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阿尔金山东段阿克塞蛇绿岩地质地球化学特征及形成时代

王军, 李小强, 梁明宏, 王玉玺, 张兵兵, 潘保田

王军, 李小强, 梁明宏, 王玉玺, 张兵兵, 潘保田. 2018: 阿尔金山东段阿克塞蛇绿岩地质地球化学特征及形成时代. 地质通报, 37(4): 559-569.
引用本文: 王军, 李小强, 梁明宏, 王玉玺, 张兵兵, 潘保田. 2018: 阿尔金山东段阿克塞蛇绿岩地质地球化学特征及形成时代. 地质通报, 37(4): 559-569.
WANG Jun, LI Xiaoqiang, LIANG Minghong, WANG Yuxi, ZHANG Bingbing, PAN Baotian. 2018: Age and geochemistry of Aksay ophiolite in East Altun Mountains. Geological Bulletin of China, 37(4): 559-569.
Citation: WANG Jun, LI Xiaoqiang, LIANG Minghong, WANG Yuxi, ZHANG Bingbing, PAN Baotian. 2018: Age and geochemistry of Aksay ophiolite in East Altun Mountains. Geological Bulletin of China, 37(4): 559-569.

阿尔金山东段阿克塞蛇绿岩地质地球化学特征及形成时代

基金项目: 

中国地质调查局项目《祁连成矿带肃南—大柴旦地区地质矿产调查》 DD20160012

国家自然科学基金项目《河西走廊北山地区构造变形影响下的地貌演化过程研究》 41571003

《祁连山中段山体隆升扩展及其对水系演化的影响》 41730637

详细信息
    作者简介:

    王军(1986-), 男, 博士, 工程师, 从事区域地质与构造研究工作。E-mail:wangjunlzu@foxmail.com

  • 中图分类号: P595;P597+.3

Age and geochemistry of Aksay ophiolite in East Altun Mountains

  • 摘要:

    北阿尔金蛇绿岩带是分布在阿尔金山北缘的一条蛇绿混杂岩带,超基性蛇纹岩岩块、基性岩墙、辉长岩块及基性熔岩组合是该带东段阿克塞蛇绿岩的典型组合形式。地球化学研究结果显示,阿克塞蛇绿岩超基性蛇纹岩以富MgO、贫Al2O3、P2O5、CaO和K2O为特征,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线表现较平缓,比值接近于1;基性熔岩类中TiO2为0.86%~1.80%,Al2O3为12.00%~14.85%,CaO介于4.89%~19.23%之间,球粒陨石标准化稀土元素配分型式表现为右倾;基性岩墙中TiO2介于1.08%~2.44%之间,Al2O3含量为11.07%~13.26%,Na2O(1.20%~2.28%)>K2O(0.80%~1.38%),稀土元素总量介于48.65×10-6~124.04×10-6之间,平均92.95×10-6;轻、重稀土元素比值介于2.22~4.45之间,总体表现为大洋中脊环境,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示,阿克塞蛇绿岩形成于514.6±8.8Ma,为寒武纪,表明在早古生代北阿尔金洋已完全打开,并连通了红柳沟—阿克塞。

    Abstract:

    North Altun ophiolite belt is an ophiolite melange zone located on the northern margin of the Altun Mountains. Rock associations of ultrabasic rock blocks, basic dyke swarms, gabbro rock blocks and basic lava composite the representative ophiolite suite located in Aksay of the East Altun Mountains. Geochemical studies of the Aksay ophiolite show that the ultrabasic serpentinite is high in MgO and poor in Al2O3, P2O5, CaO, K2O, the chondrite-normalized REE patterns are relatively flat, and the ratio of sample to chondrite is close to 1. Basic lava rock is recognized by content of TiO2, Al2O3, CaO, with the chondrite-normalized REE patterns being relatively right-inclined. Basic dyke swarms are recognized by content of TiO2, Al2O3, with the features of Na2O higher than K2O, ∑ REE, and ∑ LREE/∑ HREE(2.22~4.45). Geochemical studies indicate that the Aksay ophiolite was formed in a Mid-Ocean Ridges (MOR) environment and was reformed by subsequent Suprs-Subduction Zone (SSZ). Geochronologic studies of zircon U-Pb show that the Aksay ophiolite was generated at 514.6±8.8Ma of Cambrian period.

