北山地区红石山蛇绿混杂岩组成及地质意义

彭湘萍，陈高潮，李玉宏，李金超，姜亭，史冀忠，韩伟

（1.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局，新疆 乌鲁木齐 830011；2.中国地质调查局西安地质调查中心，陕西 西安 710054）

北山地区红石山蛇绿混杂岩组成及地质意义

彭湘萍1，陈高潮2，李玉宏2，李金超2，姜亭2，史冀忠2，韩伟2

（1.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局，新疆 乌鲁木齐 830011；2.中国地质调查局西安地质调查中心，陕西 西安 710054）

甘蒙北山地区红石山蛇绿混杂岩带由不同成因的岩片，包括镁铁质和超镁铁质岩、堆晶岩、硅质岩及两侧陆缘岩片构成。蛇绿岩在红石山出露较完整，东以基性火山岩为主，是一个被后期构造肢解的蛇绿岩，放射虫硅质岩和深水复理石沉积不发育。陆缘岩片沉积建造、岩性组合特征与混杂带两侧绿条山组、白山组特征一致，这些岩片性质的厘定，为全面认识红石山有限洋的形成演化具重要意义，并为石炭纪红石山-黑鹰山裂谷裂陷带岩石地层的划分提供新思路。恢复晚古生代红石山有限洋盆充填演化特征，可为晚古生代银额盆地油气地质条件评价提供基础资料。

蛇绿岩；陆缘岩片；构造混杂带

红石山蛇绿混杂岩带位于甘蒙交界北山地区的红石山-百合山一带，是北山地区最北部一条蛇绿岩带，西与新疆东天山康古尔塔格深大断裂、巴音沟蛇绿岩相接，向东延至内蒙古境内的居延海凹陷之下，总体呈NWW-EW向弧形展布，是由蛇绿岩岩片和白山组、扫子山组等不同时代地层块体构成的混杂岩带，各块体间由规模不等的断层面分隔[1-12]。左国朝等将红石山超基性-基性岩成因类型归入蛇绿岩套[4]。前人对该蛇绿岩岩石学特征进行研究，目前有两种认识，一种认为其处于板块结合带，构成哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块，或塔里木板块与哈萨克斯坦板块结合带[4-9]；另一种认为其属板内有限洋，不构成板块界线[3,12]。肖文交等认为新疆北部在石炭—二叠纪时期挤压-伸展-走滑并存，岩浆活动与成矿作用活跃，晚石炭世—二叠纪可能仍存在活动陆缘，古亚洲洋构造域南部复杂增生造山作用延至晚石炭世晚期—二叠纪[13]。夏林圻等在研究区外巴音沟蛇绿岩斜长花岗岩中锆石U-Pb SHRIMP法测年[3]，获得（324.8±7.1）Ma数据，上被晚石炭世齐尔古斯套组不整合覆盖，认为其形成于早石炭世。1∶5万红岭等3幅区调在红石山以西红石山蛇绿岩上覆地层扫子山组碎屑岩夹层中采获Leiotriletes netiux Haequ, Punctatisporites planus Haequ等32种微古植物化石，时代为早石炭世[13]。本文据近年来野外地质调查成果，及对红石山蛇绿混杂岩带蛇绿岩套、裂谷裂陷带盆地两侧地层构成混杂带构造岩片的岩石组合、沉积建造、变形特征分析，通过混杂岩带构造岩片的解体，恢复晚古生代红石山有限洋盆充填演化特征，试图为晚古生代银额盆地油气地质条件评价提供基础资料。

1 区域地质概况

研究区西至公婆泉、红石山，东至额济纳旗以西，南至牛圈子-洗肠井早古生代缝合带，北至中蒙边境。红石山蛇绿混杂岩带地处甘蒙交界的红石山地区，构造上处于塔里木板块、华北板块和哈萨克斯坦板块结合部，经多期构造运动，变形强烈，岩浆活动发育[13-17]。该蛇绿混杂岩带宽100~3 000 m，呈NWW-EW向展布，主要为镁铁岩-超镁铁岩及以脆韧性断裂限定的两侧下石炭统白山组、扫子山组和绿条山组等不同时代地层块体构成的蛇绿构造混杂岩带，两侧分别以韧性断层与泥盆系、下石炭统相隔，局部被华力西中晚期花岗岩侵入，带内发育多条相互平行的逆冲断层[1-12]。该带西与新疆康古尔大断裂相连，东经红石山、百合山和六驼山南缘，隐伏于居延海坳陷之下（图1）。

