北山造山带古生代蛇绿混杂岩研究现状及进展

蛇绿混杂岩带作为造山带最重要的组成部分之一,其形成和就位过程与区域造山事件密切相关.通过系统梳理北山造山带蛇绿混杂岩的研究现状及存在问题,认为在北山造山带内卷入的4条蛇绿混杂岩带中,红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿混杂岩带为形成时代最古老的蛇绿岩,代表了北山洋盆最早于早寒武世即已开启,北山地区发育的洋盆最晚可能于二叠纪闭合,...     

新疆东部三条蛇绿混杂岩带的比较研究

本文综合对比了新疆东部三条蛇绿混杂岩带的岩石组合、地球化学特征及其大地构造背景,指出克拉美丽—塔克扎勒—伊吾蛇绿混杂岩带是西伯利亚板块和塔里木板块晚古生代末的最后缝合线;中天山北缘米什沟—干沟蛇绿混杂岩带是古准噶尔洋壳早古生代向塔里木北缘俯冲的标志;南天山红柳河—玉石山蛇绿岩带则是南天山弧后洋盆的残骸。     

甘肃北山火石山地区早古生代蛇绿混杂岩的发现及其地质意义

在甘肃北山火石山地区新发现了蛇绿混杂岩,该混杂岩由蛇绿岩岩块和混杂基质组成。蛇绿岩块有纯橄岩、辉石橄榄岩、辉石岩、辉长岩、玄武岩及硅质岩等。基质为志留系中上统公婆泉群,主要是一套变凝灰质砂岩夹碳酸盐岩和少量安山岩。野外调查及室内鉴定结果显示蛇绿岩岩块和基质遭受了较强的变质变形。火石山蛇绿混杂岩位于红柳河、牛圈子蛇绿岩之间,且该蛇绿岩地球化学特征显示其同红柳河蛇绿岩相似,因此认为红柳河—牛圈子蛇绿混杂岩是通过火石山相连接。火石山蛇绿混杂岩的发现对研究该带洋陆时空演化提供了新的线索,对北山古生代构造背景研究具有重要意义。     

甘肃北山牛圈子蛇绿混杂岩的形成环境及构造意义

牛圈子蛇绿混杂岩是洗肠井—牛圈子—红柳河蛇绿岩带受阿尔金北东向左行走滑断裂分割后的其中一部分.该蛇绿混杂岩的岩石组合为辉长岩(堆晶辉长岩、块状辉长岩)、辉绿岩、基性熔岩(变玄武岩)及深海—次深海远洋、半远洋相沉积物(硅质岩、板岩)等.岩石地球化学特征表明,蛇绿混杂岩具有岛弧拉斑玄武岩和洋脊玄武岩的双重特征,其总体大地构造背景具弧后盆地性质,属SSZ型构造环境.同位素测年显示蛇绿混杂岩始于中—晚奥陶世,形成时代主体应为志留纪.根据上述特征并结合区域地质构造特征,认为本区在早古生代曾存在已消失的古洋盆与古碰撞缝合带.     

内蒙古北山地区月牙山蛇绿质构造混杂岩带地质特征、形成时代及大地构造意义

月牙山蛇绿质构造混杂岩带位于红柳河—洗肠井蛇绿岩带东部的月牙山一带。月牙山蛇绿岩套出露较完整,自下而上由超基性杂岩、辉长岩、层状玄武岩、枕状玄武岩及放射虫硅质岩组成。蛇绿岩套北侧发生了强烈的构造混杂作用,形成蛇绿质构造混杂岩带,由强糜棱岩化、强蛇纹石化的辉橄岩、玄武岩基质和辉石岩、堆晶辉长岩、斜长花岗岩、橄榄岩、橄辉岩、角闪石岩、白云岩、放射虫硅质岩、蚀变玄武岩等岩块组成。通过对蛇绿岩套中辉石岩、辉长岩、斜长花岗岩、辉长闪长岩及蛇绿岩套北侧斜山——东七一山火山弧中的安山岩、花岗闪长岩等开展锆石U-Pb同位素测年研究,确定月牙山蛇绿岩套形成时代约为530Ma,相当于早寒武世;洋盆发生大规模自南向北俯冲作用的时间为421.0±15~442.4±1.5Ma,相当于志留纪。通过对蛇绿岩带两侧地层形成环境及蛇绿岩带对两侧地层单位的限定意义等研究认为,红柳河—洗肠井蛇绿岩带是代表古大洋闭合的板块缝合带,以该带为界,北侧为哈萨克斯坦板块,南侧为塔里木板块。     

