火山岩地球化学特征 盆区火山岩地球化学特征
(一)岩石化学
1.岩石化学类型
(1)牛山组
牛山组火山岩岩石化学成分及有关参数见表1-5-1,火山岩的SiO2含量在46.34%～48.74%之间,大于45%,应属于基性岩化学成分,偏基性。与中国基性岩(玄武岩)平均值(黎彤,1962)比较,SiO2、Al2O3、MnO、FeO、Na2O、K2O偏低, MgO、TiO2、Fe2O3、CaO偏高,具有高镁、高钙,低钾、钠之特点。
牛山组火山岩的里特曼指数σ值一般在3.77～4.91之间,主要为次钙碱性-碱钙性岩。碱度率AR在1.44～1.51之间。
在莱特的AR SiO2与碱度关系图解上,牛山组火山岩投点多落于碱性系列区。
在拉斑玄武岩与钙碱性玄武岩系列AFM图解中,牛山组火山岩样品落入拉斑玄武岩及钙碱性玄武岩系列区。
在久野(Kumo)的碱硅关系图中,牛山组火山岩样品点都落入碱性岩区,说明牛山组火山岩以碱性系列为主。
(2)尧山组
尧山组火山岩岩石化学成分及有关参数见表1-5-1,火山岩的SiO2含量在43.58%～46.68%之间,平均为44.93%,应近于基性岩化学成分,偏基性是由于玄武岩内含有大量辉石和橄榄石之故。与中国基性岩平均值(黎彤,1962)比较,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、K2O偏低, MgO、TiO2、FeO、Na2O、CaO偏高,具有高镁、高钙,低钾之特点。
尧山组火山岩的里特曼指数σ值一般在6.24～52.92之间,为碱性岩。碱度率AR在1.46～1.64之间。
在莱特的AR SiO2与碱度关系图解上,尧山组火山岩投点多落于碱性及过碱性系列区。
在拉斑玄武岩与钙碱性玄武岩系列AFM图解中,尧山组火山岩样品大部分落入钙碱性玄武岩区,部分落入拉斑玄武岩系列区。
在久野(Kumo)的碱硅关系图中,尧山组火山岩样品点都落入碱性玄武岩区,说明尧山组火山岩以碱性系列为主。
2.岩石化学定名
由于火山岩结晶程度普遍较差,难以准确测定矿物成分及含量,因此应用化学成分进行分类命名至关重要,以便于对矿物定量命名进行校正,根据调查内火山岩化学成分,应用全碱-二氧化硅(TAS)图解(表1-5-1,图1-5-1)进行化学定量命名。
由全碱-二氧化硅(TAS)图解可以看出,临朐群牛山组火山岩投点多落入玄武岩区。尧山组火山岩投点落入玄武岩区和碧玄岩、碱玄岩区。
3.火山岩氧化特征和分异作用
(1)牛山组
牛山组玄武岩氧化度OX'在0.27～0.55之间,氧化指数较小,且变化范围不大,反映火山喷发时间较短。
对于较基性的岩石,常用固结指数确定其分异特征。牛山组玄武岩固结指数在33.24～40.50之间,平均36.87,接近于原始玄武岩固结指数(40左右或更大些),其分异较差。
(2)尧山组
尧山组玄武岩氧化度OX'在0.21～0.60之间,氧化度较小,且变化范围不大,反映火山喷发时间较短。
对于较基性的岩石,常用固结指数确定其分异特征。尧山组玄武岩固结指数在29.15～42.08之间,平均34.39,接近于原始玄武岩固结指数(40左右或更大些),其分异不明显。
4.火山岩的构造环境
牛山组和尧山组里特曼-戈蒂尼图解反映:火山岩投点落入A区,落在非构造带火山岩区,说明火山活动处于板块内以张性断裂为主、相对稳定的构造区。
(二)微量元素
1.牛山组
牛山组火山岩微量元素含量及特征参数见表1-5-2,同维氏值中性岩相比:
1)亲石元素Ba、Sr含量低于维氏值,Ba/Sr值在0.005～0.07之间,变化较大,反映牛山组岩浆分异程度变化较大。
2)非活动性元素Nb、Zr含量高于维氏值。
3)其他元素与维氏值基性岩比较Y含量明显偏低,Ti、La、Be、B含量明显偏高。
2.尧山组
尧山组火山岩微量元素含量及特征参数见表1-5-2,同维氏值基性岩相比:
1)亲石元素Ba含量高于维氏值,Sr含量低于维氏值,Ba/Sr值为9.26～0.03,变化较大,反映尧山组岩浆分异程度变化大。
2)非活动性元素Nb含量高于维氏值,Zr含量低于维氏值。
3)其他元素与维氏值基性岩比较Y、B含量明显偏低,Ti、La、Be含量明显偏高。
(三)稀土元素
1.牛山组
牛山组火山岩稀土元素含量及特征参数见表1-5-3。