  • 图  1   研究区构造位置(a)和阿克塞蛇绿岩带出露地质概况及采样位置(b)

    1—超基性岩块;2—基性岩块;3—采样位置;4—地名;5—河沟;6—地质界线;7—阿克塞蛇绿岩带。Pt1B.—古元古代北大河岩群;Chh—长城纪桦树沟组;∈Lp—寒武纪拉配泉岩群;Qp3apl—晚更新世冲洪积层

    Figure  1.   Tectonic location of the study area(a) and sampling sites in Aksay ophiolite zone(b)

    图版Ⅰ  

    a.阿克塞蛇绿岩带蛇纹石化辉橄岩产出状态;b.超基性岩块与剪切基质关系;c.基性岩墙;d.辉长岩剪切岩块;e.枕状熔岩产出特征

    图版Ⅰ.  

    图  2   阿克塞蛇绿岩带中超基性岩

    a—透辉石(Di)呈分散的碎块状,蛇纹石(Sep)则呈连续的筛网状;b—蛇纹石占大部分,少量的蚀变矿物纤蛇纹石(Crt)呈斑状分于左上角;c—单斜辉石(Cpx)与斜长石(Pl)构成典型的辉长结构

    Figure  2.   Ultrabasic rock in Aksay ophiolite zone

    图  3   超基性岩球粒陨石标准化稀土元素配分型式(标准化数据据参考文献[22])

    Figure  3.   Chondrite-normalized REE patterns of ultrabasic rock from Aksay ophiolite

    图  4   阿克塞蛇绿岩熔岩类地球化学图解

    a—Ti/Y-Nb/La图解;b—不相容微量元素原始地幔标准化蛛网图;c—Nb/Y-SiO2图解;d—Ta/Yb-Th/Yb图解;e—Zr-Zr/Y构造环境判别图解;f—Zr-TiO2构造环境判别图解

    Figure  4.   Diagrams of Aksay basic lava

    图  5   阿克塞蛇绿岩基性岩墙地球化学图解

    a—不相容微量元素原始地幔标准化蛛网图解;b—Ta/Yb-Th/Yb图解;c—Zr-TiO2构造环境判别图解;d—SiO2-TFeO/MgO图解。OIB—洋岛玄武岩;E-MORB—富集型洋中脊玄武岩;N-MORB—正常型洋中脊玄武岩;WPB—板内玄武岩;VAB—岛弧玄武岩;MORB—洋中脊玄武岩

    Figure  5.   Diagrams of Aksay ophiolite basic dyke swarms

    图  6   阿克塞蛇绿岩玄武质凝灰岩锆石阴极发光(CL)图像(a)和U-Pb年龄谐和图(b)

    Figure  6.   CL images of zircons from the Aksay ophiolite (a) and 206Pb/238U ages (b)

    表  1   阿克塞蛇绿岩主量、微量和稀土元素分析结果

    Table  1   Composition of major, trace and rare earth elements of Aksay ophiolite

