蘇北塔子山新生代玄武巖主量元素特征及其指示意義

■周琴

（長江師范學院土木建筑工程學院 重慶408100）

蘇北塔子山新生代玄武巖主量元素特征及其指示意義

■周琴

（長江師范學院土木建筑工程學院 重慶408100）

文章通過主量元素X射線熒光光譜（XRF）對塔子山新生代玄武巖開詳細的主量元素地區(qū)化學研究，得到研究區(qū)是堿性玄武巖，且該玄武巖不是由原始地幔橄欖巖部分熔融形成的，可能是不均一的交代地幔熔融形成。

新生代玄武巖主量元素

本文選擇目前尚無詳細地質(zhì)研究的蘇北六合塔子山為研究區(qū)域，將新生代玄武巖作為研究對象，對其開展詳細的主量元素地球化學研究，旨在盡可能的揭示玄武巖地幔源區(qū)特征。

1 樣品處理及分析方法

本文研究區(qū)玄武巖全巖主量元素分析在中國地質(zhì)大學地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成，采用XRF-1800波長掃描型X射線熒光光譜儀（XRF）進行樣品測定。首先，測定前先將野外采集的樣品按一定的原則進行篩選，進行全巖樣品粉碎（1-3cm粒徑的備用粗碎樣品—粗碎—細碎至200目），且將轉(zhuǎn)移到提前準備的專用的包裝袋中待用；其次，按照要求測定細碎樣品的燒失量(LOI)；再次，將細碎樣品制作成玻璃熔餅，將其裝入樣品袋標并標記樣品號碼以備測試。對美國地質(zhì)調(diào)查局USGS標準參考物質(zhì)BCR-2和中國標準參考物質(zhì)GSR-3的分析結(jié)果表明，主量元素分析精度、準確度均優(yōu)于4%。

2 主量元素

對火成巖巖石學而言，玄武巖的地球化學特征是深度認識巖石及其相關(guān)信息的一種重要手段。主量元素特征是研究巖石的基礎(chǔ)，它不僅可以用于巖石命名、分類；而且可以用于構(gòu)筑協(xié)變圖解，以表示數(shù)據(jù)中元素間的相互關(guān)系（比如哈克圖解），推測巖石可能經(jīng)歷的地球化學過程；此外，還可以與實驗所確定的相圖進行對比，獲取巖石可能形成條件，推測部分熔融發(fā)生的物理化學條件和巖漿形成后的演化過程。

塔山新生代玄武巖巖性單一，結(jié)合其地球化學特征（數(shù)據(jù)待發(fā)表），根據(jù)全巖硅堿分類圖(TAS)(圖1-1)，所有樣品都落在堿性系列與亞堿性系列分界線之上的碧玄巖和堿玄巖區(qū)域，又因為樣品中橄欖石標準礦物含量大都超過10%，因此，看來塔山大部分樣品都屬于碧玄巖。此外，根據(jù)塔山新生代玄武巖標準礦物計算結(jié)果表明，所有樣品均出現(xiàn)標準礦物霞石（6.3-13.6），沒有紫蘇輝石與石英，也表明本文研究樣品為堿性玄武巖。

3 分析

經(jīng)過對研究區(qū)新生代玄武巖燒失量的測定結(jié)果（燒失量為1.02-2.03wt.%），指示多數(shù)樣品沒有遭受顯著地后期熱液蝕變作用；這些玄武巖全巖δ18O值為4.1-6.0‰[3]，低于或類似正常地幔δ18O=5.7±0.5‰[4]，表明低溫熱液蝕變對這些樣品造成的影響不明顯；此外，玄武巖高場強元素Nb與活動性元素Th、Pb和La之間的具有正相關(guān)關(guān)系，也指明玄武巖沒有受到后期熱液蝕變（待發(fā)表）。綜合以上特征均表明研究區(qū)玄武巖的地球化學組成未受到后期熱液蝕變的顯著影響，它們可以示蹤其源區(qū)的地球化學性質(zhì)。

蘇北六合地區(qū)玄武巖的SiO2與MgO、CaO含量存在負消長關(guān)系，而與K2O+Na2O含量不存在明顯的相關(guān)關(guān)系，這可能是玄武巖漿源區(qū)曾經(jīng)受過交代作用，形成不均一的交代地幔而導致的結(jié)果[5]。根據(jù)圖1-2也可看出，塔山玄武質(zhì)巖漿并沒有投在原始地幔部分熔融形成的原生巖漿區(qū)域內(nèi)。但對于這種含高密度大量新鮮地幔橄欖巖捕擄體的噴出巖一般被認為是源巖形成的原生巖漿，因為只有上升速度足夠快（至少大于1-5cm/s）的巖漿才能將橄欖巖捕擄體帶至地面，使其在上升過程中沒有足夠的時間發(fā)生成分演變。由此說明塔山新生代玄武巖不是由原始地幔橄欖巖部分熔融形成的。

圖1-1 六合新生代玄武巖全堿-硅巖石分類圖解（底圖據(jù)[1])

圖1-2 塔山新生代玄武巖SiO2/Al2O3-Mg#’相關(guān)圖（底圖據(jù)[2]），其中的Mg#’=Mg/Mg+0.85Fe2+T

4 結(jié)語

（1）六合塔子山是堿性玄武巖，計算的標準礦物中霞石，沒有紫蘇輝石與石英。

（2）塔子山玄武巖不是由原始地幔橄欖巖部分熔融形成的，可能是不均一的交代地幔熔融形成。

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F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-95-1

周琴（1987～），女，碩士研究生，助教，研究方向為巖土工程。