沙灣地區(qū)玄武巖對(duì)峨眉山地幔柱巖漿過(guò)程的響應(yīng)

成煉 郗愛(ài)華 胡有山 葛玉輝 任杰 鄭江 姜?dú)g

摘要：四川省樂(lè)山市沙灣地區(qū)附近出露大面積的二疊紀(jì)玄武巖，是峨眉山大火成巖省的重要組成部分。研究區(qū)巖石學(xué)及地球化學(xué)研究表明，其巖性主要為致密塊狀輝石玄武巖、斜斑玄武巖和粗面玄武巖；主量元素顯示玄武巖具有高鈦拉斑系列的成分特點(diǎn)，稀土元素表現(xiàn)出玄武巖呈輕稀土元素富集的右傾模式，輕、重稀土元素分餾程度較高；微量元素相對(duì)富集Th、U等大離子親石元素及高場(chǎng)強(qiáng)元素，強(qiáng)烈虧損Sr和P等與流體相關(guān)的微量元素；與云南賓川上倉(cāng)附近晚期噴發(fā)的高鈦玄武巖及洋島玄武巖（OIB）特征相似，暗示峨眉山周邊的玄武巖形成于地幔柱誘發(fā)下的板內(nèi)拉張環(huán)境，原始巖漿源于交代富集地幔源區(qū)的石榴石二輝橄欖巖的低程度部分熔融，具有與再循環(huán)洋殼有關(guān)的輝石巖相似的成分特點(diǎn)，且在上升過(guò)程中發(fā)生斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用及微弱的地殼混染。本次玄武巖對(duì)比工作揭示，位于大火成巖省中帶的沙灣地區(qū)玄武巖與內(nèi)帶的賓川上倉(cāng)晚階段噴發(fā)產(chǎn)物具有同源性和等時(shí)性的特點(diǎn)，暗示該玄武巖漿屬于大火成巖省活動(dòng)晚期地幔柱邊緣部分熔融的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：峨眉山玄武巖；地球化學(xué)；大火成巖?。坏蒯Ｖ?；四川沙灣

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220048 中圖分類(lèi)號(hào)：P588.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：2022-02-28

作者簡(jiǎn)介：成煉（1997-），女，碩士研究生，主要從事火山巖巖石學(xué)方面的研究，E-mail：chengliangeo@ 163.com

通信作者：郗愛(ài)華（1963-），女，教授，博士，主要從事固體礦產(chǎn)成因預(yù)測(cè)及火山巖儲(chǔ)層方面的研究，E-mail：aihuaxi@163.com

基金項(xiàng)目：中石油西南油氣田分公司項(xiàng)目（XNS14JS2019-029）

Supported by the Petro China Southwest Oil & Gas Field Company （XNS14JS2019-029）

Response to the Magmatic Process of Mantle Plume with

Basalt in the Shawan AreaCheng Lian¹ ， Xi Aihua¹ ， Hu Youshan² ， Ge Yuhui¹ ， Ren Jie¹ ， Zheng Jiang¹ ， Jiang Huan¹

1. School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China

2. Geological Team 403 of Sichuan Bureau of Geology & Mineral Resources，Emeishan 614200，Sichuan，China

Abstract： A large area of Permian basalt is exposed near Shawan District， Leshan City， which is an important part of Emeishan large igneous province. Petrological and geochemical analysis show that the basalts are mainly dense massive pyroxene basalts， oblique porphyry basalts and trachyte basalts. The major elements indicate? that basalts belong to high-titanium tholeiite series. The normalized rare earth element pattern of chondrites for basalts in the Shawan area exhibits right-dipping patterns with LREE enrichment and a high degree of fractionation of light and heavy rare earth elements. The normalized trace element distribution map of the primordial mantle shows that they are enriched in large ion lithophile elements （LILE） such as Th、 U etc， but depleted in trace elements related to fluids （Sr and P） with negative Eu anomalies. It is similar to the ocean island basalts （OIB） and high-titanium basalts that erupted in the late period near Binchuan， Yunnan， suggesting that the basalts around Emeishan were formed in an intraplate rift environment induced by a mantle plume. The magma originated from the low-degree partial melting of the garnet peridotite and the separation and crystallization of plagioclase， and weak crustal contamination occurred during the ascent. The geochemical comparison between the basalts in the intermediate zone and the basalts in the inner zone of the large igneous province reveals that the basalts in Shawan area are the product of late magmatism in the large igneous province， and the main body is characterized by the edge of the mantle plume itself.

