄武岩、板内玄武岩以及太古宙（拉斑玄武岩和科马提岩）等。因此,不能简单地认为一个地区只要有了地幔橄榄岩和MORB就是蛇绿岩了。文中回顾了蛇绿岩研究的两个发展阶段：前一个阶段以1972年的彭罗斯会议为标志,开启了蛇绿岩研究的新篇章,当时的学术界主要关注蛇绿岩的岩石学和地球化学问题,关心蛇绿岩的岩石组合。新的阶段是从20世纪后期逐渐发展起来的,于近期取得了突出的进展。笔者等强调指出,蛇绿岩（野外出露更多的是蛇绿混杂岩）即蛇绿岩套,它不仅包括一个特定的岩石组合,还包括深海沉积。文中肯定了中外学术界在蛇绿岩构造研究方面获得的许多新发现、新思路和新进展。此外,大数据和地球物理方法也是非常有意义的。蛇绿岩是一个复杂体系,不确定的问题相当多。它们的解决需要构造地质学家、地层学家、古生物学家、岩石学家、地球化学家、年代学家以及地球物理学家的共同努力。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩的构造背景特征

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。岩体的边界出露玄武岩和硅质岩等。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1 m,走向北西,与岩体的构造线方向基本一致。各岩相岩石地球化学研究结果表明,东波蛇绿岩的岩相存在较大的差异,玄武岩具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,而地幔橄榄岩中辉石岩、辉长岩脉与洋中脊玄武岩(MORB)相似,形成于洋中脊环境,并受后期俯冲流体作用的改造。东波岩体中二辉橄榄岩具有与深海地幔橄榄岩较一致的轻稀土亏损特征,而方辉橄榄岩和纯橄岩的地球化学特征显示出岩体形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。东波蛇绿岩的岩石地球化学特征显示其洋中脊叠加洋岛的构造背景。     

MOR型蛇绿岩中地幔橄榄岩的地质特征

地幔橄榄岩是指来自陆下、弧下或洋脊下的岩石圈地幔岩,通常通过构造侵位(冷侵位)的方式存在于造山带中,如造山带橄榄岩、蛇绿岩中的橄榄岩以及火山岩中的地幔橄榄岩等。本文选取了4个具有MOR型属性的蛇绿岩中地幔橄榄岩体,对比研究了其与深海橄榄岩在岩石学、地球化学、同位素地球化学和岩石成因等方面的特征,认为与深海橄榄岩性质的综合对比是识别MOR型蛇绿岩中地幔橄榄岩的有效方法之一,同时在蛇绿岩的分类中具有较好的参考价值。     

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。     

云南新平县双沟蛇绿岩的初步研究

双沟蛇绿岩由基底岩石、辉长—辉绿岩和玄武岩三部分组成。岩相学和地球化学研究表明,双沟斜长二辉橄榄岩中存在地幔交代作用的证据,属于浸染橄榄岩(impregnated peridotite)。蛇绿岩岩石组合中缺少超镁铁质堆晶岩和席状岩墙群,而辉绿岩和玄武岩的化学成分与MORB相拟,表明双沟蛇绿岩的形成机制与大洋中脊环境类似,但岩浆房很小,扩张速度缓慢,推测相当于哀牢山古特提斯小洋盆扩张早期的裂谷阶段的产物。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带东段泽当蛇绿岩起源及演化

