張旗

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 北京 100029

“雙溝蛇綠巖”是筆者最早研究的蛇綠巖之一，位于云南省哀牢山帶。由于植被覆蓋嚴(yán)重，該蛇綠巖帶露頭不好，僅在雙溝一帶出露非常好，其巖石組合也比較齊全。從1983年起，筆者和合作者以此作為基地耕耘多年，先后發(fā)表了一系列成果(張旗等，1987，1988，1991，1992，1995b，1996，1997，1998；張旗，1992，1995；黃忠祥等，1993，1995；李秀云等，1993；Zhangetal., 1994, 2008；周德進(jìn)等，1995a, b；陳友紅等，1996；張旗和周國(guó)慶，2001)。此外，中外許多學(xué)者也在此做過研究，基本上都肯定該地區(qū)出露的這套巖石組合是蛇綠巖，形成于裂谷或小洋盆環(huán)境(段新華和趙鴻，1981；王凱元，1983；楊家瑞，1986；魏?jiǎn)s和沈上越，1995，1997；簡(jiǎn)平等，1998a, b；莫宣學(xué)等，1998；沈上越等，1998a, b；2000；魏?jiǎn)s等，1999；凌其聰?shù)龋?999a, b; Wangetal., 2000；董云鵬等，2000；方維萱等, 2002;王順華和王照波，2004；Yumuletal., 2008; Jianetal., 2009a, b; Fanetal., 2010; Laietal., 2011, 2014a, b; 劉翠等，2011；劉俊來等, 2011；Lai, 2012; Liuetal., 2014, 2015, 2017a, b; Faureetal., 2016; Xiaetal., 2016, 2020; Xuetal., 2019a, b, c, 2020; Huetal., 2020)。

“雙溝蛇綠巖”出露的巖石有二輝橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、斜長(zhǎng)花崗巖、玄武巖、硅質(zhì)巖等，缺堆晶巖和輝綠巖巖墻群。文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于“雙溝蛇綠巖”的年齡很多，其中，輝長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡有383Ma、326Ma、339Ma、364Ma和334Ma等(Jianetal., 2009a, b; 簡(jiǎn)平等，1998a, b; 鐘大賚，1998； Laietal., 2004a, b)，大體是是晚泥盆世至早石炭世的；玄武巖的年齡是249Ma(劉翠等，2011)，為早三疊世的(年齡數(shù)據(jù)說明玄武巖不是雙溝蛇綠巖配套的巖石組合，詳見后述)。雙溝的輝長(zhǎng)巖很發(fā)育，具LREE虧損的特征，玄武巖是N-MORB和E-MORB的。輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖的地球化學(xué)研究表明，雙溝不存在弧巖漿巖的特征(Th/Ta比值近似等于1)，是典型的小洋盆或陸間洋盆蛇綠巖的特征(張旗等，1988，1992，1995b；Zhangetal., 1994, 2008；張旗和周國(guó)慶，2001)。

從巖石學(xué)和地球化學(xué)角度，雙溝蛇綠巖應(yīng)當(dāng)沒有什么問題。我們以及許多學(xué)者對(duì)雙溝做的巖石學(xué)、地球化學(xué)研究基本上是可信的。由于筆者的研究基本上是在20世紀(jì)80年代，數(shù)據(jù)的質(zhì)量無法與今天相比，然而，我們根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的認(rèn)識(shí)，在當(dāng)時(shí)的情況下是可以接受的。但是，由于雙溝沒有深海沉積以及混雜堆積，因此，雙溝是否是蛇綠巖就成了問題了。雙溝鎂鐵-超鎂鐵巖不是蛇綠巖是什么？很可能是造山橄欖巖。什么是造山橄欖巖？筆者有專文論述(張旗等，2020)，而雙溝出露的全部巖石也基本上符合造山橄欖巖的特征。

為什么要檢討蛇綠巖的研究？因?yàn)樾枰獜慕裉斓母叨热z討早先認(rèn)識(shí)的不足?？茖W(xué)是發(fā)展的，人們的認(rèn)識(shí)是不斷深化的。30～40年前的認(rèn)識(shí)可能是對(duì)的，也可能有錯(cuò)誤。根據(jù)今天的認(rèn)識(shí)，筆者認(rèn)為雙溝鎂鐵-超鎂鐵巖可能不是蛇綠巖而是造山橄欖巖。雙溝不是蛇綠巖，說明哀牢山不是一個(gè)縫合帶，哀牢山不屬于晚古生代的造山帶。

為什么要反思蛇綠巖的研究？因?yàn)橐獎(jiǎng)?chuàng)新蛇綠巖的研究，就要探討蛇綠巖今后的發(fā)展方向。筆者認(rèn)為，斯泰因曼的“三位一體”概念是合適的，1972年彭羅斯會(huì)議的決議是正確的，1996年懷柔會(huì)議構(gòu)造學(xué)家對(duì)蛇綠巖概念的理解是對(duì)的(詳見后述)?？紤]到蛇綠巖的侵位與洋盆閉合、陸塊碰撞的關(guān)系，認(rèn)為將混雜堆積作為與蛇綠巖相伴的一個(gè)重要指標(biāo)加進(jìn)來可能是必要的。如果這個(gè)想法合適，蛇綠巖的概念將包括一套特定的巖石組合(地幔橄欖巖、堆晶巖、侵入巖和火山巖)、深海遠(yuǎn)洋沉積以及混雜堆積三個(gè)部分。一個(gè)蛇綠巖是否成立，取決于上述三個(gè)要素是否出現(xiàn)。只考慮蛇綠巖的巖石學(xué)和地球化學(xué)特征，它可能很難與造山橄欖巖區(qū)分開來(張旗等，1992，2020)。蛇綠巖是洋底擴(kuò)張的產(chǎn)物，與蛇綠巖相伴的沉積巖是深海遠(yuǎn)洋沉積。洋盆閉合、陸塊碰撞，蛇綠巖侵位，形成一種特殊的混雜堆積，把洋殼與陸殼物質(zhì)攪合在一起，也是蛇綠巖的一個(gè)重要特征?？磥?，除了蛇綠巖巖石組合外，是否有遠(yuǎn)洋深海沉積？是否有混雜堆積？也是判斷蛇綠巖的重要指標(biāo)。蛇綠巖不同于其他巖漿巖，它產(chǎn)于特殊的環(huán)境，需要特殊的方法和特殊的思路。明白這一點(diǎn)，蛇綠巖研究才能走上正軌。

圖1 典型蛇綠巖剖面(據(jù)Boudier and Nicolas, 1985)Fig.1 Lithology and thickness of a typical ophiolite sequence based on the Samial Ophiolite in Oman (after Boudier and Nicolas, 1985)

1 什么是蛇綠巖

什么是蛇綠巖？蛇綠巖產(chǎn)于洋盆擴(kuò)張脊，是一套鎂鐵-超鎂鐵巖組合，反映了擴(kuò)張脊(包括大洋中脊擴(kuò)張脊、弧前擴(kuò)張脊、弧后擴(kuò)張脊以及小洋盆擴(kuò)張脊等等)之下地幔巖及其部分熔融產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及演化過程。蛇綠巖大體有如下特征：

(1)擴(kuò)張脊之下的巖漿。蛇綠巖的巖漿不同于大陸上的巖漿，由于洋底持續(xù)不斷的擴(kuò)張，有巖漿穩(wěn)定的、持續(xù)不斷地注入，因此，蛇綠巖巖漿房的溫度可能保持很長(zhǎng)時(shí)間，這應(yīng)當(dāng)有利于巖漿分離結(jié)晶作用的進(jìn)行。因此，蛇綠巖的堆晶巖非常發(fā)育，包括橄欖巖、輝石巖、輝長(zhǎng)巖等。堆晶巖之上為具均質(zhì)結(jié)構(gòu)的輝長(zhǎng)巖，代表巖漿分離結(jié)晶形成堆晶巖之后留下來的殘余巖漿。巖漿不斷向上侵入，噴出于洋盆底部，于是，形成了一個(gè)典型的擴(kuò)張脊下的巖漿系列(圖1；Coleman, 1977; Bodinier and Godard, 2014)。