Key words： Emeishan basalt; geochemistry; large igneous province; mantle plume; Shawan， Sichuan

0 引言

峨眉山玄武巖主要分布于四川、貴州、云南等地，作為我國(guó)唯一被學(xué)術(shù)界認(rèn)可的大火成巖省廣受關(guān)注^[1-8]。前人根據(jù)構(gòu)造單元、巖石組合特征等將峨眉山玄武巖分為西、中、東三大巖區(qū)，厚度自西向東、自南向北逐漸變薄。例如：位于西區(qū)的賓川上倉(cāng)地區(qū)峨眉山玄武巖厚度最大可達(dá)5 384 m，向東逐漸減薄至幾百米^[9]，在川東南華鎣山地區(qū)玄武巖厚度只有50 m左右^[10]。峨眉山地區(qū)位于大火成巖省的中部地帶，造山作用的整體抬升使盆地邊緣的火山巖出露齊全。雖然前人在此做了大量的基礎(chǔ)性工作，包括火山巖的巖石類(lèi)型、形成時(shí)代及成因并給出了多種不同的解釋?zhuān)蠖嗍腔谀承┑湫吐额^的工作認(rèn)識(shí)^{[1，4，11-16]}。特別是由于旅游保護(hù)措施的實(shí)施和植被覆蓋嚴(yán)重，在峨眉山周邊找到連續(xù)出露的火山巖剖面非常困難，成為系統(tǒng)研究大火成巖省及區(qū)域?qū)Ρ鹊恼系K。

位于峨眉山西南方向約25 km的二峨山出露大面積的火山巖，“村村通”公路兩側(cè)揭露了產(chǎn)狀完好的地質(zhì)剖面，益于巖性觀察、取樣及產(chǎn)狀判別。本次工作希望通過(guò)對(duì)玄武巖系統(tǒng)的野外及室內(nèi)研究工作，并將其與云南賓川上倉(cāng)等剖面相比較，揭示大火成巖省不同區(qū)帶內(nèi)巖漿的成分特點(diǎn)、噴發(fā)時(shí)序及巖漿源區(qū)等問(wèn)題，以期為峨眉山大火成巖省橫向?qū)Ρ忍峁┗A(chǔ)數(shù)據(jù)與支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

峨眉山大火成巖省面積超過(guò)5×10⁵km²，西部以哀牢山—紅河斷裂帶、龍門(mén)山—小金河斷裂為界，東部延伸至貴陽(yáng)以東的福泉—甕安一線(xiàn)，東北界和東南界分別受寶興—宜賓斷裂和彌勒—斯宗斷裂所控制（圖1a）。研究區(qū)位于峨眉山大火成巖省的中帶，大地構(gòu)造位置上處于揚(yáng)子板塊西緣，龍泉山斷裂與寶興—宜賓斷裂的交匯處，被認(rèn)為是攀西裂谷的北東向延伸，受多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列壓扭性斷層及褶皺構(gòu)造。除泥盆系、石炭系、志留系局部缺失外，區(qū)域上地層自上元古界震旦系至第四系的松散物均有出露（圖1b）。上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P₃e）與上覆的龍?zhí)督M（P₃l）之間以含角礫火山凝灰?guī)r-沉火山凝灰?guī)r為界呈平行不整合接觸，與下伏的中二疊統(tǒng)茅口組（P₂m）含生屑泥晶灰?guī)r呈噴發(fā)不整合接觸。

