新英格兰南东纳拉干西特盆地的火山岩——岩石学及盆地早期形成的意义.doc

新英格兰南东纳拉干西特盆地的火山岩——岩石学及盆地早期形成的意义 原著：安东·玛利亚 罗德岛大学地质科学系 译者：王立群 摘要：纳拉干西特盆地的北西角发育的一套火山岩至少包括四种玄武岩流、两种流纹岩流和与之相关的火山碎屑岩。该火山岩在韦姆苏塔组的底部与非海相的沉积岩互层，直到现在为止，仍然认为其地质年代属于宾夕法尼亚期，根据U/Pb地质年代学资料，报告其中流纹岩的年代大约为373Ma（Thompson等，1999）。玄武岩的厚度一般在1~2米厚，其中含有枕状熔岩和沉积岩墙，以及熔岩和沉积岩的混合成分。两种较年轻的熔岩流具有单斜辉石形成的间粒结构并含有斜长石斑晶以及在具有交织结构的基质中存在橄榄石的假象，两种较老的熔岩流相似，但是不含有辉石成分。流纹岩流的厚度从3到20米，表现有亚水平的石英缝合线，该石英缝合线表示冷却裂隙或者是选择性地充填有晚期石英的气孔带。两种流纹岩流都在含有残余珍珠特征的花斑状结构的脱玻基质中含有歪长石的斑晶。在一层流纹岩流之下的火山碎屑堆积物的识别表明火山爆发活动超过喷发活动。主要的和痕量的元素指示出火山岩是中碱性，而且，地球化学的趋势表明玄武岩和流纹岩由不同源的部分熔融形成，遵循有限的结晶分异。从早期盆地沉积物质的显著缺乏来说，火山岩反映与纳拉干西特盆地的形成相关的断裂事件。尽管在宾夕法尼亚期之前盆地的活动是明显的，但是裂谷事件是否与整个古生代期间发育的扩展环境相关还不清楚，在阿瓦隆带的这一部分产生明显的碱性深层作用。与加拿大滨海盆地的泥盆-石炭纪的双峰机制相似表明它们可能有相似的成因。 简介： 一套火山岩位于马萨诸塞州的阿特尔伯勒，纳拉干西特盆地的北西角。除了沿着盆地北部边缘和北东部边缘的两套孤立的前寒武系单元外，这些岩石都是纳拉干西特盆地的火山岩。尽管南阿特尔伯勒的火山岩在几乎一个世纪之前就被注意，但是它们从来没有被详细地成图。自那以后，单元的数量、该岩石的组成特征，甚至是它们的名称，叫做岩丘、岩墙还是熔岩流，一直是一个争论的问题。 作为目前工作的成果，南阿特尔伯勒的组合是由铁镁质和长英质熔岩流组成并与火山碎屑岩相关这一点是清楚的。尽管在新英格兰南东火成岩具有广泛的可变性，但是玄武岩和流纹岩的双峰组合在局部是明显的。铁镁质和长英质的火山岩也仅发现在纳拉干西特盆地的北部，该盆地位于马萨诸塞州的诺福克盆地之内。在马萨诸塞州的地质图上，诺福克盆地的火山岩和南阿特尔伯勒火山岩都被命名为韦姆苏塔火山岩，这是因为它们赋存于韦姆苏塔组地层中。但是，本文没有处理诺福克盆地的岩层，命名为韦姆苏塔的火山岩明确地说指的是南阿特尔伯勒组合。 本文研究的主要目的是分析韦姆苏塔火山岩的特征，以便在长时间持续的和变化的新英格兰南东的地质历史中确定它们的位置。这种双峰式火山岩组合的岩石学特征为典型的扩张断裂火山作用机制，本文阐明了该区域的阿瓦隆岩层的构造历史。火山岩的意义因它们是新英格兰南东已知仅存的这种火山机制而变得增加。来自于深层的韦姆苏塔火山岩的强有力证据表明在整个古生代新英格兰南东地区广泛发育长期的、间歇性的扩张构造运动，并且该火山岩可能代表这一时期的高峰。另外，因为火山岩表现出与纳拉干西特盆地古老沉积岩为同一时代的产物，所以它们的成因很可能与盆地形成相关的裂谷构造运动有关。关于盆地形成的年代信息已经由韦姆苏塔流纹岩的放射性年代数据所提供。但是，所报告的大约373Ma的年龄数据相比于纳拉干西特盆地的已经认可的岩石年龄较老，因此而产生了关于盆地历史的新的问题。 地质概况： 新英格兰南东地区的阿瓦隆带构成阿帕拉奇亚山脉的东翼，含有年龄范围从晚元古代到二叠纪的多种火成岩混合物。纳拉干西特盆地位于希望谷剪切带的东部（图1），在艾斯蒙德-戴德姆基底之内。尽管该基底主要为深成岩，但是就目前来说经常发现火山岩与该深层岩组合存在联系。 埃德蒙德-戴德姆基底的岩石记录了一种变化的构造历史。在晚元古代，钙碱性的岩石形成于板块的收敛、地壳厚度增加和大陆增生时期。与戴德姆深成岩组合相关的马特潘和林恩火山岩是这种钙碱性岩相的晚元古代地层的代表。遍及古生代的大部分，碱性和过碱性的深成岩间断地形成，表明它们处于扩展的构造环境。斯宾塞丘火山岩与泥盆纪的斯基尤特深成岩组合相关，是该碱性岩浆作用的实例。韦姆苏塔火山岩显现出它是这种长期的、间歇性的扩展阶段的最后事件。在二叠纪，在阿勒格尼造山运动期间，从扩展运动切换到了压缩构造运动中，形成过铝质到偏铝质，S型的花岗岩。 纳拉干西特盆地主要由非海相组成。纳拉干西特湾群的碎屑沉积岩不整合地覆盖在埃德蒙德-戴德姆地层的晚元古代基底之上。覆盖在庞德威尔底砾岩之上的韦姆苏塔组地层仅仅是纳拉干西特湾群的组成部分，含有火山岩。韦姆苏塔组主要由非海相的砾岩和细粒碎屑岩组成，为河道