地质科技情报CEOLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION2000　Vol.19 No.1P.16-18

蛇绿岩就位机制研究

朱云海　潘元明　张克信　王国灿　陈能松　侯光久

摘　要：在对东昆仑蛇绿岩研究的基础上，结合其它地区资料，对蛇绿岩就位机制进行了研究，把蛇绿岩就位机制分为俯冲刮削拼贴式、俯冲折返拼贴式和仰冲推覆式三种类型，并对不同就位机制下形成的蛇绿岩的特征进行了讨论。
关键词：蛇绿岩；就位机制；俯冲刮削拼贴式；俯冲折返拼贴式；仰冲推覆式
分类号：P588　文献标识码：A
文章编号：1000-7849(2000)01-0016-03

EMPLACEMENT MECHANISMS OF OPHIOLITES AND THEIR CHARACTERISTICS

　　蛇绿岩一词最早是由Brongniart于1813年在研究意大利北部蛇绿岩以后提出的，现代把蛇绿岩等同于洋底的观点随着板块构造的出现而出现。Brunn^［1］就已明确提出蛇绿岩和大西洋洋壳间具明显的相似性。1972年美国地质学会Penrose会议^［2］正式将蛇绿岩与板块构造联系起来，认为蛇绿岩是一种可与洋壳对比的独特的镁铁质—超镁铁质岩石组合，它们产于洋中脊扩张构造环境，后来由于板块构造作用而出露于板块会聚带。所以，蛇绿岩一词的本质是可与现代洋壳对比的岩石组合，而且应限于离开原始形成场地后又发生了构造侵位的一套岩石组合，不适用于原地形成的地壳—地幔岩石。
　　自1972年美国Penrose会议确定了蛇绿岩定义以来，由于其与板块构造间的密切关系，引起了各国岩石学家和构造地质学家的重视。在1979～1990年间，国际上就蛇绿岩与大洋岩石圈问题召开过4次学术讨论会。我国也于1996，1997年连续召开两次蛇绿岩学术讨论会，并出版了相应的论文集^［3］，对蛇绿岩深入的研究起到了推动的作用。从蛇绿岩的定义看，蛇绿岩的研究实际上应包括岩石学和构造地质学两方面的内容。蛇绿岩是地球系统各圈层相互作用的产物，蛇绿岩的分布不是随机的，而是限定于大陆造山带的缝合线内。那么，蛇绿岩形成以后，通过何种方式就位于现今大陆造山带内，即蛇绿岩就位机制的研究，就是蛇绿岩研究中不可回避的问题，它对于研究洋陆相互转化的运动学和动力学过程、造山带的形成与演化，具有非常重要的意义，是蛇绿岩研究的一个重要组成部分。

1　蛇绿岩就位方式主要类型

　　自60年代板块构造学说问世以来，蛇绿岩就位机制的研究已引起越来越多研究者的兴趣，并提出了一系列蛇绿岩就位的模式^［4～7］。但就研究程度而言，蛇绿岩就位机制的研究比起蛇绿岩其它方面要薄弱得多。国内很少有文章专门论述该问题，目前国外学者(如Nicolas^［4］，Coleman^［8］,Moores于1982年)根据蛇绿岩是就位于被动大陆边缘还是活动大陆边缘，把蛇绿岩就位机制分为特提斯型和科迪勒拉型两类。其中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。通过对前人资料的总结并结合东昆仑造山带蛇绿岩的研究，根据蛇绿岩侵位时的动力学及运动学特征，笔者把蛇绿岩就位机制分为三种主要类型，即俯冲刮削拼贴式、俯冲折返拼贴式和仰冲推覆式(图1)。其中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。

