贵州出露的基性火山岩地球化学基本特征其岩浆源区地幔类型

摘 要 ：地幔类型对研究区域地质背景和成矿作用具重要意义,利用基性火山岩的地球化学特征,可以推断其岩浆源区的构造环境和地幔类型.本文以贵州出露的中一晚二叠世峨眉山玄武岩、中二叠世偏碱性玄武岩、产于新元古界四堡群的基性火山岩和产于梵净山群的枕状玄武岩(细碧岩)地球化学基本特征,初步推断贵州境内的地幔,有富集型和正常一富集型两个类型.

关 键 词 ：基性火山岩；地球化学；地幔类型

地幔类型对研究区域地质背景和成矿作用具重要意义,但无论在垂向上还是在横向上,其化学成分都有变化.玄武岩岩浆只可能起源于地幔,地幔的化学不均一性和不同的熔融程度,导致玄武岩浆组成有所差异.因而用玄武岩以及龙统的基性火山岩的地球化学特征,可以推断其岩浆源区的构造环境和地幔类型.

由于地幔类型的划分还是正在开拓中的研究课题,尚未形成一致的意见,其中有一种意见是将中国大陆玄武岩岩浆源区划分为亏损型、富集型和正常型三个类型.本文权且采用以此三个类型划分,三者之间似为渐变过渡.

据地球科学大辞典的条目注释,亏损型地幔为原始地幔部分(一般认为限于上地幔)分异形成大陆地壳后的产物,由于大陆地壳富集大离子亲石元素、热产元素(如Li、Rb、Cs、Nb、Ta、zr、Hf、U、Th和REE)等,因而导致地幔贫化这些元素,亏损地幔由此得名,以洋中脊地幔为典型.富集型地幔则为相对原始地幔富集亲石元素的地幔部分,以大陆地幔为典型.正常型地幔似为亏损型和富集型之间的过渡类型,以洋岛地幔为典型.

贵州境内出露的基性火山岩有五个产出层位,即分布在梵净山地区产于新元古界梵净山群的枕状玄武岩(细碧岩)、分布在从江地区产于新元古界四堡群的基性火山岩、产于新元古界下江群的基性火山岩,主要分布在黔西北地区的中一晚二叠世峨眉山玄武岩(大陆溢流石英拉斑玄武岩),主要分布在黔西南地区的中三叠世偏碱性玄武岩(大陆溢流橄榄拉斑玄武岩).兹就此五个产出层位的基性火山岩地球化学基本特征和岩浆源区地幔类型概述如后.

1.产于梵净山群枕状玄武岩(细碧岩)的地球化学基本特征及岩浆源区地幔类型

(1)化学成分以富钠、铝、铁、贫钛、钾、镁、钙含量中等为特点,F－A-M图解的落点虽在拉斑玄武岩系列区,但已紧靠钙碱性系列区,伴生的基本能够代表岩浆成分的基性火山弹的化学成分也大致如此,显示具岛弧色彩.

(2)稀土元素总量57.417×10-6,轻、重稀土比值4.007,分布型或呈轻稀土富集的右倾型,与洋岛拉斑玄武岩接近,表明形成枕状玄武岩的岩浆经历了较低程度的分异作用,形成于分异作用相对较晚的阶段.

(3)过渡族元素最显著的特征是Cr、Co、Ni亏损,尤以Ni的亏损突出,反映出玄武岩熔体与大西洋橄榄玄武岩近似.

(4)枕状玄武岩和伴生基性火山弹在判别构造环境图解的落点,大致靠近大洋中脊、大洋岛屿和大陆板块内部三区交会的部位,结合岩石地球化学特征和地质背景判断中,岩浆活动的构造环境,似为靠近陆块的洋盆,岩浆源区的地幔类型以定为正常一富集型为妥.

2.产于四堡群基性火山岩的地球化学基本特征及岩浆源区地幔类型

(1)与黎彤(1962)的基性岩对比,SiO2、FeO较高,TiO2、Fe2O3、MgO、CaO、K2O0、P2O5较低,Al22O3接近或略高,MnO、Na2O接近或略低.

