准噶尔北缘中泥盆统北塔山组富辉橄玄岩的岩石成因及其对晚古生代洋脊俯冲的启示

准噶尔北缘中泥盆统北塔山组富辉橄玄岩是一种富含单斜辉石斑晶的岛弧玄武岩,被认为是洋脊俯冲作用的产物,但具体成因机制并不清楚。本文对老山口地区富辉橄玄岩进行了岩石地球化学研究,同时系统测定了其单斜辉石斑晶的成分及其环带变化规律。结果表明,富辉橄玄岩的相容元素和不相容元素的变化规律具有岩浆混合作用的特征,而透辉石斑晶的反环带则将岩浆混合作用限定于高Mg~#熔浆的上涌过程。富辉橄玄岩极高的相容元素含量将上涌的高Mg~#熔浆限定为苦橄质熔浆,而富辉橄玄岩中顽透辉石是被苦橄质熔体携带而来的斑晶物质。主导老山口富辉橄玄岩形成的岩浆过程是苦橄质熔浆的连续补给过程,而苦橄质熔浆被认为是板片窗处软流圈高程度部分熔融的产物。老山口富辉橄玄岩形成的岩浆过程与洋脊俯冲的板片窗模型吻合,因此老山口富辉橄玄岩可能是洋脊俯冲的产物。

阿尔泰南缘中泥盆世北塔山组火山岩中单斜辉石的矿物学研究及其地质意义

阿尔泰南缘晚古生代火山岩十分发育,其中中泥盆世北塔山组为一套以中基性火山岩为主的火山—沉积岩系,并且其下部发育少见的苦橄岩和富辉橄玄岩。北塔山组富辉橄玄岩和玄武岩中存在着三种类型的单斜辉石:大斑晶辉石、小斑晶辉石和基质辉石。这三种类型的辉石在成分上有明显的差异,从大斑晶辉石—小斑晶辉石核部—小斑晶辉石边部和基质辉石,成分由富镁、钙向富铁方向演化,显示出拉斑玄武岩系列的特点。根据单斜辉石与熔体平衡原理计算了富辉橄玄岩和玄武岩中斑晶相辉石形成的温度和压力,前者变化范围主要集中在1345～1366℃和1.75～2.05GPa,其深度相当于58～67km,平均地温梯度为20～24℃/km,该区这种异常高的地温梯度可能是导致本区形成斑岩铜矿的主要原因之一;后者的温度和压力都相对较低,分别为1129～1191℃和1.19～1.60GPa,而相应的深度为39～53km,暗示着玄武岩是在相对低温低压的环境中形成的演化岩浆岩。单斜辉石的成分指示了其构造背景为岛弧环境。

阿尔泰南缘中泥盆统北塔山组火山岩的矿物学研究

阿尔泰山南缘中泥盆统北塔山组火山岩极为发育。本文对富辉橄玄岩和玄武岩中的单斜辉石和橄榄石斑晶进行了矿物化学分析,并结合矿物的地质温压计和岩浆结晶模拟,约束了两种岩石中矿物的形成过程,推测了原始岩浆的演化过程。提出富辉橄玄岩和玄武岩的原始岩浆属于拉斑玄武系列,富辉橄玄岩中的高压单斜辉石来源于深部(40～50 km),其结晶早于橄榄石;玄武岩中单斜辉石大多属于岩浆房结晶产物(30～40km),其结晶晚于橄榄石;两种岩石中橄榄石均属于岩浆房结晶产物(30～40 km)。