蛇绿岩

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第620页（4614字）

在大陆边缘与大陆内部的造山带中出现一套由超基性岩、辉长岩、辉绿岩和玄武质熔岩及上覆深海相的硅质岩(特别是含放射虫硅质岩)组成的杂岩系，显示原产于大洋环境，称为蛇绿岩或蛇绿岩套。

根据板块构造理论，蛇绿岩套与现代的大洋地壳上地幔顶部的主要成分、稀有元素、稀土元素含量、结构和岩石序列极为相似，故认为蛇绿岩套是古洋壳的残余。它原来形成于洋中脊，由于异常地幔橄榄岩质软流圈的上涌，经岩浆分异形成玄武岩质熔岩、辉长岩类与超基性的斜辉辉橄岩和纯橄岩，海洋学家称为洋中脊扩散中心模式。新生的洋壳经海底扩张离开洋中脊而相应变为老洋壳，也相应变冷增厚，除大部分沿海沟－俯冲带俯冲回到地幔中去外，小部分的洋壳于俯冲带被刮脱下来，便以大规模逆冲断层作用拼贴到当时的大陆或岛弧的外侧，称构造侵位或冷侵位，所以蛇绿岩套一般多产于构造变形的板块聚敛边界。

蛇绿岩套被强烈剪切成大小、形态不一的块体，杂乱地散布于碎屑岩和蛇纹岩基质之中，以构造混杂岩(Melange)形式产出。

这样产出的岩石组分既有外来的大洋地壳碎块，又有原地或准原地的碎屑岩基质而呈杂乱无序的分布。蛇绿岩套所产出的空间便标志着曾是大洋地壳的俯冲带或两大陆的碰撞带，同时，蛇绿岩套中也蕴藏有如Cr、Ni、CO、Pt族与Cu、Pb－Zn、Au、Fe、石棉等重要矿产资源。

早在19世纪初叶，Brongniart(1827)称蛇纹岩为蛇绿岩。蛇绿岩(Ophi)来自希腊语，其词义是蛇(Snake)，因蛇纹岩外貌相似蛇的颜色，所以用蛇绿岩代替了蛇纹岩。

1879年，Michel Levy用蛇绿状(Ophitic)描述辉绿岩的结构。因此，蛇绿纹岩缺乏严格的定义而被广泛滥用于描述各种蛇纹石化的超基性岩。

20世纪初叶，斯坦曼(R．G．Steinmann，1927)把橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、细碧岩等同源组合和有关的岩石均归属有成因联系的一套岩石组合。蛇绿岩套的岩浆演化顺序，首先是橄榄岩固结，其次是辉长岩和伴生的辉石岩岩墙，最后为具球颗玄武岩边缘的辉绿岩－细碧岩。

斯坦曼又强调蛇绿岩侵位到放射虫硅质岩或深海粘土等深水沉积层中，因而提出蛇纹岩、辉绿岩－细碧岩和硅质岩的“斯坦曼”三位一体。并认为蛇绿岩是岩石的成因组合，它代表优地槽早期沿断裂由海底侵入，属原生侵位(或称热侵位)。当时，欧洲学者用此概念满意地解释了阿尔卑斯造山带内基性－超基性岩石组合的产出。本生(Benson，1926)称为阿尔卑斯型基性－超基性岩石组合，奥布埃(J．Aubouin，1965)也认为蛇绿岩为优地槽早期分异的玄武质溢流物。

赫斯(H．H．Hess’1938，1955)曾注意到橄榄岩周围没有高温接触晕这一极为重要现象而提出低温原生橄榄岩浆观点，即超基性岩石能在低温条件保持含有5%～10%的水分。这种超基性岩石含水与蛇纹石化事实一致。同时，美国学者倾向将橄榄岩与伴生的辉长岩、辉绿岩和枕状熔岩等而认为橄榄岩是深成的结晶堆积物，并不强调斯坦曼的三位一体概念。而塞耶(S．R．Thayer，1967)认为橄榄岩与伴生的镁铁组合之间的同源关系是重要的，并提出“阿尔卑斯镁铁质岩浆系”，强调辉长岩、辉绿岩和伴生的浅色岩石是来源于一个单一的原始橄榄岩浆，从而激励美国学者重新考虑欧洲蛇绿岩的概念。