内蒙古北山地区月牙山蛇绿质构造混杂岩带地质特征、形成时代及大地构造意义

月牙山蛇绿质构造混杂岩带位于红柳河—洗肠井蛇绿岩带东部的月牙山一带。月牙山蛇绿岩套出露较完整,自下而上由超基性杂岩、辉长岩、层状玄武岩、枕状玄武岩及放射虫硅质岩组成。蛇绿岩套北侧发生了强烈的构造混杂作用,形成蛇绿质构造混杂岩带,由强糜棱岩化、强蛇纹石化的辉橄岩、玄武岩基质和辉石岩、堆晶辉长岩、斜长花岗岩、橄榄岩、橄辉岩、角闪石岩、白云岩、放射虫硅质岩、蚀变玄武岩等岩块组成。通过对蛇绿岩套中辉石岩、辉长岩、斜长花岗岩、辉长闪长岩及蛇绿岩套北侧斜山——东七一山火山弧中的安山岩、花岗闪长岩等开展锆石U-Pb同位素测年研究,确定月牙山蛇绿岩套形成时代约为530Ma,相当于早寒武世;洋盆发生大规模自南向北俯冲作用的时间为421.0±15~442.4±1.5Ma,相当于志留纪。通过对蛇绿岩带两侧地层形成环境及蛇绿岩带对两侧地层单位的限定意义等研究认为,红柳河—洗肠井蛇绿岩带是代表古大洋闭合的板块缝合带,以该带为界,北侧为哈萨克斯坦板块,南侧为塔里木板块。     

内蒙古北山地区百合山蛇绿混杂岩带的厘定及其洋盆俯冲极性——基于1∶5万清河沟幅地质图的新认识

造山带内蛇绿混杂岩带结构与组成的精细研究可为古板块构造格局重建和古洋盆演化提供最直接证据。北山造山带内存在多条蛇绿混杂岩带,记录了古亚洲洋古生代以来的俯冲和闭合过程,然而其大地构造演化长期存在争议。红石山—百合山蛇绿混杂岩带位于北山造山带北部,主要由蛇绿(混杂)岩和增生杂岩组成,具典型的"块体裹夹于基质"的混杂岩结构特征,发育紧闭褶皱、无根褶皱、透入性面理和双重逆冲构造。蛇绿混杂岩带中岩块主要由超镁铁质-镁铁质岩(变质橄榄岩、辉石橄榄岩、异剥辉石岩、蛇纹岩)、辉长岩、玄武岩、斜长花岗岩、硅质岩等洋壳残块以及奥陶纪火山岩、灰岩等外来岩块组成,基质则主要为蛇纹岩、砂板岩及少量的绿帘绿泥片岩;在蛇绿混杂岩带北侧发育有台地相灰岩与深水浊积岩组成的沉积混杂块体,具滑塌堆积特征。蛇绿混杂岩带内发育三期构造变形,前两期为中深构造层次下形成的透入性变形,第三期为浅表层次的脆性变形,未形成区域性面理。空间上,由增生杂岩和蛇绿(混杂)岩组成的百合山蛇绿混杂岩带共同仰冲于绿条山组浊积岩之上,具有与红石山地区蛇绿混杂岩带相似的岩石组成、构造变形和时空结构特征。百合山蛇绿混杂岩带南侧发育同期的明水岩浆弧,由晚石炭世石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩以及白山组岛弧火山岩组成,其与百合山蛇绿混杂岩带共同构成了北山造山带北部石炭—二叠纪的沟-弧体系,指示了红石山—百合山洋盆向南俯冲的极性。     