构造带两侧沉积地层发育，新太古—古元古界的高绿片岩相-低角闪岩相变质北山杂岩，构成结晶基底；奥陶系为低绿片岩相变质碎屑岩、中酸性火山岩夹硅质岩，东部呈碳酸盐岩夹层，地层包括罗雅楚山组、咸水湖组、白云山组、园包山组；志留系低绿片岩相变质中基性、中酸性火山岩夹海相碎屑岩，包括公婆泉群、碎石山组；泥盆系雀儿山群主要由火山熔岩、火山碎屑岩夹陆源碎屑岩组成；石炭系主要为火山岩-碎屑岩-碳酸盐岩组合，地层有绿条山组、白山组、石板山组、干泉组；二叠系三角洲-滨浅海相陆源碎屑岩-碳酸盐岩和中基性-酸性火山岩，地层为双堡塘组、菊石滩组、金塔组、方山口组；侏罗系龙凤山组为含煤泥质岩、碎屑岩；白垩系赤金堡组、新民堡群为断陷盆地红色碎屑岩，新近系苦泉组红色碎屑岩。

图1 红石山地区区域地质简图Fig.1 Regional geology diagram in Hongshishan area1.中太古—古元古界；2.奥陶系；3.志留系；4.泥盆系；5.下石炭统；6.晚石炭世；7.二叠系；8.侏罗系；9.白垩系；10.新近系；11.第四系；12.花岗岩；13.超基性岩；14.主断层；15.一般断层；16.推测隐伏断层

晚古生代发育大规模中酸性火山岩和侵入岩，侵入岩多呈岩基、岩株状，少数呈岩枝状，具多期次侵入特征，属钙碱系列侵入岩，以华力西中期侵入岩为主，次为华力西晚期，构造岩浆岩带呈近EW向展布。华力西中期侵入岩主要岩性为钾长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩和闪长岩；华力西晚期侵入岩为花岗闪长岩、钾长花岗岩，侵入体规模小。地表地质反映构造混杂带南侧侵入岩较北侧发育。

区内断裂主要有红石山断裂带、明水-公路井断裂、石板井-小黄山断裂，走向近EW向。明水-公路井断裂构成马鬃山基底隆起与红石山-黑鹰山晚古生代裂谷裂陷盆地分界断裂，蛇绿混杂岩沿红石山断裂带分布。

2 构造混杂带特征

红石山蛇绿构造混杂岩带包含蛇绿岩岩块、陆缘岩片两部分，经变形、变质、变位和构造混杂作用，蛇绿岩层序不全，总体呈EWW-EW展布。蛇绿岩与早石炭世绿条山组、白山组大小不等的构造岩块混杂在一起，岩块间以脆韧性-韧性断层划分限定，形成构造强带与弱域相间的交织网格状组合，宽100~3 000 m，延伸上千公里形成构造混杂岩带[6-9]，主要由一系列倾向NE向、NW向、倾角50°~70°的逆冲断层及走向NE向、NW向的走滑断裂组成。该带在区域重磁场中为场的分界线或梯度带，地震及电磁测深结果反映，断裂带为一条深达地幔，长期活动的构造界线，为一略向北陡倾切穿地壳的超壳断裂。遥感影像上，红石山蛇绿岩带线性构造和线性地貌单元发育，北侧形成平直延伸的陡崖和断层三角面[6]。蛇绿构造混杂带主要由蛇绿岩岩片和陆源沉积岩片构成[18]。红石山蛇绿构造混杂带岩片均为与红石山有限洋形成演化有关的构造岩片，按岩石建造和构造环境不同，划分为蛇绿岩岩片和陆源沉积岩岩片。混杂岩带中与洋壳沉积相伴的复理石碎屑岩，与盆地边源沉积物在沉积建造上一致，不易区分，本文中按盆地边缘沉积分析。因此，本文中绿条山组、白山组属陆缘沉积岩岩片。蛇绿岩集中出露地段断续分布于红石山、百合山、哈珠、蓬勃山，其中红石山段蛇绿岩发育最全，向东蛇绿岩出露减少，层序不全，各段特征如下。