2 巖相學(xué)特征

本次以四川省樂(lè)山市沙灣區(qū)范店鄉(xiāng)二峨山出露較好的火山巖剖面為研究對(duì)象。剖面起點(diǎn)坐標(biāo)為29°22′20″N，103°26′27″E，終點(diǎn)坐標(biāo)為29°22′52″N，103°26′52″E，總長(zhǎng)430 m，自下而上出露輝石玄武巖、斜斑玄武巖和粗面玄武巖（圖2）。剖面實(shí)測(cè)厘定出2個(gè)噴發(fā)旋回，每個(gè)旋回從早到晚呈現(xiàn)由輝石玄武巖-斜斑玄武巖-粗面玄武巖的組合特點(diǎn)。受后期構(gòu)造活動(dòng)及熱液作用影響，玄武巖發(fā)育不同程度的綠泥石化、硅化、碳酸鹽化、綠簾石化、褐鐵礦化等熱液蝕變，蝕變礦物以粒間溶孔和杏仁體內(nèi)充填2種方式賦存，蝕變強(qiáng)度與斷裂構(gòu)造間具明顯的規(guī)律性，遠(yuǎn)離構(gòu)造蝕變減弱甚至消失。

輝石玄武巖形成于噴發(fā)旋回的早期階段，主體呈致密塊狀構(gòu)造，部分區(qū)段發(fā)育杏仁狀構(gòu)造（圖3a、b），無(wú)斑（圖3c、d）或少斑結(jié)構(gòu)，偶見(jiàn)斜長(zhǎng)石斑晶（少于2%）。巖石主要礦物組合為板條狀微晶斜長(zhǎng)石（55%～65%）、細(xì)粒狀普通輝石（10%～15%）、隱晶質(zhì)及玻璃質(zhì)（10%～15%）和少量微量磁鐵礦（約3%），杏仁體局部可達(dá)10%。

斜斑玄武巖一般覆蓋于輝石玄武巖之上，巖石發(fā)育少斑或聚斑結(jié)構(gòu)（圖3e），主體呈致密塊狀構(gòu)造，局部發(fā)育杏仁狀構(gòu)造。少斑巖石中斑晶體積分?jǐn)?shù)約為5%，主要為斜長(zhǎng)石，少量為普通輝石。聚斑玄武巖主要以斜長(zhǎng)石斑晶（10%～20%）為主，部分發(fā)育巨晶結(jié)構(gòu)，粒徑最大可達(dá)8～10 mm。玄武巖基質(zhì)主要呈間粒間隱結(jié)構(gòu)，由板柱狀微晶斜長(zhǎng)石格架內(nèi)充填微粒的輝石、磁鐵礦及隱晶質(zhì)礦物構(gòu)成，玻璃質(zhì)填隙物較少（圖3f）。

粗面玄武巖發(fā)育于剖面中部和頂部。剖面中部的粗面玄武巖呈致密塊狀構(gòu)造，剖面頂部則發(fā)育柱狀節(jié)理，與上覆龍?zhí)督M呈不規(guī)則沖溝狀不整合接觸。巖石為無(wú)斑或少斑結(jié)構(gòu)（約5%），斑晶以斜長(zhǎng)石為主，偶見(jiàn)卡式雙晶發(fā)育的鉀長(zhǎng)石（圖3g、h）?；|(zhì)主要由隱晶-微晶狀長(zhǎng)石及少量輝石和磁鐵礦構(gòu)成，長(zhǎng)石粒間充填的蝕變綠泥石普遍具有類(lèi)似皂石的金黃色色調(diào)，局部可見(jiàn)圓形或者不規(guī)則狀杏仁體，主體填充綠泥石、方解石和石英。

