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~260 Ma的峨眉山大火成岩省是我国唯一一个被国际学术界认可的大火成岩省。峨眉山大火成岩省已被证实是由地幔柱形成的,它含有世界级的大型V-Ti磁铁矿矿床,而且峨眉山火山作用可能导致了瓜德鲁普统末生物灭绝。 为了评估峨眉山玄武岩的喷发对气候、环境造成的影响,本文用电子探针测试了峨眉山大火成岩省大理苦橄岩橄榄石斑晶捕获的熔体包裹体主量元素及S含量。对熔体包裹体中橄榄石结晶作用和“Fe丢失”的校正后,大理苦橄岩橄榄石中熔体包裹体的成分变化较大,MgO为7.6~21 wt%,SiO2为43.2~51.0wt%,属于拉斑玄武岩。这些熔体包裹体与峨眉山苦橄岩和玄武岩构成一条完整的演化线。 峨眉山玄武岩可分为低钛、中钛和高钛系列,大理苦橄岩属于中钛系列。大理苦橄岩橄榄石寄存的熔体包裹体S含量变化较大,从低于检出限到1311 ppm,而且对于一个给定的MgO含量也具有较大的变化范围。高硫含量的熔体包裹体是在岩浆脱气前被捕获的,可以代表喷发前的岩浆成分。由于大多数峨眉山玄武岩要比大理的包裹体更为演化,而且硫饱和的岩浆相对具有较高的硫含量,因此在喷发前峨眉山玄武质岩浆中溶解的硫将会超过1311 ppm。 通过对比未脱气岩浆中S含量与喷发后玄武质熔岩中残余的S含量,计算得出峨眉山玄武岩喷发时可释放出~900 ppm的S到大气中,相当于每立方千米的玄武岩可向大气中释放5 Mt的SO2。对于平均单次喷发体积为102~103 km3、持续时间为十年或更久的玄武岩喷发,每年可向大气中释放1.5×102~103Mt SO2,或3.1×102~103 Mt的H2SO4气溶胶。量如此大的气体快速的释放到大气中并形成气溶胶会吸收和反射太阳辐射,使得气温下降并最终导致“火山冬天”的气候。因此峨眉山大火成岩省形成过程中所释放的硫会造成中-晚二叠世反常的气候现象,可能是导致瓜德鲁普统末生物灭绝的主要原因。 峨眉山大火成岩省形成过程中也形成了很多具有经济价值的矿床。我们对攀枝花和白马岩体中橄榄石和斜长石寄存的熔体包裹体进行研究,并结合全岩主、微量成分来探讨其岩浆演化过程和成矿模式。 攀枝花岩体全岩成分变化范围较大,如SiO2为4.5~46 wt%,MgO为2.5~11.2 wt%,Fe2O3T为12.3~64.3 wt%,整体上富铁贫硅。岩体的下部带与中部带矿物组成和含量相同,主量元素变化范围相似,且稀土元素及微量元素含量及配分模式相似;而上部带具有更高的SiO2、Al2O3和P2O5和较低的MgO、Fe2O3T,以及较高的稀土和微量元素含量。反映出上部带较下部带和中部带更为演化。 攀枝花和白马岩体中橄榄石的Fo主要集中在61~75之间。这些橄榄石具有很低的NiO(大多数低于0.25 wt%)和CaO(<0.1 wt%)含量,而且NiO含量与橄榄石的Fo之间没有相关性,暗示了橄榄石与堆晶间熔体发生了再平衡作用。 来自攀枝花和白马岩体中橄榄石寄存的熔体包裹体的主量元素及其比值均不在峨眉山玄武岩的演化线上。这指示了这两个岩体中橄榄石结晶时岩浆的演化途径与峨眉山玄武岩明显不同。因此用玄武岩岩浆的分离结晶很难解释攀枝花和白马岩体中橄榄石寄存的熔体包裹体的成分变化。 攀枝花和白马岩体橄榄石中熔体包裹体的主量元素含量和比值与SiO2含量具有较好的相关性,遵循了熔体发生不混溶时元素在富硅和富铁熔体之间的配分;而且这些包裹体成分很好地落在不混溶的富铁熔体区域内,表明攀枝花和白马岩体的橄榄石结晶于不混溶的富铁熔体中。根据这一事实,我们认为岩浆的不混溶模式可以很好的解释这些包裹体的成分以及这些岩体与伴生的长英质侵入体之间的关系。高钛苦橄质岩浆在深部岩浆房中结晶分离橄榄石和辉石后残余熔体更加富铁和富钛。这种富铁和富钛的母岩浆侵位到浅部岩浆房中,由于温度的降低和围岩中水的加入以及低的压力,形成富铁和富硅两种不混溶的熔体。高密度低黏度的富铁熔体迁移到下部形成攀枝花和白马的辉长岩岩体;而低密度高黏度的富硅熔体迁移到上部形成与辉长岩共生的正长岩和花岗岩。