喀雅克登塔格地区蛇绿岩岩石化学地球化学特征

[摘 要]论文是建立在青海省喀雅克登塔格地区地质矿产调查项目基础上完成的,通过对区内蛇绿岩的岩石化学特征、稀土元素特征、微量元素特征的分析研究,对比区域上蛇绿岩的形成时代,分析研究蛇绿岩形成构造环境,从而认为测区蛇绿岩的层序是下部为蛇纹岩、橄辉岩、辉石岩,上部为辉长岩、基性火山岩、辉绿玢岩墙、沉积岩；蛇绿岩与碱性的洋中脊玄武岩组分含量一致,时代归属为早奥陶世.

[关 键 词]喀雅克登塔格蛇绿岩岩石化学稀土元素微量元素形成时代

[中图分类号]P584[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-3-87-3

作为缝合带标志的蛇绿岩,代表了大陆上保存的洋壳和上地幔的碎片,从其形成到定位到现今大陆造山带内,经历了造山演化的不同阶段,因此研究蛇绿岩对于祁漫塔格地区构造单元划分和探讨造山带形成和演化具有非常重要的作用.

本论文是建立在青海省喀雅克登塔格地区地质矿产调查项目基础上完成的,主要针对工作区蛇绿岩岩石化学和地球化学特征进行研究.

1岩石化学特征分析

测区蛇绿岩的岩石化学测试成果见表1.从表可见,岩石中H2O含量普遍较高,其中蛇纹岩H2O最高含量达10.82%,橄辉岩,含橄榄石辉石岩含量分别在5.16%,2.40%,而Fe2O3明显高于FeO,表明岩石可能遭受过一定的蚀变及变质作用.

（1）蛇纹岩：SiO2含量31.5931.46%；TiO2等于0.160.93%；Al2O3等于16.6417.43%；Fe2O3等于1.9211.38%；FeO等于1.7813.15%；MnO等于0.220.28%；MgO等于22.5726.08%；CaO等于0.291.71%；Na2O等于0.100.13%；K2O等于0.010.02%.

（2）橄辉岩：SiO2含量等于42.61%；TiO2等于0.19%；Al2O3等于10.75%；Fe2O3等于3.31%；FeO等于7.20%；MnO等于0.16%；MgO等于23.04%；CaO等于5.95%；Na2O等于1.11%；K2O等于0.16%.

（3）含橄榄石辉石岩：SiO2含量49.70%；TiO2等于0.61%；Al2O3等于2.63%；Fe2O3等于1.89%；FeO等于15.10%；MnO等于0.33%；MgO等于19.37%；CaO等于6.64%；Na2O等于0.33%；K2O等于0.07%.

从数据看,岩石中SiO2、CaO、Na2O、K2O含量低,而（Fe2O2+FeO）、MgO含量高,反映了超镁铁质岩的特征.从不同岩石类型的成分变化特征看,随着SiO2含量的升高,蛇纹岩→橄辉岩→辉石岩,TiO2、MnO含量变化不明显；Al2O3含量逐渐降低；TFeO含量增高；MgO含量降低；CaO、Na2O、K2O含量增高.从岩石中SiO2低,（Fe2O3+FeO）、MgO含量高的特征看,以上岩石具有超镁铁质岩的特征.

蛇纹岩→橄辉岩→辉石岩,SI、OX等参数没有明显的变化；NK、MF、m/f、分异指数等逐渐降低；FeO/MgO的变化呈“V”自形,两头高,中间低；A/CNK逐渐增大.

超基性、基性岩用m/f比值分为五类,m/f均大于6.5者为镁质超基性岩；m/f比值26.5者为铁质超基性岩；m/f比值26.5者为富铁质超基性岩；m/f比值12者为铁质超基性岩；m/f比值0.51者为铁质基性岩；m/f比值00.5者为富铁质基性岩.而本区的蛇纹岩、橄辉岩、辉石岩的m/f比值均大于1,小于2,应属铁质超基性岩.

在FeO*-K2O+Na2O-MgO图（图1）中蛇纹岩和橄辉岩两类样品均落在镁铁和超镁铁堆积岩区；含橄榄石辉石岩落于镁铁和超镁铁堆积岩区附近.