20世纪50年代，贝利(E．B．Bailey)于中东发现广泛分布的中生代构造混杂堆积，他认为其中的外来岩块与基性－超基性岩有关，并称为“安卡拉混杂岩”，而超越了格林(E．Greenly，1919)所提的“混杂岩”原始概念。

由于枕状熔岩的发现而承认斯坦曼的三位一体，然而没有将混杂岩纳入蛇绿岩套范畴。

随着板块构造理论的兴起，美国许靖华(K．J．Hsü，1968)认为美国西海岸白垩纪弗朗西斯科混杂岩是一套大小不一，从数厘米到几千米不等的碎块，其物性、形态各异，而与不同的岩屑、细粒岩粉、粘土杂乱相混，互相挤压，显然是经过强烈的剪切、挤压、破碎和变形，难予辨认的混杂物而称为混杂岩(Melange)，但仍沿用E．格林(1919)年于英国威尔士安格尔西岛的前寒武纪蒙诺杂岩中一套复杂的构造混合物所取的名称。格林所指的构造混合物未涉及到蛇绿岩套，而许氏(1968)认为加利福尼亚沿海山脉的诺布(NOb)峰的绿色岩石按序恢复为蛇绿岩，吐云(Twin)峰的红色岩为深海放射虫硅质岩，两者均原位于深海底，由于某种自然力而被掀到了陆地上。

许氏于1960年受到F．J．凡因海底扩张理论的启示，才认识到弗兰西斯科混杂岩是由于太平洋洋壳的俯冲，少部分被挤到北美大陆西缘，形成宽达200km的混杂岩带，它反映自晚侏罗世到第三纪以来145Ma年期间，有宽约1万km的洋壳俯冲于北美大陆边缘之下，并在沿上驮板块前端形成了混杂岩楔而强调其构造含义。混杂岩楔在证明板块的几何格局发挥了巨大作用，它补充了海底扩张的另一侧面——洋壳的俯冲作用。许靖华并将混杂岩作为填图单位有助澄清许多混乱情况，使板块构造理论向前跨了一大步。杜威(J．F．Dewey)和柏德(J．M．Bird)认为部分俯冲洋壳被刮下而挤入于仰冲大陆边缘(或岛弧)外缘所形成的增生棱柱体中。

科尔曼(R．G．Coleman，1971)认为部分洋壳“仰冲”到大陆边缘之上等的类似见解。由于混杂岩不论在俯冲型或碰撞型造山带均广泛出露，有关混杂岩的概念在造山带与造山运动研究中占据了重要位置。

考虑到现今环太平洋边缘俯冲增生与构造侵蚀作用均普遍出现，并可相互转化，但两者构造背景与地质特征不同，以含有蛇绿岩块为特征的混杂岩，突出其挤压构造背景称之谓构造混杂岩与以构造侵蚀为背景所形成的重力滑塌堆积(Olistostrome)区别。

1972年，美国地质学会的彭罗斯会议对蛇绿岩的概念、成因和应用方面取得较一致的意见，强调蛇绿岩是特殊的基性－超基性岩石组合，并非单一具体的岩石名称或岩石单元。60年代，根据大量深海钻探与人工地震测量所建立的标准洋壳剖面作对比而重建蛇绿岩套的理想剖面，由上而下呈层状构造如下：(1)深海相放射虫硅质岩、薄层泥岩及少量灰岩等；(2)基性枕状熔岩，深部为块状玄武岩、粗玄岩等，基性席状岩墙杂岩(辉绿岩墙)；(3)辉长岩，具堆晶构造，纯橄岩和辉石岩，通常呈蛇纹石化与剪切变形；(4)超基性杂岩，为不同比例的斜辉橄榄岩和二辉橄榄岩、纯橄岩，不同程度的蛇纹石化，它已属地幔上部范畴。甘塞尔(Gansser，1974)将蛇绿岩与混杂岩两个概念结合起来称为蛇绿岩混杂岩，突出混杂岩中的外来洋壳残块成分。蛇绿岩混杂到岩具有构造和沉积混杂的双重成因。甘塞尔认为蛇绿岩在侵位过程中发生重力崩塌物混杂到蛇绿岩混杂岩楔之中，强调洋壳板块俯冲的复杂性，但甘塞尔所述的重力崩塌混杂沉积尚未涉及构造侵蚀引起的机制。

