准噶尔北缘中泥盆统北塔山组富辉橄玄岩的岩石成因及其对晚古生代洋脊俯冲的启示
发布时间：2019-11-02 22:50
【摘要】：准噶尔北缘中泥盆统北塔山组富辉橄玄岩是一种富含单斜辉石斑晶的岛弧玄武岩,被认为是洋脊俯冲作用的产物,但具体成因机制并不清楚。本文对老山口地区富辉橄玄岩进行了岩石地球化学研究,同时系统测定了其单斜辉石斑晶的成分及其环带变化规律。结果表明,富辉橄玄岩的相容元素和不相容元素的变化规律具有岩浆混合作用的特征,而透辉石斑晶的反环带则将岩浆混合作用限定于高Mg~#熔浆的上涌过程。富辉橄玄岩极高的相容元素含量将上涌的高Mg~#熔浆限定为苦橄质熔浆,而富辉橄玄岩中顽透辉石是被苦橄质熔体携带而来的斑晶物质。主导老山口富辉橄玄岩形成的岩浆过程是苦橄质熔浆的连续补给过程,而苦橄质熔浆被认为是板片窗处软流圈高程度部分熔融的产物。老山口富辉橄玄岩形成的岩浆过程与洋脊俯冲的板片窗模型吻合,因此老山口富辉橄玄岩可能是洋脊俯冲的产物。
【图文】：
图1准噶尔北缘老山口一带区域地质简图(据陈毓川等，2004;柴凤梅等，2012)Fig.1ＲegionalgeologicalsketchmapoftheLaoshankouatthenorthernmarginofJunggar(afterChenetal.，2004;Chaietal.，2012)的玄武岩，具有较高的MgO含量，同时镁铁矿物以单斜辉石为主，以辉石/橄榄石体积大于2为特征;岩石中斜长石组分较少，因此岩石CaO/Al2O3通常大于1.2。富辉橄玄岩具有一些原始岩浆的特征，表现在岩石具有较高的Mg#和较高含量的Cr和Ni等相容元素(Della-PasquaandVarne，1997)。岩石呈斑状结构、块状构造，斑晶主要为单斜辉石，其体积比可高达40%，自形、新鲜，常可见八边形横截面以及相互近于垂直的两组节理，有时可见少量的橄榄石，多已蛇纹石化，仅保留橄榄石轮廓，基质为全晶质，普遍很细，为微晶单斜辉石和斜长石，含有少量钛铁氧化物。单斜辉石是富辉橄玄岩中最为主要的斑晶，其体积分数可占全岩的45%左右，粒度不等，最大可达4000μm(图2a)，，普遍集中在800～2000μm之间(图2b-d)。单斜辉石斑晶新鲜，基本未受蚀变，纵面呈短柱状(图2d，e)，横截面形态以八边形为主(图2a，b，f)，少量为四边形(图2c)。单斜辉石斑晶通常具有沿着其生长环带分布的熔体包裹体群，熔体包裹体群的分布规律表明其为原生熔体包裹体。熔体包裹体群在单斜辉石斑晶中的此种分布特征与单斜辉石斑晶粒度大小具有显著关系，其中粒度较小的单斜辉石中熔体包裹体群的分布较为清晰，粒度较大的单斜辉石中熔体包裹体群的分布特征则略微模糊(图2a，b)。粒度较小的辉石斑晶通常可见1～3个沿着辉石环带分布的熔体包裹体群(图2c，d)。粒度较大的单斜辉石中熔体包裹体粒度较大，且通常发生了不同程度的破裂以及蚀变作用，因此大斑晶中熔体包裹体群的分布没有小斑晶?
