新疆托里县唐巴勒蛇绿岩时代及其意义_秦彪.pdf

2020年第11期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-01-10修回日期 2020-01-10 基金项目 新疆托里县库尔塔勒一带1 ∶ 5万矿产地质调查项目 （项目编号 A17-1-XJ03） 资助。 作者简介 秦彪 （1984-） ， 男 （汉族） ,甘肃武威人， 工程师， 现从事矿产勘查、 1 ∶ 5万矿产地质调查工作。 新疆托里县唐巴勒蛇绿岩时代及其意义 秦彪* （中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队,新疆 乌鲁木齐 830000） 摘要 唐巴勒蛇绿混杂岩带位于准噶尔盆地西北缘， 该岩带呈向南突出的弧形， 西起喀依腊克特 山， 东止唐巴勒以东的科克沙依河东部。北界为扎娄勒山达拉布特断裂， 南界为准噶尔陆块西 北缘科克沙依组南界断裂， 向西与扎娄勒山蛇绿混杂岩带相连， 向东与克拉玛依早古生代蛇绿岩 相连[1]。对辉橄岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年， 获得494.2Ma3.6Ma， 反映了唐巴勒蛇绿 岩形成于奥陶纪。通过区域对比分析， 该蛇绿岩是西伯利亚地块与塔里木地块在奥陶纪发生拼接 时的洋壳残余。 关键词 唐巴勒； 蛇绿岩； 辉橄岩； 阴极发光； 洋壳 中图分类号 P58 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202011-0112-04 唐巴勒蛇绿岩位于达拉布特断裂向南突出的弧顶 东侧， 呈近EWNEE向延伸。向东可与克拉玛依早 古生代蛇绿岩相近[2]。蛇绿混杂岩带的围岩主要为中 奥陶统科克沙依岩组 （O2k） 岛弧火山沉积岩建造及 下伏下奥陶统图龙果依岩组 （O1t） 绿片岩相陆缘碎屑 建造。 前人在在唐巴勒蛇绿岩套中枕状熔岩、 角斑岩、 辉 绿岩六点Rb-Sr全岩等时代线年龄为421.1Ma[3]； 在斜 长花岗岩中榍石的 Pb-Pb 同位素为 508Ma20Ma， 斜 长石的 U-Pb 年龄为 480Ma～520Ma； 堆晶辉长岩获 得锆石U-Pb同位素年龄为531Ma15Ma[4]。本次对 唐巴勒蛇绿岩中辉橄岩岩相学分析的基础上， 选择 LA-ICP-MS法锆石U-Pb年龄研究， 限定唐巴勒蛇 绿岩侵位时代。 1地质概况及岩相学 唐巴勒蛇绿岩分布于调查区中北部， 位于克孜勒 特断裂 （F5） 向南突出的弧顶南侧， 呈近北西向东西 北东东向延伸。向东与克拉玛依早古生代蛇绿岩相近[5]。 总体成狭窄的向南突出弧形带状展布， 出露长约 48km， 南北宽约4km。蛇绿混杂岩带的围岩主要为中 奥陶统科克沙依组 （O2k） 岛弧火山沉积岩建造及下 伏下奥陶统图龙果依组 （O1t） 绿片岩相陆缘碎屑建造， 其上被下志留统恰尔尕也组 （S1q） 呈断层覆盖。 唐巴勒蛇绿岩由构造岩块及基质两部分组成， 基 质主要为科克沙依岩组细碎屑岩组成， 构造岩块由蛇 纹岩、 变质橄榄岩、 辉橄岩、 堆晶杂岩、 侵入岩墙 （群） 、 火山熔岩、 硅质岩岩块等组成。带内断裂变形极为发 育， 碎裂化、 片理化强烈， 反映了多期变形变质作用的 叠加特征， 见图1。 