本文通过对泽当蛇绿岩中地幔橄榄岩主要矿物的矿物化学,以及蛇绿岩中地幔橄榄岩、玄武岩和辉长岩的岩石化学和地球化学的研究,结合前人对泽当蛇绿岩年代学和构造背景的认识,讨论泽当蛇绿岩的起源和演化。①通过对泽当蛇绿岩地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值,斜方辉石和单斜辉石的En值、Mg#值和Al2O3含量,尖晶石的Mg#和Cr#值的讨论,发现泽当蛇绿岩地幔橄榄岩起源于洋中脊下亏损地幔域,方辉橄榄岩的熔融程度比二辉橄榄岩高,后期都受到俯冲带的改造。②通过对地幔橄榄岩岩石化学和地球化学分析,绝大多数的主量元素和微量元素的含量低于原始地幔,微量元素的原始地幔标准化曲线与深海橄榄岩曲线重合,说明它们是亏损的原始地幔熔融残留物,起源于洋中脊环境。③通过对泽当蛇绿岩辉长岩的岩石化学和地球化学研究发现辉长岩起源于比N-MORB更亏损的源区,具有N-MORB的性质,后期可能因为受到俯冲带的改造又具有了岛弧拉斑玄武岩的性质。④泽当蛇绿岩玄武岩包含N-MORB型和E-MORB型两类,说明泽当蛇绿岩起源于包含富集地幔的岩浆源区。N-MORB型玄武岩还具有岛弧拉斑玄武岩的性质,说明N-MORB型玄武岩后期受到俯冲带的改造,而EMORB型玄武岩没有受到俯冲带影响。⑤通过总结前人对泽当蛇绿岩年代学和构造背景的研究成果以及本文的发现,作者认为泽当蛇绿岩是170Ma左右起源于混合不均一的洋中脊下亏损地幔域,150Ma左右在弧前环境受到俯冲带的改造。     

新疆达拉布特蛇绿岩带玄武岩地球化学特征:古亚洲洋与特提斯洋的对比

发育在我国北部的古亚洲洋构造域和西南部的特提斯构造域是中国境内最重要的两个构造体系,有关这两个构造域的地幔地球化学特征是揭示它们的演化与交接关系的重要课题之一。本文选择发育在新疆西准噶尔地区达拉布特蛇绿岩带中阿克巴斯套和大棍的枕状玄武岩进行了系统的岩石学和地球化学与Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究,结果表明,达拉布特蛇绿岩带中枕状玄武岩具有N-MORB和E-MORB特征,可能形成于大洋中脊环境。岩石的~(87)Sr/~(86)Sr为0.682112～0.706040之间;~(143)Nd/~(144)Nd为0.512713～0.512879,ε_(Nd)(t)= 2.8～ 5.1,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb的变化范围分别是18.341～20.085、15.541～15.651和38.292～40.534。将达拉布特玄武岩的微量元素特征比值、Nd-Pb同位素等与印度洋MORB和太平洋与北大西洋MORB,以及已知的特提斯和古亚洲洋地幔域进行对比表明,达拉布特蛇绿岩单元内MORB型玄武岩与特提斯构造域特蛇绿岩单元内MORB型玄武岩同位素特征一致,都显示了印度洋型的MORB特征。这意味着位于现今新疆西准噶尔地区的古亚洲洋地幔域没有显示出与特提斯不同的典型的太平洋和北大西洋的地球化学特征。     

北祁连冷龙岭蛇绿岩地质地球化学特征及构造意义

在北祁连造山带冷龙岭地区新发现一条蛇绿岩带,该蛇绿岩从下向上由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、玄武岩、硅质岩组成。岩石地球化学特征表明,玄武岩可分类高Ti和低Ti两类,其中高Ti玄武岩具有LREE富集的稀土配分型式,富集K、Rb、Ba、Th、Nb、Ta等不相容元素,呈现隆起型(驼峰式)分布型式,显示了典型的洋岛火山岩地球化学特征,为板内岩浆作用的产物。低Ti玄武岩具有LREE亏损,类似N-MORB的稀土配分模式,同时又具有相对于N-MORB富集的大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素的岛弧火山岩的地球化学特征,代表了弧后盆地环境岩石组合。蛇绿岩岩石组合和岩石地球化学特征显示该蛇绿岩套形成于弧后盆地环境,是早奥陶世北祁连洋的残留。     

