山东昌乐新生代玄武岩中辉石岩捕虏体的分类.docxVIP

山东昌乐新生代玄武岩中辉石岩捕虏体的分类 0 国内岩石圈研究现状 中新世以来，中国北方的泰前稳定克拉通发生了强烈的激活，老岩石圈发生了巨大的减少和地幔转化。这一巨厚的岩石圈减薄现象使得该区成为全球研究岩石圈演化的理想地区。天然超深钻取样的火山岩(如金伯利岩和玄武岩)深源岩石捕虏体,是了解岩石圈形成与演化的样品。近年来,许多学者对中国东部新生代玄武岩中橄榄岩和麻粒岩的研究已取得大量成果,并认识到华北中、新生代岩石圈上地幔主体是新增生的,并与下地壳之间存在过渡带。相比之下,对辉石岩捕虏体的研究成果还比较少见。已有的相关研究主要集中在河北汉诺坝[13,14,15,16,17,18,19,20]和河北阳原两个地区。最近,对安徽女山、吉林伊通、山东方城、辽宁复县和河南信阳等地的辉石岩捕虏体也有少量报道。上述这些报道,发现辉石岩捕虏体的成因复杂,既有高压环境下结晶堆积,也包括熔体与橄榄岩交代的产物,上述这些均包含着丰富的岩石圈演化信息。 郯庐断裂带是华北乃至东亚重要的岩石圈断裂带之一,在东部中、新生代岩石圈演化过程中,在软流圈物质上涌侵蚀古老岩石圈过程中起着通道作用。出露于郯庐断裂带上的山东昌乐新生代玄武岩中含有丰富的辉石岩捕虏体,但对它们的了解还几乎接近空白。本文报道了这些捕虏体的岩石地球化学特征,并探讨了它们的复杂成因及其可能的岩石圈演化意义。 1 汉诺坝辉石岩的组成与控制因素 华北东部新生代火山岩主要沿郯庐断裂带及其两侧地区分布,较集中地出露于胶辽断块南端的蓬莱—黄县—栖霞一带和鲁西河淮块隆北部的临朐—昌乐—沂水一带。昌乐位于山东省西南部,在构造上处于北西向郯庐断裂带与北东向次一级羽状断裂的交汇处,是山东半岛内新生代玄武岩的主要分布区。区内玄武岩紧邻郯庐断裂带分布(图1),主要喷发期分牛山期(14.5±0.8) Ma和尧山期(4.3±0.29) Ma两期。玄武岩岩性以碱性橄榄玄武岩为主,夹少量玻基辉橄岩。其中发育于方山的玄武岩有大量深源岩石捕虏体和巨晶矿物。捕虏体以辉石岩为主,含少量的尖晶石相橄榄岩。巨晶包括辉石、歪长石、磁铁矿、石榴子石、锆石、刚玉等。辉石岩捕虏体大小不等,多在5～7 cm;形态各异,包括浑圆状、次棱角状和棱角状的外形,与寄主岩的界线十分清晰。矿物组成以单斜辉石+斜方辉石+尖晶石为主,在100多薄片中还没有发现石榴石,少数(样品CGL51、CGL52)包含有橄榄石,主要为残斑状、粗粒状及粒状变晶结构。 昌乐辉石岩捕虏体中的斜方辉石的Mg#值较高(0.90),但贫Al2O3(4.43%),与同一产地橄榄岩捕虏体中的斜方辉石成分类似。除个别样品中的单斜辉石为次透辉石外,大部分样品中的单斜辉石主要是透辉石。用Wells二辉石温度计获得的平衡温度为806～947 ℃(另文发表),与Chen et al.所得到的汉诺坝辉石岩平衡温度比较一致(图2)。单斜辉石压力计给出平衡压力为9.5×108～11.9×108Pa,对应着31～39 km的来源深度,说明昌乐辉石岩主体来源于壳-幔过渡带及其附近的岩石圈地幔中。 2 主元素分析及质谱分析 所报道的辉石岩主元素(表1)和微量元素(表2)均是本文的通讯作者(郑建平)在澳大利亚Macquarie大学GEMOC中心完成。主元素分析是由X射线荧光光谱分析仪(XRF)中获得,微量元素的分析则是在Agilent HP4500型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上完成。主元素的分析精度优于1%,微量元素的分析精度优于5%。 2.1 昌乐辉石岩捕虏体成分分析 昌乐辉石岩捕虏体的w(SiO2)变化于47.0%～54.3%间,大部分属基性岩,仅个别为中性岩。w(Al2O3)、w(TiO2)和w(MgO)的变化范围分别为2.34 %～10.7 %、0.17 %～1.02 %和16.0 %～28.8%。与汉诺坝新生代玄武岩中的辉石岩捕虏体相比,昌乐辉石岩具有Al2O3和TiO2含量变化大的特点。就整体而言,它们的SiO2与MgO含量呈现明显的正相关关系,而与Al2O3、TiO2和MnO含量呈现明显的负相关关系(图3)。 依照SiO2和其他氧化物的含量关系,可以将昌乐辉石岩捕虏体分为3类:(1)第I类样品,包括CGL24和CGL45,具高SiO2和MgO含量的特点,分别达53.9%～54.3%和26.7%～28.8%,与河北汉诺坝及阳原新生代玄武岩中的Cr辉石岩捕虏体相类似,同时它们也具有较高的Mg#值;(2)第II类辉石岩,包括CGL28、CGL34等4个样品,它们的SiO2、MgO和Al2O3含量处于中等,与河北汉诺坝和阳原新生代玄武岩中的Al辉石岩捕虏体成分相当;(3)第III类捕虏体,包括CGL51、CGL52两样品,所有研究样品中它们的SiO2含量(46.9 % ～ 47.0%)和Mg#值最