岩浆岩石学鲁西费县辽西阜新中生代玄武岩的地球化学对石圈地幔性质的制约.docVIP

鲁西费县-辽西阜新中生代玄武岩的地球化学对岩石圈地幔性质的制约 摘　要　　阜新位于辽宁西部，地处华北克拉通太古代冀鲁辽古陆核的北缘。阜新玄武岩为火山通道相, 柱状节理发育, 并含少量的尖晶石二辉橄榄岩和辉石岩捕虏体其化学组成贫硅、富碱、高钛和铝, 属碱性玄武岩在微量元素组成上, 阜新玄武岩中等程度地富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 但不亏损高场强元素其Sr 同位素比值低, Nd 和Pb 同位素比值高这表明阜新玄武岩起源于亏损的软流圈地幔, 代表未分异无混染的原始岩浆125Ma）的方城碱性-亚碱性玄武岩其富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,Sr同位素比值高,Nd和Pb同位素比值低，表明起源于富集的大陆岩石圈地幔。该玄武岩中含有丰富的幔源橄榄石、斜方辉石和单斜辉石捕掳晶。费县玄武岩的强烈富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损高场强元素的特征与阜新白垩纪玄武岩 图1华北克拉通及其周边地区地质简图 华北中生代构造体制转折始于150~140 Ma终于110~100 Ma峰期是120~110 Ma总体上是由挤压构造体制转化为伸展构造体制由EW向转变为NNE向的盆岭构造格局。但是转折过程有复杂的细节和多次挤压与伸展的转变，边缘与克拉通内部、北缘与南(东)缘之间在时间和空间上也有一定的变化。盆地的演化有多样性，燕山地区前晚侏罗世时期呈现出北东东向褶皱逆冲带与挤压挠曲盆地带相邻并存的盆山结构；而后晚侏罗世时期呈现出北北东向裂谷盆地与断隆相间的盆岭结构；晚侏罗世后时期则呈现出北东—北北东向盆地与“活动”断隆相间，并受北东东向褶皱逆冲带控制的盆山结构。深部结构的研究表明，华北东部的岩石圈在古生代末期已有减薄表现，在中生代急剧减薄，地幔和下地壳发生大规模置换，至130~110 Ma到达顶峰。新生代以来又有加厚的趋势。中生代构造转折不具典型造山带特征，可能与周围块体夹击引发的区域性大规模地幔隆起有关。 华北东部中生代构造体制发生了由挤压为主到以伸展为主的转变，形成北北东向盆岭格局的岩石圈快速减薄及活跃的岩浆作用引发了爆发式成矿。 2 地球化学特征 2.1 岩石地球化学 根据分析辽宁阜新和费县两处玄武岩在常量元素含量上存在明显差别，二者相比较而言，阜新玄武岩贫SiO2（含量为43.4--46.07%），为超基性—基性岩石类型；贫碱（Na2O+K2O为4.84％--5.28％），Al2O3（14.27％--14.88﹪）相对含量高，富钛（TiO2为2.85﹪--2.92﹪），并且该区出露火山岩的里特慢指数为0.1--0.7，均小于3.3，Na2O/K2O在1.4--1.77之间，这表明该区火山岩为亚碱性系列岩石。把所有样品去烧矢量归一后在TAS分类图解上投影，投影点落在碱玄岩，粗面玄武岩和玄武岩的交界处，少数样品落在了碱玄岩区域内。鲁西费县地区所出露的火山岩去烧失量后SiO2为47.79％--49.51％，为基性岩石类型，化学成分与阜新地区的玄武岩相似，Na2O+K2O在3.85％--5.11％之间，Al2O3在12.68﹪--14.76﹪之间，但费县地区的玄武岩TiO2的含量比阜新地区的少，其含量在1.1﹪--1.4﹪之间，为低钛玄武岩。在TAS分类图解中的图投影点主要落在玄武岩区间内，有少数落在了粗面玄武岩区间内。 图2 火山岩分TAS类图 2.2 稀土元素 根据辽西阜新地区和鲁西方城地区中生代火山岩的稀土元素分析结果和主要参数可知：阜新玄武岩中等程度地富集轻稀土元素 (REE = 80--196g/g,(La/Yb)N = 12.2--13.2)和大离子亲石元素(如Cs, Ba,Rb, Sr, U, Th), 高过渡金属元素(如Sc, Cr, Ni), 低Y和Pb, 但不亏损高场强元素(Nb, Ta, Zr, Hf, Ti). 这与中生代方城玄武岩的强烈富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 亏损高场强元素的特征完全不同,尽管二者的高场强元素的绝对丰度很接近阜新玄武岩的Sr 同位素比值低, 其初始比多小于0.70 图3 辽西阜新-鲁西费县稀土元素配分图 鲁西方城地区出露的玄武岩的稀土元素总量为463.6×10-6--504.4×10-6，（La/Yb）.3 微量元素 根据主量元素的分析可知，除个别样品外，阜新玄武岩的K2O＋Na2O +CaOAl2O3 Na2O +CaO应为正常类型。费县玄武岩的K2O＋Na2O +CaOAl2O3Na2O +CaO也应为正常类型。CIPW标准矿物组成计算结果表明，阜新玄武岩中形成橄榄石、霞石等副长石，为SiO2极度不饱和。费县玄武岩中形成紫苏辉石及橄榄石， 为SiO2低度不饱和。 从主量元素对MgO的哈克图解（图4）很容易看出，阜新玄武岩的投影点比较集中，而方城玄武