蛇绿混杂岩就位机制及其大地构造意义新解:基于残余洋盆型蛇绿混杂岩构造解析的启示

蛇绿岩代表了古洋壳的残余,通常被作为识别古汇聚板块边界的重要标志之一.但是,通过对西准噶尔造山带和松潘-甘孜造山带内出露的蛇绿混杂岩的大比例尺填图和构造解析,揭示出并非所有的蛇绿混杂岩带都具有缝合带的大地构造意义.综合前人研究结果,将蛇绿混杂岩划分为缝合带型和非缝合带型2种类型.非缝合带型蛇绿混杂岩带的分布与残余洋盆在闭合过程中的构造过程密切相关.在残余洋盆被巨厚层的碎屑岩填充之后,作为残余盆地基底的大洋岩石圈物质在区域挤压应力作用下,可通过多种形式构造就位于上覆碎屑沉积地层之中,形成具有弥散性分布特点的残余洋盆型蛇绿混杂岩系统.而缝合带型蛇绿混杂岩的就位过程可划分为3种方式,分别是俯冲就位、仰冲就位和碰撞就位.这些不同类型的蛇绿混杂岩带在板块汇聚后的再造山过程中,早期的构造变形会被叠加改造甚至导致蛇绿混杂岩的重新就位,使其分布形式复杂化.因此,正确识别和厘定不同构造过程形成的蛇绿混杂岩带及其对应的大地构造背景,对研究洋陆转换过程和造山带的演化至关重要.     

内蒙古北山造山带时空结构与古亚洲洋演化

内蒙古北山造山带自北向南发育红石山－百合山、月牙山－洗肠井和帐房山－玉石山3条蛇绿构造混杂岩带。其中北部的2条蛇绿岩带揭示了北山造山带两阶段演化的历史：月牙山－洗肠井蛇绿混杂岩带洋壳形成于530~520 Ma,沿该带多处保存较完好的蛇绿岩洋壳残块（洋壳结构具向北变新特征）,与北侧的早古生代公婆泉岩浆弧（由南向北岛弧成熟度变高）共同指示了北山洋向北俯冲消减的过程,即490 Ma初始俯冲,450~440 Ma为俯冲峰期,430~420 Ma为同碰撞阶段,400 Ma的双峰式岩浆岩组合指示了北山洋的消亡和后造山伸展的过程;红石山－百合山蛇绿混杂岩带是发育在雀儿山－圆包山岛弧基础上的SSZ型蛇绿岩,弧后开裂洋壳的形成与南侧最早发育的岛弧岩浆作用年龄接近（340~320 Ma）,310~290 Ma俯冲峰期造成南侧白山岩浆弧大量的岩浆活动,早二叠世末期（275 Ma）的辉长岩和花岗岩侵位及早—中二叠世双堡塘组下部的角度不整合均反映了红石山洋盆的闭合。前人所划"石板井－小黄山蛇绿岩带"实为一条早古生代发育的深大断裂,沿带发育中基性侵入体及少量超基性岩,后期（志留纪末）叠加有较强的韧性剪切变形。中生代以来的走滑作用和逆冲推覆构造改造了古生代的构造格架,使红石山-百合山蛇绿混杂岩带向北左行切错了十余千米,北山南部的中—新元古界推覆至下古生界之上。对内蒙古北山造山带时空结构的厘定,有助于中亚造山带造山作用过程的理解及其对古生代地壳增生的深入研究,也对银额盆地晚古生代新层系油气资源勘查起到基础支撑。     

蛇绿混杂岩内基性岩锆石年龄的复杂性:以内蒙古贺根山蛇绿岩为例

蛇绿混杂岩是大洋板块俯冲增生的产物,往往发育不同时代、来源和成因的蛇绿岩岩块或岩片,物质组成和结构构造十分复杂.蛇绿混杂岩内发育的基性岩(辉长岩、辉绿岩和玄武岩)是揭示古洋盆时限、性质和造山带演化过程的关键.然而,造山带往往伴随多期次构造、岩浆和变质等事件的叠加改造,如何准确识别蛇绿岩内基性岩组份,并限定其形成时代,一...     

内蒙古北山造山带白云山蛇绿混杂岩的厘定及其对北山洋俯冲消减的指示

白云山蛇绿混杂岩带位于内蒙古北山造山带中部,呈北西西向展布,向东延伸至月牙山-洗肠井蛇绿混杂岩带,向西延伸至牛圈子-红柳园蛇绿混杂岩带。白云山蛇绿混杂岩带内发育俯冲期的糜棱面理褶皱、拼贴期逆冲断层系及隆升期走滑断层系3期构造变形,由不同类型的岩块与基质组成,岩块主要包括纯橄岩、辉橄岩、橄辉岩、辉石岩、碳酸盐化超基性岩、辉长岩、玄武岩、斜长花岗岩蛇绿岩岩块及硅质岩、灰岩和砂岩岩块,基质主要为蛇纹岩、绿泥片岩及砂板岩。在蛇绿混杂岩带中部发现保存较完整的洋壳残片,由南向北依次出露堆晶超镁铁质岩、堆晶辉长岩及变质玄武岩。结合大洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩及晚寒武世岛弧钙碱性辉长岩的识别,认为白云山蛇绿混杂岩带寒武纪发育MOR型、OIB型、SSZ型等不同构造环境的蛇绿岩岩块,俯冲作用持续到晚志留世。     

