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延边地区古洞河断裂东段新生代玄武岩成因及地质意义

2021-06-01管世东耿瑞

中国科学探险 2021年2期
关键词:玄武岩构造

管世东 耿瑞

摘要:延边地区位于兴蒙造山带东段,显生宙以来受到古亚洲洋和环太平洋构造域的叠加影响,发育大面积的岩浆-沉积活动和变质变形事件,是研究古亚洲洋构造域和环太平洋构造域地质演化的理想区域。长期以来,众多学者重点对延边地区古生代和中生代岩浆-构造事件进行了研究,基本达成了以下共识:(1)延边地区古生代-中生代期间的岩浆活动主要包括四个期次,(2)古亚洲洋最终沿索伦-西拉木伦-长春-延吉一线闭合,(3)白垩纪至今,延边地区处于环太平洋构造域的作用下。由于受环太平洋构造域的影响,延边地区发育了大面积的始新世-玄武岩,船底山组玄武岩主要分布在测区东南侧白金一带,其出露面积约32.56km2。其主要分布角度不整合覆盖在早期侵入岩上,形成玄武岩平台。

关键词:古生代和中生代岩浆-构造;始新世-玄武岩;船底山组玄武岩

1    岩相学特征

风化面深灰色,隐晶质结构,气孔构造。岩石中气孔极发育,直径一般1~2mm,在天然露头处见绳状构造和和柱状节理。岩石主要斜长石、普通辉石和少量橄榄石颗粒组成并含有较多的铁。斜长石呈自形或半自形板状,呈长板状,长度约1mm,含量约50%。普通辉石呈半自形短柱状,粒径约0.5mm,含量约10%。橄榄石呈短柱状和它形粒状,见裂理,粒径约0.5mm,含量约10%[1-4]。如图1所示。

2    岩石地球化学特征

岩体中SiO2含量为50.6%~51.6%,Na2O含量为3.3%~3.52%, K2O含量为0.21%~0.23%,岩石具有高Ti(TiO2=1.13%~1.45%)、富铝(Al2O3=15.3%~16.3%)的特点。其FeOt含量较高(11.35%~11.81%),MgO含量为6.32%~7.48%,其Mg#为49~53,小于原生岩浆范围(68~75)。在Tas图解(图2-a)中样品落入了玄武岩的范围内,在AFM图解(图2-b)中,样品落入了拉斑玄武系列的范围内。

稀土元素总量为46.31×10-6~54.10×10-6,含量较低,其LREE含量为32.65~38.77×10-6,∑REE含量为13.07~15.33×10-6,其LREE/HREE比值为2.47~2.54,(La/Yb)N比值为1.64~1.75,轻重稀土分异不明显,稀土元素配分模式图平缓,类似于大洋玄武岩稀土配分模式图(图3-a)。δEu为1.07~1.08,样品无明显Eu异常。

微量元素蛛网图(图3-b)中,样品富集大离子亲石元素(LILE)Cs和Ba,亏损P和Zr元素,具有轻微的Nb、Ta负异常槽,暗示可能被岩石圈混染。其(Th/Nb)N比值为1.46~1.50,均大于1;Nb/La比值为0.73~0.78,均小于1;与大陆玄武岩比值特征明显不同。且微量元素蛛网图特点与岛弧玄武岩蛛网图特点类似。

3    岩石成因及构造背景

船底山组玄武岩具有拉斑玄武岩的特点,类似于大洋中脊玄武岩(MORB),其稀土元素配分模式图与大洋中脊玄武岩也类似,而且(Th/Nb)N比值和Nb/La比值明显不同于大陆玄武岩;但其较低的Mg#和微弱的Nb、Ta负异常与岛弧玄武岩特点类似。其具有较高的Cr含量(126~129×10-6)、Ni含量(120~183×10-6)和Sc(22~29.6×10-6)含量,暗示其原始岩浆应起源于岩石圈地幔。在Zr-Zr/Y的图解(图4-a)中,样品落入了洋中脊玄武岩和岛弧玄武岩的交界处,在2Nb-Zr/4-Y图解(图4-b)中,落入了D范围内。根据吉林省岩石地层资料和吉林省区域地质志,研究区内出露的白金平顶村玄武岩和白金玄武岩K-Ar年龄分别为为(2.97±0.65)Ma 和4.21Ma。按照彭玉鲸对吉林省第三纪火山岩年代地层及构造环境的划分,应属于第三构造发展阶段的产物,该阶段火山活动动力学机制与太平洋板块及菲律宾板块向日本岛弧俯冲有直接联系。研究区内的火山岩应形成于西太平洋板块俯冲作用下形成的弧后盆地环境中[5-10]。

4    结语

延边玄武岩特征以及岩石结晶程度低、富含橄榄岩包体和少量捕虏晶、元素变异关系等均表明,延边玄武岩是原生玄武岩质岩浆固结的产物。微量元素比值Ba/Rb(12~35)和碱金属的变化暗示源区可能遭受过流体的交代作用,源岩可能是富集的二辉橄榄岩。岩石成因模拟表明,形成延边玄武岩的原生岩浆是在变压、部分熔融的条件下富集地幔源区岩石非实比熔融的产物,变压熔融柱穿切了Sp/Gt二辉橄榄岩相边界。综合分析显示,源区部分熔融的觸发机制是边际驱动的地幔对流,因而其形成深度大于东部的集宁玄武岩和汉诺坝玄武岩。

参考文献

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