3 測(cè)試分析方法及結(jié)果

在野外地質(zhì)及薄片基礎(chǔ)上選擇新鮮無(wú)-弱蝕變的12件樣品進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析，制樣及主量、微量及稀土元素分析均由廣州澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室完成。

主量元素采用荷蘭PANalytical公司型號(hào)為PW2 424的X射線(xiàn)熒光光譜儀進(jìn)行測(cè)試，采用熔片X射線(xiàn)熒光光譜儀熔融法（XRF）測(cè)試，分析精度和準(zhǔn)確度均優(yōu)于95%。稱(chēng)取3份試樣：1份試樣用高氯酸、硝酸、氫氟酸和鹽酸進(jìn)行消解，蒸干后用稀鹽酸溶解定容，用等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）粗測(cè)S-Ca-Fe-Mn-Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確認(rèn)流程是否適用；1份試樣于105 ℃烘干，精確稱(chēng)取后加入四硼酸鋰-偏硼酸鋰-硝酸鋰混合熔劑充分均混，于高精密熔樣機(jī)1 050 ℃熔融，冷卻形成熔片后用X射線(xiàn)熒光光譜儀測(cè)定主量元素；1份干燥后試樣于馬弗爐1 000 ℃有氧灼燒，冷卻測(cè)定燒失量（LOI）。所有樣品主量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

稀土及微量元素采用美國(guó)Agilent公司型號(hào)為7 900的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）和型號(hào)為5 100的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-AES）進(jìn)行測(cè)試分析，分析精密度和準(zhǔn)確度均大于90%。取2份試樣：1份試樣用高氯酸、硝酸、氫氟酸消解后蒸干，用稀鹽酸溶解定容，用等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）與等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）進(jìn)行分析；1份試樣加入到偏硼酸鋰/四硼酸鋰熔劑中混合均勻，在1 025 ℃以上的熔爐中熔化，冷卻后用硝酸、鹽酸和氫氟酸定容，用等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）進(jìn)行分析，結(jié)合樣品情況及消解效果進(jìn)行綜合取值。所有樣品稀土及微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

3.1 主量元素特征

沙灣地區(qū)玄武巖樣品的主量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。數(shù)據(jù)顯示：玄武巖w（SiO₂）為48.13%～51.29%，均值為49.32%，屬于基性火山熔巖。w（Al₂O₃）為13.06%～13.99%，較為集中。w（Na₂O）為1.81%～3.90%，w（K₂O）為0.55%～3.35%，w（Na₂O+K₂O）為3.23%～6.54%，均值為4.30%，整體上表現(xiàn)為高堿的成分特點(diǎn)。CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布范圍較寬（5.96%～9.70%），均值為8.28%，在燒失量＜2%的前提下，顯示出整體高Ca的成分特點(diǎn)。CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)與輝石種類(lèi)及斜長(zhǎng)石的基性程度密切相關(guān)。玄武巖整體具高Ti、Fe而低Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征，w（TiO₂）介于3.92%～4.15%之間，Ti/Y值可達(dá)562.65～660.87，屬于前人定義的高鈦玄武巖^[19]，w（TFe₂O₃）為12.74%～14.64%，w（MgO）為3.60%～4.65%，Mg^#介于31.40～38.45之間，說(shuō)明玄武巖基性程度不高，與廣義的拉斑系列玄武巖特點(diǎn)相似。投圖于TAS圖解（圖4a），所有樣品均位于玄武巖區(qū)域，以亞堿性—堿性線(xiàn)為界，粗面玄武巖分布于堿性巖區(qū)間，而斜斑玄武巖和輝石玄武巖樣品位于亞堿性范疇。亞堿性玄武巖在TFe₂O₃/MgO-w（SiO₂）圖解（圖4b）中均處于拉斑系列區(qū)域，與地幔柱成因玄武巖多為拉斑質(zhì)的前人認(rèn)識(shí)相符合。玄武巖的Hark圖解（圖5）顯示，SiO₂總體上與MgO、TiO₂、Al₂O₃、P₂O₅質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)，與Na₂O+K₂O、TFe₂O₃等相關(guān)性不明顯，揭示相同組分巖漿結(jié)晶分異演化的特點(diǎn)。其中，粗面玄武巖、斜斑玄武巖及輝石玄武巖成分上有一定的差別，粗面玄武巖表現(xiàn)為高Al、P、Ti和Na₂O+K₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)居中且SiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低的成分特點(diǎn)，斜斑玄武巖和輝石玄武巖則成分變化范圍較大，暗示了三者可能并非為統(tǒng)一源區(qū)巖漿結(jié)晶演化產(chǎn)物，或者是由于存在后期流體的疊加，使某些元素得到一定程度的富集和虧損。