此外，蛇綠巖中具不對(duì)稱冷凝邊的輝綠巖巖墻群是海底擴(kuò)張的直接證據(jù)，這是蛇綠巖一個(gè)獨(dú)特的亮點(diǎn)，是其他所有巖漿巖不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，如塞浦路斯蛇綠巖、日喀則蛇綠巖、永珠蛇綠巖等(Coleman, 1977; 張旗等，1982; Boudier and Nicolas, 1985; 張旗和周國(guó)慶，2001;王永勝等，2005)。雖然輝綠巖巖墻群并不總是能夠出露，但是，有了它，就篤定是蛇綠巖了。

(2)弧前蛇綠巖。最近的研究表明，蛇綠巖主要是弧前環(huán)境的，弧后的蛇綠巖較少見，而大洋中脊蛇綠巖基本上見不到(Pearceetal., 1984; Stern, 2004; Ishizukaetal., 2011; Whattam and Stern, 2011)。于是，蛇綠巖的地球化學(xué)主要是弧和弧前特征的，表現(xiàn)在蛇綠巖巖石組合上如出現(xiàn)強(qiáng)烈虧損的方輝橄欖巖、斜方輝石堆晶巖、玻安巖、高鎂安山巖、弧前玄武巖、島弧拉斑玄武巖等，頂部甚至可以出現(xiàn)一定規(guī)模的中酸性巖漿巖(Stern, 2004; Ishizukaetal., 2011; Whattam and Stern, 2011)。

(3)深海沉積。洋中脊通常很深，大西洋中脊深度超過4000m，太平洋中隆深2500m。洋中脊還有一個(gè)特點(diǎn)是遠(yuǎn)離大陸，因此，與蛇綠巖伴生的一定是深海遠(yuǎn)洋沉積。Robertson (2002)認(rèn)為，深海沉積是蛇綠巖形成構(gòu)造背景最好的指示之一。意大利北部的阿爾卑斯山有許多地幔橄欖巖出露，著名的如Lanzo、Finero、Balmuccia和Baldissero等，它們是不是蛇綠巖存在爭(zhēng)論。許多學(xué)者認(rèn)為，與Lanzo和外Ligurides相比，內(nèi)Ligurides的超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)組合才是“真正的”蛇綠巖。與內(nèi)Ligurides蛇綠巖伴生的是上侏羅統(tǒng)至古新統(tǒng)的含錳放射蟲硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、含石灰?guī)r的頁巖和蛇綠碳酸鹽巖(ophicalcites，Piccardo, 1977; Rampone and Piccardo, 2000; Piccardo and Guarnieri, 2011; Bodinier and Godard, 2014)。

“ophicalcites”，百度譯為“蛇綠石”，Artemyev and Zaykov (2010)譯為“蛇紋巖碳酸鹽巖”(clastic serpentinite-carbonate rocks)，本文建議將其譯為“蛇綠碳酸鹽巖”。這是一種獨(dú)特的沉積巖，最早發(fā)現(xiàn)于Liguria-Piemonte地區(qū)(Lemoine，1980)。該類巖石主要由橄欖巖的角礫與蛇紋巖、碳酸鹽的基質(zhì)組成的，蛇紋巖可呈透鏡體狀與蛇綠碳酸鹽巖交互產(chǎn)出，蛇紋巖呈碎屑狀角礫，大小不等(大的可達(dá)幾十厘米)。角礫被碳酸鹽膠結(jié)，有的基質(zhì)也含有蛇紋石，局部形成微角礫巖。這種類型的深海遠(yuǎn)洋沉積常見于被動(dòng)邊緣和洋中脊。對(duì)碳酸鹽的成因、CO2和CaO的來源存在爭(zhēng)議，它們可能是不同的成因，包括海相碳酸鹽溶解、變質(zhì)、熱液或地幔源的來源等(Lafayetal., 2017)，主要產(chǎn)于洋底破裂帶、洋底地幔巖剝露區(qū)、深海溝等背景(Lemoine, 1980; Artemyev and Zaykov, 2010; Lafayetal., 2017)。例如，如果有地幔橄欖巖出露于洋底，洋殼底部地形有明顯變化，地幔橄欖巖崩塌滾落掉入深海碳酸鹽沉積中，也可形成蛇綠碳酸鹽巖(Lagabrielle and Cannat, 1990)。

圖2 銅廠街蛇綠巖概略地質(zhì)圖(據(jù)楊嘉文,1982資料改編)1-三疊紀(jì)或侏羅紀(jì)紅層；2-石炭-二疊紀(jì)灰?guī)r、大理巖夾白云質(zhì)灰?guī)r地層；3-蛇綠混雜巖；4-超鎂鐵質(zhì)巖，蛇紋巖；5-早泥盆世溫泉組；6-前泥盆紀(jì)瀾滄群變質(zhì)巖；7-不整合界線；8-斷層Fig.2 Geological map of the Tongchangjie ophiolite (modified after Yang, 1982)

此外，在日喀則蛇綠巖中還有一類蛇綠質(zhì)沉積巖，被稱為蛇綠質(zhì)雜砂巖或蛇綠質(zhì)碎屑巖或蛇綠質(zhì)角礫巖(曹榮龍，1981；吳浩若，1984；王東安，1986a, b)，由具有一定分選的中等粒級(jí)砂屑被凝灰質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)而成，砂屑是蛇綠質(zhì)成分的，包括玄武巖的巖屑、斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石、葡萄石、綠簾石、蛇紋石以及磁鐵礦等，無石英顆粒。砂屑一般磨圓度較差, 多呈棱角狀和次棱角狀。膠結(jié)物含量較少, 主是凝灰質(zhì)和硅質(zhì), 多數(shù)已經(jīng)變成微晶石英、雛晶狀長(zhǎng)石、鱗片狀伊利石和綠泥石, 有些膠結(jié)物中還含有濁沸石和葡萄石等集合體(王東安，1996a, b)。吳浩若(1984)指出，這套直接覆蓋于蛇綠巖之上的沉積巖屬于沖堆組。沖堆組是曹榮龍(1981)命名的，指出這是一套海溝濁積巖。吳浩若(1984)描述這套碎屑主要來自下伏的基性火山巖系，完好的長(zhǎng)石和輝石晶屑以及蛇紋巖碎屑的存在, 說明沉積區(qū)離活動(dòng)的海底山脊不遠(yuǎn)。沖堆組的大部分巖層富含放射蟲而缺乏其他化石，碳酸鹽含量很少，說明它們沉積深度低于碳酸鹽補(bǔ)償深度，大體相當(dāng)于4000～5000m深度(吳浩若，1984)。王成善和余光明(1988)稱這套正常沉積接觸覆于雅魯藏布江蛇綠巖套之上的沉積巖為蛇綠質(zhì)碎屑巖-枕狀玄武巖組合，反映了一種類似于大西洋洋脊類型的、慢速擴(kuò)張的板塊構(gòu)造環(huán)境。

(4)蛇綠混雜巖。洋盆閉合、陸塊碰撞，產(chǎn)生強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓作用，不僅規(guī)模巨大而且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，從而可以把兩個(gè)陸塊之間的物質(zhì)(包括洋殼和陸殼物質(zhì))擠壓成為雜亂無章的碎塊，此即混雜堆積?；祀s堆積的特點(diǎn)是把洋殼的物質(zhì)和陸殼的物質(zhì)攪在了一起，洋殼物質(zhì)除了蛇綠巖外，還包括薄層的深海沉積巖(濁積巖、泥巖、硅質(zhì)巖、錳結(jié)核等)，陸殼物質(zhì)則什么組分均有可能，但主要是一套大陸坡邊緣的沉積巖，淺海相的泥巖、砂巖、濁積巖、灰?guī)r等。混雜堆積的基質(zhì)由洋殼物質(zhì)和陸緣碎屑物組成(圖2)，包括強(qiáng)烈片理化的玄武巖(藍(lán)片巖、綠片巖)、深海濁積巖、硅質(zhì)巖、蛇紋巖(地幔巖蝕變的，王斌等，2016)、千枚巖、砂巖、泥巖、片巖等。混雜堆積的塊體主要由硬度大，很難被碾壓成為塑性的物質(zhì)組成的，常見的為陸緣的砂巖、灰?guī)r、以及玄武巖、輝長(zhǎng)巖、橄欖巖、硅質(zhì)巖、堆晶巖等。