甘肃北山雀儿山蛇绿混杂岩的厘定及其地质意义

蛇绿岩是认识古洋盆演化的关键,为人们研究大洋岩石圈特征、古板块重建、地幔物质组成以及板块俯冲过程等提供了重要依据。本研究新发现的雀儿山蛇绿混杂岩,位于中—蒙边境附近,大地构造位置属于大南湖—雀儿山—圆包山岛弧带,其围岩为绿条山组上段板岩段和白山群上亚群的绿泥千枚岩组,区域上的绿条山组和白山群上亚群可能不是连续沉积的岩石地层单元,而是弧前增生杂岩。雀儿山蛇绿混杂岩的岩性组合包括：片理化蛇纹岩、蛇纹石化辉石橄榄岩、辉长岩、玄武岩、安山质熔岩/角砾岩、英安岩、凝灰质砂岩、硅泥质岩、灰岩及大理岩。结合区域地质资料,雀儿山蛇绿混杂岩的增生就位时代可能为中三叠世。     

甘肃玉门昌马地区蛇绿混杂岩地质特征

昌马地区蛇绿混杂岩位于玉门市昌马乡南锅底坑山一带 ,是北祁连山西段加里东期俯冲杂岩的重要组成部分。带内发育早寒武世裂谷火山—沉积岩系、中寒武世蛇绿岩、蓝片岩等。地球化学特征显示蛇绿岩形成于微洋盆环境 ;蓝片岩为微洋盆有限俯冲之产物。蛇绿混杂岩经历了 4次变形变质作用。     

蛇绿岩与蛇绿混杂带结构

蛇绿岩是刻画造山带洋—陆演化格局的标志性证据,由具有成因联系的超基性—基性岩和上覆远洋—深海沉积物组成,是一种理想剖面,非实际的野外露头表现。蛇绿岩分为MOR型和SSZ型两类,前者形成于洋中脊、洋盆宽度足够的弧前/弧后盆地扩张脊环境,后者形成于洋壳初始俯冲阶段的弧前环境。蛇绿岩的形成年龄可以通过古生物和同位素测年方法获得,同位素年龄与最老古生物化石（如放射虫、牙形刺等）年龄相近;洋壳运移过程中,有岩浆击穿洋壳而发育二元结构,由早期洋壳和叠覆的晚期岩浆岩构成;晚期岩浆岩比最老古生物年龄更为年轻。蛇绿岩通过俯冲铲刮、深部底垫和仰冲作用就位,发育褶皱和叠瓦状—双冲构造、及构造肢解为“基质夹岩块”结构成为蛇绿混杂带;蛇绿岩的形成年龄和就位年龄之间可从无年龄差到数十、甚至上百个百万年的时间跨度。蛇绿岩就位后继续经历俯冲带上盘和陆内活化等阶段的演化：蛇绿岩就位时的滑脱断层切穿俯冲带上盘,为后期岩浆提供通道,可侵入多期次的、非蛇绿岩套组份的中基性—酸性岩脉和岩体,包括SSZ型特征的岩浆岩,如新疆扎河坝—和布克赛尔蛇绿混杂带和美国Klamath山蛇绿混杂带。蛇绿混杂带在变质变形强烈的俯冲带上盘和活化的陆内环境中,受到构造改造,造成单一露头区不能够完整地出露有蛇绿岩套的岩石组份,而侵入在蛇绿混杂带中的岩浆岩被构造肢解、形成岩块并使得混杂带内岩石组份复杂化。现今露头的蛇绿混杂带是经历过多阶段演化的、一种现时状态的“四维时空”信息的综合体,即多个时期的物质叠置在同一个露头的三维空间内,一些岩石可能与蛇绿岩套并无成因联系。     

托莫尔日特蛇绿混杂岩带地质特征及其构造意义

托莫尔日特蛇绿混杂岩带是柴北缘早古生代蛇绿混杂岩带东段的重要组成部分,亦是整个柴北缘地区各蛇绿混杂单元组合、出露较为齐全的地段之一,其中放射虫硅质岩在蛇绿混杂岩带中首次发现。托莫尔日特蛇绿混杂岩岩石学、岩石化学、地球化学等特征表明,其具有大洋中脊向岛蛇绿岩过渡的特点。     