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。     

西昆仑库地蛇绿岩地质、地球化学及其成因研究

西昆仑库地蛇绿混杂岩由方辉橄榄岩和纯橄榄岩等地幔变质橄榄岩、豆荚状铬铁矿、堆晶橄榄岩、堆晶辉石岩和辉长岩、辉绿岩墙、块状和枕状玄武岩等组成。强亏损方辉橄榄岩为主的地幔岩组合,二辉石的低Al含量和铬尖晶石的高Cr^#,以及岩石的富Mg、Ni和贫Al、Ca特征一致表明地幔橄榄岩类是经较高程度部分熔融后的地幔残余,与消减带之上蛇绿岩中的同类岩石相近。岩石富Rb、Ba、U、Th、LREE,说明地幔残余岩石受到了来自消减带的洋壳重熔组分的混染。堆晶岩以辉石岩和辉长岩为主,可能属PPG系列,指示岩浆是在消减带环境和含水条件下熔融的。辉长岩为低Ti蛇绿岩型,代表洋内弧后盆地早期环境或弧前环境。辉绿岩和玄武岩为洋中脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的过渡类型;玄武岩和辉绿岩相比富Ba、Th、LREE,贫Ta,指示玄武岩较辉绿岩更多地受到来自消减带洋壳重熔组分的影响。库地蛇绿岩形成时的古构造环境是消减带之上的弧间或弧后盆地。     

蛇绿岩的地球化学研究

蛇绿岩有不同的地球化学类型,但基本的是岛弧拉斑玄武岩（IAT）和洋脊玄武岩（MORB）两种。蛇绿岩的玄武岩大多数是LREE亏损型,如NMORB和IAT。EMORB的LREE略富集是NMORB与OIB混合造成的。文中讨论了变质作用和水岩交换作用对蛇绿岩的改造,鉴于变质岩区蛇绿岩地球化学研究往往出现多解性,作者认为,当前至关重要的是在研究思路和方法学上要有一个突破。     

蛇绿岩研究之检讨与反思:以“双沟蛇绿岩”为例

"双沟蛇绿岩"是笔者最早研究的蛇绿岩之一,位于云南哀牢山带。双沟出露的岩石有二辉橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、斜长花岗岩、玄武岩、硅质岩等。辉长岩亏损LREE,锆石U-Pb年龄为362～328Ma。玄武岩具N-MORB和E-MORB的特征,锆石U-Pb年龄为249Ma。研究认为,"双沟蛇绿岩"可能产于陆间小洋盆或裂谷或裂陷槽背景。但是,双沟没有可信的深海沉积和混杂堆积的记录,虽然岩石组合类似蛇绿岩,地球化学也具有MORB的特征,暗示双沟可能不是一个典型的蛇绿岩。如果双沟不是蛇绿岩,则晚古生代的哀牢山带就不存在一个有一定规模的洋盆,也不可能存在大陆碰撞的记录。双沟不是蛇绿岩是什么?可能是造山橄榄岩(Orogenic peridotite)。造山橄榄岩与蛇绿岩的岩石组合类似,蛇绿岩的橄榄岩产于洋壳之下;造山橄榄岩产于陆壳之下。检讨双沟蛇绿岩的研究,反思蛇绿岩的概念。笔者认为,斯泰因曼的"三位一体"概念是合适的,1972年彭罗斯会议的决议是正确的,1996年怀柔会议构造学家对蛇绿岩概念的理解是对的。考虑到混杂堆积对于蛇绿岩的重要性,建议将混杂堆积也作为与蛇绿岩相伴的一个重要指标加进来。如果这个想法合适,则一个完整的蛇绿岩组合将由三个要素组成:1)岩浆岩(包括地幔岩、堆晶岩、侵入岩和火山岩,代表大洋岩石圈的物质组成); 2)深海沉积(代表洋盆顶部的物质组成); 3)混杂堆积(代表洋盆消失、陆块碰撞的构造产物)。蛇绿岩不同于其他岩浆岩,其研究需要特殊的方法和思路,明白这一点,蛇绿岩研究才能走上正轨。双沟蛇绿岩研究遇到危机,中国其他一些蛇绿岩也可能需要重新审视。因此,检讨双沟蛇绿岩,对反思蛇绿岩的研究具有一定的意义。     

