吉林省龍崗火山巖區(qū)早更新世粗面 玄武巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

徐智濤李萌萌盤(pán)曉東孫景貴顧國(guó)輝劉宏巖馬 飛

1）中國(guó)長(zhǎng)春130117 中國(guó)地震局火山研究所

2）中國(guó)長(zhǎng)春130061 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院

3）中國(guó)長(zhǎng)春130117 吉林省地震局

中國(guó)是全球晚新生代火山發(fā)育國(guó)家之一，也是西環(huán)太平洋活動(dòng)大陸邊緣火山活動(dòng)帶重要組成部分。在我國(guó)東北地區(qū)發(fā)育著數(shù)座晚新生代噴發(fā)過(guò)的活火山（如五大連池老黑山、火燒山火山、金龍頂子火山等）或具備噴發(fā)能力的休眠火山（如云南騰沖火山、長(zhǎng)白山天池火山等）（Hickey，1982；Davies et al，1992；劉若新，1992）。龍崗火山群是我國(guó)東北部晚新生代仍有過(guò)噴發(fā)活動(dòng)的火山群之一（隋建立等，1999），其早更新世火山作用產(chǎn)物粗面玄武巖在吉林靖宇地區(qū)廣泛分布。為了深入揭示其巖石地球化學(xué)屬性與成巖地質(zhì)構(gòu)造意義，在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，開(kāi)展了系統(tǒng)的巖相學(xué)、元素地球化學(xué)及全巖Pb 同位素地球化學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示：①溢流相早更新世粗面玄武巖呈灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，可見(jiàn)細(xì)小氣孔（孔徑0.1—0.5 mm，孔徑較均一）。斑晶由鐵橄欖石和單斜輝石組成（占礦物總量的15%）?；|(zhì)礦物約占礦物總量85%，為暗色基性斜長(zhǎng)石，均勻分布，構(gòu)成交織結(jié)構(gòu)；噴發(fā)相早更新世粗面玄武巖呈灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，氣孔不均一（孔徑0.5—4.0 mm）。斑晶成分為鎂橄欖石（占礦物總量的15%）?；|(zhì)礦物主要為基性斜長(zhǎng)石（約占礦物總量85%），構(gòu)成交織結(jié)構(gòu)并具有定向性；②全巖元素地球化學(xué)呈現(xiàn)富集大離子親石元素（LILE）和高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE），微量元素和稀土元素配分模式與EMI 型地幔配分模式相似，相對(duì)富集輕稀土元素（LREE），虧損重稀土元素（HREE），整體屬低硅、富鈉、過(guò)鋁質(zhì)鉀玄巖系列。銪變化值（δEu）值介于0.95—1.07，K2O+Na2O 值介于6.44—6.56 wt%,，具有地幔源巖漿成因特征。Zr/Nb、La/Nb、Ba/Nb、Ba/Th、Rb/Nb、K/Nb、Th/Nb 和Ba/La 值分別為4.0—4.2、0.70—0.75、11.4—12.0、107.9—117.9、0.86—0.91、259.7—288.3、0.099—0.010 8、15.34—16.68（表1），進(jìn)一步指示了成巖巖漿具有富集地幔I 型特征。若從巖漿演化角度出發(fā)，親鐵元素V（131—152 ppm）、Cr（286—349 ppm）、Co（40—45 ppm）、Ni（144—166 ppm）、Sc（11—14 ppm）等元素含量值與富集地幔元素含量值相同或相近，在初始地幔對(duì)應(yīng)比值配分模式圖中，表現(xiàn)出平穩(wěn)的配分變化趨勢(shì)；③208Pb/204Pb 為38.435—38.698、207Pb/204Pb 為15.492—15.544、206Pb/204Pb 為16.446—16.782。綜合特征表明，研究區(qū)內(nèi)粗面玄武巖成巖巖漿來(lái)源于富集Ⅰ型地幔，具有洋島玄武巖地球化學(xué)屬性，形成于陸內(nèi)裂谷拉張構(gòu)造環(huán)境。從成巖元素的地幔過(guò)程與巖漿演化過(guò)程的相容性、不相容性角度，認(rèn)為EMI 型地幔具有提供成巖物質(zhì)的可能。

表1 研究區(qū)粗面玄武巖與地殼、地幔儲(chǔ)庫(kù)的不相容元素比值類比Table 1 Comparison of incompatible element ratios of trachybasalt to crust and mantle reservoirs in the study area