小兴安岭北部二龙山辉长岩地球化学特征及其成因.docx

小兴安岭北部二龙山辉长岩地球化学特征及其成因 1 晚三叠世火山岩体5-12年 二龙山林场辉长岩体大构造位于兴安岭内蒙古地槽褶皱带、伊春延寿地槽褶皱带、五星关松市中心隆起带和关松市海拔地区。区内中北部出露地层主要为上二叠统五道岭组(P3)的一套中性和酸性火山岩及正常沉积岩组合;中西部主要为下白垩统陆相火山岩及火山碎屑岩;新生界主要为下更新统基性玄武岩和全新统陆相河湖沉积,河湖沉积为松散砂、砾堆积物。侵入岩在区内分布广泛,为晚三叠世辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩及早白垩世花岗斑岩等。区内断裂构造发育,火山活动频繁(图1)。 二龙山辉长岩体位于二龙山林场一带,呈岩株状出露于晚三叠世中期花岗闪长岩(T3γδ)及正长花岗岩(T3ξγ)中,出露总面积约4 km2。被早侏罗世花岗闪长岩、正长花岗岩侵入。获得辉长岩体U-Pb单颗粒锆石年龄数据为180±1 Ma,时代为早侏罗世1。 2 透辉石及黑云母石的特征 在二龙山林场辉长岩体中,采集了4件辉长岩样品,岩石类型为中细粒蚀变辉长岩,岩石呈深灰、灰绿色,中细粒半自形--自形结构、辉长结构,块状构造。主要矿物有:透辉石(28%)、斜长石(65%)、黑云母(7%),其中透辉石大部分已蚀变为次闪石(23%)。 次闪石柱状,单偏光下多色性浅黄到浅绿,正中突起,在纵切面发育一组解理,横切面发育两组解理,正交偏光下纵切面斜消光,干涉色一级黄至紫红,平行消光,个别颗粒具有卡式双晶,粒度1.5 mm。 透辉石柱状,单偏光下多色性不明显,正高突起,可见一组完全解理,粒度1 mm。 斜长石无色透明,板柱状、大板状,干涉色一级灰白,部分发育硝钠长石双晶,粒度1.5～2 mm。 次生黑云母片状,单偏光下多色性明显,浅黄到深褐,正低到正中突起,一组完全解理,正交偏光下,干涉色高平行消光,粒度1 mm。 3 岩石的地球化学特征 3.1 钙碱性岩石sio 岩石化学特征(表1):SiO2含量为45.81%～56.25%,平均50.85%,为基性岩;K2O/Na2O=0.16～0.34,Na2O含量远大于K2O ,Na2O+K2O=2.05%～4.87%,平均3.47%,较高;CaO含量为6.01%～14.33%,平均10.78%;Al2O3含量为16.31%～21.29%,平均18.94%;MgO含量为4.53%～6.95%,平均5.81%;TiO2含量为0.33%～1.86%,平均1.15%;Mg#=[100*Mg2+/( Mg2++Fe2+)]为38.51～56.55,平均45.14,具有钙碱性玄武岩的特点。在SiO2-Na2O+K2O图解上辉长岩样品大部分落入玄武岩区内(图2),在SiO2-- K2O图解上样品落在钙碱性区内和低钾拉斑系列区,但都靠近钙碱性系列区域(图3)。 里特曼指数(σ)为0.7～2.8,平均1.70,为钙碱性系列;A/CNK为0.7～0.88,平均为0.77,(Na2O+K2O+CaO)Al2O3(Na2O+K2O)(分子数),为偏铝质岩石。板内玄武岩岩浆源具高Al2O3富碱的特征,与本区辉长岩一致。分异指数(DI)为18.6～53.39,反映岩石分异程度高。 3.2 稀土和养分 (1) 重心稀土及配分曲线 稀土总量中等偏低(∑REE=34.64 ～117.76 μg/g,平均79.31 μg/g),略富集轻稀土,配分曲线略右倾(图4),轻重稀土比值LREE/HREE为 1.55～2.54,平均2.03,δEu为0.92～1.51,平均1.15,暗示斜长石的堆晶作用。(La/Yb)N为6.27～9.83,轻、重稀土元素分馏较弱。 (2) 元素及高场强元素 在微量元素原始地幔标准化的 “蛛网图”中(图5),不同样品之间的变化规律基本一致。总体上大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、K略有富集;高场强元素(HFSE)Nb、Zr中等亏损,Hf 、Th、Ta略亏损;岩石Sr含量(平均523×10-6)有明显的富集,高于大陆地壳Sr平均含量325×10-6,说明其中的Sr不可能来自地壳,主要继承了源区特征,这种特征暗示了可能与辉长岩中斜长石的堆晶作用有关。 4 讨论 4.1 冲板块生物固质的性质 二龙山辉长岩微量元素中Rb/Sr比值为0.03～0.06,Nb/Ta比值为11.21～13.70,小于原始地幔的Nb/Ta比值(14.0～22.5,平均17.5±2.0);富集LILE和LREE,亏损Nb、Ta等HFSE(图5),可能由于源区存在俯冲板块派生的富水流体交代或地壳混染作用所致。LILE/HFSE比值能够很好地反映源区性质,选取Th/Ta比值来判断基性岩是否发生地壳混染。由于岩石富集Th,Th/Ta比值为2.29～7.96,平均5.08,高于原始地幔Th/Ta比值(2.2