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《不同构造环境中双峰式火山岩的地球化学特征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1999年第27卷第4期地质地球化学Vol.27,No.4,1999GEOLOGY2GEOCHEMISTRY29不同构造环境中双峰式火山岩3的地球化学特征1)1,2)钱青王焰1)(中国科学院地质研究所,北京,100029)2)(西北大学地质系,西安,710069)摘要近年来的研究表明,双峰式火山岩套可以形成于大陆裂谷、洋内岛弧、活动大陆边缘、弧后盆地等多种环境。Sm-Nd同位素与不活动微量元素(REE,Zr,Ti,Th,Nb等)相结合,进行综合研究,可帮助判断双峰式火山岩套成因和形成环境。本文总
2、结了不同环境产出的双峰式火山岩组合的岩石学和微量元素、稀土元素、同位素地球化学特征,并根据对北祁连边马沟双峰式火山岩研究提出了其形成环境可能为岛弧环境,这一认识对探讨该地区造山带演化的地球动力学具有一定的意义,对在该地区的找矿工作也有一定的启发。关键词双峰式火山岩形成环境地球化学边马沟第一作者简介钱青男1969年出生博士研究生从事岩石学研究通常认为,双峰式火山岩与拉张构造作用有关,产于大陆裂谷环境。近年来的研究发现,双峰[2][3]式火山岩可以产于地球动力学特征明显不同的环境,如大陆裂谷、洋内岛
3、弧、活动大陆边缘、[4]弧后盆地等。双峰式火山岩形成环境的判别及其成因的探讨,对恢复地球动力学演化历史有重[1]要意义。Christian等(1997)将双峰式火山岩归纳为两大类(板内拉张和破坏板块边缘)和五种环境(大陆裂谷、板块扩张、洋内岛弧、活动陆缘和弧后扩张的早期阶段)。此外,在板块碰撞后阶段还[5]可以形成一套与岩石圈拆沉作用有关的双峰式火山岩。下面将各类双峰式火山岩组合的基本地质和地球化学特征加以归纳。1板内和板块扩张环境1.1大陆裂谷环境此种环境以东非裂谷最著名;此外,产于洋岛、与地
4、幔柱活动有关的双峰式火山岩也归为此类,如冰岛和加拉帕戈斯岛。东非裂谷的基性岩主要是富碱质的,可以包括从正常的拉斑玄武岩到碱性玄武岩、SiO2不饱和的碧玄岩和霞石岩、超钾质的白榴岩以及碳酸岩等,长英质岩石也是偏碱质[6]的,如粗面岩、响岩和碱性流纹岩等。产于这种环境的玄武岩通常富Ti、K、P、Nb、Th等大离子[1]亲石元素(LILE)和高场强元素(HFSE),Zr/Nb比值低(3～10),在微量元素模式图中呈钟型分布。REE分布为LREE/HREE强烈分离的模式,LREE丰度通常较高,为球粒陨石
5、的50～500倍。[6]由于受到不同程度陆壳混染的影响,Nd和Sr同位素比值可以变化很大,一般εNd(t)为中等的正值(+2～+5)。产于这种环境的酸性岩主要是碱性和过碱性的粗面岩和流纹岩,明显富集LREE1998年9月24日收稿,11月25日改回。3国家自然科学基金(编号:49472101)资助项目。30地质地球化学1999年[1]和HFSE,Th丰度较低ε,Nd(t)与玄武岩的类似。1.2大陆减薄环境[1]这种环境的例子有南非的Karoo、南美的巴拉纳和印度的德干高原。这种环境的基性岩为拉斑
6、玄武岩,可以从CFB至MORB。CFB通常富LREE和Th,亏损Nbε,Nd(t)从较高的正值至0,变化较大;MORB则是LREE亏损或略富集的ε,Nd(t)变化大,可以大于+6,Nb呈负异常或无异常,Nb的亏损程度和εNd(t)值大小与陆壳混染程度有关。酸性岩为低钾质、碱性、过碱性或富铝质的(受壳-幔混合作用制约),其中,碱性流纹岩的特征类似大陆裂谷环境的流纹岩,其εNd(t)与伴生的玄武岩类似;富铝质的流纹岩富集Th和LREE,强烈亏损Nbε,Nd(t)为负值,说明是陆壳部分熔融形成的。1.
7、3碰撞后伸展阶段环境[8]这种环境,如英国的第三纪火山岩省、尼日利亚裂谷,美国西南部的盆地-山脉省,Chris2[1][8,9]tian等(1997)把它们归在大陆减薄阶段环境,另一种意见认为属于碰撞后阶段环境。这种环境产出的基性岩为拉斑质和碱性的,其流纹岩为正常至碱性的。这种环境产出的玄武岩的地球化学性质介于CFB和OIB之间,并且具有岛弧火山岩的某些特征(亏损Nb和Ta);同时,富LILE,REE分布为LREE略富集或强烈富集型的,Th、Ta含量相近;如果存在陆壳混染的影响,则出现Th>Ta
8、,La>Ta及Nb-Ta亏损现象。2破坏板块边缘环境2.1洋内岛弧这种环境(如斐济和加勒比),其产出的双峰式岩套的基性岩和酸性岩之比例是可变化的,斐济[3]岛的流纹岩较少,而在加勒比东北则流纹岩占优。其基性岩为岛弧拉斑玄武岩,REE模式呈平坦型分布或LREE强烈亏损,贫Th和Nbε,Nd(t)很高(+9);在岛弧成熟阶段环境可以有安山岩出现,这种安山岩富LREE和Th,亏损Nbε,Nd(t)为很高的正值。其酸性岩则有英安岩、流纹岩和斜长花岗岩,贫K和Nb,亏损LILE,亏损或略富集LREEε,N