    样品岩性 枕状熔岩 玄武质熔岩 辉长岩 蛇纹岩 基性岩墙
    样品号 624Y
    Q1
    624YQ
    2
    624Y
    Q3
    624Y
    Q4
    QSY
    Q3
    0828Y
    Q8
    817Y
    Q1
    817Y
    Q3
    707H10 XEBY
    Q1
    XEBY
    Q2
    XEBY
    Q3
    XEBY
    Q4
    XEBY
    Q5
    Na2O 1.75 4.53 3.53 3.25 4.02 2.84 0.33 0.01 0.04 1.20 1.67 2.16 1.65 2.28
    MgO 6.52 4.21 5.26 7.17 4.71 6.15 7.99 39.41 33.62 4.58 5.98 6.26 4.78 5.72
    Al2O3 10.98 14.85 12.00 14.75 14.65 15.46 13.49 1.55 1.73 11.07 11.72 12.58 12.36 13.26
    SiO2 45.49 46.67 46.11 47.15 49.03 46.91 45.41 38.77 39.96 45.55 45.29 46.50 47.01 49.84
    P2O5 0.11 0.23 0.20 0.25 0.31 0.10 0.13 0.01 0.01 0.23 0.15 0.09 0.17 0.15
    K2O 0.31 0.32 0.71 1.12 0.37 1.21 0.10 0.02 0.08 1.38 0.88 0.80 0.93 0.88
    CaO 19.23 4.89 10.21 7.71 8.53 9.04 13.92 0.26 0.85 6.53 5.06 10.37 6.78 7.51
    TiO2 0.86 1.80 1.29 1.49 2.00 1.04 1.27 0.03 0.06 2.31 1.84 1.08 2.44 1.89
    MnO2 0.14 0.22 0.19 0.18 0.12 0.14 0.48 0.10 0.12 0.22 0.19 0.19 0.23 0.20
    Fe2O3 4.14 4.60 7.49 2.89 3.31 5.71 11.62 7.22 5.23 5.31 4.11 3.51 4.88 4.13
    FeO 5.35 10.80 5.00 9.20 5.10 3.17 9.51 1.54 1.86 10.70 9.50 7.90 10.80 9.45
    H2O+ 3.97 4.54 3.21 3.90 3.41 2.70 2.75 3.42 11.70 4.14 4.16 3.31 3.67 3.31
    烧失量 0.82 2.01 3.59 0.61 4.13 5.24 2.87 12.25 13.06 11.55 12.37 7.49 6.58 3.44
    La 9.46 23.06 17.51 17.88 26.72 4.22 5.92 0.31 0.86 17.54 14.38 6.23 21.57 17.30
    Ce 18.27 41.37 31.33 34.93 52.43 8.88 20.60 22.30 1.57 36.84 30.04 14.00 42.85 35.82
    Pr 2.18 4.97 3.94 4.54 6.55 1.58 2.11 0.31 0.19 4.91 3.85 1.83 5.35 4.17
    Nd 8.05 17.97 14.49 17.07 23.85 7.98 10.70 0.17 0.74 19.12 14.57 7.89 20.17 15.81
    Sm 2.11 4.46 3.56 4.33 5.45 2.58 3.31 0.10 0.16 5.57 3.79 2.64 5.60 4.01
    Eu 0.81 1.50 1.25 1.56 1.83 0.94 1.06 0.10 0.05 1.63 1.30 0.95 1.62 1.39
    Gd 2.41 4.69 3.74 4.84 4.86 3.47 3.72 0.36 0.16 6.16 4.17 3.38 6.34 4.39
    Tb 0.43 0.81 0.63 0.86 0.82 0.65 0.76 0.10 0.03 1.12 0.75 0.65 1.19 0.80
    Dy 2.56 4.63 3.55 5.02 4.44 4.44 5.03 0.10 0.22 6.84 4.54 4.19 7.37 4.77
    Ho 0.55 0.95 0.70 1.04 0.88 0.96 1.04 0.10 0.05 1.46 0.98 0.91 1.61 1.04
    Er 1.56 2.47 1.70 2.81 2.21 2.66 3.05 0.10 0.16 4.24 2.82 2.65 4.61 2.93
    Tm 0.23 0.36 0.23 0.40 0.31 0.39 0.55 0.10 0.03 0.65 0.42 0.39 0.68 0.43
    Yb 1.60 2.26 1.43 2.63 1.90 2.39 3.20 0.10 0.20 4.37 2.75 2.56 4.44 2.86
    Lu 0.27 0.34 0.20 0.39 0.28 0.33 0.48 0.10 0.03 0.66 0.42 0.38 0.64 0.43
    Y 13.21 21.76 13.81 24.18 19.93 22.70 26.00 0.70 10.40 31.80 22.60 21.37 37.97 24.15
    Zr 69.30 101.40 78.50 96.80 171.00 63.50 71.30 10.00 13.00 142.60 98.70 61.40 129.10 100.50
    Nb 9.94 20.63 18.55 17.47 21.00 6.70 4.17 3.00 0.45 10.13 8.12 6.08 9.83 11.12
    Hf 2.20 2.50 2.00 2.40 4.60 2.00 2.85 3.89 0.20 3.10 2.40 1.70 2.80 2.70
    Ta 0.80 1.49 1.33 1.37 1.39 0.73 0.31 0.10 0.04 0.95 0.76 0.61 0.88 1.09
    Ba 63.56 191.10 401.00 932.90 791.60 115.80 358.30 453.30 21.00 203.10 151.00 131.70 188.5 163.70
    NiO 291.50 297.20 280.20 95.48 100.60 127.00 25.00 2038.20 1731.0 72.20 66.48 81.00 63.50 67.87
    ΣREE 50.49 109.84 84.26 98.30 132.50 41.47 61.53 24.35 4.45 111.11 84.78 48.65 124.04 96.15
    LREE 40.88 93.33 72.08 80.31 116.80 26.18 43.70 23.29 3.57 85.61 67.93 33.54 97.16 78.50
    HREE 9.61 16.51 12.18 17.99 15.70 15.29 17.83 1.06 0.88 25.50 16.85 15.11 26.88 17.65
    LREE/HREE 4.25 5.65 5.92 4.46 7.44 1.71 2.45 21.97 4.06 3.36 4.03 2.22 3.61 4.45
    (La/Yb)N 4.24 7.32 8.78 4.88 10.09 1.27 1.33 2.22 3.08 2.88 3.75 1.75 3.48 4.34
    δEu 1.09 1.00 1.04 1.04 1.06 0.96 0.92 1.43 0.95 0.85 0.99 0.97 0.83 1.01
    δCe 0.95 0.90 0.89 0.93 0.94 0.84 1.43 15.94 0.91 0.96 0.97 1.00 0.95 1.00
    注:主量元素含量单位为%,微量和稀土元素单位为10-6
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    表  2   阿克塞蛇绿岩组火山岩样品LA-ICP-MS锆岩U-Th-Pb定年结果