红石山段 该段前人研究较详细，蛇绿岩发育较全，出露宽度最大，由蛇绿岩片和陆源沉积岩片组成（图2）。蛇绿岩片岩石类型主要有：①变质超镁铁-镁铁杂岩。纯橄榄岩、斜辉橄榄岩、二辉橄榄岩，呈大小不等的岩块，具变余残留结构或假斑晶状结构、网格状结构，假斑晶多为透闪石化、绿泥石化辉石，橄榄石被纤蛇纹石、胶蛇纹石交代形成网格状，以眼球状残晶产出；②超镁铁-镁铁质堆晶岩及浅色岩。辉橄岩、辉石岩、辉长岩、斜长岩，呈透镜状、条带状分布于变质超镁铁杂岩中，发育堆积层状构造，各层序由底至顶为堆晶辉橄岩(含铬尖晶石)→堆晶辉石岩→堆晶辉长岩→斜长岩；③基性岩。均质辉长岩、辉绿岩，辉长岩具较强片理化，辉石全为绿泥石、针粒状阳起石、透闪石所交代。辉绿岩呈岩枝状，暗色矿物普遍绿泥石、透闪石、阳起石化，斜长石钠化、黝帘石化及帘石化；④基性熔岩。玄武岩、安山玄武岩，强变形带大多变质为绿泥石片岩、绿泥斜长片岩，弱变形带保留原岩。左国朝等认为，红石山蛇绿岩上覆洋壳火山-沉积岩中，枕状玄武岩具碱性及拉斑玄武岩特点，LREE等不相容元素丰度较高，呈富集型分布模式，说明当时壳下地幔处于低度熔融阶段，尚未形成一个扩张中心[4]。王稀斌等认为，该组合蛇绿岩产于初始洋盆扩张脊，所代表的壳层性质，并不是真正的洋壳，而是一种过渡型洋壳[19]。黄增宝、金霞等认为基性火山岩属低钾拉斑玄武岩，来源于亏损地幔，地球化学特征与洋中脊玄武岩相似，是红石山蛇绿岩套的组成部分[9]。将红石山段蛇绿岩与世界典型蛇绿岩套进行对比发现[19]，席状辉绿岩墙不甚发育，堆晶岩较少。上覆火山-沉积层内含较厚的深海和半深海沉积物和成熟度较高的陆源碎屑岩，玄武岩仅呈透镜状、条带状夹层产出，反映当时洋盆处于发育的初始阶段，尚未成熟，扩张速率低，沉积速率较大。陆源沉积岩岩片区内包括白山组和绿条山组，白山组为中酸性火山岩夹砂岩，岩性组合为绿泥绢云石英片岩、凝灰质变砂岩、熔结角砾岩、安山岩、流纹岩、中酸性凝灰岩；绿条山组为浅海相碎屑岩-硅质岩，岩性组合为砂质板岩、变砂岩、长石石英砂岩夹粉砂岩、硅质岩，砂质板岩中见大量无根流褶、尖棱状褶皱。黄增宝、金霞等对构造带南侧白山组英安岩、流纹岩的地球化学特征进行研究，认为其具火山弧钙碱性火岩的一般特征[8]，但白山组岩石组合以英安岩、流纹岩等酸性火山岩为主，玄武岩、安山岩相对较少，一般岛弧火山岩以安山岩为主，酸性火山岩少见，钾含量低，该岩性组合特征反映了白山组形成于裂谷环境。

图2 肃北县红石山蛇绿混杂岩剖面Fig.2 Section of ophiolite mélange from Hongshishan in Subei county(据魏增军等修改)1.长石石英砂岩;2.凝灰质砂岩;3.砂岩;4.硅质岩;5.辉石橄榄岩;6.纯橄岩;7.安山岩;8.流纹岩;9.凝灰岩;10.辉绿岩;11.斜长花岗岩; 12.绿泥片岩;13.绢云斜长片岩;14.绢云石英片岩;15.蛇纹石化滑石片岩;16.断层;17.糜棱岩;18.绿条山组; 19.白山组;20.蛇绿岩;21.构造岩片代号(以下剖面同)

红石山蛇绿混杂岩由蛇绿岩及盆地边缘陆缘岩片组成。剖面北与绿条山组脆韧性断层接触，南与白山组凝灰质砂岩断层接触，构造混杂带出露宽约6 km。据岩性组合特征、接触关系划分为7个较大岩片，岩片内还包括次一级岩片（图2）。自北向南岩片特征如下：Ⅰ岩片岩性为凝灰质砂岩、安山岩；Ⅱ岩片为浅灰色砂岩；Ⅲ岩片为安山岩、熔结角砾岩、泥质硅质岩薄层；Ⅳ岩片为灰绿色绿泥片岩，原岩为基性火山岩，经强变形后变成绿泥片岩；Ⅴ岩片为绢云斜长片岩，原岩为酸性火山岩；Ⅵ岩片为研究区规模最大的蛇绿岩，由变质超镁铁-镁铁杂岩、超镁铁-镁铁质堆晶岩及浅色岩、基性岩、基性熔岩组成，包含多个次级岩片；Ⅶ岩片为凝灰质砂岩、绢云石英片岩。Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ岩片岩性特征与白山组可对比，Ⅱ岩片岩性特征与绿条山组可对比。

