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岩石地球化学特征

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1火山岩岩石学特征

1.1主量元素特征该旋回岩石化学成分平均值与黎彤值和戴里值相比,该旋回火山熔岩,总体具高硅、高镁,低铁、铝、钙的特点;A/NKC值反映该旋回为铝过饱和岩石类型;分异指数(DI)为32.63~88.51,均值为61.04,各氧化物随着DI值的增大有不同变化,如SiO2、K2O明显升高,Na2O稍有增高,Al2O3变化不明显,TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO明显降低,MnO、P2O5稍微降低。总体上反映了该旋回火山岩正常的分异趋势;里特曼组合指数说明本区义县旋回火山岩具钙碱性向碱性演化的趋势。总体上来看,依据同源岩系的δ值事连续且相近的原理,说明义县旋回火山岩浆是同源的。

1.2微量元素特征该旋回火山岩各岩石过渡元素分配型式曲线基本协调一致,呈明显的“W”型,表明为同源岩浆分异产物。岩石曲线出现相交现象,是由于个别元素在不同岩石中富集程度不同所致,反映了岩浆在运移和成岩过程中可能有外界物质的介入和混染。图中给类岩石的Ba、Nb呈明显的波谷,说明其在该旋回岩浆演化分异过程中分异较好,而Zr具有明显的波峰说明该元素在该旋回中比较富集。仅在流纹岩中Th元素具有明显的波谷,说明其在流纹岩中分异较好。

1.3稀土元素特征该旋回火山熔岩各岩石稀土总量差别较大,∑REE在94.6~230.17,平均值为152.4。与世界同类岩石维氏值相比,该旋回火山岩基性-中性岩,为富稀土岩石,中酸性-酸性岩为贫稀土岩石。LREE/HREE值为9.26~15.49,(La/Yb)N值为11.8~27.33,(Ce/Yb)N值为7.98~17.35,La/Sm值为3.36~8.83之间,以上参数值及稀土配分曲线特征反映该旋回火山岩各岩石均具轻稀土富集,分馏较好;重稀土亏损,分馏较弱的特点,火山岩浆可能来源于壳幔混源。

2火山岩形成环境及源区

2.1火山岩岩浆源及成因分析义县旋回火山岩在(La/Yb)N-(Yb)N图解中,该旋回火山岩的投影点一部分投在大陆壳源区,一部分投在大陆壳源区左侧及上侧,主要由角闪岩组成的源区产生的熔体趋势线附近。表明该旋回火山岩物质来源复杂。岩石化学成分反映该旋回火山岩为一套基性-中性-碱性-酸性的火山岩组合;岩石微量元素含量多数与陆壳丰度接近;稀土元素总量较高,为轻稀土富集型岩石。δEu显负异常或异常不明显,Sm/Nd、Eu/Sm值分别在0.15~0.38和0.18~0.63之间,La/Yb值均大于10,为幔壳源。微量元素异常值反映该旋回火山岩既有地壳岩石、花岗质岩石及同化混染的玄武质岩石成因信息,也有幔源的信息。在La/Sm-La关系图解中,该旋回火山岩投影点部分落在部分熔融线上或附近,少部分投在分离结晶线附近,表明该旋回火山岩成岩作用以部分熔融为主。偏碱性岩石为晚期分离结晶作用的产物或熔融上部地壳物质所致。综上所述,该旋回火山岩岩浆来源于地幔,在岩浆活动晚期有壳源物质混染与交代作用。

2.2火山岩形成构造环境在logτ-logδ图解中,该旋回投影点,主要投在造山带区(B区)内,极少数投在碱性岩区(C区)内,与日本火山岩相比,靠近B区的右侧,表明该时代火山岩构造位置远离中生代的俯冲带;从Rb-Sr关系的图解中可以看出,该时代火山岩投影点多数落在地壳厚度大于30km区内,少数投在20~30km范围内,由此表明该时代火山岩形成时地壳厚度大于30km;从反映火山岩构造位置的<FeO>-MgO-Al2O3图解及TiO2*10-Al2O3-K2O*10图解中得知,义县旋回火山岩的投影点均大部分投在大陆火山岩及岛弧拉张中心火山岩区内。据此分析测区应属远离俯冲带活动大陆边缘构造背景。

综上所述,研究区白垩纪火山岩属于活动大陆边缘的产物,火山喷发盆地形成的驱动力并非是古太平洋板块向欧亚板块斜向俯冲的结果,而是由于中生代期间古太平洋板块向欧亚板块的斜向俯冲方向不断改变(Maruyama,1997),华北陆块南部与华南陆块旋转碰撞,北部受古蒙古洋板块的俯冲、碰撞的影响,引起地壳或岩石圈处于拉张的结果所致。因此义县旋回火山岩为处于拉张条件下断陷盆地内的火山喷发产物。

作者:王晓晗 单位:辽宁省地质矿产调查院

岩石地球化学特征责任编辑:杨雪    阅读:人次