福建永泰云山晚白垩世双峰式火山岩研究--《南京大学》2012年硕士论文
福建永泰云山晚白垩世双峰式火山岩研究
【摘要】：在福建沿海地区晚白垩世时期发育了几处双峰式火山岩,它们处在古太平洋板块俯冲所导致的弧后伸展背景下。我们选取福建永泰地区典型的晚白垩世云山火山机构,对其中的双峰式火山岩及次火山岩进行了系统的年代学、岩石学、矿物学及全岩地球化学和锆石Lu-Hf同位素地球化学的综合研究,精确测定了这些岩石的形成时代,并详细阐明了它们的岩浆源区、成岩过程。以此探讨壳-幔相互作用在酸性火山岩成因中的重要意义,以及幔源组分参与酸性火山岩形成的具体机制。
该火山机构内晚白垩世双峰式火山岩被划分为Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ3个沉积-喷发旋回。系统的LA-ICP-MS U-Pb年代学研究表明,这个3个旋回的年龄分别为：100.6～103.1Ma、100.3-96.4Ma和96.4Ma-92.2Ma。基性火山岩的喷发早于伴生的酸性火山岩约3Ma。大量的酸性火山岩集中于96±1Ma形成,这是该区晚白垩纪火山喷发的峰期。火山通道中的石英二长斑岩年龄为89.4+0.9Ma,它代表了燕山期岩浆活动的结束。对比不同方法所测得的年龄结果,我们认为在这些次火山岩侵入时,较早的火山岩的K-Ar体系受其热量的影响发生了重置,因此,以往40Ar-39Ar法所测得的“火山岩”年龄可能代表了这些次火山岩侵入体冷却的年龄,而非其真正的火山岩喷发成岩年龄。
云山双峰式火山岩中基性火山岩的量远小于酸性火山岩,多方面证据显示,该区内的酸性火山岩岩浆并不是这些基性岩浆分异演化的产物。基性火山岩岩浆均来源于俯冲板片来源流体交代的富集岩石圈地幔楔的熔融,并且经历了不同程度的分离结晶以及地壳混染／混合。对比早晚两组基性火山岩的地球化学特征可知,第1旋回内的玄武质粗安岩及玄武质安山岩比第Ⅱ旋回内的玄武岩经历了更高程度的分离结晶及地壳物质混染。在该区内,由于大洋板块俯冲所导致的软流圈上涌,使得陆下岩石圈地幔随时间变化不断发生亏损。两组基性火山岩的地球化学差异是分离结晶作用、地壳混染以及地幔源区性质多种因素共同制约的结果。
在酸性火山岩中,较早喷发的第1旋回内的流纹质岩石(IR,-100Ma),具有较低的Si02含量、104*Ga/Al值、HFSE含量以及较高的Ba、CaO、Al2O3含量,斑晶中含有角闪石及黑云母等富水矿物,具有Ⅰ型花岗岩类的地球化学特征。IR具有与基性火山岩相似的Sr-Nd-Hf同位素以及REE组成,是幔源基性岩浆与古老的硅铝质地壳重融产生的酸性岩浆在地壳内混合,随后分离结晶的产物。而第Ⅱ、Ⅲ旋回内的铝质(AR,96±1Ma)以及过碱性流纹质岩石(PA,93.8～92.2Ma)具有高的104*Ga/A1值、SiO2、HFSE含量和低的Ba、Si、A12O3、CaO含量,以及均一的、相对IR及云山基性火山岩更加亏损的Nd-Hf同位素组成,显示出A型花岗岩类的地球化学特征。全岩地球化学、年代学、及锆石Lu-Hf同位素等多方面证据均表明这些流纹质岩石应具有相同的源区,其岩浆来源于中、下地壳内贫水的中酸性岩石的重融。主、微量元素变化趋势显示,它们之间经历了不同程度的钾长石、辉石、Ti-Fe氧化物以及少量锆石、硅钛铈矿等矿物的分离结晶过程。
对比Ⅱ、Ⅲ旋回内的铝质及过碱性流纹质岩石的地球化学及矿物学特征可知,喷发前岩浆具“高温”、“贫水”及“高fO2”的特征,它是源区在无H20参与下部分熔融的产物。而过碱性酸性岩浆喷发前为“低温”、“富H20”以及“低fO2”,它是幔源富F流体参与下源区部分熔融的产物。此外,过碱性流纹质岩石中含霓石的流纹岩(11YS40)样品,缺少钠质角闪石斑晶,岩石中出现的霓石+磁铁矿以及霓石+萤石+磁铁矿取代先存矿物的现象表明,这个样品应该是高分异的铝质酸性岩浆与富F、Na的流体在亚固相条件下反应的产物。结合火山机构特征,这种富F、Na的流体最可能的来源就是区内次火山岩的去气作用。