3.2 微量元素特征

樣品微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。數(shù)據(jù)顯示，3種不同巖性的稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高且差異不大（w（∑REE）為245.43×10^-6～286.10×10^-6），LREE/HREE=6.70～8.91，（La/Yb）_N=9.27～12.76，顯示輕、重稀土元素分餾明顯。δEu值介于0.83～0.91之間，呈較弱的Eu負(fù)異常。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解（圖6a）中所有樣品均稀土配分相似，呈現(xiàn)輕稀土元素富集的右傾曲線(xiàn)模式，且可見(jiàn)Eu弱負(fù)異常，與熱點(diǎn)洋島玄武巖（OIB）形態(tài)類(lèi)似。

玄武巖中相容元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體較低，相容性較強(qiáng)的w（Cr）為15.00×10^-6～78.00×10^-6，w（Co）為37.30×10^-6～41.90×10^-6，w（Ni）為39.30×10^-6～79.80×10^-6，遠(yuǎn)低于原始地幔對(duì)應(yīng)元素含量，w（V）為354.00×10^-6～407.00×10^-6，高于原始地幔對(duì)應(yīng)值。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的蛛網(wǎng)圖（圖6b）中，沙灣地區(qū)的玄武巖具有與OIB基本一致的成分特點(diǎn)，Th、U等大離子親石元素（LILE）相對(duì)富集，Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）相對(duì)虧損，發(fā)育弱的Nb、Ta負(fù)異常和強(qiáng)烈的Sr、P負(fù)異常。不相容的大離子親石元素Rb、Ba、K的變化范圍較大，部分粗面玄武巖具有明顯的Rb、K等正異常，與斜斑玄武巖和輝石玄武巖差異明顯，暗示巖漿源區(qū)差異或受到巖漿分異演化的影響。

4 討論

4.1 巖漿演化及其構(gòu)造背景

玄武巖漿的形成和演化涉及到來(lái)自地幔柱、軟流圈、巖石圈地幔（SLM）和地殼等不同端元組分的貢獻(xiàn)，地殼物質(zhì)的混染是影響巖漿演化的重要因素^[23]。典型的峨眉山高鈦玄武巖部分特征值接近原始地幔（Nb/U=36.12，Nb/La=0.66～1.50），微量元素蛛網(wǎng)圖中一般具有Ti正異常特征，與經(jīng)歷地殼混染的玄武質(zhì)巖漿存在明顯差異（Ti負(fù)異常，Th/Nb=0.02～0.25，Ta/La=0.06），且Sr、Nd同位素也不具備地殼混染后的明顯跡象（（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.704160～0.706900，ε_Nd（t）=1.59），顯示其沒(méi)有經(jīng)歷明顯的地殼混染^[24-26]。