蛇绿混杂岩的岩石组合较单调， 变质橄榄岩主要 由墨绿色滑石蛇纹岩、 墨绿色碎裂岩化蛇纹岩、 灰黄绿 色蛇纹岩、 墨绿色强蛇纹石化纯橄岩、 灰黄绿色强蛇纹 石化辉橄岩、 墨绿色蛇纹片岩、 灰黑色蛇纹岩、 灰绿色 蚀变角闪辉石岩、 灰黄绿色碳酸盐化碎裂蛇纹岩、 深灰 色蛇纹石化橄榄岩组成， 堆晶杂岩主要由灰绿色碎裂 岩化辉长岩、 灰绿色强蚀变角闪辉长岩、 灰绿色细粒辉 石闪长岩、 深灰色全蚀变细粒辉长岩、 灰绿色蚀变细粒 闪长岩、 灰绿色细粒暗色闪长岩、 灰色中细粒斜长花岗 岩组成； 岩墙 （群） 主要由灰绿色细粒辉长辉绿岩、 灰绿 色蚀变辉绿岩、 灰绿色细粒辉长辉绿岩组成； 火山熔岩 及上覆沉积岩系主要由灰绿色蚀变玄武岩、 深灰绿色 杏仁状玄武岩、 球颗玄武岩、 灰绿色蚀变安山岩、 深灰 绿色碎裂岩化强蚀变玄武安山岩、 褐红色碎裂岩化含 放射虫硅质岩、 灰紫色碎裂岩化中酸性火山尘凝灰岩、 灰绿色碎裂岩化含放射虫中酸性凝灰岩组成。 本次研究采集的灰黄绿色强蛇纹石化辉橄岩 灰 112 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 黄绿色， 残余粒状结构， 块状构造， 岩石由辉石和橄榄 石组成。橄榄石90， 粒状， 粒径0.5～3.2mm， 无色， 裂 纹发育， 大部分蛇纹石化， 形成孤岛状。辉石10， 均 绢石化， 残留他形粒状形态， 粒径0.5～3.2mm。铬铁矿 少量， 粒状， 粒径0.1～1.2mm， 暗红色。 岩石化学成分 SiO238.76、 TiO20.07、 Al2O3 0.72 、Fe2O36.29 、FeO0.34 、MnO 0.08 、 MgO38.87、 CaO 0.16、 Na2O 0.06、 K2O 0.06、 P2O50.31,烧失量14.89。 2分析方法 锆石U-Pb同位素定年LA-ICP-MS分析在廊坊 市诚信地质服务有限公司完成。激光剥蚀系统为ESI NWR UP213 NdYAG 激 光 ， ICP- MS 为 Thermo FisherELEMENT 2 高分辨电感耦合等离子体质谱 仪。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、 氩气为补偿气 以调节灵敏度， 激光剥蚀斑束直径30μm， 频率10Hz； 以 He气作为载气； ICP-MS分析采用低分辨模式， 使用 NIST612 进行仪器信号调谐， 232Th 和238U 信号大于 20W， 监测ThO/Th控制氧化物产率小于0.1， 同位 素信号比值 238U/232Th≈1， 降低分析过程中动态分馏作 用的影响。锆石 U-Pb 分析检测 202Hg、204Pb、206Pb、 207Pb、208Pb、232Th、235U、238U， 其中232Th、235U、238U检测时 间为 2ms，202Hg、 204Pb、206Pb、207Pb、208Pb 检测时间为 3ms， 数据处理采用GLITTERVersion 4.0完成。 单个样品点数据分析包括20s仪器背景信号及40s 样品信号采集； U-Pb 同位素定年中采用锆石标准GJ- 1 作外标进行同位素分馏校正， 每分析5～10 个样品 点， 分析2 次GJ-1； 锆石标准样品Plesovice作为外标 （Jackson et al., 2004； Slama et al., 2008） ， 以监测仪器 状态和分析数据质量。 辉橄岩样品测定锆石共计35点， 测定谐和年龄为 494.2Ma3.6Ma， 锆石样品的U-Pb 年龄谐和图绘制 和年龄权重平均计算均采用Isoplot完成。 3分析结果及解释 依据阴极发光图像可将辉橄岩中的锆石分为三 类 第一类锆石发育清晰的环带结构， 晶形相对完整， 应该是岩浆成因锆石， 代表了辉橄岩岩浆结晶的产 物。第二类锆石环带发育相对较弱， 但阴极发光的强 度与环带结构发育的锆石基本相同[6]。