滇西北金沙江带蛇绿岩,蛇绿混杂岩形成环境及时代

本文对滇西北金沙江带蛇绿岩及其混杂岩的产状、规模，岩石学及岩石化学特征等进行系统的综合研究，并根据大量的化石资料，将该区蛇绿岩的形成时代厘定为晚石炭世至二叠纪，蛇绿要岩的形成时代厘定为早、中三叠世，论证了本区蛇绿岩产于规模较小的洋盆环境之中，由于金沙江洋盆发育阶段较短暂，不具有隔离冈瓦纳及扬子两大古生物地理区系的作用，因此，金沙江缝合带不能构成古特提斯域的主缝合带。     

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。     

中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带的地质地球化学

中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带主要由属于弧前火山-沉积岩系的混杂基质及其襄胁的构造岩块组成,后者主要包括蛇绿岩残块、岛弧火山岩残块,以及大理岩、花岗岩等外来构造岩块。并因蛇绿岩及岛弧火山岩的出露而成为古板块缝合带的标志。干沟蛇绿岩岩石组合出露较为齐全,包括变质橄榄岩(蛇纹岩)、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等构造岩块,但几乎均呈零散的构造岩块,散布于混杂基质中。变质橄榄岩以相对低SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和CaO、高MgO为特征,类似于大洋中脊二辉橄榄岩主元素化学组成；∑REE低,LREE亏损,富集Cr、Ni,与世界典型蛇绿岩的超镁铁单元岩石地球化学特征类似。玄武岩的地球化学研究表明其以中等TiO_2、高MgO,不具有Nb、Ta亏损和Th富集为特征；与MORB相比较,高场强元素(HSFE)丰度低且平坦不分异；与原始地幔相比较,具有类似于N-MORB的亏损地幔特征,主、微量元素的地球化学特征显示岩石应形成于洋中脊构造环境。岛弧型火山岩出露于混杂岩带南部,主要为橄榄粗安岩；主元素以高MgO、Al_2O_3、K_2O、Na_2O、K_2O/Na_2O≈1、低TiO_2和CaO含量,富含挥发份为特征。同时,富集大离子亲石元素Rb、Ba、zr、Th、U和LREE等,并以Nb、Ta亏损和Th富集显示其成因与消减作用有关,形成于板块俯冲过程中的活动大陆边缘火山弧环境。干沟区段的混杂岩因存在蛇绿岩和与俯冲作用有关的火山岩而厘定为蛇绿混杂岩带,并指示沿中天山北缘曾存在古洋盆及其俯冲消减作用。     

阿拉善地块北缘的蛇绿混杂岩带及其大地构造意义

阿拉善地块北缘新近发现两条蛇绿混杂岩带,即恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带和查干础鲁蛇绿混杂岩带。这两条蛇绿混杂岩带在地球化学特征和构造特征等方面都有各自的特点。前者规模巨大,表现为洋壳的性质,是华北地台和中亚陆块的最终缝台线;后者表现为弧后小洋盆的性质,是华北地台北缘的一条岛弧和地台的缝合线。这两条蛇绿混杂岩带的发现,以及对它们性质的研究。对该区的构造单元划分和大地构造演化研究有着重要的意义。并为邻区的对比研究提供了依据。     

兴蒙造山带新发现构造混杂岩的地质意义探讨

兴蒙造山带发育多条蛇绿混杂岩带,为研究古亚洲洋闭合及造山带形成与演化提供了珍贵的地质资料,由于各蛇绿混杂岩带的板块构造意义以及晚石炭—早二叠世的大地构造属性至今仍未达成共识,导致兴蒙造山带晚古生代的板块构造格局存在争议。笔者近年来新发现了近东西向展布的卫境、补力太、准木布台和大石寨构造混杂岩,它们与晚石炭世—早二叠世海相沉积—火山地层及苏左旗—西乌旗岩浆岩带具有近一致的空间展布特征。本次研究主要通过构造混杂岩中玄武安山岩、辉长岩岩块和闪长岩的年龄,初步限定混杂岩带的时代为晚石炭世—早二叠世,应代表了新生洋盆闭合的产物,并初步探讨其与索伦山—满都拉、温都尔庙—图林凯、柯单山—小苇塘、达青牧场—迪彦庙和二连—贺根山蛇绿混杂岩的时空关系,为研究兴蒙造山带板块构造演化及晚石炭世—早二叠世的构造属性提供新的约束,进而对古亚洲洋闭合模式和陆壳增生机制提供研究支撑。