本次工作區(qū)的玄武巖均為高Ti玄武巖，微量元素特征值Nb/U為21.24～25.55，Nb/La為0.76～0.94，與原始地幔值較為接近，明顯高于大陸地殼值^{[22，27-29]}；Lu/Yb為0.142～0.154，明顯低于大陸地殼值^[22，26]，表明該區(qū)域巖漿可能沒(méi)有受到混染作用或混染程度較低。同時(shí)，分配系數(shù)相近的特征元素（Sm/Y，Ce/Y，Th/Nb，Ce/Nb）對(duì)混染作用敏感，可用于表征混染作用的程度^[30]。樣品在Ce/Y-Sm/Y中呈明顯正相關(guān)，Ce/Nb-Th/Nb之間則相關(guān)性不明顯（圖7），也揭示了研究區(qū)玄武巖受地殼混染作程度較低，與典型峨眉山高鈦玄武巖特征一致^[24，30]。

未經(jīng)混染或者混染程度低的高鈦玄武質(zhì)巖漿的地球化學(xué)行為基本受控于巖漿演化過(guò)程。本剖面上的玄武巖Mg^#為31.40～38.45，固結(jié)指數(shù)I_S為17～22之間（I_S=100×w（MgO）/（w（MgO）+w（FeO）+w（Fe₂O₃）+w（Na₂O）+w（K₂O）），遠(yuǎn)低于原始玄武巖漿的I_S值（≥40），顯示出玄武巖漿經(jīng)歷了一定程度的分離結(jié)晶作用^[31]。同時(shí)，斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用可使殘余巖漿貧Sr并形成Eu負(fù)異常，與玄武巖中發(fā)育大量斜長(zhǎng)石聚斑結(jié)構(gòu)相互印證。

目前，峨眉山大火成巖省為地幔柱成因的觀點(diǎn)已逐漸被學(xué)術(shù)界認(rèn)可^{[1，32-34]}。該類(lèi)型成因的玄武巖除了大洋板內(nèi)的熱點(diǎn)形式外，在板塊的離散邊界、大陸內(nèi)部裂谷以及板塊縫合帶附近均有產(chǎn)出^[35]。本次工作將賓川、雷波、馬邊及華鎣山等地的高鈦玄武巖與工作區(qū)玄武巖相比較，利用高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta/Th、Th/Hf、Zr/Y等特征值判斷巖漿形成的構(gòu)造環(huán)境。上述絕大部分玄武巖投落于板內(nèi)玄武巖、陸內(nèi)裂谷堿性及拉斑玄武巖區(qū)域（圖8），表明二疊紀(jì)末期地幔柱誘發(fā)下的玄武質(zhì)巖漿主體形成于板內(nèi)拉張環(huán)境，與前人^{[10-11，36-37]}報(bào)道的大火成巖省其他區(qū)域高鈦玄武巖有相似的構(gòu)造背景，證實(shí)其為峨眉山大火成巖省的組成部分。

4.2 巖漿源區(qū)性質(zhì)

玄武質(zhì)巖漿的成分，不僅受到演化過(guò)程中地殼成分的混染，更是由于其源區(qū)的復(fù)雜性導(dǎo)致形成的大陸玄武巖具有復(fù)雜、多變的地球化學(xué)性質(zhì)^[38]。一般認(rèn)為玄武質(zhì)巖漿起源于地幔橄欖巖的熔融，但由于地幔組成的不均一性，板內(nèi)玄武巖的源區(qū)通常也具有多樣性的特點(diǎn)^[38]。相對(duì)于地幔柱成因的玄武巖來(lái)說(shuō)，一些研究認(rèn)為其源區(qū)母巖可能為再循環(huán)洋殼與橄欖石反應(yīng)形成的輝石巖^[39]。本次工作將各種超鎂鐵質(zhì)巖高壓實(shí)驗(yàn)部分熔融體的結(jié)果進(jìn)行比較，研究區(qū)玄武巖各種主量元素均較好地落在了輝石巖高壓條件下部分熔融的區(qū)域（圖9），推測(cè)其源區(qū)母巖可能為輝石巖，是古特提斯洋俯沖的成分體現(xiàn)。