    Table  2   LA-ICP-MS zircons U-Th-Pb compositions of Aksay ophiolite basic lava

    测定点号 同位素比值 年龄/Ma
    207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/235U 206Pb/238U
    比值 ±σ 比值 ±σ 比值 ±σ 年龄 ±σ 年龄 ±σ
    半个洼一带玄武质凝灰岩928TW4,采样坐标:北纬39°26′07″、东经94°25′36″
    928tw4-01 0.05772 0.00075 0.68051 0.01004 0.08555 0.00109 527 6 529 6
    928tw4-02 0.0569 0.00072 0.6793 0.00981 0.08663 0.0011 526 6 536 7
    928tw4-03 0.0584 0.00095 0.65232 0.01136 0.08106 0.00106 510 7 502 6
    928tw4-04 0.05765 0.00091 0.64536 0.01107 0.08123 0.00106 506 7 503 6
    928tw4-05 0.0571 0.00076 0.66213 0.00999 0.08411 0.00107 516 6 521 6
    928tw4-06 0.0571 0.00072 0.63751 0.0089 0.08096 0.00098 501 6 502 6
    928tw4-07 0.05722 0.00078 0.65562 0.00973 0.0831 0.00102 512 6 515 6
    928tw4-08 0.05707 0.0007 0.65315 0.00901 0.083 0.00101 510 6 514 6
    928tw4-09 0.05835 0.00111 0.64027 0.01254 0.07958 0.00104 502 8 494 6
    928tw4-10 0.05824 0.00074 0.67808 0.00953 0.08444 0.00103 526 6 523 6
    928tw4-11 0.05785 0.00068 0.67962 0.00909 0.0852 0.00103 527 5 527 6
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  • Dewey J F, Bird J M. The origin and emplacement of the ophiolite suite:Appalachian ophilites in Newfoundland[J]. Journal of Geophysical Research, 1971, 76:3179-3206. doi: 10.1029/JB076i014p03179