百合山段 剖面北与绿条山组脆韧性断层接触，南与白山组斜长流纹岩断层接触，构造混杂带出露宽约5 km。据岩性组合特征、接触关系划分为8个较大岩片，岩片内还包括次一级岩片（图3）。自北向南各岩片特征如下：Ⅰ岩片岩性为灰绿色片理化砂岩、细砂岩、粉砂岩、绢云绿泥千枚岩夹含砾砂岩、砂质灰岩，产腕足、珊瑚化石；Ⅱ岩片为下部灰绿色粗砂岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质板岩，上部紫红色、浅灰色碧玉硅质岩，硅质岩浅色和暗色调带相间，颜色普遍偏浅，具浅水热水沉积特征；Ⅲ岩片为灰绿、灰紫色长石石英砂岩夹含砾砂岩、粉砂岩；Ⅳ岩片为浅灰绿色片理化粉砂岩与绿泥钠长千枚岩互层，夹薄层硅质岩、含角砾安山质熔岩凝灰岩，绿泥钠长千枚岩原岩为基性凝灰岩，斜坡前缘深水复理石沉积；Ⅴ岩片为灰绿色粉砂岩、粉砂质板岩夹硅质岩、安山岩，深水复理石沉积；Ⅵ岩片为蛇绿岩，岩性为辉橄岩、纯橄岩、辉长岩、玄武岩，辉橄岩、纯橄岩呈大小不等的岩块不连续分布，具嵌晶结构、半自形粒状结构，块状构造，橄榄石65%~80%、辉石20%、铬尖晶石1%~3%，发生蛇纹石、碳酸盐化，纯橄岩呈析离体分布于辉橄岩中，橄榄石普遍蛇纹石化，辉长岩中暗色矿物绿泥石化，斜长石绢云母化、钠长石化。玄武岩呈构造透镜体状，发生次闪石化、钠长石化，受构造改造片理化，大致可与红石山段蛇绿岩对比；Ⅶ岩片为浅紫色、灰绿色钙质粉砂岩、细砂岩互层，夹硅泥质板岩；Ⅷ岩片与Ⅶ岩片岩石组合相似。该剖面中上述岩片均为脆韧性断层接触，各岩片岩石组合特征均与红石山蛇绿混杂带北侧绿条山组可对比。

图3 百合山北构造混杂岩带剖面图Fig.3 Section of tectonic mélange belt in northern Baiheshan(1∶20万黑鹰山幅修改,1979)1.粉砂岩;2.钙质粉砂岩;3.细砂岩;4.长石石英砂岩;5.砾岩;6.硅质岩;7.斜长流纹岩;8.玄武岩;9.辉橄岩; 10.硅泥质板岩;11.粉砂质板岩;12.绿泥钠长片岩;13.蛇绿岩;14.绿条山组;15.白山组;16.断层

图4 哈珠东蛇绿混杂岩带剖面图Fig.4 Section of ophiolite mélange belt in eastern Hazhu(1∶20万黑鹰山幅修改,1979）1.长石杂砂岩；2.长石石英砂岩；3.中细砂岩；4.泥质粉砂岩；5.粉砂岩；6.泥质板岩；7.粉砂泥质板岩；8.绿泥绢云板岩；9.安山岩；10.流纹岩；11.基性火山岩；12.生物灰岩；13.蛇绿岩；14.石炭系石英闪长岩；15.绿条山组;16.断层

哈珠段 剖面北与绿条山组断层接触，南被华力西中期石英闪长岩侵入，构造混杂带出露宽度大于3.7 km（图4）。据岩性组合特征、接触关系可划分为7个较大岩片，各岩片内又包括次一级岩片。自北向南岩片特征如下：Ⅰ岩片与北侧绿条山组生物灰岩断层接触，岩性为灰绿色厚层块状长石杂砂岩夹隐晶灰岩。Ⅱ岩片为灰黑-黄褐色厚层中细粒砂岩、长石杂砂岩夹粉砂岩。Ⅲ岩片为蛇绿岩，是一个层序严重不全的蛇绿岩，深灰绿色次闪石化帘石化中基性火山岩。Ⅳ岩片为灰绿色绿泥绢云千枚岩与灰黑色中细粒砂岩互层，绿泥绢云千枚岩原岩为基性凝灰岩，斜坡前缘深水复理石沉积。Ⅴ岩片为灰黄色流纹岩、灰绿色蚀变安山岩。Ⅵ岩片为灰色中细粒砂岩、粉砂质板岩互层，夹薄层硅质岩。Ⅶ岩片上部为灰绿色不等粒长石杂砂岩、砂砾岩、粉砂岩，下部为绢云绿帘石岩，原岩为基性火山岩。上述岩片均为脆韧性断层接触，除Ⅲ岩片为蛇绿岩岩片和Ⅴ岩片为白山组外，其余岩片岩石组合特征均与红石山蛇绿混杂带北侧绿条山组可对比。蛇绿岩不完整，仅有基性火山岩，未见超镁铁质岩，火山岩发生次闪石化、帘石化。

