滇西萂中晚始新世超钾质富镁火山岩绿核辉石的成因

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lubin_1985
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位于扬子板块西南缘,北西-南东向金沙江-红河断裂带之北段的滇西地区,广泛分布新生代钾质-超钾质岩浆岩。由于其形成很可能与印度板块与欧亚板块的碰撞、喜马拉雅山形成及青藏高原隆升等地质过程有关,所以这些新生代钾质-超钾质岩浆岩为研究深部地球动力学背景提供了很好的机会。因此,对其开展岩石成因研究,查明其产生和演化过程则具有重要的理论意义。萂中村附近出露的超钾质火山岩是其中的典型代表,其全岩化学成分范围较广,涵盖了粗面玄武岩、玄武粗安岩和粗安岩的范围。岩石样品新鲜面呈现灰黑色,斑状结构,块状构造。斑晶含量30%35%,以橄榄石和单斜辉石为主要斑晶,亦可见到少量云母(金云母和黑云母)斑晶及尖晶石斑晶,基质由单斜辉石和钾长石微晶组成,副矿物以铁钛氧化物为主。斑晶橄榄石和单斜辉石普遍发育成分环带,部分橄榄石中可见尖晶石包裹体。根据核部成分特征,橄榄石可划分为高Fo橄榄石及低Fo橄榄石。根据矿物成分及结构特征可以将单斜辉石分为单个斑晶辉石、震荡环带辉石、聚斑晶辉石、绿核辉石以及基质辉石。尖晶石根据产状划分为高Fo橄榄石中的尖晶石包裹体、低Fo橄榄石中的尖晶石包裹体和尖晶石斑晶。绿核辉石的深绿色核部与无色的幔部之间有成分突变且绿核部位常见熔蚀结构。绿核部位相较于幔部及边部通常具有低Mg#(0.670.79)与TiO2(0.04%0.47%)含量而高FeOT(6.91%11.89%)、Al2O3(1.16%5.49%)与Na2O(0.29%1.03%)含量的特征,根据分子式计算,绿核辉石核部Fe2+含量(0.10-0.31,平均0.23)高于幔部的(0.04-0.18,平均0.13),且核部Fe2+/(Fe3++Fe2+)比值明显高于幔部(核部平均0.80,幔部0.87),说明核部相对幔部形成于氧逸度相对较低的环境。以LA-ICP-MS对绿核辉石进行了微量元素分析,结果显示绿核辉石核部同其幔部具有非常类似的微量元素趋势特征,二者均为MREE轻微富集型,而边部为典型的LREE富集型且同全岩趋势高度相似。绿核辉石核部、幔部及边部均有Th、U及Pb正异常与Nb、Ta、Zr、Hf及Ti负异常。富集大离子亲石元素(LILE)而贫高场强元素(HFSE),具有高LILE/HFSE比值。高度相似的微量元素趋势特征暗示其具有相似成因,仅在演化程度上有所不同,对绿核辉石不同部位计算其平衡熔体REE含量,发现与全岩REE含量特征一致且全岩REE含量恰好落在绿核辉石平衡熔体REE含量范围内,体现出岩浆混合特征。此外,对绿核辉石不同部位进行温压计算发现其核部同幔部形成时的压力条件相近,压力范围在8-8.7kbar之间,核部温度890950℃而幔部温度稍高为10201080℃。经与区内橄辉云煌岩内橄榄石及单斜辉石、粗面岩内单斜辉石、粗安岩内橄榄石、超基性岩内尖晶石及包体中尖晶石成分及结构特征进行比照,认为样品中绿核辉石核部应结晶自粗面质岩浆,高Fo橄榄石、单个斑晶辉石、基质辉石及尖晶石斑晶应结晶自橄辉云煌岩,低Fo橄榄石、震荡环带辉石、聚斑晶辉石、绿核辉石幔部及边部应是在橄辉云煌岩与粗面岩岩浆混合过程中形成的。自壳幔边界的金云母相方辉橄榄岩经部分熔融形成超基性岩浆后,一部分岩浆在深部岩浆房内结晶演化为粗面质岩浆后继续上升,于28km深度的岩浆房内就位并结晶出绿核辉石核部,随后该岩浆房内补给了较原始的橄辉云煌岩岩浆,这部分岩浆在补给过程中带入了早先形成的高Fo橄榄石、单个斑晶辉石、基质辉石及尖晶石斑晶,在与粗面质岩浆混合的过程中围绕绿核辉石核部形成了绿核辉石的幔部及边部、低Fo橄榄石、震荡环带辉石及聚斑晶辉石,随后由于地质变动等因素影响喷出地表。据此,提出钾质-超钾质岩浆岩中绿核辉石的岩浆混合成因模型。
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