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《汉诺坝玄武岩的地球化学特征及成因模式_李天福.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第18卷第3期岩石矿物学杂志Vol.18,No.31999年9月ACTAPETROLOGICAETMINERALOGICASept.,1999汉诺坝玄武岩的地球化学特征及成因模式李天福马鸿文白志民(中国地质大学材料科学与工程学院,北京100083)主题词汉诺坝多韵次喷发地球化学多旋回底辟递进熔融地幔柱部分熔融程度提要汉诺坝地区玄武岩具有以碧玄岩为先导、碱性玄武岩到拉斑玄武岩浆多韵次喷发#的特点;从碱性玄武岩到拉斑玄武岩,M
2、g逐渐增高,稀土元素丰度逐渐降低,轻稀土元素由较富集到较不富集。岩石化学、微量元素地球化学特征表明,从碧玄岩到拉斑玄武岩浆的部分熔融程度逐渐增高的产物,未发生明显的分离结晶作用。本文将本区玄武岩详细的地球化学特征和经典的地幔岩熔融实验紧密结合,提出了本区玄武岩的石榴石相地幔源区多旋回底辟递进熔融模式。底辟上升熔融过程中,不同压力(polybaric)下所熔出的矿物相的不同控制了岩浆成分的变化。岩浆的多旋回性和相似于OIB型的不相容元素蛛网图暗示了其深部热动力背景可能是先后形成的同一地幔柱的多个地幔柱头部组成上地幔的多旋回底辟作用。汉诺
3、坝玄武岩位于华北地台北缘,大麻坪玄武岩为汉诺坝玄武岩南缘的主体部分,为晚[1]第三纪中新世(24.5~13.6Ma)火山喷发的产物。因建平-承德-张家口断裂的活动而使北盘上升、南盘下降,呈玄武岩陡坎,下伏地层为白垩纪土井子组砂砾岩,其他地方还覆于太古界、侏罗系之上。对于汉诺坝玄武岩的成因,前人提出过各种不同的认识:碱性系列岩浆为部分熔融的原[2~4]生岩浆或近原生岩浆,亚碱性系列岩浆为分离结晶的产物;碱性系列和亚碱性系列均[5、6]为部分熔融产物;碧玄岩浆和石英拉斑玄武岩浆均为不同源区的部分熔融产物,过渡于这两者之间的碱性橄榄玄武岩浆
4、和橄榄拉斑玄武岩浆为碧玄岩浆和石英拉斑玄武岩浆的混[7、8]合岩浆等。本文在研究大麻坪地区玄武岩成因的基础上,提出多旋回底辟递进熔融的统一模式。1玄武岩地质采样地点位于大麻坪村西北坝坎上,玄武岩层的总体产状为3305,稳定而变化小。火山岩系总厚约155m,其中三层碱性玄武岩总厚10.3m。玄武岩可划分为两个旋回,两者之间为一层厚约0.2m的砂泥岩层。第一旋回厚96.1m;第二旋回厚59.2m。每个旋回包本文由国家教委跨世纪优秀人才计划基金资助。第一作者简介李天福,男,1962年4月出生,地质工程师,现为中国地质大学(北
5、京)博士研究生,研究方向为岩浆作用与成矿过程计算机模拟。收稿日期99-01-08,改回日期99-03-02218岩石矿物学杂志第18卷[9]括几个碱性系列到亚碱性系列的韵律。但由于玄武岩的分布受古地形和距喷发中心远近的影响,在两个旋回的底部缺失碧玄岩层,未能显示完整的碱性系列到亚碱性系列的韵律。在西南侧含超镁铁岩包体的碧玄岩直接与土井子组和喷发间断之后的砂泥岩接触,构[7、9]成以碱性玄武岩开始亚碱性玄武岩结束的韵律。玄武岩呈黑色;致密块状玄武岩往往呈陡坎,个别层位具柱
6、状节理;气孔及杏仁发育的玄武岩和熔渣状玄武岩抗风化能力较差,露头多呈缓坡。包体产于碧玄岩和碱性橄榄玄武岩(主要产于前者)中。不同层位的碧玄岩中包体的含量也不同。从整个大麻坪地区来看,下部层位的碧玄岩所含包体丰富,个体也很大,多呈浑圆状;上部层位的碧玄岩所含包体少或无,个体一般小于10cm,显示棱角。本文[8、9]资料和前人的研究均表明,汉诺坝玄武岩浆的活动表现为以碧玄岩为先导、多韵次喷发的特点。2岩相特征碧玄岩深灰黑色至黑色,致密块状构造,斑状结构,基质呈微晶柱粒状结构。斑晶有橄榄石、碱性长石,偶见单斜辉石。橄榄石斑晶呈浑圆状,发
7、育有裂纹,沿裂纹被细小的蚀变矿物集合体交代,粒度为1.250.87~0.050.05mm。碱性长石斑晶分别为浑圆状或折线状晶边,见肖钠长石双晶,大小0.100.12mm。单斜辉石斑晶少见。基质中的矿物成分为斜长石(20%~30%)、单斜辉石(0%~30%)、碱性长石(10%~40%)和磁铁矿等铁钛氧化物(10%~30%)。以斜长石微晶为例,粒度0.0020.005~0.050.25mm。碱性橄榄玄武岩灰黑色,致密块状构造,斑状结构,基质为间粒结构。斑晶有橄榄石(5%)和斜长石(1%),未见单斜辉石斑晶。橄榄石斑晶呈浑圆粒状
8、,较大者具裂纹,粒度约0.25mm。斜长石斑晶具聚片双晶,大小0.250.7~0.71.4mm。基质中,斜长石板条状微晶组成的格架中充填有细粒(0.1mm)的橄榄石和绿帘石化单斜辉石、磁铁矿颗粒。斜长石微晶小于0.2