图5 额济纳旗蓬勃山蛇绿混杂岩带剖面图Fig.5 Section of ophiolite mélange belt from Pengboshan in Ejina Banner(1∶20万六驼山幅修改,1979）1.粉砂岩,硅质粉砂岩；2.斜长流纹岩；3.熔岩凝灰角砾岩；4.玄武岩；5.绢云母板岩；6.绿帘绢云母板岩；7.绿帘绿泥片岩；8.绿帘阳起片岩；9.石英岩；10.长英质角岩；11.堇青石角岩；12.蛇绿岩；13.石英闪长岩；14.断层

蓬勃山段 剖面北、南两侧被华力西中期石英闪长岩侵入，构造混杂带出露宽度大于5.5 km（图5）。据岩性组合特征、接触关系划分为11个较大岩片，各岩片内包括次一级岩片。自北向南各岩片特征如下：Ⅰ岩片为黑灰色斜长流纹岩、灰绿色粉砂岩，粉砂岩褶皱变形；Ⅱ岩片为蛇绿岩岩片，是一个层序不全的蛇绿岩，岩性为暗绿色绿帘阳起石岩、灰绿色玄武岩，绿帘阳起石岩原岩为基性火山岩，强片理化和糜棱岩化，变质为绿帘阳起片岩；Ⅲ岩片为灰色粉砂泥硅质板岩夹少量千枚岩；Ⅳ岩片为蛇绿岩岩片，暗绿色片理化玄武岩，玄武岩呈透镜状岩块，岩块间浅灰色-灰绿色绿帘绢云母片岩构成蛇绿岩块间脆韧性剪切带；Ⅴ岩片为灰绿色粉砂泥硅质板岩，上部夹暗绿色玄武岩透镜体；Ⅵ岩片为蛇绿岩岩片，绿色绿帘阳起石化玄武岩，玄武岩块体被其间硅质粉砂质片岩分隔，构造变形强带；Ⅶ岩片为灰绿色绿帘绢云母板岩，下部夹两层熔岩凝灰角砾岩；Ⅷ岩片为黄绿-绿色绿帘绿泥片岩，原岩为基性火山岩；Ⅸ岩片为青灰色绢云母片岩夹灰绿色玄武岩透镜体；Ⅹ岩片为暗绿色绿帘石化玄武岩；Ⅺ岩片为灰白色石英岩、堇青石角岩、长英质角岩，受南侧石英闪长岩影响，发生接触变质。Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅺ岩片沉积建造、岩性特征与绿条山组中上段可对比。该剖面蛇绿岩层序不完整，呈透镜状，由玄武岩和基性火山岩组成，玄武岩致密块状，变余斑状结构、基质变余交织结构，斑晶和基质中暗色矿物均发生强阳起石化、绿泥石化、碳酸盐化、绿帘石化，基性火山岩发生强烈片理化和糜棱岩化，变质为绿帘阳起片岩。蛇绿岩与绿条山组构成的岩片组成蛇绿混杂岩带，各岩片间均被脆韧性剪切带分隔。

从上述区段分析看出，红石山蛇绿混杂岩是一个被断裂构造肢解的蛇绿岩带，在红石山一带蛇绿岩保存较好，其本身包括超镁铁质岩、基性火山岩两部分，深海复理石和含放射虫硅质岩不发育，蛇绿岩向东延伸至百合山北有少量超镁铁质岩构造块体残留，至清河口、哈珠、蓬勃山一带很少见到超镁铁质岩，以基性火山岩发育为主要特征，混杂带内陆缘岩片主要为早石炭世裂谷盆地绿条山组和白山组，滨海-浅海陆棚相沉积，深水沉积特征明显。