2　不同就位方式主要特征

图1　蛇绿岩侵位机制示意图
Fig.1　Sketch of ophiolite emplacement

A.俯冲刮削拼贴式；B.俯冲折返拼贴式；C.仰冲推覆式
1.洋壳；2.陆壳；3.洋岛、海山、裂解块体；4.磨拉石；
5.岩浆弧花岗岩；6.弧火山岩

　　 东昆仑地区塔妥蛇绿岩带和布青山蛇绿岩带^［9］就位机制即属该类型，塔妥蛇绿岩和布青山蛇绿岩均呈构造岩片产出，赋存于二叠—三叠纪马尔争组地层中，蛇绿岩与围岩间呈断层接触。随俯冲带自北向南逐渐后退，蛇绿岩和围岩时代均由老变新，蛇绿岩和围岩的变质程度均较低，为低绿片岩相(未变质)。在蛇绿岩带北侧(俯冲带近大陆一侧)，形成大面积岩浆弧花岗岩，构成规模宏大的昆北岩浆弧带。
2.2　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(图1-B)，其特征如下。①经历了俯冲增压和折返减压两个阶段，在俯冲增压过程中，由于埋藏较深，蛇绿岩变质程度较深，各岩石类型均发生了不同程度的变质作用。玄武岩、辉绿岩常变质成斜长角闪岩，部分保留有原岩的结构特征和产出状态，超镁铁质岩多变成蛇纹岩等，围岩变质程度常为角闪岩相，局部可达麻粒岩—榴辉岩相，如大别造山带一带的含柯石英榴辉岩。蛇绿岩在折返减压过程中，常发生退变质作用，辉石退变质为角闪石或黑云母。②由于其经历了俯冲和折返阶段，不同构造层次的各种岩片相互拼贴，蛇绿岩被强烈构造肢解，由于俯冲深度较大，蛇绿岩与围岩间的地层接触关系被变质作用所愈合。③由于板块的俯冲作用，在俯冲带近大陆一侧引起部分熔融，形成大面积岩浆弧花岗岩和弧火山岩。
　　东昆仑地区清水泉蛇绿岩带即为该类型。清水泉蛇绿岩形成于中元古代，围岩为古元古代白沙河岩群，蛇绿岩和围岩均遭受了角闪岩相—麻粒岩相变质作用，尽管后期构造变形使大部分超镁铁质岩呈岩片状产出，但一些地方蛇绿岩与围岩大理岩之间可见到良好的愈合关系^［10］，接触带靠大理岩一侧有较多被方解石重结晶愈合的超镁铁质岩包体，这种接触关系表明二者早期为构造接触，峰期变质作用期间，钙质岩系重结晶成大理岩并与超镁铁质岩焊合，从而使部分超镁铁质岩免受峰期变质作用的继续改造而保持浅变质的状态。根据与蛇绿岩共生的变质岩p-T轨迹(图2)，反映出清水泉蛇绿岩经历了俯冲增压和折返减压过程。俯冲时，蛇绿岩及围岩变质压力为1.0～1.2 GPa，温度为800～900°C。折返时，遭受的退变质压力为0.5～0.6 GPa，温度为650～750°C。由于该期俯冲而形成晋宁期岩浆弧花岗岩的侵入，侵入岩的形成时代为913～1 011 Ma，为火山弧和同碰撞构造环境，与板块的俯冲或碰撞有关。

图2　清水泉地区白沙河岩群p-T轨迹(据文献［11］简化)
Fig.2　p-T trajectory of Baishahe Group in Qingshuiquan area
ky.蓝晶石；sil.矽线石；and.红柱石；en.顽火辉石；kf.钾长石；
pl.斜长石;ms.白云母；q.石英；gt.石榴石；phl.金云母