西藏丁青宗白蛇绿混杂岩地球化学特征及其洋中脊叠加洋岛的成因

宗白蛇绿混杂岩位于班公湖—怒江缝合带东段丁青地区，是丁青蛇绿岩的重要组成部分。为确定该蛇绿混杂岩的构造属性，探讨其成因，对其进行了岩石学和全岩地球化学研究。结果表明，宗白蛇绿混杂岩存在两套成因不同的岩石。混杂岩中的玄武岩和辉长岩具有与洋岛玄武岩（OIB）相似的地球化学特征，其成因可能与来自地幔深部的“热点”作用有关。而混杂岩中的辉绿岩的地球化学特征与MORB相似，形成于洋中脊（洋内弧后盆地扩张中心）环境，并有受“热点”作用影响的印记；具有强烈亏损的地球化学特征的方辉橄榄岩则代表了洋内岛弧的基底残片，是已经亏损的地幔再次熔融产生玄武质岩浆后的残留物。这两套不同成因的岩石在板块汇聚过程中一起构造侵位于班公湖-怒江缝合带中。     

造山带橄榄岩岩石学与构造过程:以松树沟橄榄岩为例

造山带橄榄岩不仅是地幔地球化学,而且是造山带形成与演化过程研究的主要对象.造山带橄榄岩主要有3种类型:（1）阿尔卑斯型橄榄岩,即岩石圈地幔构造-热侵位就位于造山带浅部地壳的橄榄岩;（2）前期层状基性-超基性堆晶岩经俯冲变质形成的橄榄岩;（3）蛇绿岩型橄榄岩.松树沟糜棱岩化橄榄岩及其相关高级变质岩详细的岩石学和地球化学研究发现这些橄榄岩记录了洋岩石圈形成到角闪岩相变质的全过程.即1 000~800 Ma洋岩石圈形成阶段,主要形成纯橄岩; < 800~500 Ma洋-陆转换即陆岩石圈演化阶段,岩石圈被交代形成大量方辉橄榄岩;500~480 Ma快速深俯冲和榴辉岩相变质阶段;460~335 Ma角闪岩相退变质阶段,此阶段在松树沟橄榄岩中形成大量富镁的直闪石类矿物,包括透闪石、阳起石和镁闪石.由此可见,蛇绿岩型造山带橄榄岩能够记录造山带形成与演化的全过程,通常会经历4个形成和演化阶段:（1）洋岩石圈（蛇绿岩）形成阶段,形成纯榄岩;（2）洋-陆转换阶段,陆岩石圈演化阶段,岩石圈受交代形成方辉橄榄岩;（3）岩石圈深俯冲,榴辉岩相变质;（4）俯冲板片抬升至角闪岩相时退变质,此时在橄榄岩中形成富镁的直闪石类矿物.不同造山带中蛇绿岩型橄榄岩的区别可能只是俯冲深度和退变质程度不同而已.最后,蛇绿岩一定要强调是什么时代的蛇绿岩.同时,造山带进变质作用产物经常会被后期抬升过程中退变质作用彻底改造,这应该引起重视.      

秦岭造山带松树沟元古宙蛇绿岩及其大地构造背景

秦岭造山带松树沟蛇绿岩大约是在９８３Ｍａ，构造就位于秦岭杂岩（Ｐｔ１）之上的异地构造岩片．由变质橄榄岩、堆积橄榄岩和火山岩系组成。变质橄榄岩以纯橄榄岩为主。堆晶岩分为单斜辉石型和斜方辉石型两类。火山岩由拉斑玄武岩和低铝安山岩组成，εＮｄ（Ｔ）为＋４．１～＋６．４，表现出Ｎ、Ｔ、Ｐ三种稀土分配型式和非正常洋脊玄武岩地球化学的特征。综合分析认为，这个古老蛇绿岩是在一种位于洋中脊之上的洋岛环境中形成的，代表了晋宁期华北板块与扬子板块之间古洋盆的残骸。     

雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩中铬铁矿的前景讨论

蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿是铬的主要来源,是中国极缺的重要战略资源。开展豆荚状铬铁矿成矿作用及围岩地幔橄榄岩的研究,是进一步寻找铬铁矿床和缓解中国铬铁矿资源的瓶颈状态的必要手段。本文以西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带内几个主要的地幔橄榄岩体及其中的铬铁矿体为研究主体。在野外地质调查的基础上,系统总结了蛇绿岩的组成、矿物成分、岩石地球化学成分和Re-Os同位素等特征,探讨铬铁矿和地幔橄榄岩的形成过程,取得以下进展和认识:(1)雅鲁藏布江缝合带各段的岩石组合存在较大差异,构造背景的演化过程也不同,佐证了特提斯洋演化过程的不均一性;(2)在雅江西段存在高铝型和高铬型两类铬铁矿矿体,其余都为高铬型铬铁矿,铬尖晶石的矿物化学特征记录了不同构造背景的痕迹;(3)地幔橄榄岩的矿物学和地球化学表明地幔橄榄岩及铬铁矿具有深海地幔橄榄岩和岛弧地幔橄榄岩两者的特点,是岩石/熔体反应和部分熔融作用叠加的结果;(4)提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的认识,经历了早期俯冲到地幔过渡带,在地幔柱/地幔对流驱动下,运移到过渡带顶部冷凝固结,在侵位过程和俯冲带环境,含水熔体与方辉橄榄岩反应的过程;(5)在雅鲁藏布江缝合带中金刚石等超高压矿物的普遍存在,西段的几个大型岩体与罗布莎存在较多相似之处,均经历了相同的构造背景和豆荚状铬铁矿的成矿作用,存在较大的找矿空间。     

西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带中地幔橄榄岩的成因

本文报道了西藏西南部达巴-休古嘎布蛇绿岩带中橄榄岩的矿物化学资料.橄榄岩中主要造岩矿物化学成分的分析研究表明,该区橄榄岩为残余地幔成因,但它们不是地幔简单熔化的残余物.尖晶石中Cr#及辉石中Ti的广泛变化表明它们具有复杂的熔融历史及地幔交代作用的印记,其形成过程可能经历了两种构造环境的转变.早期在MORB环境下形成低Cr#(尖晶石)橄榄岩;其后由于洋内俯冲作用,早先形成的低熔橄榄岩被消减到岛弧之下再度发生熔融形成高Cr#(尖晶石)橄榄岩.从而,在古大洋消失之后形成的碰撞带上同时保存了MORB型和SSZ型两类蛇绿岩.     

甘肃红石山蛇绿岩地球化学特征及构造环境

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。     

阿尔金红柳沟蛇绿混杂岩中MORB与OIB组合的地球化学证据

阿尔金红柳沟地区早古生代蛇绿混杂带中含有地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、细碧化玄武岩、硅质岩、复理石等岩石组合。笔者研究证实，该地区蛇绿岩中变基性岩具有过渡型洋中脊玄武岩（T－MORB）的特征，并发现蛇绿岩在混杂带中与洋岛玄武岩（OIB）共生。在球粒陨石标准化的稀土元素配分图上，T－MORB型变基性岩配分型式为平坦型；OIB中TiO2含量高，近3％，富集高场强元素Nb、Ta等，稀土元素配分型式为轻稀土富集型。MORB和OIB组合的出现说明早古生代时，该地区存在过洋盆。这一组合可与北祁连进行对比。     

东昆仑没草沟蛇绿岩地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

重点介绍了没草沟蛇绿岩岩石组合、地球化学特征等,并对该蛇绿岩构造背景进行了讨论。该蛇绿岩位于青海省格尔木市,构造上处于东昆仑复合造山带西段,岩石组合由变质基性玄武岩及少量辉绿岩、辉长岩、变质橄榄岩、辉橄岩等组成。岩石主量和微量元素特征显示该蛇绿岩与俯冲无关,属正常洋中脊型玄武岩。前人开展的地质调查表明,该蛇绿岩形成于晚奥陶世。通过对没草沟蛇绿岩中玄武岩和辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,分别获得了488.2±2.1Ma和500.8±2.2 Ma的年龄数据,确定该蛇绿岩形成时代为中寒武世—早奥陶世。该同位素年龄的获得填补了该地区蛇绿岩无时代依据的空白,同时反映古特斯洋在本区的残留。综合区域地质特征认为,没草沟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。寒武纪早期是洋盆发育的全盛期,奥陶纪晚期洋壳发生消减,于晚志留世洋盆基本闭合,后期伴有绿片岩相变质作用。