3 盆地早石炭世地层

早石炭世红石山构造混杂带北侧出露地层主要为绿条山组（图6），受后期构造改造和剥蚀作用，地层顶底不全，岩性纵横向变化大。甜水井北下段为灰色、灰黄色砾岩、含砾砂岩、长石杂砂岩，夹钙质砂岩、灰岩，底部细砂岩中产腕足化石；上段为深灰-灰色千枚状板岩、硅质岩夹灰绿色绿泥千枚状板岩。向北至绿条山仅出露下段岩性，主要为黄绿-灰绿色长石杂砂岩、砾岩、含砾砂岩夹流纹质火山角砾岩、凝灰岩、钙质砂岩和灰岩透镜。碎石山西下部为黄绿色细粒长石杂砂岩、砂质灰岩夹中性火山岩；中部为黄绿色细粒长石杂砂岩、杂砂岩夹砾岩、钙质粉砂岩；上部为黄绿色砾岩、长石杂砂岩、砂质灰岩、假鲕状灰岩，分别构成3个韵律，产腕足、珊瑚、腹足等化石。最东部呼乃巴斯克下部浅灰色石英砂岩夹砾岩，向上夹硅质岩，上部为灰色薄层粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质板岩，产丰富腕足化石。从沉积盆地演化过程分析，绿条山组下部产Syringothyiscf.texta化石相当于早石炭世岩关期，代表盆地扩张初期沉积，属滨浅海相碎屑沉积，盆地北侧边缘沉积，甜水井北上段千枚状板岩、硅质岩夹灰绿色绿泥千枚状板岩，原岩为泥岩、硅质岩及含凝灰质泥岩构成盆地内侧浅海相沉积。该带同生断裂活动，沉积热水沉积硅质岩，代表盆地范围不断扩大，水体变深陆棚相沉积。红石山构造混杂带北侧绿条山组碎屑沉积粒度自北向南总体变细，盆地北浅南深，反映早石炭世盆地北部边缘可能存在一古隆起，为盆地北侧提供物源。

图6 红石山裂谷带早石炭世地层Fig.6 Early Carboniferous strata of Hongshishan fault rift belt1.砾岩；2.砂砾岩；3.含砾砂岩；4.砂岩；5.长石杂砂岩；6.杂砂岩；7.长石石英砂岩；8.石英砂岩；9.钙质长石杂砂岩；10.粉砂岩；11.粉砂质泥岩；12.泥岩;；13.碳质泥岩；14.硅质岩；15.鲕粒灰岩；16.灰岩；17.安山岩；18.流纹质凝灰岩；19.流纹质角砾岩；20.流纹岩；21.板岩；22.绿帘绿泥千枚岩；23.绢云千枚岩；24.黑云石英片岩；25.斜长角闪岩；26.石英岩；27.角度不整合

红石山构造混杂带南侧出露早石炭世地层有绿条山组、白山组（图6），受岩体侵入影响，地层分布零星，绿条山组自西向东为，断条山灰色千枚状板岩夹绿帘绿泥千枚岩。仙人岛下部为灰绿、灰色绢云千枚岩、灰白色、灰色石英岩、变质细砂岩、含碳粉砂质板岩，原岩为滨浅海相砂泥岩；上部为灰色大理岩、硅质灰岩深灰色板岩、硅质板岩，原岩为碳酸盐岩-泥岩。绿条山组未见底，沉积特征反映盆地水体逐渐变深，盆地范围不断扩大的裂解过程。白山组自西向东，狼娃山紫-灰紫色流纹质凝灰熔岩、熔岩凝灰岩、安山质凝灰熔岩、流纹岩、安山岩夹大理岩。断条山底部暗绿色玄武岩、绿帘绿泥千枚岩，中上部灰绿色流纹质凝灰熔岩、灰色流纹岩夹大理岩透镜体。清河口灰紫色、灰绿色斜长流纹岩、英安质熔岩凝灰岩夹灰岩、硅质岩透镜体。三个井北为灰紫色、灰色英安质凝灰熔岩、流纹质凝灰熔岩夹流纹岩、安山岩。绿条山组自下向上沉积地层碎屑岩粒度变细表明盆地水体逐渐变深，白山组火山岩发育，这与裂谷盆地经过初始裂陷后进入快速裂解期沉积补偿较慢，发育暗色细碎屑岩沉积和火山岩发育特征一致，代表盆地最大扩张期沉积组合。