1)稀土总量(ΣREE)范围在121.19×10-6～183.72×10-6之间,变化范围较大。ΣLREE/ΣHREE在9.93～15.58之间,(La/Yb)N值在9.9～32.22之间,显示轻稀土相对较富集,重稀土亏损的特点,轻稀土分馏程度高于重稀土。
2)δEu在0.98～1.03之间,较接近1,说明Eu与其他稀土元素比较,基本不发生分异。
3)稀土配分模式图(图1-5-2)上,呈左高右低的右倾平滑曲线,斜率较小,反映幔源特点,为轻稀土略富集型。
图1-5-2 昌乐新生代火山岩稀土配分曲线图(序号同表1-5-3)
2.尧山组
尧山组火山岩稀土元素含量及特征参数见表1-5-3。
1)稀土总量(ΣREE)为132.03×10-6～217.04×10-6,ΣLREE/ΣHREE为9.74～12.79,(La/Yb)N值为10.72～21.71,显示轻稀土相对富集,重稀土亏损的特点,轻稀土分馏程度高于重稀土。
2)δEu为0.99～1.03,说明Eu与其他稀土元素比较,基本不发生分异。
3)稀土配分模式图(图1-5-2)上,曲线左高右低右倾平滑,斜率中等,为轻稀土略为富集型。
火山岩地球化学特征~
(一)岩石化学
1.岩石化学类型
(1)岩石化学一般特征
区域上八亩地组火山岩的SiO2含量为51.6%～66.52%,区内该组SiO2含量为56.74%,为中性岩的化学成分范围内。
(2)碱度类型和火山岩系列
区内青山群八亩地组火山岩里特曼指数σ为5.68,其碱度类型为次钠钙性岩石类型,属弱大西洋型。
在莱特的AR—SiO2与碱度关系图解,青山群八亩地组火山岩投点多落于碱性系列区。
在拉斑玄武岩与钙碱性玄武岩系列AFM图解中,青山群八亩地组火山岩样品落入钙—碱性岩系列区。
从久野(Kumo)火山岩碱硅关系图解中可以看出,八亩地组火山岩样品点落入碱性岩系列区。
区域上八亩地组安山岩为钙碱性系列,区内投点略偏,可能是后期蚀变造成的。
2.岩石化学定名
由于火山岩结晶程度普遍较差,难以准确测定矿物成分及含量,因此应用化学成分进行分类命名至关重要,以便于对矿物定量命名进行校正,我们根据辖域内火山岩化学成分,应用全碱-二氧化硅(TAS)图解(表1-5-1,图1-5-1)进行化学定量命名。
由全碱-二氧化硅(TAS)图解可以看出,青山群八亩地组火山岩投点落入粗安岩区。结合区域上岩性应为安山岩。
3.火山岩氧化特征和分异作用
(1)火山岩氧化特征
火山岩的氧化度OX'反映了火山岩形成时的氧化程度,一般情况下,其OX'值越大,火山岩氧化越强烈;其指数变化范围越大,表明火山活动持续时间越长。区内八亩地组火山岩的OX'值为0.95(表1-5-1)。火山岩氧化度OX'值较大,表明火山岩氧化较强烈。
表1-5-1 辖域火山岩岩石化学成分分析结果及校正后数据一览表 单位:%
图1-5-1 昌乐火山岩全碱SiO2(TAS)图解(序号同表1-5-1)
F—副长石岩;Pc—苦橄玄武岩;B—玄武岩;O1—玄武安山岩;O2—安山岩;O3—英安岩;S1—粗面玄武岩;S2—玄武粗安岩;S3—粗安岩;T—粗面岩、粗面英安岩;R—流纹岩;U1—碧玄岩、碱玄岩;U2—响岩质碱玄岩;U3—碱玄质响岩;Ph—响岩
(2)火山岩分异作用
区内青山群八亩地组火山岩的分异指数(DI)在73.14。根据戴里火山岩化学成分平均值,所算得DI值为:苦橄岩=12,玄武岩=35,安山岩=56,石英粗安岩=68,流纹岩=88,碱性流纹岩=91。青山群八亩地组中基性火山岩的DI值近于戴里石英粗安岩,与后期蚀变有关,也表明其分异程度中等偏高。
区内青山群八亩地组火山岩的固结指数(SI)为16.39,一般来说,大多数原始岩浆的固结指数为40左右或更大些,当发生结晶分异时,残余岩浆的硬化系数迅速降低。根据有关资料表明,玄武岩SI值为30～40,普通玄武安山岩的SI值为20～29,安山岩SI值为10～15。青山群八亩地组火山岩的SI值在普通玄武安山岩与安山岩SI之间,说明岩浆在结晶分异作用过程中剩余的熔体量相对较低。
4.火山岩的构造环境
青山群八亩地组火山岩在里特曼-戈蒂尼图解中,投点于C区,表明区内青山群火山活动的构造环境是大陆边缘区;从区内八亩地组火山岩的碱度指数(表1-5-2)看,碱度指数AR值为2.77＜4.0,碱度指数的特征与一般岛弧和活动大陆边缘火山岩的碱度指数偏低、指数值的变化范围较小的特点相吻合。
区域资料证实,火山岩成分向碱性方向演化,其喷发时处于相对凹陷环境,构造作用渐弱,岩浆房稳定下降,八亩地组火山岩是安山质岩浆上涌时引起陆壳部分熔融喷发形成的。
