浅析华北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体

2016-06-14冯庆达山东科技大学山东青岛266510

山东工业技术 2016年10期

冯庆达（山东科技大学，山东　青岛　266510）

冯庆达
（山东科技大学，山东青岛266510）

华北地区是我国一个非常重要的区域，在华北平原当中，新生代玄武岩是一种较为主要的地质构成。而在这些新生代玄武岩当中，地幔橄榄岩包体的发育十分广泛，主要包括尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩等。基于此，本文对环北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体进行了分析。

华北地区；新生代玄武岩；地幔橄榄岩包体

0　前言

在岩石圈地幔热状态、热结构、化学组成进行了解的过程中，幔源岩浆岩当中的橄榄岩包体具有十分重要的意义和作用。在华北地区当中，新生代玄武岩当中的地幔橄榄岩包体发育十分广泛，因而近年来也引起了人们对其同位素地球化学、元素、矿物学、岩石学等方面的深入研究。通过对华北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体进行矿物化学、岩相学等学科的研究，对于该地区岩石圈地幔的热状态、成分特点等，能够进行有效的阐述，并且为同位素的深入研究提供依据。

1　大地构造背景

新生代玄武岩位于华北地区的南部的断陷盆地，在该地区下伏着岩石圈地幔。岩石圈地幔和下地壳俯冲到华北岩石圈之下，新生代玄武岩地球化学特征为其提供了基础。在稳定的元古界基底之上，这一区域得以存在，在地块南部，新元古界上溪群浅变质岩露出，在其上，不整合覆盖着古生界地层、震旦系。在该地区，三叠系到震旦系海相地层发育较为广泛，在早泥盆统、中泥盆统之间，存在着沉积间断，然后是陆相沉积阶段［1］。在该地区，不同的构造层有三重，分别为侏罗纪以来内陆盆地红层、火山岩等形成的叠加盖层，古生代到中生代初，基于海相的沉积盖层，以及前寒武纪变质基底。在早期，该地区有少量拉斑玄武岩发育，到古近纪晚期，碱性玄武岩及地幔橄榄岩包体广泛发育。

2　岩相学特征

在华北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体，主要是椭球体状、球体状等形状，同时也包含一些圆度较好的不规则形状。包体的直径大约在10cm到20cm之间，直径较大的，能够达到50cm，而直径较小的则只有2cm，其与寄主玄武岩之间，存在着较为清晰的接触界限。在镜下部分的样品当中，含有10%的单斜辉石、13%的斜方辉石、74%的橄榄石、3%的尖晶石，是一种尖晶石二辉橄榄岩。在其它一些样品中，包含有5%以下的单斜辉石，属于尖晶石方辉橄榄岩［2］。样品的主要结构有碎斑结构、原粒碎斑结构、原粒结构等，同时，还存在发育较小的重结晶结构，例如辉石重结晶、平衡三联点结构、橄榄石膝折结构等。其中，橄榄石颗粒约为1mm到2mm大小，颗粒较大的能够达到6mm。单斜辉石约为0.5mm到1mm大小，形态较为不规则，在一些颗粒当中，能够有斜方辉石条纹出溶。在粒径变化方面，斜方辉石和橄榄石较为相似，其中也会含有橄榄石或是尖晶石。

3　矿物化学特征

在对平衡P-T条件进行探讨的过程中，包体矿物之间的热平衡发挥着非常重要的作用。利用光学显微镜对橄榄岩包体的样品进行观察，没有发现矿物成分分带的情况。为了对矿物的热平衡情况进行深入的检验，选择具有代表性的矿物样品，通过横切剖面成分电子探针对矿物颗粒进行分析，每个点间距35um，共在矿物切面上打30个点。在观察单斜辉石、尖晶石、斜方辉石、橄榄石的时候，都没有发现成分分带，而尖晶石颗粒中间的数据漂移，对斜方辉石包裹体的成分进行了体现，热平衡在杨平矿物之间，已经达成［3］。在橄榄岩包体中，橄榄石具有一致的化学成分，其中具有0.89到0.90的橄榄石分子。与我国其它地区的新生代玄武岩中橄榄岩包体中，包含的是一致的橄榄石。此外，单斜辉石和斜方辉石分别属于透辉石和顽火辉石，其也具有与我国东部其它地区新生代玄武岩中橄榄岩相一致的成分特点。

4　包体中矿物平衡温压条件

在包体中，估算矿物平衡温压条件的过程中，具有很多温压计，不过，利用不同的温压计，即使对同一个包体的样品进行测量，产生的温度误差能够达到50℃到200℃，压强误差也会达到0.2GPa到1.0GPa。因此，对于地质温压计的选择，应当给予充分的重视。常用的地质温度计主要有单斜辉石-斜方辉石温度计、单辉石温度计等。与诸多可以应用的温度计相比，对于尖晶石相橄榄岩来说，仍然没有十分有效的压力计。当前常用的压力计主要包括二辉石压力计、钙压力计等。在单斜辉石、橄榄石之间，钙的共生平衡分配，钙压力计可以应用与尖晶石相橄榄岩钙交换反应［4］。不过，在橄榄石、单斜辉石当中，压力计分析氧化钙要求很高的精度，但是氧化钙在橄榄石当中，只有比较低的含量，测定准确度较为有限，因而在实际应用中，钙压力计的限制还是比较大的。根据多个温度计和压力计的计算，得出的平均温压值，综合橄榄岩具有玄武质组分饱满的成分特点，在岩石圈地幔中，能够证明其形成原因是软流圈的上涌，或是软流圈物质较为强烈的改造和交代。而岩石圈减薄造成的结果，就是岩石圈地幔的置换过程。