刘宝珺、王剑等总结裂谷盆地的形成演化通常经历一个特定的“构造-地层”演化过程，同时形成相应的成因相组合，盆地演化包括3个明显阶段，初始裂谷阶段，张裂中心张性断裂活跃，形成环形盆地，以冲洪积相及陆相湖泊等成因相组合为主，火山碎屑岩和火山岩发育；裂谷阶段断裂活动性强，形成地堑-地垒相间的盆地，以黑色页岩相或蒸发岩相、欠补偿盆地相及台地相沉积为特征；热沉降阶段断裂构造活动较弱，以稳定的进积-退积沉积为主，形成从大陆边缘滨岸带至大陆坡的碳酸盐岩沉积序列及碎屑岩沉积序列，或二者的混合沉积序列[22,23]。红石山盆地早石炭世绿条山组和白山组地层特征表明，红石山裂谷盆地可能是一个不对称的箕状盆地，盆地北浅南深，南断北超，绿条山组沉积物来自北侧的古陆。从两侧地层岩性组合特征分析，早石炭世早期红石山混杂岩带北侧绿条山组滨浅海相碎屑岩-碳酸盐沉积建造，甜水井北与下伏中泥盆统雀儿山群不整合接触，可代表绿条山组最低层位，底部以中粗碎屑岩为主，含大量腕足类化石，反映海侵开始阶段滨海相；向上碎屑岩粒度变细，以砂岩、细砂岩为主，出现碳酸盐岩夹层，反映水体变深的海侵过程；上部泥质岩、硅质岩沉积发育，浅海相-半深海相，硅质岩为盆地快速扩张沿断裂运移的热水沉积。同期在混杂带南侧绿条山组沉积细砂岩、泥质岩、凝灰岩相当于北侧上段沉积，滨浅海相-半深海相。早石炭世晚期随着裂谷继续演化，扩张达到顶峰，出现基性-酸性双峰式火山岩，裂谷扩张最大期镁铁质-超镁铁质岩沿红石山混杂带侵入及基性火山岩喷发，形成红石山蛇绿岩套。总之，红石山早石炭世裂谷盆地沉积充填特征与刘宝珺、王剑等总结裂谷盆地的形成演化特征相似。

早石炭世早期，研究区发生强烈扩张，沿康古尔-红石山-蓬勃山一带裂解扩张，形成早石炭世裂谷盆地。从岩相横向对比分析，盆地北缘沉积绿条山组碎屑岩-碳酸盐岩-硅质岩夹火山岩，垂向上由下部滨浅海相向上部浅海相转变，并受盆地边缘断裂控制，横向上随红石山断裂发育，盆地范围不断扩大，使早期断陷盆地进一步加深，盆地表现为北浅南深的箕状不对称盆地。粗碎屑沉积物被限定在不断扩大的盆地边缘浅水区，并随断裂差异沉降在垂向上的不同阶梯面上显示由下部粗碎屑沉积向上部细碎屑沉积有序变化。远离盆地边缘沉积了同期的细粒碎屑岩沉积建造，总体上从南到北由远源向近源，由盆地边缘向中心有序的变化趋势。盆地南缘绿条山组以浅海相泥质岩-细碎屑岩-硅质岩，边缘仍以较粗碎屑岩沉积为主，表明从南到北由近源向远源；盆地中心沉积为泥质-凝灰质-硅质沉积；红石山早石炭世裂谷盆地沉积地层具双物源，物源分别来自南北两侧。

早石炭世晚期盆地继续裂解，转为裂谷盆地，主要证据为白山组双峰式火山岩的发育和镁铁质-超镁铁质侵入。夏林圻在研究新疆天山和北山地区石炭二叠纪火山岩时提出大火成岩省概念，地幔柱上升形成中亚大火成岩省，因此，本文采用此观点认为上升的地幔热柱局部发生部分熔融，产生具碱性和拉斑性质的玄武岩浆房，白山组火山-沉积岩系便是这一阶段产物。在红石山-六驼山一线裂陷较深，形成初始小洋盆，形成具过渡壳特点的洋壳组合[12]。

蓬勃山以东，红石山蛇绿混杂岩带隐伏于中生代居延海凹陷之下，居延海东呼乃巴斯克下石炭统滨海相碎屑岩建造与甜水井北、碎石山西具相似沉积建造，推测红石山蛇绿混杂岩带向东在经过居延海凹陷之后，沿呼乃巴斯克南侧通过，被白垩系覆盖。

