（一）松树沟变质超镁铁质—镁铁质岩产出地质概况和变质镁铁质岩主、微量元素地球化学特征

Question

如题所述

Answer 1

松树沟变质超镁铁质—镁铁质岩出露于商丹断裂带北侧，区域地质概况如图3-235。变质超镁铁质—镁铁质岩由变质橄榄岩体，斜长角闪岩和富水变辉长岩组成。一般认为，变质橄榄岩体和其围岩——斜长角闪岩是侵位于古元古代秦岭岩群片麻岩中的无根构造岩片，属蛇绿岩。也有地质学家认为，变质橄榄岩体，斜长角闪岩和变质辉长岩属同一蛇绿岩套（安三元等，1981、1993；张秋生、朱永志，1984；汤耀庆等，1986；杨巍然等，1998；许志琴等，1988；李曙光等，1991；张国伟、李曙光，1993；周鼎武等，1995、1998；董云鹏等，1997 a、b、c；裴先治等，1997 a、b；张国伟等，2001）。

变质橄榄岩主要由蚀变纯橄岩和方辉橄榄岩组成。斜长角闪岩中有石榴斜长角闪岩（榴闪岩）出露，并在其中发现有高压基性麻粒岩存在（刘良、周鼎武，1994、1996）。富水变质辉长岩主要由中、粗粒浅色变质辉长岩、细粒暗色变质辉长岩组成，含变质纯橄岩、斜长角闪岩包体（裴先治等，1997a、b）。

变质镁铁质岩——斜长角闪岩样品主元素组成显拉斑玄武岩特征（表3-2-24，图3-2-36），并且和大洋中脊拉斑玄武岩类似。轻稀土相对重稀土亏损、扁平，或弱的富集，（La）_N=14.4～67.3，（Yb）_N=17.5～21.0，（La/Yb）_N0.69～3.84（表3-2-24，图3-2-37）。这显示，岩石可能是由亏损地幔源区不同程度部分熔融产物。相对于NMORB，大离子不相容微量元素K、Rb、Ba、Th明显富集，其余微量元素平均值近似NMORB。无明显Nb异常（图3-2-38）。在Ti-Zr-Y图中，样品落入洋底板玄武岩区（图3-2-39），在Nb-Zr-Y图上样品位于N-MORB，P-MORB范围（图3-2-40）。在Ti-Zr-Sr图中，除1个样品落入钙碱性玄武岩区外，其余样品均落于洋底板玄武岩区（图3-2-41）。在Hf-Th-Nb（Ta）图上，样品落入N-MORB，P-MORB和岛弧玄武岩区（图3-2-42）。松树沟镁铁质岩可能是形成于活动陆缘裂谷扩张小洋盆环境的洋壳残片，超镁铁质岩可能是地幔部分熔融岩浆分离后，残余地幔组成部分（周鼎武等，1995；张国伟、李曙光，1993）。

图3-2-35 陕西省商南县松树沟地质略图

（据张国伟等，2001）

1—第三系-白垩系；2—泥盆系；3—变质镁铁质岩（斜长角闪岩）；4—秦岭岩群；5—变质超镁铁质岩（橄榄岩）；6—富水辉长岩；7—榴闪岩；8—超镁铁质岩包体；9—花岗岩；10—片麻状花岗岩；11—韧性剪切带；12—正断层

表3-2-24 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩主、微量元素组成（w_B）

续表

图3-2-36 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩—斜长角闪岩A-F-M图

图3-2-37 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩稀土分布模式

图3-2-38 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩N-MORB标准化微量元素分布图

图3-2-39 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩Ti-Zr-Y图

LKT—低钾拉斑玄武岩；OFB—洋底板玄武岩；CAB—钙碱性玄武岩；WPB—板内玄武岩

图3-2-40 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩Nb-Zr-Y图

AI、AII—板内碱性玄武岩；B-P—MORB；C—火山弧玄武岩；D-N—MORB，火山弧玄武岩

图3-2-41 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩Ti-Zr-Sr图

OFB—洋底板玄武岩；IAB—岛弧拉斑玄武岩；CAB—钙碱性玄武岩

图3-2-42 陕西省商南县松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩Hf-Th-Nb图

富水变质辉长岩主、微量元素组成与松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩不同。据裴先治（1997）分析的7个中细粒辉长岩样品统计，其主元素平均值：SiO₂47.08%，TiO₂0.80%，Al₂O₃17.59%，Fe₂O₃3.33%，FeO 5.18%，MnO 0.14%，MgO 9.06%，CaO 12.78%，Na₂O 1.56%，K₂O 1.28，P₂O₅0.18%。TiO₂、Fe₂O₃+FeO、MnO明显比松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩低，Al₂O₃、MgO、K₂O高，CaO、Na₂O含量类似。具有轻稀土相对重稀土强富集稀土分布模式（图3-2-43），（La）_N＞100，（Yb）≈7.2，（La/Yb）_N≈19.0，而斜长角闪岩稀土分布模式平坦，平均（La/Yb）_N≈1.7。相对于N-MORB微量元素分布模式（图3-2-44），Ba、Th、Sr、K比变质镁铁质岩——斜长角闪岩富集，Nb、Zr、Y、Ti、Yb亏损，形成负异常，明显比斜长角闪岩低。富水变质辉长岩和松树沟变质超镁铁-镁铁质岩可能不是同一套蛇绿岩组成部分，他们之间不具有地球化学亲缘性。

图3-2-43 陕西省商南县富水变质辉长岩稀土分布模式及和松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩稀土分布模式比较

1—富水变质辉长岩，据裴先治（1997a，b）中细粒辉长岩样品数据平均值绘制；2—松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩样品，据表3-2-24数据平均值绘制

图3-2-44 陕西省商南县富水变质辉长岩N-MORB标准化微量元素分布图

为了比较，图中也画出了松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩N-MORB标准化微量元素分布曲线1—松树沟变质镁铁质岩——斜长角闪岩样品，据表3-2-24数据平均值绘制；2—富水变质辉长岩样品，据裴先治（1977a，b）中细粒辉长岩样品数据平均值绘制