    Nicolas A. Structure of Ophiolites and Dynamics fo Oceanic Lithosphere:Dordrecht, the Netherlands[M]. Kluwer Academic Publishers, 1989.

    Lagabrielle Y, Guivel C, Maury R, et al. Magmatic-tectonic effects of high thermal regime at the site of active ridge subduction:The Chile triple junction model[J]. Tectonophysics, 2000, 326:255-268. doi: 10.1016/S0040-1951(00)00124-4

    Cawood P A, Kroner A, Collins W J, et al. Accretion-ary orogens through Earth history in Space and time[J]. Geological Society of London Special Publication, 2009, 318:1-36. doi: 10.1144/SP318.1

    Dilek Y, Furnes H. Ophiolite genesis and global tectonics:geochemical and tectonic fingerprinting of ancient oceanic lithosphere[J]. Geological Society of America Bulletin, 2011, 123(3/4):387-411. https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article-abstract/123/3-4/387/125632/ophiolite-genesis-and-global-tectonics-geochemical

    Lister G, Forster M. Tectonic mode switches and the nature of orogenesis[J]. Lithos, 2009, 113:274-291. doi: 10.1016/j.lithos.2008.10.024

    Reagan M K, Ishizuka O S, Stern R J, et al. Fore-arc basalts and subduction initiation in the IzuBonin-Mariana system[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2010, 11(3):1-17. doi: 10.1029/2009GC002871

    Dilek Y, Furnes H. Spontaneous subduction initiation and forearc magmatism as revealed by Phanerozoic suprasubduction zone ophiolites[C]//Geological Society of America Abstracts with Programs, 2010, 42(5): 575.

    杨经绥, 史仁灯, 吴才来, 等.北阿尔金地区米兰红柳沟蛇绿岩的岩石学特征和SHRIMP定年[J].岩石学报, 2008, 24(7):1567-1584. http://www.ysxb.ac.cn/ysxb/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=20080713&journal_id=ysxb&year_id=2008
    崔军文, 唐哲民, 邓晋福.阿尔金断裂系[M].北京:地质出版社, 2000:1-249.
    李向民, 马中平, 孙吉明, 等.阿尔金断裂南缘约马克其镁铁-超镁铁岩的性质和年代学研究[J].岩石学报, 2009, 25(4):862-872. http://www.ysxb.ac.cn/ysxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090411
    许志琴, 杨经绥, 张新建, 等.阿尔金断裂两侧构造单元的对比及岩石圈剪切机制[J].地质学报, 1999, 73(3):193-205. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=dzxe199903000&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    杨经绥, 吴才来, 史仁灯.阿尔金山米兰红柳沟的席状岩墙群:海底扩张的重要证据[J].地质通报, 2002, 21(2):69-74. http://dzhtb.cgs.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020222&flag=1
    郭召杰, 张志诚, 王建君.阿尔金山北缘蛇绿岩带的Sm-Nd等时线年龄及其大地构造意义[J].科学通报, 1998, 43(18):1981-1984. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=kxtb199818017&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    张志诚, 郭召杰, 宋彪.阿尔金山北缘蛇绿混杂岩中辉长岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义[J].岩石学报, 2009, 25(3):568-576. http://www.ysxb.ac.cn/ysxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090309
    修群业, 于海峰, 刘永顺, 等.阿尔金北缘枕状玄武岩的地质特征及其锆石U-Pb年龄[J].地质学报, 2007, 81(6):787-794. http://www.oalib.com/paper/4874121
    刘函, 王国灿, 杨子江, 等.恰什坎萨伊沟玄武岩年代学、地球化学特征及其对北阿尔金洋盆闭合过程的制约[J].地质学报, 2013, 87(1):38-54. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DZXE201301005.htm
    张新建, 孟繁聪, 于胜尧, 等.北阿尔金HP/LT蓝片岩和榴辉岩的Ar-Ar年代学及其区域构造意义[J].中国地质, 2007, 34(4):558-564. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgdizhi200704002
    刘良, 车自成, 罗金海, 等.阿尔金山西段榴辉岩的确定及其地质意义[J].科学通报, 1996, 41(16):1485-1488. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=kxtb199616012&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    王焰, 刘良, 车自成, 等.阿尔金茫崖地区早古生代蛇绿岩的地球化学特征[J].地质论评, 1999, 45(增刊):1010-1014. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=dzlp1999s1148&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    刘良, 车自成, 王焰, 等.阿尔金高压变质岩带的特征及其构造意义[J].岩石学报, 1999, 15:57-64. http://industry.wanfangdata.com.cn/jt/Detail/Periodical?id=Periodical_ysxb98199901006

