红石山岩体
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发布时间：2022-04-29 21:22
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时间：2022-06-23 01:48
出露于北山地区偏北部位的红石山深大断裂带内，为四顶黑山－蓬勃山岩带中的一个主要岩体。向西可与新疆黄山地区的含铜镍矿基性超基性岩带相连。围岩为早石炭世绿条山组，扫子山群和白山组。岩体呈透镜体状东西向产出，长13.7km，宽100～3000m。两侧同白山组火山沉积岩系呈断层接触。重力测量显示深部由多个无根透镜体构成（图2-5-2）。
图2-5-2 甘肃肃北红石山超基性岩体地质略图
1—第四系；2—下石炭统：云母石英板岩、绿色片岩、绿泥石英安山岩、角闪片岩及大理岩；3—辉石斜长角闪岩；4—蚀变辉长岩：5—蛇纹石化、碳酸盐化橄榄岩；6—蛇纹石化含辉橄榄岩；7—蛇纹石化斜辉辉橄岩；8—蛇纹石化粗粒单辉辉橄岩；9—蛇纹石化中细粒单辉辉橄岩；10—超基性岩风化壳；11—矿体编号；12—灰白色斑状黑云母花岗岩；13—岩相分带及编号；14—岩相过渡界线；15—实测及推测断层；16—磁测圈定的岩体边界；17—Ⅰ岩相带编号
对该岩体最早提出的蛇绿岩组合的是赵茹石等（1994），作者认为岩体是由超镁铁岩、基性枕状熔岩及深水碧玉岩构成的典型洋壳，“该蛇绿岩带（红石山断裂带）为晚古生代西伯利亚板块与塔里木板块的对接消减带。”何世平等（1996）却提出“红石山蛇绿岩是由一系列叠瓦状逆冲构造岩片构成，运动方向由南北两侧向*逆冲，为岛弧类型的蛇绿岩和火山作用产物。岩石组合表现出南北基本对称的特点，即由北向南，岩石依次为硅质岩－辉绿岩－堆晶辉长岩－辉橄岩、纯橄岩－辉橄岩、辉石岩－堆晶辉长岩－基性熔岩－硅质岩”。并认为该蛇绿岩带“向西与新疆蛇绿岩带相连，再西与新疆奎屯河、巴音沟、芦草沟蛇绿岩带同属一个带，向东至路井被嘎顺卓尔－骆驼泉－西涧泉断裂（阿尔金断裂）截后，为巴丹吉林沙漠覆盖”。而魏志军等（2004）却提出”红石山深大断裂带中的红石山蛇绿构造混杂岩为小洋盆环境，同白云山组、扫子山组和绿条山组等不同时代地层块体相互构造混杂。出露的蛇绿岩单元主要有：变质超基性杂岩、堆晶超镁铁岩－镁铁岩、均质辉长岩和少量辉绿岩墙。与上覆火山－沉积岩系（白云山组）构成较完整的蛇绿岩层序。其中的超镁铁－镁铁杂岩主要为纯橄榄岩、斜辉橄榄岩和少量二辉橄榄岩，纯橄岩局部富集有豆荚状铬铁矿；超镁铁－镁铁质堆晶岩及浅色岩，分布于超镁铁岩中，呈透镜状、条带状、弧岛状整合覆于变质超镁铁岩之上，岩石有堆晶辉橄岩、堆晶辉石岩、堆晶辉长岩和斜长岩，局部地段呈韵律状交替产出，各岩石呈过渡接触；辉绿岩墙呈岩枝状侵入白云山组火山沉积岩系及其与均质辉长岩过渡部位；上覆火山岩系为白云山组火山－沉积岩系。与此完全不同，左国朝等（2003）则将红石山岩体归为一种“雅满苏－红石山晚古生代裂陷海盆环境的基性超基性侵入岩体”，并认为是个“晚古生代早石炭世发展起来的裂陷海盆”。
其实，红石山岩体是20世纪60～70年代全国开展铬铁矿会战期间，由西北地质科学研究所和甘肃地质局第二地质队重点开展过的铬铁矿普查评价的一个岩体。据资料描述，出露地表的超基性岩体，为一向北倾的单斜岩体，从南往外可分4个主要岩相图1-2，即：Ⅰ.纯橄岩－中细粒斜辉橄榄岩相带，Ⅱ.纯橄岩－斜辉橄榄岩－粗粒单辉橄榄岩相带，Ⅲ.纯橄岩－中细粒单辉橄榄岩相带，Ⅳ.纯橄岩岩相带。总体上说，该岩体是以单辉橄榄岩为主，次为斜辉橄榄岩的岩体，单斜辉石主要为次透辉石类（C∧Ng=37°～39°）。各岩相间除东部见到似迅速过渡关系外，没有见到彼此穿插现象。晚期脉岩类有纯橄岩、蛇纹岩、辉长岩、闪长岩、角闪岩，次有少量斜绿泥石岩、辉石岩、辉橄岩。所见铬铁矿化多与各岩相中的纯橄岩异离体有关，同岩体内流动构造关系较密切，以晚期岩浆熔离和贯入式矿化为主，并见纯橄岩脉切穿矿体的现象。此外，从图2-5-2所见，该岩体实际上还是个由超基性岩、基性岩和具同位素年龄240Ma中酸性侵入岩构成的复式岩体或杂岩体，其中心为一面积较大的灰白色板状黑云母花岗岩核。