(5)肢解的蛇綠巖。由于碰撞帶強(qiáng)烈的應(yīng)力作用，不但形成了具有特殊意義的混雜巖(這是陸殼內(nèi)的擠壓變形不可能出現(xiàn)的)，另外一個(gè)作用就是對(duì)洋殼物質(zhì)產(chǎn)生巨大的破壞作用，使得在擴(kuò)張脊處形成的蛇綠巖組合及其原始層序很難保存。因此，在板塊碰撞帶出現(xiàn)的蛇綠巖大多是被肢解了的。蛇綠巖完整層序只可能在碰撞時(shí)發(fā)生洋殼仰沖的情況下才能被保留下來，如日喀則蛇綠巖、阿曼蛇綠巖。洋殼物質(zhì)由于很重，很軟(相對(duì)于陸殼物質(zhì))，發(fā)生仰沖的可能性很少，因此，世界上仰沖的蛇綠巖就特別寶貴。

(6)與蛇綠巖伴隨的變質(zhì)作用。由于板塊俯沖作用，洋殼物質(zhì)大多消失在板塊俯沖帶，由于碰撞作用以及后期的剝蝕作用，洋殼物質(zhì)才能部分被擠上來出露于地表，于是，蛇綠巖大多經(jīng)歷了低溫高壓變質(zhì)作用的改造(變質(zhì)程度達(dá)到藍(lán)片巖相或綠片巖相)。蛇綠巖達(dá)到角閃巖相和榴輝巖相的情況很少見，原因可能是角閃巖相形成的深度較大，很難在碰撞帶被擠出來。尤其榴輝巖，不僅形成的深度很大，而且榴輝巖的密度很大，甚至超過了地幔橄欖巖，因此，當(dāng)板片變質(zhì)達(dá)到榴輝巖相之后，它只可能向下運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)向下的力，拉著俯沖的板塊加速向下俯沖，而不可能向上折返至地表。但是，蛇綠巖在侵位的過程中，可以產(chǎn)生強(qiáng)大的擠壓力，這個(gè)壓力也可以達(dá)到很高的壓力，如阿曼Samail蛇綠巖仰沖就位時(shí)(Coleman, 1981)。蛇綠巖在仰沖就位的初期，由于仰沖橄欖巖溫度較高(達(dá)1000℃)，對(duì)接觸帶下方基性巖石有高溫烘烤作用，形成變質(zhì)底板。如阿曼Samail 蛇綠巖中的變質(zhì)底板從接觸帶向外依次發(fā)育有部分熔融、高角閃巖相(或麻粒巖相)、低角閃巖相、綠片巖相到低級(jí)變質(zhì)的變質(zhì)巖系列，直至無變質(zhì)的圍巖出露(Hacker, 1998)。有些蛇綠巖還可以伴隨榴輝巖相物質(zhì)，如許多蛇綠巖圍巖中的變質(zhì)巖，并不表明它們是深部蛇綠巖折返的產(chǎn)物，有些甚至是否是蛇綠巖也不清楚。例如秦嶺、柴達(dá)木北緣-阿爾金及大別-蘇魯?shù)貐^(qū)與超高壓變質(zhì)作用伴生的蛇綠巖，它們是否是蛇綠巖存在著爭(zhēng)論(Liou, 1999; Liouetal., 2000, 2002; 張旗和周國(guó)慶，2001；Songetal., 2004, 2005, 2009; 楊經(jīng)綏等，2004；Liuetal., 2005, 2007, 2010; 張貴賓等，2005；Hermannetal., 2007; Hwangetal., 2008; Bozhilovetal., 2009; Song and Yem, 2009; 宋衍茹等, 2009; Shietal., 2010;張旗，2014；朱小輝等，2014；張旗等，2020; Chenetal., 2019, 2020)。而Bodinier and Godard (2014)在總結(jié)全球超鎂鐵巖時(shí)則把上述都?xì)w屬于造山橄欖巖(圖3)。

圖3 造山橄欖巖的全球分布(據(jù)Bodinier and Godard, 2014)TI-Tinaquillo, 委內(nèi)瑞拉北部; Ho-Horoman, 日本北海道; DS-Dabie, 中國(guó)大別-蘇魯超高壓變質(zhì); Q-中國(guó)秦嶺超高壓變質(zhì)帶; ANQ-中國(guó)柴達(dá)木北緣-阿爾金超高壓變質(zhì)帶; ZA-紅海Zabargad島Fig.3 Location of the main orogenic peridotite occurrences in the world (after Bodinier and Godard, 2014)

高壓-超高壓變質(zhì)作用的成因存在爭(zhēng)論，當(dāng)前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為其是形成于俯沖帶深部以后再折返回來的。實(shí)際上這種見解存在很多問題。例如，Suetal. (2006)通過實(shí)驗(yàn)演示了石英經(jīng)過非晶化可以在柯石英穩(wěn)定的壓力下迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榭率ⅲ岢鰺o需深俯沖，淺源地震即可形成柯石英。楊建軍(2015)指出，地震瞬間產(chǎn)生的高溫高壓即可產(chǎn)生含柯石英的榴輝巖(Yang and Powell, 2006; Yangetal., 2014a, b; 楊建軍，2015)。任紀(jì)舜等(2019)認(rèn)為，上述超高壓變質(zhì)作用大多是在造山作用過程中動(dòng)態(tài)超高壓條件下形成的，僅用簡(jiǎn)單的靜巖壓力來計(jì)算其形成深度顯然是不符合實(shí)際情況的。野外地質(zhì)觀察、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、變質(zhì)巖石學(xué)、同位素地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)以及物理實(shí)驗(yàn)等方面的研究表明，超高壓變質(zhì)作用并不是在上地幔而是在地殼內(nèi)進(jìn)行的，含柯石英的超高壓變質(zhì)巖僅位于上地殼下部的厚約10～12km的席狀構(gòu)造巖片內(nèi)，要么與多層次的剪切作用有關(guān)，要么是強(qiáng)烈剪切引起的頻繁地震的震源區(qū)瞬時(shí)超高壓作用的結(jié)果。

2 什么是造山橄欖巖(orogenic peridotite)

許多研究者認(rèn)為秦嶺、柴北緣、阿爾金、大別-蘇魯?shù)鹊嘏c超高壓變質(zhì)作用伴生的超鎂鐵巖是蛇綠巖(楊經(jīng)綏等，2004；張貴賓等，2005；朱小輝等，2014)，而Bodinier and Godard (2014)則認(rèn)為它們屬于造山橄欖巖。那么，什么是造山橄欖巖呢？歐洲學(xué)者對(duì)此有比較深入的研究，術(shù)語也比較多，如陸殼亞類(Nicolas and Jackson, 1972)、山根帶雜巖(Den Tex, 1969)、地幔核雜巖(Doblas and Oyarzun, 1989)和造山橄欖巖(Menzies, 1984; Tubía, 1994; Lorandetal., 2000)等。上述術(shù)語各有不同的含義，不同作者也有不同的理解，但是，一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)是，它們都不是蛇綠巖，而代表陸殼下的地幔。筆者早先還提出過一個(gè)義敦型的術(shù)語，表明也非蛇綠巖的含義(張旗等，1987,1990,1992，2020；張旗，2014)。雖然“orogenic”這個(gè)詞的含義并不是特別合適，實(shí)際上，“orogenic peridotite”大多是在陸殼伸展撕裂的條件下形成的，其成因大多與裂谷有關(guān)，如果稱其為“裂谷橄欖巖”也不失為可行的選擇(與任紀(jì)舜先生的交流)。因?yàn)椋淝治粫r(shí)有些雖然經(jīng)歷了強(qiáng)烈的擠壓作用，但是其位置有些并不限于造山帶。鑒于大多數(shù)學(xué)者都采用這個(gè)術(shù)語(Menzies, 1984; Lorand, 1989; Woodlandetal., 1992; Shervais and Mukasa, 1991; Tubía, 1994; Reisberg and Lorand, 1995; Lorandetal., 1999; Lorandetal., 2000; Takazawaetal., 2000; Schmidtetal., 2000; Fabrièsetal., 2001; Bodinier and Godard, 2014; Johanesenetal., 2014; Piccardo, 2016; Etiopeetal., 2016)，為了交流的方便，故筆者放棄義敦型的術(shù)語，采用國(guó)際上通行的術(shù)語，但是，其實(shí)質(zhì)反映的是陸殼撕裂過程。周國(guó)慶(2008)詳細(xì)討論了蛇綠巖的定義與分類問題，文中提出的11個(gè)判別是否是蛇綠巖的標(biāo)志，許多至今仍然是比較有價(jià)值的。