图2辉石斑晶显微照片及其素描图虚线为裂隙;MIs-熔体包裹体群Fig.2MicroscopicphotographsofclinopyroxenephenocrystsandtheirsketchesThedottedlinesrepresentcracks;MIsrepresentmeltinclusions4测试方法全岩主量元素和微量元素组成在核工业北京地质研究院实验室完成。主量元素在PhilipsPW2404型X射线荧光光谱仪上完成，采用熔片法进行分析，其中SiO2、Al2O3、MgO、CaO和TFe2O3检测限为0.1%，MnO、Na2O、K2O、P2O5、TiO2检测限为0.01%;CO2含量用电位法完成，检测限为0.1%;H2O+和H2O－含量用重量法完成，检测限为0.1%;FeO用容量法测定，检测限为0.1%。微量元素测定在ELEMENT电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上完成，采用In内标溶液，分析精度为3%，检测限为0.002×10－6(La)～0.02×10－6(Ce)。薄片采用常规方法磨制，厚度为0.03mm。在显微镜下观察，并对形态完整且具有显微结构的单斜辉石斑晶进行挑选，最终选取粒度存在大小差异的几类单斜辉石斑晶，进行单斜辉石电子探针成分及成分环带分析。单斜辉石电子探针分析在中国科学院地质与地球物理研究所扫描电镜与电子探针实验室完成，实验仪器为JEOLJXA-8100型电子探针，工作条件为加速电压15kV、电流1×10－8A，束斑5μm，ZAF修正法。单斜辉石晶体化学式计算采用4个阳离子以及6个O离子为标准。5测试结果5.1岩石成分老山口富辉橄玄岩全岩分析数据列于表1。岩石主量元素含量变化较小，其SiO2和TiO2含量变化很窄，变化范围分别为48.17%～50.60%，0.44%～0.60%;MgO含量很高且变化范围大，变化范围为14.40%～19.43%;全碱总量小于2.76%。所有样品的稀土总量很低，变化范围为24×10－6～34×1
本文编号：2554746
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图1准噶尔北缘老山口一带区域地质简图(据陈毓川等，2004;柴凤梅等，2012)Fig.1ＲegionalgeologicalsketchmapoftheLaoshankouatthenorthernmarginofJunggar(afterChenetal.，2004;Chaietal.，2012)的玄武岩，具有较高的MgO含量，同时镁铁矿物以单斜辉石为主，以辉石/橄榄石体积大于2为特征;岩石中斜长石组分较少，因此岩石CaO/Al2O3通常大于1.2。富辉橄玄岩具有一些原始岩浆的特征，表现在岩石具有较高的Mg#和较高含量的Cr和Ni等相容元素(Della-PasquaandVarne，1997)。岩石呈斑状结构、块状构造，斑晶主要为单斜辉石，其体积比可高达40%，自形、新鲜，常可见八边形横截面以及相互近于垂直的两组节理，有时可见少量的橄榄石，多已蛇纹石化，仅保留橄榄石轮廓，基质为全晶质，普遍很细，为微晶单斜辉石和斜长石，含有少量钛铁氧化物。单斜辉石是富辉橄玄岩中最为主要的斑晶，其体积分数可占全岩的45%左右，粒度不等，最大可达4000μm(图2a)，，普遍集中在800～2000μm之间(图2b-d)。单斜辉石斑晶新鲜，基本未受蚀变，纵面呈短柱状(图2d，e)，横截面形态以八边形为主(图2a，b，f)，少量为四边形(图2c)。单斜辉石斑晶通常具有沿着其生长环带分布的熔体包裹体群，熔体包裹体群的分布规律表明其为原生熔体包裹体。熔体包裹体群在单斜辉石斑晶中的此种分布特征与单斜辉石斑晶粒度大小具有显著关系，其中粒度较小的单斜辉石中熔体包裹体群的分布较为清晰，粒度较大的单斜辉石中熔体包裹体群的分布特征则略微模糊(图2a，b)。粒度较小的辉石斑晶通常可见1～3个沿着辉石环带分布的熔体包裹体群(图2c，d)。粒度较大的单斜辉石中熔体包裹体粒度较大，且通常发生了不同程度的破裂以及蚀变作用，因此大斑晶中熔体包裹体群的分布没有小斑晶?
图2辉石斑晶显微照片及其素描图虚线为裂隙;MIs-熔体包裹体群Fig.2MicroscopicphotographsofclinopyroxenephenocrystsandtheirsketchesThedottedlinesrepresentcracks;MIsrepresentmeltinclusions4测试方法全岩主量元素和微量元素组成在核工业北京地质研究院实验室完成。主量元素在PhilipsPW2404型X射线荧光光谱仪上完成，采用熔片法进行分析，其中SiO2、Al2O3、MgO、CaO和TFe2O3检测限为0.1%，MnO、Na2O、K2O、P2O5、TiO2检测限为0.01%;CO2含量用电位法完成，检测限为0.1%;H2O+和H2O－含量用重量法完成，检测限为0.1%;FeO用容量法测定，检测限为0.1%。微量元素测定在ELEMENT电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上完成，采用In内标溶液，分析精度为3%，检测限为0.002×10－6(La)～0.02×10－6(Ce)。薄片采用常规方法磨制，厚度为0.03mm。在显微镜下观察，并对形态完整且具有显微结构的单斜辉石斑晶进行挑选，最终选取粒度存在大小差异的几类单斜辉石斑晶，进行单斜辉石电子探针成分及成分环带分析。单斜辉石电子探针分析在中国科学院地质与地球物理研究所扫描电镜与电子探针实验室完成，实验仪器为JEOLJXA-8100型电子探针，工作条件为加速电压15kV、电流1×10－8A，束斑5μm，ZAF修正法。单斜辉石晶体化学式计算采用4个阳离子以及6个O离子为标准。5测试结果5.1岩石成分老山口富辉橄玄岩全岩分析数据列于表1。岩石主量元素含量变化较小，其SiO2和TiO2含量变化很窄，变化范围分别为48.17%～50.60%，0.44%～0.60%;MgO含量很高且变化范围大，变化范围为14.40%～19.43%;全碱总量小于2.76%。所有样品的稀土总量很低，变化范围为24×10－6～34×1
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