蛇绿岩研究新进展及其定义和分类的再讨论_周国庆

第44卷第1期2008年1月

南京大学学报(自然科学)

JOURNAL OF NANJING U NIVERSITY

(NAT URA L SCIENCES)

Vo l.44,No.1

Jan.w2008

蛇绿岩研究新进展及其定义和分类的再讨论*

周国庆**

(南京大学地球科学系,南京,210093)

摘要:蛇绿岩保存于大陆造山带中,在地质历史上产于洋)))陆过渡区多种构造背景(活动大陆边缘、被动大陆边缘、弧前、弧后、弧内、弧间、板块三联点、转换断层、大陆裂谷或它们的复合背景等)的洋盆扩张脊.蛇绿岩以超镁铁质岩、镁铁质岩为主,是一套彼此具有成因演化亲缘关系的、古洋壳+大洋地幔岩石的有机组合.我们把蛇绿岩概括为产于洋盆扩张脊的洋壳+大洋地幔岩石组合.蛇绿岩按构造背景有红海萌芽型洋壳和大洋中脊型洋壳两个端元,可三分为近陆的活动大陆边缘型)))科迪勒拉型、东地中海型(新特提型)过渡型、西地中海型)))大洋中脊古特提斯型.科迪勒拉型和东地中海型均属俯冲带(SSZ)上叠型,更近陆靠俯冲带;环太平洋型和被动大陆边缘型属特提斯型.

关键词:蛇绿岩,岩石组合,构造背景,定义,分类

中图分类号:P581

Ophiolite:S ome key aspects regarding its definition and classification

Zhou Guo-Qing

(Depar tment of Earth Sciences,Nanjing U niver sity,N anjing,210093,China)

Abstract:O phio lit e is a suite of mafic-ult ramafic and r elev ant ro cks with close affinity.It compr ises the ancient oceanic cr ust+sub-ocean mant le assemblag e and occurr ed in ocean ridges of various tecto nic sett ing s(activ e co nt inent mar g in,passive co ntinent mar gin,fo re-arc,back-ar c,intr a-arc,inter-ar c,t riple junct ion,translation fault,int ra-continenta l rift o r their co mpo site)during the geo log ical histo ry.O phio lites may be classified as the Co rdilleran-activ e continental marg in type,the Neo tet hy an-easter n M editer ranean(transition)t ype,and the Paleo tethyan)the w estern M editerr anean(m id-o cean r idg e)ty pe betw een the Red Sea ty pe(embryo geny type)and the mid-ocean r idg e t ype.T he Co rdilleran and easter n M editer ranean ty pes wer e closely relat ed to the suprasubduction zo ne t ype,closer to the continent and the subduct ion zone.T he circumo-P acific o phio lit es and passive co ntinental mar g in-t ype ophiolites are in clo se affinity w ith the T ethyan ty pes.

Key words:ophiolite,tecto nic setting,definitio n,classification.

* **基金项目:国家自然科学基金(49672102)收稿日期:2007-03-20

E-mail:zh gq1203@

从19世纪初地质学界含混地使用Ophis描述带绿色的蛇纹质岩石,经Steinmann[1,2]提出三位一体的蛇绿岩,到1972年美国Penro se会议[3],才逐渐明确了蛇绿岩的概念[4].会议强调,使用蛇绿岩术语时应不受其假定成因的限制[3].1992年,张旗等[5]曾把蛇绿岩理解为/一套包括洋壳和上地幔单元的岩石组合,通常与深海沉积物和(或)板块的俯冲、拚合及碰撞作用产生的一套岩石组合(高压变质带和蛇绿混杂岩)伴生,产在古板块缝合带或其附近,代表古洋盆消亡的残迹0.1996年,在我国蛇绿岩与地球动力学研讨会上,蛇绿岩概念是讨论的主题之一,但没有取得一致,尤其是对蛇绿岩是否包含沉积岩,争论激烈.一致之处被张旗和周国庆[6]概括为蛇绿岩为产于扩张脊的洋壳+上地幔;同时,作者提出了蛇绿岩与非蛇绿岩判别的7条标准[6].但野外产状不清和混杂现象强烈时,如何判别蛇绿岩仍是问题.1998年,在美国加利福尼亚M arshall再次举行了关于蛇绿岩的Penr ose会议,并出版有关专集[7~10].然而,对于蛇绿岩定义、成因和分类仍存在很多分歧.而解决这个问题对深刻认识造山带和岩石圈的演化,具有至关重要的意义.因此本文对此进行深入讨论.