造山橄欖巖在巖石學(xué)和地球化學(xué)特征上類似蛇綠巖，筆者對(duì)此已有專文介紹(張旗等，2020)，此處簡(jiǎn)單歸納造山橄欖巖的特點(diǎn)，重點(diǎn)放在與蛇綠巖的對(duì)比上。

(1)地幔橄欖巖。造山橄欖巖大多以弱虧損的二輝橄欖巖為主，雖然也有強(qiáng)烈虧損的地幔橄欖巖；而蛇綠巖大多為強(qiáng)烈虧損的方輝橄欖巖，較少弱虧損的二輝橄欖巖。不同于蛇綠巖的地幔巖之處是，造山橄欖巖中往往出現(xiàn)強(qiáng)烈的地幔交代作用(如角閃橄欖巖和金云母橄欖巖等)，如意大利阿爾卑斯山的橄欖巖以及北秦嶺的松樹溝巖體和安徽饒拔寨巖體等(Bodinier and Godard, 2014; 蘇犁等，2005；張旗，2015)。

(2)堆晶巖。造山橄欖巖中堆晶巖很少，規(guī)模很小。例如義敦地區(qū)的堆晶巖，底部為單輝橄欖巖、向上為輝石巖和輝長(zhǎng)巖。

圖4 四川白玉縣擦哈柯地質(zhì)草圖和信手剖面圖(據(jù)張旗等，1992)1-地幔橄欖巖；2-輝綠巖；3-上三疊統(tǒng)圖姆溝組大理巖夾白云質(zhì)大理巖及千枚巖、灰?guī)rFig.4 Geological sketch and profile map of the Chahake in Baiyu County, Sichuan Province(after Zhang et al., 1992)

(3)輝綠巖。輝綠巖大多以巖墻或巖脈侵位于圍巖中，不同于蛇綠巖的輝綠巖墻群。蛇綠巖的輝綠巖墻的圍巖主要是輝綠巖(出現(xiàn)不對(duì)稱冷凝邊)，也可以貫入輝長(zhǎng)巖或玄武巖中(出現(xiàn)對(duì)稱的冷凝邊)。而與造山橄欖巖伴生的輝綠巖墻統(tǒng)統(tǒng)是對(duì)稱的冷凝邊，輝綠巖可以與地幔橄欖巖在一起，也可以單獨(dú)產(chǎn)出，輝綠巖墻(或巖脈)的寬度可達(dá)幾米至上百米(而蛇綠巖的輝綠巖巖墻寬度很少能夠超過4m)，輝綠巖的圍巖為砂巖、頁巖、火山巖、花崗巖等。在圖4中，蛇紋巖和輝綠巖頻繁侵位在上三疊統(tǒng)圖姆溝組地層中，顯然與蛇綠巖無關(guān)。

(4)玄武巖。造山橄欖巖伴生的玄武巖通常是MORB或OIB類型的，如Zabargad、Ronda、Lanzo、義敦地區(qū)等(Freyetal., 1985; 張旗等，1990; Bodinieretal., 1991; Lorandetal., 2000; Acosta-Vigiletal., 2014; Johanesenetal., 2014; Sanfilippoetal., 2017)，未見IAT的報(bào)道。而蛇綠巖玄武巖大多是IAT和MORB的，弧的特征明顯。

(5)伴生的沉積巖。與造山橄欖巖伴生的沉積巖大多是與裂谷作用有關(guān)的碎屑巖，也有硅質(zhì)巖，但并非深海的。義敦地區(qū)的圍巖是淺海相的上三疊統(tǒng)義敦群曲嘎寺組千枚巖、隧石條帶灰?guī)r夾砂巖及玄武巖、流紋巖以及二疊系鈣質(zhì)板巖、粉砂巖、砂巖夾灰?guī)r及硅質(zhì)巖等(張旗等，1990，1992)。

圖5 西班牙Ronda巖體底部剖面圖(據(jù)Bartoli et al., 2016)，展示了從巖體底部向下變質(zhì)程度逐漸降低的變化Fig.5 Bottom section of Ronda orogenic peridotite, Spain (after Bartoli et al., 2016)

(6)伴隨的變質(zhì)作用。造山橄欖巖大多屬于高溫橄欖巖(Boudieretal., 1988; Leblanc and Temagoult, 1989; Tubíaetal., 2013, 1997; Bodinier and Godard, 2014; Johanesenetal., 2014)，這與蛇綠巖的冷侵位是不一樣的。如西班牙的Ronda橄欖巖是一個(gè)典型的、世界上最大的造山橄欖巖(約300km2)，超覆侵位在長(zhǎng)英質(zhì)的變質(zhì)基底之上，為一個(gè)熱逆沖的推覆巖片(圖5)。變質(zhì)基底在靠近橄欖巖部分變質(zhì)程度很高，達(dá)到榴輝巖相(壓力在1.4～1.7GPa之間，溫度在790～1100℃之間)，向下變質(zhì)程度逐漸降低，顯示變質(zhì)作用的逆向分帶(Boudieretal., 1988; Leblanc and Temagoult, 1989; Tubíaetal., 2013; Johanesenetal., 2014)。據(jù)Tubíaetal. (1997)研究，紅海Zabargad島橄欖巖的圍巖接觸帶達(dá)到麻粒巖相；遠(yuǎn)離接觸帶，剪切應(yīng)變和相關(guān)的再結(jié)晶作用迅速降低。因此，Zabargad片麻巖被認(rèn)為是與地幔底辟侵入而變質(zhì)變形的，片麻巖由長(zhǎng)英質(zhì)麻粒巖、輝長(zhǎng)巖和角閃巖組成。變質(zhì)巖漿巖和斜長(zhǎng)角閃巖受地幔底辟侵入作用的影響，還引起了片麻巖的部分深熔作用。

造山橄欖巖由于是陸殼下的地幔，它或者由于陸塊撕裂導(dǎo)致地幔上涌出現(xiàn)在地表，或者由于陸塊的強(qiáng)烈擠壓而被擠出地表，強(qiáng)烈的擠壓作用可以導(dǎo)致形成中-高溫和高壓的榴輝巖相(如阿爾卑斯地區(qū))或麻粒巖相(如紅海的Zabargad)變質(zhì)作用。對(duì)這套變質(zhì)作用的機(jī)制存在爭(zhēng)論，有人認(rèn)為，阿爾卑斯超高壓變質(zhì)作用是陸殼深俯沖的結(jié)果，實(shí)際上很可能是造山橄欖巖擠出形成的。

圖6 “雙溝蛇綠巖”地質(zhì)略圖(據(jù)張旗等，1992)1-變質(zhì)橄欖巖；2-地幔部分熔融的液滴(黑點(diǎn))和異剝鈣榴巖脈(短線, 同時(shí)表示巖脈的走向) 分布區(qū)；3-輝長(zhǎng)巖和輝綠巖；4-玄武巖；5-上三疊統(tǒng)一碗水組紅色碎屑巖；6-C-P淺變質(zhì)碎屑巖Fig.6 Geological map of the Shuanggou ophiolite, Yunnan (after Zhang et al., 1992)

圖7 “雙溝蛇綠巖”剖面圖(據(jù)張旗等，1992)1-C-P 強(qiáng)烈剪切的淺變質(zhì)碎屑巖；2-輝長(zhǎng)巖；3-變質(zhì)橄欖巖；4-玄武巖Fig.7 Section of the Shuanggou ophiolite(after Zhang et al., 1992)