可能为捕获岩 浆锆石。第三类锆石阴极发光图像明显发黑， 不发育 113 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 环带结构， 内部有退晶质化现象， 形态均呈他形不规则 状， 可能为后期热液改造的作用。三种类型的锆石均 有阴极发光呈白色的次生锆石发育， 并使原来的锆石 发生溶蚀作用， 明显为次生锆石。见图2。 图2唐巴勒辉橄岩锆石阴极发光及加权谐合年龄图 根据锆石U-Pb分析结果， 第一类锆石的U含量 变化于 （282.4～611.6） 10-6， Th 含量变化于 （163.7～ 701.4） 10-6， Th/U比值变化于0.27～1.46； 在一致曲线 图中成群分布， 加权平均年龄为494.2Ma3.6Ma （1σ） ， MSWD2.4， 加权平均值的误差与单分析的误差基本 一致， 代表该辉橄岩的形成年龄； 第二类锆石的U含量 变化于（78.3～893.5）10- 6， Th 含量变化于（14.6～ 1867.4） 10-6， Th/U比值变化于0.04～2.09， 显示Th、 U含量呈现较好的正相关关系， 具有捕获岩浆锆石的 特征。其相应的测年结果表明样品中的锆石8个分析 点的 206Pb/238U年龄为515.7Ma～869.3Ma， 第三类锆石 的 U 含量变化于 （97.6～837.3） 10-6， Th 含量变化于 （124.4～437.2） 10-6， Th/U比值变化于0.52～1.40， 显 示了小的变化范围， 且Th、 U含量呈现负相关关系， 锆 石U-Pb定年同样给出了基本一致的 206Pb/238U年龄为 291.0Ma～388.4Ma， 从区域地质演化角度来看， 西准噶 尔地区石炭二叠纪为碰撞造山期。该类锆石的年龄 很可能碰撞造山年龄。 4构造意义 近年来工作表明， 在西准噶尔地区多处发育古生 代蛇绿岩， 包括唐巴勒蛇绿岩、 玛依勒蛇绿岩、 巴尔鲁 克蛇绿岩、 达尔布特蛇绿岩[7]、 洪古勒楞蛇绿岩等。目 前， 获得的年龄资料表明， 这些蛇绿岩的形成年龄 （早 奥陶世中晚泥盆世） [8]， 可以看出蛇绿岩基本上为同 一个时代形成， 即寒武泥盆纪。也可能存在有更老 的一期蛇绿岩 （震旦纪） ， 但目前没有可靠证据说明存 在震旦纪蛇绿岩。结合前人的研究成果， 从罗德尼亚 超大陆裂解， 唐巴勒早期海盆扩张→俯冲→岛弧弧前、 弧后盆地扩张形成晚期洋盆→最终俯冲闭合， 整个过 程是完全遵循威尔逊旋回发展规律[9]。 综上所述， 随着晚元古末罗德尼亚超大陆的裂解 导致唐巴勒洋的形成与扩张， 开启了北疆地区岩石圈 板块运动的威尔逊旋回[10]。早期 （晚震旦早寒武世） 为初始大陆裂解之后洋盆演化的早期阶段， 先后形成 陆缘型 （CM） 和洋中脊型 （MOR） 原位蛇绿岩洋壳。晚 期 （中寒武早奥陶世） 唐巴勒洋盆可能发生向南北的 双向俯冲， 像现代太平洋分别向东西俯冲那样。在南 侧形成科克沙依火山弧和弧前玻安岩质蛇绿岩； 在北 侧唐巴勒洋壳向北西方向俯冲于塔城巴尔喀什陆块 之下， 形成岩浆弧和弧后扩张盆地蛇绿岩洋壳。玛依 勒和巴尔鲁克一带的蛇绿岩地球化学特征表明， 这里 既有晚震旦早寒武世陆缘型 （CM） 和洋中脊型蛇绿 岩， 也有中晚寒武世早奥陶世岛弧扩张中心火山岩、 造山带火山岩， 也有洋中脊 （E-MORB） 火山岩 （玄武 岩） ， 还有个别大陆火山岩， 说明唐巴勒洋盆从晚期弧 前 （FB） 弧后扩张洋盆 （BA） 到火山弧型 （VA） 再到 最后洋盆俯冲消减闭合造山 （中晚奥陶世） 整个威尔逊 旋回发展的全过程。 