由于REE在尖晶石中強(qiáng)烈不相容，在石榴石中重稀土（HREE）表現(xiàn)為強(qiáng)相容，中稀土（MREE）和輕稀土（LREE）則具有不相容或弱相容的特點(diǎn)。因此，Sm（或Ce）相對(duì)中稀土元素Yb的比值Sm/Yb（或Ce/Yb）取決于地幔熔融過(guò)程中石榴子石是否為殘留相^[39]，利用這些特征值可以指示源區(qū)性質(zhì)。沙灣地區(qū)玄武巖具有高Ti及富Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)的特點(diǎn)（w（TFe₂O₃）=12.74%～14.64%），且Ce/Yb值介于29.1～39.9之間，均值為35.3，暗示源區(qū)可能為較深的石榴石穩(wěn)定區(qū)（>80 km）^[25，41]。玄武巖的Zr/Nb（9.13～10.06）、La/Nb（1.06～1.32）、Ba/Nb（7.02～22.08）等不相容元素比值與EM-1型OIB和EM-2型OIB最為接近（表2），表明其可能來(lái)源于富集型地幔源區(qū)。在La/Sm-Sm/Yb圖解（圖10）中，大火成巖省各地區(qū)樣品均落于石榴石二輝橄欖巖熔融曲線(xiàn)附近，遠(yuǎn)離尖晶石二輝橄欖巖熔融區(qū)間，距平均大陸巖石圈地幔和地殼端元均較遠(yuǎn)，研究區(qū)玄武巖部分熔融程度略高于大火成巖省其余區(qū)域玄武巖但整體較低，表明其原始巖漿是由交代型富集地幔源區(qū)的石榴石二輝橄欖巖低程度部分熔融所形成，受地殼混染影響較小^[34，43-44]。

4.3 巖漿作用特點(diǎn)

峨眉山玄武巖主噴發(fā)期為259～258 Ma^[24]，形成于短時(shí)間內(nèi)的巖漿巨量噴發(fā)。云南賓川—麗江等是玄武巖厚度最大（5 386 m）、巖石類(lèi)型出露齊全的區(qū)域，與峨眉山地區(qū)對(duì)比研究可以揭示大火成巖省巖漿作用的特點(diǎn)和噴發(fā)幕次。

現(xiàn)有峨眉山大火成巖省空間分布模型顯示，低鈦玄武巖僅現(xiàn)于大火成巖省的內(nèi)帶，高鈦玄武巖在內(nèi)帶、中帶及外帶均有分布（圖1a）^[10]。賓川上倉(cāng)剖面位于大火成巖省內(nèi)帶，與地幔柱軸部接近，主要發(fā)育致密塊狀玄武巖、自碎角礫狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、斜斑玄武巖及安山巖，按照巖漿爆發(fā)的時(shí)間順序表現(xiàn)出從低鈦向高鈦過(guò)渡的變化趨勢(shì)。其中，高鈦玄武巖稀土配型與OIB一致，低鈦玄武巖與MORB相似并存在向OIB演化的趨勢(shì)，被認(rèn)為早期低鈦的玄武巖漿形成于地幔柱主期，是尖晶石穩(wěn)定區(qū)的部分熔融產(chǎn)物，并卷入了較多的次大陸巖石圈地幔物質(zhì)；晚期的高鈦玄武巖具有較低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值和較高的ε_Nd（t）值，源區(qū)為石榴石穩(wěn)定區(qū)且殼源物質(zhì)印記較少^[11]。沙灣地區(qū)地處大火成巖省中帶邊緣，僅發(fā)育高鈦玄武巖^{[15-16，45]}，巖石以致密塊狀輝石玄武巖、斜斑玄武巖和粗面玄武巖為主，其地球化學(xué)行為與OIB相似，具有巖漿來(lái)自富集型石榴石二輝橄欖巖源區(qū)的成分特點(diǎn)。Th/Hf-w（Th）及Th/La-w（Th）等相關(guān)指標(biāo)顯示其與賓川上倉(cāng)、馬邊、雷波及華鎣山等地高鈦玄武巖位于同一趨勢(shì)線(xiàn)上（圖11），表明二者具有相同的地幔源區(qū)^[46]，雖源區(qū)部分熔融程度有所不同（圖10），但同屬地幔柱晚期巖漿作用的產(chǎn)物。