3 雙溝地幔巖是蛇綠巖還是造山橄欖巖？

“雙溝蛇綠巖”出露于哀牢山變質(zhì)巖帶的西側(cè)，圍巖為一套二疊紀(jì)的碎屑巖夾灰?guī)r、玄武巖及火山碎屑巖(局部有流紋巖) 地層。中-上三疊統(tǒng)一碗水組紅層底礫巖中有超鎂鐵巖的礫石，表明橄欖巖是在晚三疊世之前侵位的(張旗等，1988, 1992, 1995b)。雙溝出露的巖石主要是地幔橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖和玄武巖，有少量硅質(zhì)巖。上述組合是蛇綠巖常見的，也是造山橄欖巖常見的。雙溝地幔巖主要是弱虧損的二輝橄欖巖，部分熔融現(xiàn)象十分發(fā)育，異剝橄欖巖很多，大的成為脈狀沿變質(zhì)橄欖巖片理分布，小的見于橄欖石與輝石的粒間(圖6)，我們稱其為“浸染橄欖巖”，是地幔巖的一種初始熔融現(xiàn)象(張旗等，1998)。雙溝缺少堆晶巖，輝長(zhǎng)巖規(guī)模很大，主要由具共結(jié)結(jié)構(gòu)的角閃輝長(zhǎng)巖組成，有偉晶輝長(zhǎng)巖以及分異的閃長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)花崗巖細(xì)脈貫入，顯示巖漿多期強(qiáng)烈活動(dòng)的特征。輝綠巖呈脈狀產(chǎn)出，有的呈破碎的角礫狀, 被后來貫入的輝長(zhǎng)巖膠結(jié)。雙溝玄武巖比較發(fā)育(圖6、圖7)，主要為具斜長(zhǎng)石斑晶的玄武巖，具N-MORB和E-MORB的特征，未見枕狀熔巖。

從巖石組合上，雙溝地幔巖是否是蛇綠巖無法說清。它可能不是蛇綠巖，根據(jù)下面幾條：

(1)時(shí)代上的矛盾。經(jīng)過許多學(xué)者的研究，雙溝已經(jīng)積累了較多同位素年齡資料。其中，輝長(zhǎng)巖、輝綠巖和斜長(zhǎng)花崗巖的鋯石U-Pb年齡和輝長(zhǎng)巖的單斜輝石Ar-Ar年齡有383Ma、326Ma、339Ma、364Ma和334Ma等(簡(jiǎn)平等，1998a, b, 1999; Jianetal., 2009a, b; 鐘大賚，1998；Laietal., 2004a)，大體是晚泥盆世至早石炭世的。但是，劉翠等(2011)測(cè)定的帽盒山玄武巖的年齡卻是早三疊世的(249Ma)，說明帽盒山玄武巖并非“雙溝蛇綠巖”配套的巖石組合，這個(gè)結(jié)果是令人震驚的！從圖6和圖7看，玄武巖是“雙溝蛇綠巖”的重要組成，筆者從來沒有懷疑過這一點(diǎn)。如果沒有了帽盒山玄武巖，雙溝就僅余地幔橄欖巖和輝長(zhǎng)巖了。當(dāng)然，雙溝地區(qū)出露的玄武巖不少，是否統(tǒng)統(tǒng)是早三疊世的并不清楚，需要后續(xù)的仔細(xì)研究。

(2)深海沉積問題。據(jù)學(xué)者的研究(魏?jiǎn)s和沈上越，1995；魏?jiǎn)s等，1998；沈上越等，2000，2001)，哀牢山出露兩類硅質(zhì)巖：一類與變石英雜砂巖、砂質(zhì)絹云板巖、硅質(zhì)板巖等組成深海濁積巖建造；砂巖，硅質(zhì)巖含豐富的放射蟲化石，形成于晚泥盆世，出露于學(xué)堂、冬瓜林、川溝、金廠一帶，認(rèn)為是深海沉積。但是，剖面中存在中厚層變石英雜砂巖,表明可能并非遠(yuǎn)洋深海沉積。另一類硅質(zhì)巖為哀牢山蛇綠巖的組成單元，巖石組合為硅質(zhì)巖、碳質(zhì)鈣質(zhì)硅質(zhì)絹云板巖、絹云硅質(zhì)板巖、泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r等，為早石炭世的，顯示半深海沉積的特征，暗示哀牢山蛇綠巖為小洋盆環(huán)境(魏?jiǎn)s等，1998)。

(3)混雜堆積問題。雙溝沒有混雜堆積出露，附近的蛇綠巖也未見混雜堆積存在，地幔橄欖巖通常與早古生代的淺變質(zhì)巖斷層接觸，淺變質(zhì)巖并不具備混雜巖的特征，上三疊統(tǒng)一碗水組不整合覆于其上。文獻(xiàn)報(bào)道大多肯定金沙江、昌寧-孟連有混雜巖，而很少報(bào)道哀牢山有混雜巖的。

那么，如今我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)“雙溝蛇綠巖”問題呢？

(A)筆者和許多學(xué)者根據(jù)雙溝出現(xiàn)的巖石組合及其地球化學(xué)特征，認(rèn)為雙溝以及哀牢山構(gòu)造帶可能屬于裂谷或裂陷槽或小洋盆環(huán)境，幾乎沒有人認(rèn)為雙溝代表比較寬闊的大洋環(huán)境。

(B)將“雙溝蛇綠巖”的巖石組合特征與造山橄欖巖進(jìn)行對(duì)比，與其說它是蛇綠巖，還不如說它是造山橄欖巖更合適。雙溝的地幔橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖和斜長(zhǎng)花崗巖組合在一起，屬于造山橄欖巖，是晚泥盆-早石炭世地殼減薄的產(chǎn)物，大體相當(dāng)于今天紅海的情況，可能相當(dāng)于陸殼伸展撕裂的產(chǎn)物(張旗等，2020)。

(C)年代學(xué)研究表明，雙溝輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、斜長(zhǎng)花崗巖是晚泥盆-早石炭世的，但是，雙溝蛇綠巖所依托的帽盒山玄武巖卻是早三疊世的，說明，雙溝蛇綠巖的玄武巖并非蛇綠巖的成員，是后期巖漿作用的產(chǎn)物，與蛇綠巖無關(guān)。一個(gè)沒有玄武巖的蛇綠巖是很難想象的。

(D)雙溝以及哀牢山帶缺乏可靠的深海沉積，有些文獻(xiàn)雖然也有深海的認(rèn)識(shí)，但并非遠(yuǎn)洋深海沉積的特征，充其量類似今天紅海的小洋盆規(guī)模。

(E)雙溝和哀牢山帶缺乏混雜堆積，這一條對(duì)雙溝蛇綠巖是致命的，說明雙溝地幔橄欖巖雖然可能具有洋陸之間某些過渡的特征，但雙溝鎂鐵-超鎂鐵巖應(yīng)當(dāng)不是蛇綠巖。

筆者否定了“雙溝蛇綠巖”，但是，昌寧-孟連蛇綠巖帶仍然是成立的。在這個(gè)蛇綠巖帶內(nèi)，有混雜堆積出露(如銅廠街地區(qū)，張旗等，1992；張旗和周國(guó)慶，2001；圖2)，有遠(yuǎn)洋沉積出露(如覆蓋在許多洋島之上的遠(yuǎn)洋淺海相灰?guī)r；劉本培等，1993；鐘大賚，1998)。昌寧-孟連蛇綠巖帶向北與金沙江蛇綠巖帶相連。早先認(rèn)為哀牢山帶也是蛇綠巖，與金沙江蛇綠巖帶相連。金沙江蛇綠巖向南分為兩支，一支是昌寧-孟連蛇綠巖帶，一支是哀牢山蛇綠巖帶。現(xiàn)在否定了雙溝蛇綠巖，哀牢山這一支就不是洋盆了，而是一個(gè)陸間的裂谷或局部地區(qū)有小洋盆出現(xiàn)的陸殼撕裂的面貌，類似現(xiàn)今紅海-印度洋-東非裂谷的面貌，三連點(diǎn)推測(cè)可能在現(xiàn)今大理市的北部。