基性辉长岩类主要产出在花岗岩核的外侧及整个岩体的外缘，属超基性单元岩石以岩体西段发育较全的岩类，具明显的分带性。围岩为下石炭统的一套火山－沉积岩系。左国朝等（1991）曾以构造流探讨过该岩体的形成过程，认为“侵位机制既有侵入性质，也有挤入性质。侵位过程在深部就开始了。地幔物质分异出玄武岩浆，首先喷出或侵入，其后超基性岩浆在构造作用下，带热量达到地表，遇水发生蛇纹石化，在挤入玄武岩区及及沉积岩过程中，使岩石发生热接触变质，并侵位于上部构造杂岩带中”。这不但提出超基性岩系的岩浆成因性质，而且还说明超基性岩浆的侵入与火山沉积建造间的滞后性。
比较不同研究，有两点是十分关键的：一是可代表地幔岩残块的不是方辉橄榄岩或而二辉橄榄岩，而是一套以单斜辉石（次透辉石）为主的橄榄岩类。一般说地幔岩是以不含或少含单斜辉石的方辉橄榄岩为主的（张旗，2000）。二是缺少可代表洋壳成分的拉斑玄武岩或高镁安山岩。而被卷入所谓的蛇绿构造混杂中的火山熔岩主要是一些钙碱系列的安山岩、英安岩和流纹岩，含火山熔岩地层为下石炭统绿条山组、扫子山组和白山组。岩体的直接围岩则是白山组的一套火山－沉积岩系（魏志军等，2004）。据区域地层资料，下石炭统绿条山组岩性为一套滨海－半深海相的硬砂岩、硅质岩夹碳酸盐岩和中基－中酸性火山岩沉积岩建造。东部哈尔陶勒盖一带的绿条山组，下部为碎屑岩，上部为巨厚的中酸性火山熔岩沉积岩系，碎屑岩中产腹足、腕足、珊瑚和苔藓虫化石。扫子山组为一套碎屑岩、硅质岩和火山岩沉积岩序。火山岩上部以英安岩为主，下部为玄武岩，碎屑岩中产珊瑚和孢粉化石。白山组分板岩和两个岩性段，岩性包括安山质凝灰岩、凝灰质砂岩、泥硅质板岩、硅质板岩、凝灰质板岩、粉砂质板岩、绢云千枚岩、绢云绿泥千枚岩千枚岩及片理化安山岩等，为一套海相碎屑沉积岩系。火山岩除安山岩外，尚有英安岩和流纹岩，总体上说，下石炭统为一套较典型的双峰式火山岩组合，主体以中酸性火山岩类为主，基性火山岩类较次之，且成分为碱性玄武岩和部分拉斑玄武岩（左国朝等，1990）。
看来，红石山蛇绿岩或蛇绿构造混杂岩既缺少以方辉橄榄岩为代表的地幔橄榄岩残块，又无SSZ型大洋壳成分的高镁安山岩存在，这就很难把他们与具有分割板块构造意义的蛇绿岩类型岩体相联系。尤其值得注意的是，这套早石炭世火山岩组合同所在地段有U-Pb同位素年龄2656Ma的小红山片麻岩套中的变火山岩类，在岩石化学、稀土和微量元素地球化学特征上有许多相似之处（图2-5-3）。最明显的是两者都显示一种壳幔分离式的双模式成因模型，基性端元岩石均以微亏损轻稀土的平坦型模式，富大离子亲石元素（LLI）E、Th和高场强元素（HFSE）为特征，而酸性端元的岩石则同样以一致的负铕异常右倾型模式，富大离子亲石元素（LILE）和略亏损高场强元素（HFSE）与基性端元岩石相别。其特征完全可和王焰等（2000）提出的*裂谷环境双峰式火山岩相比较。即说明，早石炭世红石山地区并没有发展成为小洋盆环境，而红石山基性超基性杂岩体应为一种*裂谷环境的深成岩浆作用的产物。且由小红山片麻岩中的变火山岩和下石炭统火山岩具有的相似源区属性，提示该裂谷系统可能是在小红山晚太古代古老陆壳基底上发育起来的。有关这方面，左国朝等（2003）提出的“红石山岩体为一种裂陷海盆环境的超镁铁侵入岩体”是较切合实际的。他还提到雅满苏－红石山一带早二叠世有叠置于石炭纪海盆之上的规模较小的裂陷海槽发育，黄山地区有超基性岩体侵入于石炭系中，形成黄山铜镍矿床。夏林圻等（2007）也提出“天山及相邻地区广泛分布的石炭纪－早二叠世火山岩系，为*裂谷火山岩系”，他们与同时代的层状基性－超基性侵入体和花岗岩构成一个大火成岩省——“天山（中亚）大火成岩省”的观点。当然，也应包括黄山－红石山地区之间的含铜镍矿化四顶黑山基性超基性杂岩体，以及准时代侵入的双沟、红石山南等序列的中酸性侵入体等。
图2-5-3 甘肃北山红石山地区早石炭世扫子山群、白山组、火山岩
因此，总体以上说，所谓“红石山蛇绿岩或蛇绿构造混杂岩，无论是基性超基性岩体本身，或是相关时代地层中的火山熔岩，以及中酸性侵入岩序列，都难同岛弧、弧后盆地或小洋盆类型的SSZ型蛇绿岩特征相比较。相反，却表现为一套较典型的*裂谷环境的“双峰式”火成构造组合。”
