北大巴山志留系火山碎屑岩序列与成因环境研究

题名:北大巴山志留系火山碎屑岩序列与成因环境研究
作者:向忠金
学位授予单位:中国地质科学院
关键词:火山碎屑岩;;碱性玄武岩;;滔河口组;;北大巴山
摘要:

 北大巴山志留系滔河口组为一套以火山碎屑岩为主、夹碱性玄武岩和海相沉积岩的火山—沉积地层,一系列规模不一的辉绿岩脉侵入地层中。本文通过系统的1/10,000地质填图、大比例尺实测剖面和地球化学分析工作,对滔河口组的相序组合、火山—沉积序列及火山活动的岩浆源区及构造环境进行了研究。

 滔河口组火山—沉积序列包含共生相、原生火山碎屑岩相、同喷发火山碎屑岩相、含火山碎屑沉积岩相和正常沉积岩相5个相组合、22种不同岩相。自下而上由玄武岩(一般下部为粗粒/细粒玄武岩、上部为枕状或杏仁构造玄武岩)、凝灰角砾岩(局部为再沉积富辉石火山砾岩)、无结构(或叠瓦状)凝灰质粗砾岩、凝灰质rare earth magnets砂岩、生物灰岩或泥岩等岩相构成。具有下部为玄武岩,上部为火山碎屑岩(碎屑流沉积)或碳酸盐岩的“二元”结构特征,与洋岛/海山相似。区域地质填图表明,滔河口组火山活动具有西强东弱的特征,可能受断裂控制,具裂隙式喷发特征。根据火山碎屑岩组成和沉积特征,推测古火山活动以夏威夷—斯托柏林型(Hawiian-Strombolian type)喷发为主,在初始阶段可能存在舒尔特赛型(Surtseyan)喷发。

 地球化学分析表明,碱性玄武岩中辉石斑晶主要为次透—透辉石,少量为深绿辉石。普遍富集LREE,轻重稀土强烈分异。不同岩相玄武岩中辉石主量元素含量呈连续线性变化,REE和微量元素标准化配分曲线大致平行,表明它们是同一岩浆连续结晶分离的产物。滔河口组碱性玄武岩的岩浆源区为富不相容元素流体交代的,由HIMU、EMII和EMI三个端元混合而成的复杂地幔源区。

 根据单斜辉石—熔体平衡温压http://www.chinamagnets.biz/计算方程,计算获得辉石斑晶三组结晶温度和压力,分别为1246-1324℃,1.13-2.05 Gpa; 1200-1211℃,0.44-0.62 Gpa; 1159-1183℃,0.14-0.28 GPa。结晶压力差异表明岩浆在上升过程中分别在37-68 km、15-20 km和5-9 km三个深度发生了储积结晶。随着岩浆的上升演化,辉石具有镁降低、钙和铁升高,碱性玄武岩具有基性降低、逐渐富硅、碱质和挥发分的变化规律。

 火山—沉积地层序列、辉石斑晶和碱性玄武岩的地球化学特征等综合表明,滔河口组形成于被动大陆边缘环境。
学位年度:2010