4 討論

對(duì)雙溝蛇綠巖出現(xiàn)的誤判告訴我們什么？有哪些需要檢討與反思的？有哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得記取呢？筆者認(rèn)為，我們對(duì)蛇綠巖概念認(rèn)識(shí)的不足以及知識(shí)面狹窄是一個(gè)重要的教訓(xùn)。例如，早先我們一見到地幔巖，見到MORB，還有硅質(zhì)巖，就認(rèn)為是蛇綠巖了；其實(shí)，情況還是比較復(fù)雜的。其次，蛇綠巖不同于其他巖漿巖，只專注于巖石學(xué)和地球化學(xué)研究是解決不了是否蛇綠巖的問題的。關(guān)于地幔巖問題前面已經(jīng)討論了，下面就其他幾個(gè)問題談一點(diǎn)初步的認(rèn)識(shí)。

4.1 關(guān)于蛇綠巖概念的演變

吳福元等(2014)對(duì)這個(gè)問題有比較精辟的認(rèn)識(shí)和概括；筆者(張旗，2014)也指出，蛇綠巖研究的歷史悠久，從十九世紀(jì)初，地質(zhì)學(xué)上就開始使用蛇綠巖這個(gè)術(shù)語了，指一個(gè)由超基性巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、細(xì)碧巖和隧石組成的巖石組合。后來，Suess和許靖華認(rèn)為這種蛇綠巖就是海洋地殼。到二十世紀(jì)二十年代，斯泰因曼(Steinmann)開始用蛇綠巖代表主要由蛇紋石化橄欖巖和少量輝長(zhǎng)巖、玄武巖組成的巖石群體，并強(qiáng)調(diào)它與深海沉積物如放射蟲隧石和粘土緊密共生。到赫斯(Hess)才建議將蛇紋巖、基性火山巖和隧石巖的組合稱為斯泰因曼的“三位一體”，表示其緊密的共生關(guān)系(以上轉(zhuǎn)引自趙宗溥，1984)。

筆者高度推崇斯泰因曼的研究，認(rèn)為他是現(xiàn)代蛇綠巖理論的鼻祖，他把蛇綠巖從一個(gè)巖石的術(shù)語擴(kuò)展成為一個(gè)具有一定構(gòu)造含義的巖石組合的術(shù)語(張旗，2014)。斯泰因曼指出，人們應(yīng)當(dāng)把主要為超基性巖的同源組合作為蛇綠巖的唯一特征，超基性巖中的主要一個(gè)成員永遠(yuǎn)是橄欖巖(蛇紋巖)，其次為輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、細(xì)碧巖，或蘇長(zhǎng)巖和有關(guān)巖石。什么是有關(guān)的巖石，按照斯泰因曼的解釋，是被蛇紋巖侵位或貫入其中的深水沉積物。這些深海沉積物主要為燧石(放射蟲硅質(zhì)巖)、遠(yuǎn)海粘土和含依丁蟲的石灰?guī)r。因此，由蛇紋巖、輝綠巖-細(xì)碧巖和燧石組成的“斯泰因曼三位一體”，即是一個(gè)具有特定形成環(huán)境的一個(gè)巖石組合的術(shù)語。

1972年的彭羅斯會(huì)議堅(jiān)持了斯泰因曼的見解，強(qiáng)調(diào)與一個(gè)蛇綠巖組合伴生的巖石有：上覆的沉積巖系，包括條帶狀硅質(zhì)巖、薄層頁巖夾層和少量灰?guī)r；與純橄欖巖相伴的豆莢狀鉻鐵礦；富鈉質(zhì)的長(zhǎng)英質(zhì)侵入巖和噴出巖等。根據(jù)彭羅斯會(huì)議的定義，深海沉積物覆于蛇綠巖之上，為蛇綠巖的伴生巖石。深海沉積物在蛇綠巖研究中有重要的意義：深海沉積物與蛇綠巖相伴生，使之可以作為蛇綠巖存在的標(biāo)志來對(duì)待；深海沉積物的形成環(huán)境與下伏蛇綠巖的形成環(huán)境是相關(guān)的；此外，深海沉積物中的微體化石還是確定蛇綠巖形成的上限時(shí)代及洋盆演化的重要依據(jù)(張旗和周國(guó)慶，2001)。

1996年在懷柔曾經(jīng)召開過一次蛇綠巖討論會(huì)，會(huì)上就蛇綠巖的定義作了專題討論。有兩種意見相持不下：一種認(rèn)為蛇綠巖是一個(gè)巖石學(xué)的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)限制在火成巖范疇；蛇綠巖伴生的深海沉積不是火成巖的概念，故不應(yīng)當(dāng)包括在蛇綠巖的范疇內(nèi)。另一種認(rèn)為蛇綠巖是蛇綠巖套的省略語，有其特定的構(gòu)造含義，斯泰因曼“三位一體”的概念是適用的。大多數(shù)巖石學(xué)家堅(jiān)持第一種見解，大多數(shù)構(gòu)造學(xué)家同意第二種見解。筆者當(dāng)時(shí)是贊同第一種見解的。時(shí)間過去20多年了，回憶起懷柔會(huì)議的爭(zhēng)論，筆者認(rèn)識(shí)到，構(gòu)造學(xué)家堅(jiān)持的認(rèn)識(shí)是合理的，斯泰因曼的“三位一體”是比較確切地反映了蛇綠巖套這個(gè)概念的本質(zhì)的(張旗，2014)。

圖8 陜西商縣北寬坪-板橋一帶地質(zhì)圖(據(jù)張壽廣等，1991)1-硅質(zhì)大理巖; 2-石英巖；3-黑云母大理巖; 4-云母石英片巖; 5-綠片巖-斜長(zhǎng)角閃巖; 6-花崗巖; 7-韌性剪切帶; 8-地層界線; 9-斷層; 10-老第三系紅層; 11-古生界云架山群; 12-寬坪巖群; 13-采樣位置Fig.8 Schematic geological map of North Kuanping and Banqiao area in the Shangxi County, Shaangxi Province (after Zhang et al., 1991)

但是，無論斯泰因曼的“三位一體”還是彭羅斯會(huì)議和懷柔會(huì)議對(duì)蛇綠巖的認(rèn)識(shí)，都存在一個(gè)共同的問題，即沒有強(qiáng)調(diào)混雜堆積對(duì)于蛇綠巖的重要性。從斯泰因曼到彭羅斯會(huì)議到懷柔會(huì)議，解決了洋盆底部巖石的組合問題，確定了蛇綠巖的組成要素。但是，未涉及洋盆底部巖石是如何出露在地表，如何出現(xiàn)在陸殼之上的問題。當(dāng)然，人們也可以把混雜堆積作為蛇綠巖形成以后的一個(gè)單獨(dú)的問題來考慮?；祀s堆積的研究表明，這是一個(gè)獨(dú)特的問題，混雜堆積只與洋盆閉合大陸碰撞有關(guān)?；祀s堆積是一種構(gòu)造巖，但是，它不同于大陸上的任何一種構(gòu)造巖，其最重要的特征是把洋殼物質(zhì)與陸殼物質(zhì)混雜在一起。蛇綠巖剖面為什么大多很難保存？蛇綠巖為什么大多被肢解？洋盆閉合以后陸塊的碰撞是最重要的原因?；祀s堆積表述了蛇綠巖就位的過程及特征，有人認(rèn)為，仰沖的蛇綠巖可以沒有混雜堆積，其實(shí)也不盡然，如日喀則蛇綠巖的剖面保存相對(duì)完好，是蛇綠巖片仰沖形成的。日喀則蛇綠巖的混雜堆積現(xiàn)象仍然非常典型(張旗和周國(guó)慶，2001)。因此，混雜堆積對(duì)于蛇綠巖是須臾不可缺少的，它是蛇綠巖的一個(gè)構(gòu)造作用指標(biāo)，反映了蛇綠巖就位的特征。