通过对比云山火山岩不同时间、不同类型流纹质岩石的成因机制,可以发现,底侵的幔源基性岩浆以复杂的方式参与酸性火山岩的形成,包括直接的岩浆混合(IR),或者通过新生地壳的方式(AR和PA),此外,这些幔源玄武质岩浆还可能提供了富卤素的流体促使新生地壳发生熔融,从而形成过碱性流纹质岩浆。幔源岩浆不同的参与形式可能受地壳组成、构造背景等因素的控制。
【关键词】：
【学位授予单位】：南京大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：P588.14【目录】：
摘要3-5Abstract5-8前言8-10第一章 区域地质概况及研究区内火山构造及地层状况10-17 1.1 区域地质概况10-14
1.1.1 岩石地层概况10-12
1.1.2 福建地区基本构造格局及中生代岩浆岩时空分布12-14 1.2 云山火山机构地质概况14-17第二章 样品特征与岩相学17-21 2.1 基性火山岩18 2.2 酸性火山岩18-21第三章 分析与测试方法21-22第四章 分析结果22-36 4.1 锆石U-Pb定年及Hf同位素分析结果22-27
4.1.1 基性火山岩22-26
4.1.2 酸性火山岩26-27
4.1.3 次火山岩27 4.2 全岩主、微量元素分析结果27-35
4.2.1 基性火山岩主、微量元素组成28-32
4.2.2 酸性火山岩主、微量元素组成32-35 4.3 全岩Sr-Nd可位素35-36第五章 云山火山岩年代学研究36-38第六章 云山双峰式火山岩岩石成因38-49 6.1 基性火山岩岩浆来源及岩石成因38-40 6.2 酸性火山岩的岩浆来源及其成因40-49
6.2.1 酸性与基性火山岩的关系40-42
6.2.2 第Ⅰ旋回流纹岩(IR组)岩浆来源及岩石成因42-43
6.2.3 第Ⅱ、Ⅲ旋回流纹质岩石(AR和PA组)岩浆来源43-45
6.2.4 过碱性流纹质岩石(PA组)的成因：分离结晶及富碱流体共同作用45-48
6.2.5 含霓石的过碱性流纹岩(11YS40)成因：碱性流体-岩石的反应48-49第七章 底侵的基性岩浆对流纹质岩石形成的贡献-以云山双峰式火山岩为例49-51主要认识51-52参考文献52-62致谢62-63附表Ⅰ 云山火山岩锆石U-Pb定年结果63-78附表Ⅱ 云山火山岩锆石Lu-Hf同位素组成78-86攻读硕士学位期间发表论文目录及学术会议摘要86-87
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张旗 西北大学地质系 西安 中国科学院地质与地球物理研究所 北京
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总结了双峰式火 山岩研究的最新进展 研究表 明 双峰式火
正在加载中，请稍后...来源：《吉林大学学报(地球科学版)》1994年第02期 作者：李守义
辽吉古裂谷中的双峰式火山岩及岩浆演化
辽吉古裂谷中的双峰式火山岩及岩浆演化李守义（地球科学系）摘要辽吉古裂谷中发育双峰式火山岩。这些火山岩以酸性火山岩为主，间夹基性火山岩。它们都属碱性火山岩系列，与都城秋穗在碱性岩成因类型的讨论中划分出的三种成因类型对比，明显类似于跨越型，并与我国康滇古裂谷带碱性大山岩相近，初步认为形成辽吉古裂谷中双峰式火山岩的岩浆可能是上地慢派生岩浆在上升侵位过程中，受陆壳物质混染而成的壳慢混合岩浆。关键词辽吉古裂谷，双峰式火山岩，成固类型，岩浆演化中图分类号Ｐ５８８．１中国东北的辽宁省东部、吉林省南部以及朝鲜民主主义人民共和国北部地区，分布着一个早元古宙大陆裂谷带，笔者将其命名为辽吉朝古裂谷带，简称辽吉古裂谷（杨振升、李守义，１９９１）。同许多大陆裂谷带一样，辽吉古裂谷发育初期，断裂的活动较弱，形成一套厚度不大较细的碎屑岩建造（以古裂谷外带断槽中的陆源碎屑夹粘土岩系为代表），随后便出现大规模强烈的火山活动，构成了裂谷火山作用的主体（以古裂谷内带断槽中的含硼岩系沉积－火山建造为代表）。据区域上１０个剖面的研究表明，分布于辽吉古裂谷内带断槽中的火山岩套，以缺少中性成分，富含碱......(本文共计5页)
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