1蛇绿岩剖面和层序问题

1972年Penr ose会议[3]给蛇绿岩下了一个象T roodos那样由一特定岩石单元构成的剖面式的定义(以下简称/定义0),以致相当长的时间里导致不少人按剖面去确定是否为蛇绿岩.然而在造山带,除Tro odo s,Semail,Bay o f Island,希腊,巴布亚-新几内亚、古巴、日喀则等少数蛇绿岩剖面较为完整外,多数蛇绿岩没有完整的层序.于是出现了两种极端,一是把被构造肢解了的蛇绿岩人为地分割为不同的火成岩地质体.如赣东北蛇绿岩,其中的一部分火山岩就曾经被划归前震旦系,而一些基性、超基性岩则被划归为燕山期侵入体[11].另一种情况则相反,把不属于一个蛇绿岩的一些岩石单元归属于一个蛇绿岩.如所谓的苏格兰Ballantrae蛇绿岩就是岛弧)弧间边缘海)洋岛多成因岩石单元的构造拚结物[12].前者不成层序剖面,后者则可能/凑0出了一个/剖面0.从/定义0出发也出现了把不同构造单元的不同剖面建造都归之为蛇绿岩并划分出不少剖面类型[13],其中的洋岛型和大陆褶皱带型这两种蛇绿岩剖面划分显然和现在流行的蛇绿岩观念是不一致的,绝大多数人不认为洋岛、海山和轴外洋壳是蛇绿岩.

许多蛇绿岩及现代大洋壳钻探都证明,有的蛇绿岩原始剖面或缺乏岩枕,或缺失岩墙或岩墙群,或无堆晶岩,或无地幔岩.不同地区、不同时代、不同构造背景的蛇绿岩剖面的岩石单元之间的相互关系可以不一样,各单层厚度或总厚度更是各不相同./定义0也妨碍了蛇绿岩新类型的发现和确定.如大西洋中脊,有的地方地幔岩直接出露,有的地段则出露蛇纹石化上地幔橄榄岩和辉长岩,有的地段蛇纹石化橄榄岩和辉长岩直接被玄武岩覆盖.又如云南双沟蛇绿岩变质橄榄岩之上是辉绿)辉长岩、玄武岩,洋壳薄,仅约1km厚[14,15]./定义0也曾指出,蛇绿岩可以剖面不完整、被肢解或被变质,并相应地称为不完整的蛇绿岩、被肢解了的蛇绿岩或被变质了的蛇绿岩,但其前提是首先已假定它是一个蛇绿岩了,实际上首要问题恰恰是它是不是一个蛇绿岩.M iy ashir o[16]抨击被肢解蛇绿岩之说,因为并非所有无层序的蛇绿岩都是被肢解的.张旗[17]总结出几种情况可能洋壳发育不全:(1)某些弧后盆地,从那里仰冲上来的洋壳可能没有完整的层序;(2)与转换断层破裂带有关的蛇绿岩无一定的层序;(3)象慢速扩张的大西洋中脊,岩浆有限,洋壳薄,地幔物质沿正断层上涌则不显Troodos层序.

总之,/层序0不是定义蛇绿岩的必要和充分条件.

2蛇绿岩和大洋壳剖面对比问题

T roodos蛇绿岩剖面和通过地球物理探测、打捞、深海钻探与潜水观察的对比使人们相信蛇绿岩是可以和现代大洋壳剖面对比的.但格洛玛#查林杰号在哥斯达黎加裂谷南侧仅钻

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