塔里木板块东北部柳园粗面玄武岩带软流圈地幔减压熔融的产物

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1、塔里木板块东北部柳园粗面玄武岩带：软流圈地幔减压熔融的产物姜常义　夏明哲　余旭　逯东霞　魏巍　叶书锋长安大学地球科学与国土资源学院，西安　710054前言塔里木板块东北部包括新疆北山地区和甘肃省西部的柳园地区（即甘肃北山南带）。由于对本区镁铁质-超镁铁质杂岩体的侵位时代和石炭纪火山岩形成环境的认识有一些分歧，导致对本区陆内裂谷构造岩浆带的时限的认识形成了两种观点：一种观点认为其时限仅限于二叠纪（何国琦等，1994；左国朝等，1990），另一种观点认为其时限为石炭-二叠纪（肖渊甫等，2000）。几乎所有的学者都认为本区二叠纪火山岩形成于陆内裂谷环境。然而，由于本区的二叠纪

2、火山岩和镁铁质-超镁铁质杂岩体还缺乏系统而深入的岩石学研究和精确的同位素定年，所以目前还难以精确阐述该构造岩浆带的演化过程。此外，以往的研究基本上没有涉及地幔动力学机制问题。所以，柳园玄武岩带的研究具有重要的构造意义。1、地质概况柳园玄武岩带位于塔里木板块东北部，沿红柳园大断裂近东西向展布，连续出露长度约为150km，最宽处10km，厚度1900m。哲斯群上组即本文论述的粗面玄武岩带，可分为3个岩性段。第一岩性段位于该组下部，厚度为705m，主体岩性为无斑显微晶质结构的玄武岩，枕状构造特别发育，顶部有一薄层英安质凝灰岩和英安质沉凝灰岩。第二岩性段主体为斑晶发育的玄武岩和

3、粗玄岩，顶部有一薄层酸性凝灰岩，厚度为400m，枕状构造特别发育。第三岩性段主体岩性为玄武岩、玄武质凝灰岩，夹有很少量的安山岩，厚度为790m。第三岩性段与其下部的两个岩性段的主要区别是枕状构造不发育。由此可见，柳园玄武岩带应属海相火山岩，火山活动方式主要为宁静的裂隙式溢流和少量的爆发。廖卓庭和刘陆军（2003）根据本区哲斯群凝灰岩中发现的化石把哲斯群定为下二叠统。2、岩相学特征与造岩矿物晶体化学玄武岩呈灰黑色、黑紫色，枕状或层状构造。部分玄武岩具有杏仁状构造，杏仁体呈浑园形，由绿泥石、绿帘石和石英构成，含量＜10%。玄武岩的结构可分为斑状和无斑显微晶质结构，主要结构类

4、型为辉绿结构和辉绿玢岩结构，还有间隐结构和间粒间隐结构等。辉绿玢岩的斑晶有两种，一种是细长板条状钠长石，另一种是细长柱状的单斜辉石，斑晶含量≦30%；基质部分仍为辉绿结构。在不同结构的玄武岩中，钠长石含量多在50%±，单斜辉石含量多在40%±。在有些薄片中，铁钛氧化物仅见有粒状磁铁矿；在另一些薄片中，既见有粒状磁铁矿，又见有板条状钛铁矿，而且，后者的含量往往高于前者。钠长石均为负低突起，17个电子探针分析数据中An0～9，Ab100～91，均属钠长石。大部分钠长石斑晶和部分基质中的钠长石都有一个“夹心”，这些“夹心”都位于钠长石的中轴部位，沿长轴方向排列，与包裹它们的钠

5、长石界线平直、截然。在高倍镜下观察，“夹心”的成分是层状硅酸盐微晶集合体。单斜辉石斑晶中也有这种“夹心”。我们分析，这些有“夹心”的矿物应该是在快速冷凝过程中形成的中空结构，当岩石冷凝固结后，在火山岩地层中反复循环流通的热液中含有硅酸盐组分，这些硅酸盐组分沉淀后即构成了现在所看到的“夹心”。单斜辉石化学组成很稳定，En45～46Fs13～14Di41，属普通辉石。就总体而言，这些玄武岩的热液蚀变并不强，主要表现为单斜辉石有一定程度的绿泥石化、绿帘石化，钠长石有较轻微的绢云母化、叶腊石化等。钠长石可以产于两类镁铁质火山岩中，其中一类是细碧岩。细碧岩及其中所含的钠长石成因问

6、题，历来是地学界广泛讨论的话题，并一直存在富水岩浆成因论和变质成因论两大流派，后者包括区域变质和和热液蚀变两种观点。（详细的评述与论文请参见Amstutz主编的《细碧岩与细碧质岩石》一书）。除细碧岩之外，钠长石还产于碱性玄武岩或粗面玄武岩中（查瓦里茨基，1958）。柳园玄武岩带以及塔里木板块的二叠纪地层都没有经过区域变质改造，本区玄武岩的热液蚀变很弱（见前述），其矿物组合和岩石结构与细碧岩存在明显差别（Amstutz，1982），在显微镜下观察，钠长石很均匀，没有残留的高牌号斜长石斑块，其蚀变也仅仅表现为弱绢云母化、叶腊石化，没有黝帘石化；岩石结构表现为清楚的火成结构，

7、大多数钠长石都保留有淬火形成的中空结构，这些结构特征证明，钠长石应该是从岩浆中直接结晶的。而且，矿物组合与结构特征符合查瓦里茨基（1958）厘定的粗面玄武岩的岩相学特征。英安质沉凝灰岩呈薄层状和纹层状、深灰色。基本由粒度细小的火山尘组成。岩石中含有由同成分火山尘构成的细条带状角砾，角砾平行排列。岩石总体结构显示隐约可辨的沉积层理。1、岩石地球化学3.1主量元素地球化学在16件硅酸盐全分析样品中，有3件样品属于玄武安山岩的范畴；其余13件样品属于玄武岩的范畴。TiO2含量总体上较高，且变化范围较大。Al2O3含量相对稳定。TFe2O3、Mg