考慮到蛇綠巖的侵位與洋盆閉合、陸塊碰撞的關(guān)系，筆者建議將混雜堆積作為與蛇綠巖相伴的一個(gè)重要指標(biāo)加進(jìn)來。如果這個(gè)想法合適，蛇綠巖的概念將進(jìn)一步明確，蛇綠巖的組合將進(jìn)一步擴(kuò)大。于是，一個(gè)完整的蛇綠巖組合將由三部分組成：巖漿巖(包括地幔橄欖巖、堆晶巖、侵入巖和火山巖，代表大洋巖石圈的物質(zhì)組成)；深海沉積(代表洋盆頂部的物質(zhì)組成)；混雜堆積(代表洋盆消失、陸塊碰撞的構(gòu)造產(chǎn)物)。

因此，蛇綠巖的術(shù)語就不單單是一個(gè)狹義的巖石學(xué)的術(shù)語，而是有構(gòu)造含義的：蛇綠巖即蛇綠巖套、即蛇綠混雜巖、即蛇綠混雜巖套。把混雜堆積加進(jìn)蛇綠巖的概念，這是一個(gè)新的問題，學(xué)術(shù)界是否認(rèn)可尚不可知。筆者之所以提出這個(gè)問題，可以舉兩個(gè)實(shí)例予以說明。

一個(gè)是云南銅廠街蛇綠巖。銅廠街蛇綠巖巖石組合不如雙溝發(fā)育，大多呈零星碎塊分布在混雜巖中，混雜巖的基質(zhì)主要由強(qiáng)烈褶皺變形的砂巖、頁巖(陸殼物質(zhì))和綠片巖、蛇紋巖(洋殼物質(zhì))組成，塊體有蛇紋石化的地幔橄欖巖、堆晶巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖及硅質(zhì)巖、砂巖、灰?guī)r等。從圖2看，銅廠街蛇綠巖的巖石組合星星點(diǎn)點(diǎn)，突出的是大片混雜巖的廣泛分布。

另一個(gè)實(shí)例是北寬坪蛇綠巖。北秦嶺有沒有蛇綠巖已經(jīng)爭(zhēng)論多年了，許多人相信丹鳳群相當(dāng)于蛇綠巖，實(shí)際上問題比較多。從巖石學(xué)的角度，丹鳳群很少具有蛇綠巖的特征，而更像一套弧系的巖石組合(張旗和周國(guó)慶，2001及其所引文獻(xiàn))。而對(duì)于寬坪群，僅有少數(shù)學(xué)者認(rèn)為它可能是蛇綠巖(張宗清和張旗，1995；張旗和周國(guó)慶，2001；Dongetal., 2014；潘桂棠等，2017)，原因是寬坪群沒有地幔橄欖巖出露。筆者考察發(fā)現(xiàn)，在寬坪群的北寬坪地區(qū)，原廣東坪組即有明顯的混雜堆積現(xiàn)象(圖8)?；祀s堆積的基質(zhì)主要由綠片巖組成，褶皺十分強(qiáng)烈，成分相當(dāng)于N-MORB，灰?guī)r作為混雜堆積的塊體(張宗清和張旗，1995；張旗和周國(guó)慶，2001)，十分類似于銅廠街蛇綠混雜巖。有地幔橄欖巖固然是一個(gè)有力的證據(jù)，但是，地幔橄欖巖是否是蛇綠巖還需要研究。而有混雜堆積，且有綠片巖(N-MORB的玄武巖變質(zhì)而成)作為混雜堆積的基質(zhì)，這個(gè)證據(jù)比有沒有地幔橄欖巖更重要，畢竟把洋殼物質(zhì)與陸殼物質(zhì)混雜在一起提供了洋盆閉合與大陸碰撞的事實(shí)。

研究蛇綠巖，不能只是把眼光盯在蛇綠巖上，而是要兼顧與巖漿巖有關(guān)的沉積巖和構(gòu)造巖問題。蛇綠巖不同于其他巖漿巖，蛇綠巖研究最重要、最好的方法是填圖(而且是網(wǎng)格法填圖，輔以詳細(xì)的剖面研究)。一個(gè)鎂鐵-超鎂鐵巖是否是蛇綠巖，不是主要靠巖石學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)。確定是否是蛇綠巖主要依靠野外研究，依靠蛇綠巖與圍巖的關(guān)系(深海沉積、混雜堆積)來決定的。野外如果確定是蛇綠巖，室內(nèi)無論怎么研究，得出什么結(jié)論，也不可能否定它是蛇綠巖。相反，如果野外確定它不是蛇綠巖，室內(nèi)不論怎樣研究，得出什么結(jié)果，也不能把它變?yōu)樯呔G巖。而沒有詳細(xì)野外研究的蛇綠巖，沒有確鑿深海沉積或混雜堆積證據(jù)的蛇綠巖，是不足信的。

4.2 什么是MORB？

MORB有兩個(gè)顯著的特征：(1)Th和Ta的含量接近，Th/Ta比值接近1；(2)REE具平坦型分布。REE分布細(xì)分有LREE略富集的E-MORB和LREE虧損的N-MORB以及二者之間過渡的T-MORB。此外，還有P-MORB一說的，與E-MORB類似。大家往往一提到MORB，就認(rèn)為是洋中脊玄武巖，就是蛇綠巖，這幾乎成為不需要思考的聯(lián)想了。

什么是MORB？MORB是在什么條件下形成的？按照學(xué)術(shù)界的認(rèn)識(shí)，所謂MORB，即源巖是原始的或略虧損的地幔橄欖巖，在較低的壓力下，中等至高的部分熔融程度的條件下形成的玄武巖就是MORB(Pearceetal., 1984)。洋中脊擴(kuò)張中心具備這個(gè)條件，于是洋脊玄武巖絕大多數(shù)是MORB，包括N-MORB和E-MORB。但是，N-MORB并不僅僅限于洋中脊，在大火成巖省也可以出現(xiàn)，在洋底高原也可以出現(xiàn)，例如世界上最大的Ontong Java大火成巖省(洋底高原)就有許多N-MORB，可能是軸外洋脊與地幔柱相互作用的產(chǎn)物(off-axis ridge-plume interaction; Chenetal., 2021)。加勒比海大火成巖省(Caribbean Large Igneous Province (CLIP))的玄武巖主要是MORB的，包括N-MORB和E-MORB，連Gorgona島的科馬提巖都是強(qiáng)烈虧損LREE的(Dürkef?ldenetal., 2019)。與造山橄欖巖伴生的MORB(N-MORB、P-MORB、E-MORB)則更是常見(Hartmann and Wedepohl, 1993; Weyeretal., 2003; Brookeretal., 2004; Pelletier and Müntener, 2006; Wuetal., 2014; Sanfilippoetal., 2017)。

地幔橄欖巖的成分是比較一致的，雖然也有變化。全球地幔橄欖巖按照成分可分為弱虧損的二輝橄欖巖和強(qiáng)虧損的方輝橄欖巖及純橄巖；按照壓力的變化有尖晶石橄欖巖與石榴石橄欖巖；按照產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境有洋殼下的橄欖巖與陸殼下的橄欖巖。此外，依據(jù)橄欖巖中流體含量的不同，還有一類交代的橄欖巖，如角閃石橄欖巖和金云母橄欖巖等(張旗等，1995a；Woodlandetal., 1996;Morishitaetal., 2001, 2007; Beccaluvaetal., 2004; Griecoetal., 2004; 支霞臣等，2004; 蘇犁等，2005；Nozaka, 2014)。全球地幔橄欖巖，無論在什么情況下，Th和Ta的含量都是接近的(Pearceetal., 1984; 張旗和周國(guó)慶，2001)。因此，不論什么成分的地幔巖，無論什么地方的地幔巖，部分熔融形成的玄武巖只有MORB和OIB兩類。地幔淺部，虧損地?；蛉跆潛p地幔，部分熔融程度中等至較高的情況下，形成的是MORB；深部地幔，富集地?；虿糠秩廴诔潭群艿?，形成OIB。洋殼下是這樣，陸殼下也是這樣，板內(nèi)環(huán)境基本上都是這樣。

因此，MORB并非洋中脊的專屬巖石，不是見到MORB就是洋中脊，就是蛇綠巖。任何地幔橄欖巖部分熔融形成的大多數(shù)都是MORB，不論這個(gè)玄武巖是在洋盆還是大陸(島弧環(huán)境和大陸下地幔有水加入的情況除外)。