70年代有关国际学术组织先后组织数次野外考察和讨论，其主题围绕两个方面：(1)蛇绿岩的原生侵位和成因；(2)造山带的次生构造侵位。列举了全球不同时－空蛇绿岩带的产状，均由于洋壳俯冲或陆壳碰撞作用而沿俯冲带或碰撞带分布，以大型逆断层作用而移位到现今位置，构造混杂岩内部以一系列剪切滑动为特征组成的增生加积体，但由于后期构造的改造，而显得更为复杂。

根据海底扩张理论的分析与得到深海钻探、海底磁异常条带等研究表明：洋中脊所形成的新洋壳，随着海底扩张，冷而老的洋壳运移到海沟俯冲带附近，大部分洋壳沿俯冲带下沉，俯冲回到地幔内部外，而少部分沿海沟被刮脱下来，以构造混杂岩增生楔加积于大陆或岛弧的外侧。由于构造混杂岩含有特征性的外来洋壳碎块，标志着原来位于大陆外侧或两大陆之间的一个汪洋大海，通过沿大陆边缘的俯冲而逐步缩小而至完全封闭，导致两侧大陆的直接碰撞，焊接成一个巨型泛大陆。

所以，将构造混杂岩带直观地认为是洋壳的残余体，其产出空间是俯冲带或碰撞带。其次，在构造混杂岩内部因受到强烈的挤压，往往出现以兰闪石为代表的高压型变质带，也反映了俯冲－碰撞带的高压－低温的构造环境。

科尔曼(R．G．Coleman，1985)指出，蛇绿岩组分的构造环境除洋中脊以外，还有岛弧前缘、岛弧深部、弧后边缘海及狭窄洋等环境均可形成蛇绿岩套的岩石组分。现今大陆内部所发现的蛇绿岩带，特别是中国西部地区，根据岩石化学特征表明大多属边缘海或狭窄洋环境。

有关蛇绿岩套岩石的年龄，要区别蛇绿岩套的原生年龄与构造侵位的年龄，后者可以根据构造混杂岩内混杂物最新的年龄确定，为分析构造运动及动向、大陆碰撞时间尤为重要。特别是在造山带内出现多条蛇绿岩带时，相应与大洋的不同空间长期俯冲或局部碰撞有关，但其中侵位年龄最年青者应是反映海洋的最后封闭，大陆碰撞的蛇绿岩带，它的构造意义更为重要。为大地构造相分析作为主要对象而重建俯冲带一碰撞带的构造轮廓。如西藏始新世的雅鲁藏布江－印度恒河蛇绿岩带是标志印度板块与亚洲板块最后碰撞带，也就是特提斯海的完全封闭消失。

蛇绿岩套蕴藏着许多与基性－超基性岩有关的重要矿产，在橄榄岩中含有铂，橄榄岩类中含有铬铁矿，基性岩含钛磁铁矿，辉长岩类有硫化铜－镍矿，与玄武岩、细碧岩有关的黄铁矿型铜矿或铜镍矿，硅卡岩型硫铁矿、金矿、班岩型铜－钼矿等。此外，还有石棉、滑石、菱镁矿等矿产。

另外，中国大陆内部有许多不同时期的蛇绿岩带，具有较重要构造意义的有：台湾纵谷新生代蛇绿岩带；雅鲁藏布江新生代蛇绿岩带；澜沧江中生代蛇绿岩带。

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【参考文献】：

1 Gansser A．国外地质科技动态，1976，6：10～26

2 Coleman R G着．蛇绿岩．鲍佩声译．北京：地质出版社，1982．1～12

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(南京大学叶尚夫副教授撰；卢华复审)