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牛头山玄武岩分为亚碱性、过渡性和碱性三类。微量和稀土元素及同位素组成表明它们是活动大陆边缘的钠质玄武岩类。从亚碱性到碱性玄武岩,M值减小,K、Ce、Rb、Sr增加。<sup>37</sup>Sr/<sup>36</sup>Sr和1/<sup>36</sup>Sr相关分析表明本区母岩浆及分离结晶产物均未遭受壳层放射成因锶的混染。定量模拟计算表明本区橄榄拉斑玄武岩母岩浆是上地幔石榴石二辉橄榄岩7%部分熔融的产物。