4.3 紅海型裂谷小洋盆的地幔橄欖巖是否是蛇綠巖？

現(xiàn)今的紅海是由大陸裂解形成的初始洋盆，其地幔橄欖巖主要來源于陸殼之下的巖石圈地幔。如果伴隨橄欖巖的MORB有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，則可能有部分軟流圈地幔的卷入。紅海雖然主體屬于被動(dòng)大陸邊緣，洋殼非常少，但其深度也可達(dá)到3000～4000m，顯然為深海沉積。那么，紅海的Zabargad是蛇綠巖嗎？類似的情況在阿爾卑斯、Ronda、哀牢山以及西藏永珠也能見到。西阿爾卑斯出露規(guī)模巨大的橄欖巖和少量的MORB，礦物學(xué)和地球化學(xué)資料表明這些橄欖巖都以巖石圈地幔來源為主。一種意見認(rèn)為它們是造山橄欖巖，另一種意見認(rèn)為那里存在大量的地質(zhì)證據(jù)表明它們可能是新特提斯洋的一部分(Piccardo, 1977; Rampone and Piccardo, 2000; Piccardo and Guarnieri, 2011; Bodinier and Godard, 2014)。類似的例子在我國(guó)西藏永珠地區(qū)也存在，那里不僅發(fā)育我國(guó)保存最為完好的席狀巖墻群，出露規(guī)模巨大的橄欖巖也表現(xiàn)出元古代克拉通型地幔的特征(王永勝，2005；Zengetal., 2018)。由于這類蛇綠巖記錄的是小洋盆，主體是半深海沉積，這與哀牢山非常相似。由于是小洋盆，洋盆閉合也不可能出現(xiàn)明顯的混雜堆積，它們是否是蛇綠巖呢？

看來，西阿爾卑斯、紅海、哀牢山、永珠可能具有過渡類型的特征，他們可能是蛇綠巖，也可能不是蛇綠巖，關(guān)鍵看證據(jù)。前已述及，從蛇綠巖三要素來說，裂谷和小洋盆背景很難有深海沉積及混雜堆積，它們可能是陸殼撕裂形成的，由于構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)變，撕裂的陸殼由伸展轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓，小洋盆夭折，這時(shí)的地幔橄欖巖及若干地幔部分熔融物(輝長(zhǎng)巖、玄武巖等)，總體上不符合蛇綠巖的基本特征。但是，情況是復(fù)雜的。如雙溝僅見地幔橄欖巖與輝長(zhǎng)巖，雙溝雖然有玄武巖，但并非地幔橄欖巖侵位同時(shí)期伴生的，因此，雙溝可能不屬于蛇綠巖。而永珠不同，永珠有典型的輝綠巖巖墻群，永珠應(yīng)當(dāng)屬于蛇綠巖，雖然深海沉積并不典型，也沒有混雜堆積。

5 結(jié)論

(1)地幔巖有洋殼下與陸殼下之分，一個(gè)鎂鐵-超鎂鐵巖巖體是否是蛇綠巖，主要不取決于巖石組合，而取決于該巖體與周圍巖石的關(guān)系：有沒有深海沉積，有沒有混雜堆積。硅質(zhì)巖不一定都是深海的，與砂巖、泥巖等碎屑巖伴生的硅質(zhì)巖并非深海沉積。混雜堆積是一類特殊的構(gòu)造巖，是由洋殼與陸殼物質(zhì)混雜在一起組成的。

(2)蛇綠巖與造山橄欖巖的巖石組合類似。不同之處有兩點(diǎn)：一是蛇綠巖有具不對(duì)稱冷凝邊的輝綠巖墻群，而造山橄欖巖則沒有；二是蛇綠巖大多具弧的特征，大多為IAT+MORB的組合(還可以有玻安巖等高鎂安山巖出現(xiàn))；而造山橄欖巖的玄武巖主要是MORB+OIB，顯示板內(nèi)伸展的背景。造山橄欖巖這個(gè)術(shù)語并不是很好，采用這個(gè)術(shù)語是鑒于這個(gè)術(shù)語被廣泛采用。但是，其實(shí)質(zhì)代表的是陸殼撕裂作用，是否造山并不一定。裂谷小洋盆的地幔巖是造山橄欖巖還是蛇綠巖，視證據(jù)多寡而定，有的是蛇綠巖(如永珠，有輝綠巖巖墻群)，有的是造山橄欖巖(如雙溝，缺少與地幔巖侵位同期的玄武巖)。

(3)斯泰因曼“三位一體”的概念、1972年彭羅斯會(huì)議的決議、1986年懷柔會(huì)議的成果(主要指構(gòu)造學(xué)家的認(rèn)識(shí))被實(shí)踐證明是合適的?？紤]到混雜堆積對(duì)于蛇綠巖的重要性，故建議將混雜堆積也作為與蛇綠巖相伴的一個(gè)指標(biāo)。這樣，一個(gè)完整的蛇綠巖組合將由三部分組成：巖漿巖(包括地幔巖、堆晶巖、侵入巖和火山巖，代表大洋巖石圈的物質(zhì)組成)；遠(yuǎn)洋深海沉積(代表洋盆頂部的物質(zhì)組成)；混雜堆積(代表洋盆消失、陸塊碰撞的構(gòu)造產(chǎn)物)。在這里，蛇綠巖即蛇綠巖套、即蛇綠混雜巖、即蛇綠混雜巖套。

(4)新的研究表明，雙溝更加類似造山橄欖巖而非蛇綠巖，說明哀牢山帶或?yàn)榱压然蚣t海類型的初始洋盆。因此，哀牢山可能是古特提斯的金沙江-昌寧-孟連洋盆張開時(shí)的一個(gè)夭折的分支裂谷，其成因可能與三連點(diǎn)的作用有關(guān)，類似現(xiàn)今印度洋-紅海-東非裂谷的狀況。

(5)蛇綠巖研究已經(jīng)有100多年的歷史了，蛇綠巖研究取得了很大的進(jìn)步，同時(shí)也遇到了很多困惑甚至危機(jī)。解剖雙溝蛇綠巖，重新審視蛇綠巖的概念，檢討和反思蛇綠巖的研究，發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)今后蛇綠巖的研究可能是有意義的。

后記 雙溝蛇綠巖是筆者最早研究的蛇綠巖之一，筆者對(duì)雙溝巖石學(xué)、地球化學(xué)的研究孜孜不倦，卻忽略了對(duì)雙溝的圍巖及構(gòu)造的研究，誤將雙溝當(dāng)成為蛇綠巖，從而鑄成大錯(cuò)。其實(shí)，筆者在研究雙溝蛇綠巖的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了許多地幔橄欖巖并非蛇綠巖，如對(duì)義敦型巖體的研究(現(xiàn)已改稱為造山橄欖巖)。但是，并未對(duì)雙溝有所懷疑。古人云：朝聞道夕死可矣，解鈴仍需系鈴人。為此，筆者撰寫此文檢討雙溝蛇綠巖研究中的教訓(xùn)與失誤，反思蛇綠巖進(jìn)一步研究的方向，可謂亡羊補(bǔ)牢猶未為晚。蛇綠巖是一個(gè)古老的話題了，似乎沒有多少新鮮東西，沒有多少創(chuàng)新的余地了。其實(shí)不然，任何科學(xué)問題都沒有頂峰，任何學(xué)術(shù)研究都沒有天花板。只有秉承這種思想，才能在科學(xué)研究的長(zhǎng)河中“讓思想自由流淌”(印度哲學(xué)家克里希那穆提語)，把你引向更新的領(lǐng)域，更高的境界。

致謝感謝與石玉若研究員的交流，才啟發(fā)了筆者對(duì)雙溝蛇綠巖的檢討與反思；感謝與鐘大賚院士、任紀(jì)舜院士、吳福元院士、翟明國(guó)院士、牛寶貴研究員、潘桂棠研究員、季建清教授、張尉博士、焦守濤博士的討論；感謝在文章撰寫過程中得到了康月藍(lán)博士的幫助。感謝兩位審稿人的評(píng)論與建議，為了回答審稿意見，本文討論部分增加了一節(jié)。