2.3　仰冲推覆式
　　洋壳或大洋岩石圈在会聚过程中向陆壳(或大陆岩石圈)仰冲推覆(图1-C)，如阿曼山脉的形成。该类型就位机制经历3个演化阶段：①洋壳分离(detachment)并产生逆冲，形成洋内剪切，使洋壳的浅部与中—深部大洋岩石圈分离；②浅部洋壳沿剪切面发生仰冲而逆掩到被动大陆边缘或岛弧之上；③经碰撞作用最后被挤入造山带内。
　　该类型蛇绿岩并非均经历了完整的演化阶段。有些蛇绿岩只经历了第一阶段，如Macquarie蛇绿岩，有些蛇绿岩则停留在第二阶段，如Oman蛇绿岩和西南太平洋蛇绿岩^［4］。演化比较完全的如西藏日喀则蛇绿岩^［12］。该类型蛇绿岩特征如下：①蛇绿岩通过仰冲就位于被动大陆边缘或岛弧之上，所形成的蛇绿岩一般比较完整，保存完好；②蛇绿岩变质程度浅，推覆面以下的围岩变质程度与之有较大差异，蛇绿岩层序完整；③蛇绿岩规模常较大，呈推覆体状存在于大陆基底上；④在蛇绿岩与围岩接触处，沿推覆面常发育构造岩。西藏日喀则蛇绿岩即为此类型^［12］。
　　中国造山带多为多期复合造山带，多经历了多次造山活动，如东昆仑造山带，同一造山带内可能存在多期、不同就位类型的蛇绿岩，同时在造山演化的陆内造山阶段及后期的造山活动均会对已就位的蛇绿岩进行进一步改造。故对蛇绿岩就位机制的研究，要分不同造山旋回进行研究。

编辑：黄秉艳

基金项目：国土资源部“1：25万填图方法研究”及“1：25万阿拉克湖幅区域地质调查”项目
作者简介：朱云海，男，1964年6月生，副教授，主要从事造山带蛇绿岩、花岗岩科研与教学工作
作者单位：朱云海（中国地质大学地球科学学院，湖北 武汉，430074；）
　　　　　潘元明（萨斯喀彻温大学，加拿大萨斯卡通）
　　　　　张克信（中国地质大学地球科学学院，湖北 武汉，430074；）
　　　　　王国灿（中国地质大学地球科学学院，湖北 武汉，430074；）
　　　　　陈能松（中国地质大学地球科学学院，湖北 武汉，430074；）
　　　　　侯光久（中国地质大学地球科学学院，湖北 武汉，430074；）

参考文献：

［1］Brunn I H.La dorsale medio-atlantique et les epanchements ophiolitiques［J］.C.R.Soc.Geol.,France,1959,8:234-236
［2］Anonymous.Penrose field conference on ophiolites［J］.Geotimes,1972,17:24-25
［3］张旗.蛇绿岩与地球动力学研究［M］.北京：地质出版社，1996
［4］Nicolas A.Structure of Ophiolite and Dynamics of Oceanic Lithosphere［M］.［s.l.］:Kluwer Acadamic Publishers,1989
［5］Michard A,Juteau T,Whitechurch H.L'obduction:revue des modeles et confrontation au cas de l'oman［J］.Bull.Soc.Geol.,France,1985,2:189-198
［6］Moores E M.Origin and emplacement of ophiolites［J］.Rev.Geophys.Space Physics,1982,20:735-760
［7］Gealey W K.Ophiolite obduction mechenism［A］.Proc.Inter.Ophiolite Symp［M］.Cyprus:Geol.Surv.Dept,1980.228-243
［8］Coleman R G.The diversity of ophiolites［J］.Geol.Mijnbouw,1984,63:141-150
［9］朱云海，张克信，Pan Yuanming等.东昆仑造山带不同蛇绿岩带的厘定及其构造意义［J］.地球科学——中国地质大学学报，1999，24(2)：134-138
［10］王国灿，张天平，梁斌等.东昆仑造山带东段昆中复合蛇绿混杂岩带及“东昆中断裂带”地质含义［J］.地球科学——中国地质大学学报，1999，24(2)：129-133
［11］陈能松，朱杰，王国灿等.东昆仑造山带东段清水泉高级变质岩片的变质岩石学研究［J］.地球科学——中国地质大学学报，1999，24(2)：116-120
［12］Nicolas A,Girardeau F,Marcoux J et al.The Xigaze ophiolite(Tibet):a peculiar oceanic lithosphere［J］.Nature,1981,294:414-417