    Boynton W V. Cosmochemistry of the Rare Earth Elements: Meteorite Studies[C]//Henderson P. Rare earth element geochemistry. Elservier, 1984, 2: 63-114.

    吴峻, 兰朝利, 李继亮, 等.阿尔金红柳沟蛇绿混杂岩中MORB与OIB组合的地球化学证据[J].岩石矿物学杂志, 2002, 21(1):24-30. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yskwxzz200201003

    Melson W G, Vallier T L, Wright T L, et al. The Geophysics of the Pacific Ocean Basin and Its Margin[C]//Chemical diversity of abyssal volcanic glass erupted along Pacific, Atlantic and Indian Ocean sea floor. Spreading Centers, 1976: 351-367.

    Pearce J A. Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries[C]//Thorpe R S. Andesite: Orogenic Andesite and Related Rocks. Chichester: Willy, 1982: 525-548.

    Wilson M. Igneous Petrogenesis[M]. London:Unwin Hyman, 1989:1-466.

    Jakes P, White A J R. Major and trace element abundances in volcanic rocks of orogenic areas[J]. Bull. Geol. Soc. Am., 1972, 83:29-40. doi: 10.1130/0016-7606(1972)83[29:MATEAI]2.0.CO;2

    夏林圻, 李向民, 余吉远, 等.祁连山新元古代中—晚期至早古生代火山作用与构造演化[J].中国地质, 2016, 43(4):1087-1138. http://www.cqvip.com/QK/90050X/201604/669848882.html
    高晓峰, 校培喜, 过磊, 等.北阿尔金地区早古生代有限洋盆开启时限:来自斜长花岗岩的证据[J].中国科学(D辑), 2012, 3:359-368. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=jdxk201203006&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    王金荣, 宋春晖, 高军平, 等.阿拉善北部格尔乌苏蛇绿混杂岩的形成机制[J].兰州大学学报(自然科学版), 1995, 31(2):140-147. http://www.cqvip.com/qk/95222x/1995002/1637467.html
    杨子江, 马华东, 王宗秀, 等.阿尔金山北缘冰沟蛇绿混杂岩中辉长岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义[J].岩石学报, 2012, 28(7):2269-2276. http://www.ysxb.ac.cn/ysxb/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=20120726&journal_id=ysxb&year_id=2012
图(7)  /  表(2)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-07-06
  • 修回日期:  2018-02-07
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2018-03-31

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