4 结论

红石山蛇绿岩属“红海型”裂谷的有限洋环境产物[1,7,8]。左国朝等认为红石山蛇绿岩上覆洋壳火山-沉积岩中，枕状玄武岩具碱性及拉斑玄武岩特点，LREE等不相容元素丰度较高，呈富集型分布模式，说明当时壳下地幔处于低度熔融阶段，尚未形成一个扩张中心[4]，王稀斌等认为这种组合的蛇绿岩产于初始洋盆扩张脊，所代表的壳层性质，不是真正的洋壳，而是一种过渡型洋壳[20]。经中泥盆世华北-塔里木板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块拼合之后，早石炭世早期，受NS向伸展拉张和深部动力学机制作用，研究区发生强烈扩张，沿康古尔-红石山-蓬勃山一带裂解扩张，形成早石炭世裂谷盆地。早石炭世晚期盆地继续裂解，上升的地幔热柱局部发生部分熔融，产生具碱性和拉斑性质的玄武岩浆房。白山组在断条山底部为暗绿色玄武岩、绿帘绿泥千枚岩，中上部为灰绿色流纹质凝灰熔岩、灰色流纹岩夹大理岩透镜；狼娃山流纹质凝灰熔岩、熔岩凝灰岩、安山质凝灰熔岩、流纹岩、安山岩夹大理岩，这种双峰式火山岩组合基本反映早石炭世裂谷盆地特征，该时期火山-沉积岩系为这一阶段产物，在红石山-六驼山一线裂陷较深，形成初始小洋盆，产生具过渡壳特点的洋壳组合[12]。肖文交等认为古亚洲洋于华力西末期闭合，夏林圻等则认为研究区西邻天山及邻区早石炭世区域不整合广泛存在，未遭受地壳混染的原生玄武岩，显示地幔柱-EM1间的同位素变化趋势，石炭纪火山岩系形成于大陆板内裂谷环境，不是形成于岛弧或活动大陆边缘环境[24]。笔者赞同夏林圻等的认识，认为红石山地区和天山地区类似，属板内裂谷盆地。

（1）红石山蛇绿混杂岩带由蛇绿岩、绿条山组、白山组等构造岩片组成，被脆韧性剪切带分划构成混杂岩带，西与康古尔大断裂相连，向东隐伏于居延海中新生代坳陷之下。该带主要为与红石山有限洋形成演化有关的构造岩片，包括蛇绿岩岩片和陆源沉积岩岩片两大类。

（2）红石山蛇绿混杂岩带中蛇绿岩由镁铁质-超镁铁质岩、基性火山岩构成，堆晶岩、基性侵入岩和深水硅质岩不发育，蛇绿岩层序不全，是一个被后期构造肢解的蛇绿岩。百合山以东蛇绿岩主要为基性火山岩，强变形蛇绿岩变为绿帘阳起片岩、绿帘绿泥片岩等。

（3）红石山蛇绿混杂岩带中陆缘沉积岩片绿条山组、白山组沉积建造多为滨海-陆棚相碎屑岩-泥硅质岩-碳酸盐岩，其中白山组以中酸性火山岩为主，蛇绿岩不发育深水放射虫硅质岩和深水复理石沉积，表明古生代红石山洋是一个水体相对较浅的有限洋。

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Ophiolite mélange Belt Composition and Geologic Significance of Hongshishan in Beishan Area

Peng Xiangping1,Chen Gaochao2,Li Yuhong2,Li Jinchao2,Jiang Ting2,Shi Jizhong2,Han Wei2
(1.Xinjiang Bureau of Geology And Mineral Resources,Urumqi,Xinjiang,830011,China;
2.Xi′an Center of Geological Survey,China Geological Survey,Xi′an,Shaanxi,710054,China)

Ophiolite mélange belt consists of ophiolite microlithon and bilateral continental margin microlithon.Outcrop is integrated and ophiolite is most basic volcanic rock which is decomposed by paulopost structure and in which euabyssite silicalite and deep-water flysch deposit are lacking.The sedimentation construction and lithological combination of land-source microlithon are just like mélange belt bilateral Lvtiaoshan Formation and Baishan Formation’s.The definitude of these microlithon plays an important part in roundly knowing formation and evolvement of Hongshishan. Besides,it also has directive significance on lithostratigraphic establishment in Early Carboniferous Hongshishan-Heiyingshan fault rift and faulted depression zone.

Ophiolite;Continental margin microlithon;Tectonic mélange belt

1000-8845(2016)02-184-08

P544+.3

A

项目资助：中国地质调查局国土资源大调查项目、西北地区中小盆地群油气资源远景调查项目(1212010733506)共同资助

2015-06-08;

2015-09-07;作者E-mail：dkcpxp@sohu.com

彭湘萍(1968-)，女，湖南平江人，1990年毕业于吉林大学地质矿产勘查专业，从事地质矿产勘查与评价工作