綜合巖石學(xué)、地球化學(xué)等方面資料對(duì)比研究^[11]，位于大火成巖省中帶邊緣的峨眉山地區(qū)，二疊紀(jì)末期的玄武質(zhì)巖漿噴發(fā)與內(nèi)帶賓川上倉(cāng)剖面的晚階段巖漿作用具有同源性及等時(shí)性特點(diǎn)，說(shuō)明地幔柱可誘發(fā)不同源區(qū)的地幔發(fā)生部分熔融，大火成巖省不同類(lèi)型的玄武巖可能源于不同的地幔源區(qū)^[1]。因此，低鈦玄武質(zhì)巖漿可能是地幔柱柱頭的熔融產(chǎn)物，于地下140 km處開(kāi)始發(fā)生熔融并持續(xù)到尖晶石穩(wěn)定區(qū)；部分熔融程度高（＞30%）且能在巖石圈底部促使巖石圈地幔發(fā)生部分熔融形成巨量巖漿的混合源區(qū)，沿哀牢山—紅河等基底斷裂帶噴發(fā)形成賓川、金平等地的巨厚低鈦玄武巖。高鈦玄武巖漿可能是地幔柱邊緣或者地幔柱消亡階段的產(chǎn)物，起始熔融深度較淺且僅延續(xù)到石榴石穩(wěn)定區(qū)，低程度部分熔融形成體量有限的熔漿，不足以誘發(fā)巖石圈地幔產(chǎn)生部分熔融，巖漿主體表現(xiàn)為地幔柱邊緣自身的巖石地球化學(xué)性質(zhì)，在西、中、東部沿深大斷裂上升至地表噴發(fā)，形成賓川、峨眉山、華鎣山等地的厚度較小高鈦玄武巖^[1]。

5 結(jié)論

1）沙灣地區(qū)位于大火成巖省中帶邊緣，巖石主要類(lèi)型為致密塊狀輝石玄武巖、斜斑玄武巖和粗面玄武巖，整體具有高w（Fe）、高w（Ti）和相對(duì)低w（Mg）的地球化學(xué)特征，屬于高鈦拉班系列的玄武巖。

2）玄武巖稀土及微量元素曲線(xiàn)分布特征與洋島玄武巖相似，w（∑REE）為245.43×10^-6～286.10×10^-6，（La/Yb）_N=9.27～12.76，分餾程度較高，具有微弱的Eu負(fù)異常；大離子親石元素Rb、Ba、K變化范圍較大，可見(jiàn)Nb、Ta的弱負(fù)異常和Sr、P的明顯負(fù)異常。

3）玄武巖形成于板內(nèi)拉張環(huán)境，屬于峨眉山大火成巖省的組成部分，原始巖漿來(lái)源于交代富集地幔的石榴石二輝橄欖巖的低程度部分熔融，同與再循環(huán)洋殼有關(guān)的輝石巖特點(diǎn)相似，巖漿上升過(guò)程中經(jīng)歷了以斜長(zhǎng)石為主的結(jié)晶分異及微弱的地殼混染。

4）沙灣地區(qū)玄武巖與賓川上倉(cāng)剖面晚階段噴發(fā)物具有相似的巖石學(xué)及地球化學(xué)特征，同源性和等時(shí)性的特點(diǎn)暗示它們同是大火成巖省活動(dòng)晚期地幔柱邊緣自身熔融的產(chǎn)物。

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