参考文献 [1]张弛， 黄萱.新疆西准噶尔蛇绿岩形成时代和环境的探讨[J]. 地质论评， 1992， 38 （6） . [2]董连慧， 朱志新,等.新疆蛇绿岩带的分布、 特征及研究新进 展[J].岩石学报， 2010,26 （10） 2894-2904. [3]朱宝清,冯益民.新疆西准噶尔板块构造及演化[J].新疆地 质， 1994,12 （2） . [4]韩宝福， 郭召杰. “钉合岩体” 与新疆北部主要缝合带的形成 时限[J].岩石学报， 2010， 26 （8） 2233-2246. （下转第118页） 114 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 目由于输送管道为可视化装置， 发生瞬时泄露时能够 及时发现、 及时处理， 故对地下水环境的影响较小。综 合以上所述， 在建设单位严格采取防渗措施， 及时发现 泄漏源， 定期检查各装置的 “跑、 冒、 滴、 漏” 现象， 及时 处置泄露源， 本项目建设对地下水环境的影响较小， 能 够满足标准的要求。 5结论 （1） 根据解析法预测非正常状况下， 废水处理池底 部持续泄露,废水中石油类对地下水的影响距离。预测 结果表明 随着泄露时间延长， 污染羽面积逐渐增加， 地 下水中超标面积不断增加。持续泄露10年,污染物运移 最远距离为451m， 不会影响下游居民饮用水井。但会 污染区域潜水含水层。建设单位要做好严格的地下水 防渗工作， 防止防渗层出现破损导致地下水泄露。 （2） 采用解析法预测污染物在地下水的运移状况， 可以为相关类似建设项目提供科学依据， 及时做好地 下水污染防渗工作。 （ 3 ） 建议建设单位在污染装置下游建设地下水污染监 控井， 定期监测地下水水质， 从源头上控制污染源泄露。 参考文献 [1]HJ610-2016环境影响评价技术导则地下水环境[S]. 图3废水泄露10年， 石油类在含水层中的运移状况 表1废水中石油类在地下水中的迁移扩散预测结果 预测时段 100d 1000d 10年 石油类 超标距离 （m） 127 284 451 超标面积m2 10088 38845 83622 最远检出距离m 136 301 472 检出面积m2 11928 45091 95233 （上接第114页） [5]陈石， 郭召杰.达拉布特蛇绿岩带的时限和属性以及对西准 噶尔晚古生代构造演化的讨论[J].岩石学报， 2010， 26 （8） 2338-2340. [6]何国琦， 刘建波,等.准噶尔盆地西源克拉玛依早古生代蛇绿 混杂岩带的厘定[J].岩石学报， 2007， 23 （7） 1573-1576. [7]刘希军,许继峰,等.新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩E-MORB 型镁铁质岩的地球化学、 年代学及其地质意义[J].岩石学 报， 2009， 25 （6） 1373-1389. [8]徐新,周可法,等.西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡时间与构 造背景研究[J].岩石学报,2010， 26 （11） 3206-3214. [9]姜勇,李少贞,等.西准噶尔达拉布特超镁铁岩岩石化学特征 及形成环境[J].新疆地质， 2003， 21 （2） 260-261. [10]雷敏,赵志丹,等.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[J].岩石学报， 2008， 24 （4） 661-672. 118 ChaoXing