2地球化学特征分析

2.1稀土元素

稀土元素测试成果见表2.蛇纹岩的稀土总量ΣREE低,橄榄辉石岩的稀土总量ΣREE相对最高,而橄辉岩居中LREE/HREE反映,蛇纹岩、辉石岩具轻微的轻稀土亏损；橄辉岩则显示轻稀土明显富集.（La/Yb）n比之中除橄辉岩大于1外,蛇纹岩、辉石岩均小于1.Eu含量在蛇纹岩中只占（0.030.07ωB/10-6）；橄辉岩中0.48ωB/10-6；辉石岩中0.37ωB/10-6.除橄辉岩δEu>1外,蛇纹岩、辉石岩的δEu<1,反映出蛇纹岩、辉石岩均为铕亏损,只有橄辉岩铕富集（图2）.

2.2微量元素

蛇绿岩各组分的微量元素丰度见表3.

各岩石组分中Cr、Co、Sr、Ti、Zr等元素含量较高,其他元素含量较低.

在原始地幔为标准的蛛网图（图3）中表现为Rb、Th、U、Nb、Ta等元素呈正峰凸起,橄辉岩中Sr元素出现明显的正峰,各组分曲线形态与碱性的洋中脊玄武岩一致.

3构造环境分析

地质学特征反映,蛇纹岩、辉石岩、橄辉岩、辉长岩、辉绿玢岩呈构造块体赋存在祁漫塔格群碎屑岩中,并经历了强烈的韧性剪切作用和蛇纹石化等蚀变.分布于早古生代北昆仑结合带内及两侧,具有蛇绿混杂岩的特征.岩石学特征显示该类岩石曾经历过多期次的构造变质变形作用.

岩石化学反映该类岩石具有低SiO2、K2O,高TiO2、MgO、TFeO特征.微量元素中Rb、Th、U、Nb、Ta等元素呈正峰凸起,橄辉岩中Sr元素出现明显的正峰,各组分曲线形态与碱性的洋中脊玄武岩一致.

将测区样品投在FeOt-MgO-Al2O3图解上（图4）,样品均落于3区附近,具有洋中脊及洋底玄武岩的特征.因此我们认为,测区蛇绿岩为地幔岩浆活动的产物.是祁漫塔格洋俯冲、碰撞、消亡过程中洋壳残片的岩石记录.

4时代讨论

目前,关于祁漫塔格蛇绿岩形成时代的研究,主要依前人在十字沟一带组成蛇绿岩上部层位的块层状玄武岩中获得的Sm-Nd等时线年龄468±54Ma和在小沟西蛇绿岩套的辉绿岩中获得的Sm-Nd等时线年龄449±34Ma以及在盖依尔南辉长岩、橄辉岩中获得的Sm-Nd等时线年龄466±3.3Ma等3组年龄值.本次调查未能获得确定蛇绿岩时代的资料,但本区的蛇绿岩与祁漫塔格蛇绿岩处于同一构造带内,岩石组分可互相对比,应属同期蛇绿岩.在时代归属时将本区蛇绿岩的时代归属为早奥陶世.

5结论

（1）测区蛇绿岩各岩石组分的化学成分特征分析可知从蛇纹岩→橄辉岩→辉石岩→辉长岩→辉绿玢岩,SiO2、CaO、K2O、Na2O含量逐渐增高；MgO、TFeO逐渐降低.据各组分的岩石学特征结合区域上祁漫塔格蛇绿岩研究成果,认为测区蛇绿岩的层序应该是：下部为蛇纹岩、橄辉岩、辉石岩；上部为辉长岩、基性火山岩、辉绿玢岩墙、沉积岩.

（2）测区蛇绿岩中的蛇纹岩、辉石岩可能具有相同的源区（上地幔）,而辉橄岩的源区显得略浅一些,可能来自上地幔与下地壳的过渡带,是俯冲带所携带的大陆板块边缘的陆壳物质进入上地幔后,与地幔物质同熔产生的岩浆所形成.

（3）工作区蛇绿岩与碱性的洋中脊玄武岩组分含量一致.

（4）测区蛇绿岩为地幔岩浆活动的产物,是祁漫塔格洋俯冲、碰撞、消亡过程中洋壳残片的岩石记录.

（5）本区蛇绿岩时代归属为早奥陶世.