(2)SiO2过饱和,岩石显基性偏中性.

(3)稀土元素总量为106x10-6,轻稀土略有富集,δEu1.0,属正常、无亏损,分布型式表现为向右倾斜的平滑曲线.

(4)上述特征反映出产于四堡群的基性火山岩亦具岛弧色彩,推断其形成于活动大陆边缘,岩浆源区的地幔类型似为正常一富集型.

3.产于下江群基性火山岩的地球化学基本特征及岩浆源区地幔类型

(1)岩石次生蚀变强烈,化学成分,尤其是常量元素含量多受次生蚀变干扰而失真.稀土元素丰度较高,总量为241.34x10-6,轻、重稀土比值4.35,显示轻稀土富集,δEu0.92,亏损不明显,分布型式为右倾型,无明显“V”形谷.

(2)依岩浆活动的地质背景分析,应与罗迪尼亚超大陆的裂解有关,收集到的同位素测定年龄值也与罗迪尼亚超大陆的裂解时期相符,且新元古界下江群即为裂解后扬子陆块与华夏陆块之间华南裂谷盆地的裂谷体,岩浆活动的构造环境可以确认为陆内裂谷,岩浆源区的地幔类型当属富集型.

4.中－晚二叠世峨眉山玄武岩的地球化学主要特征及岩浆源区地幔类型

(1)贵州峨眉山玄武岩分布区处于峨眉山大火成岩省的东部边缘地带,亦即其东岩区.常量元素主要显示Mg()含量低,Mg0平均值4.55％,因而固结指数(sI)也低,平均值20.16；Ti含量高,TiO2平均值4.12％,属高钛玄武岩；岩石碱度以钙性一钙碱性为主；SiO2过饱和,CIPW标准矿物出现石英,属拉斑玄武岩套中的石英拉斑玄武岩.

(2)稀土元素总量234.539～253.60x10-6,轻、重稀土比值7.54～8.94,属轻稀土富集型,稀土元素分布型为右倾型,也反映出轻稀土富集型.δEu变化在0.87～1.06区间内,基本不存在Eu异常.

(3)过渡族元素显示相容元素Cr、Co、Ni为负异常,尤以Ni的亏损突出,不相容元素v、Mn、Ti为正异常,反映地帽部分熔融的程度低.

(4)毛德明等(1992)采样测试的Rb、sr同位素数值,87Sff86Sr为0.7053～0.7062,与攀西裂谷玄武岩87Sr／86Sr0.7046～0.7054、大陆裂谷玄武岩87Sff86Sr0.706～0.710相近,Rb／Sr0.046、Sm／Nd.0.19,大陆裂谷玄武岩Rb／Sr0.028,Sm/Nd0.23也相近,表明玄武岩浆活动与板内裂谷作用有关.

(5)上述特征说明贵州境内的峨眉山玄武岩,系峨眉地幔热柱边部低程度部分熔融的产物,且岩浆分异程度较高,形成于大陆板块内部离散构造环境,地幔类型属典型的富集型.

5.中二叠世偏碱性玄武岩的地球化学主要特征及岩浆源区地幔类型

(1)MgO含量6.12％,高于峨眉山玄武岩,相应固结指数(sI)24.25,也高于峨眉山玄武岩；TiO23.23％,虽然也属高钛玄武岩,但低于峨眉山玄武岩；岩石碱度在碱钙性范围；SiO2不饱和,CIPW标准矿物出现橄榄石,属拉斑玄武岩套中的橄榄拉斑玄武岩.

(2)微量元素Cr、Ni、Co含量高于峨眉山玄武岩,与Ti的性状近似的V含量低于峨眉山玄武岩.

(3)大洋系数(KO1)为8.39,在大陆裂谷玄武岩范围,分布区位于晚元古代形成的南盘江盆地,表明岩浆活动处在大陆裂谷构造环境,岩浆源区的地幔类型属富集型.

致谢：

本文得到了高级工程师郑启钤、研究员王敏和高级工程师王常微的悉心指导,在此表示衷心的感谢.