(二)微量元素
区内青山群八亩地组火山岩微量元素及有关参数见表1-5-2,与维氏值中性岩比较Nb、Y、Zr、Sr含量明显偏低,Ba、Ti、La、Be、B、Rb含量明显偏高。Rb/Sr为0.87。
区内所采样品的SiO2含量偏高,与其对应,Sr含量偏低,Ba、Rb含量偏高。一般认为Rb为地幔岩矿物的极不相容元素,其富集与熔融程度有关。熔融程度愈低,不相容元素愈富集;Sr偏低指示斜长石的分异程度偏低;Ba趋向于结晶相中富集而在残余相中贫化。与陆壳熔解的成因相符。
表1-5-2 辖域火山岩微量元素分析结果(10-6)及特征参数一览表
(三)稀土元素
青山群八亩地组火山岩稀土元素含量见表1-5-3,稀土总量为137.84×10-6,ΣLREE/ΣHREE为13.22,(La/Yb)N值为14.11,具轻稀土相对较富集,重稀土亏损的特点,轻稀土分馏程度高于重稀土。δEu值为0.95,小于1,具有较弱的负Eu异常,说明青山群八亩地组火山岩原始岩浆受地壳混染较轻。
表1-5-3 辖域火山岩稀土元素分析结果(10-6)及特征参数一览表
续表
稀土配分曲线右倾平滑,斜率中等,轻重稀土之间分馏程度中等,为轻稀土富集型。
1.双峰式火山岩地球化学特征
为了了解闽西-赣南侏罗纪盆地中火山岩的岩浆成分和岩浆源区的性质，采集了17 个代表性的新鲜样品（10个流纹岩，7个玄武岩）作主元素、稀土元素和不相容元素的 分析。它们的岩石学特征和矿物成分上文已述。17个样品的主元素含量由南京大学现代 分析中心张孟群用荧光法测定、稀土和微量元素含量由南京大学成矿作用国家重点实验室 高剑峰完成，所用仪器为美产德造Finnigan MAT Element Ⅱ形ICP-MS，美国标样，高压 罐溶样。分析结果见表5-7。岩石化学数据表明（表5-7），闽西-赣南盆地的火山岩 主要为玄武岩和流纹岩两种，和野外观察及薄片鉴定认识一致。
该区的玄武岩富硅贫碱，和Condie（1989）的大陆拉斑玄武岩成分十分相似：SiO2 为49.43％ ～50.68％，Als2O3为14.03％ ～14.94％，TiO2为2.23％ ～2.87％，CaO为 7.46％～9.05％，Na2O＋K2O为2.8％～4.4％，Na2O/K2O ＞1.6。其里特曼岩系指数（K2O＋Na2O）/（SiO2-39）（ωt％）为0.27～0.37，属于拉斑玄武岩类；ANKC值Mol Als2O3/（Na2O＋K2O＋CaO）为0.64～0.76，岩浆源于地幔；莱特岩系碱度率（Als2O3＋ CaO＋K2O＋Na2O）/（Als2O3＋CaO-K2O-Na2O）（ωt％）为1.29～1.44。
其流纹岩具有高SiO2、Als2O3、K2O含量，化学成分具一定幅度的变化，SiO2（67.81％～76.85％），Als2O3（11.72％～14.52％），Na2O＋K2O（6.35％～9.14％）， K2O（4.34％～6.31％），K2O/Na2O＞1.5，介于英安流纹岩-流纹岩之间。里特曼岩系指 数为0.20～0.27，属拉斑玄系列；ANKC值1.0～1.5，反映其岩浆具有一定的地壳成分； 莱特岩系碱度率为2.67～3.86，属于钙碱性-碱性系列岩石。
稀土元素上（表5-7），闽西-赣南盆地火山岩的所有样品均显示出轻稀土富集的特 点，其中，玄武岩稀土总量（128～289）μg/g，流纹岩（159～532）μg/g，玄武岩的La/ Yb（8个平均值6.5）比流纹岩小（9个平均值8.9），流纹岩普遍铕异常亏损（Eu/Eu*＝ 0.1～0.9，平均0.45），玄武岩铕异常不明显（Eu/Eu*平均值0.9）。玄武岩的球粒陨石 标准化配分曲线与大陆裂谷玄武岩相似（Condie，1989），表现为向右倾斜的轻稀土轻度 富集型（图5-13），而流纹岩则表现为朝右倾斜的轻稀土富集型，负铕异常较明显，表明轻重稀土分馏明显，据此推测玄武岩源于地幔岩浆而流纹岩则混入有地壳的物质。
表5-7 闽西-赣南盆地火山岩主量元素、 稀土元素和微量元素分析数据
续表
续表
注: 测试单位为稀土元素和微量元素由南京大学成矿作用国家重点实验室高剑峰用ICP-MS分析; 主元素由南京大学现代分析中心张孟群用X荧光法测定; 7296*数据据许美辉, 1992。
A.R=莱特岩系碱度率=(Al+Ca+K+Na)/(Al+Ca-K-Na) wt%;ANKC=Als2O3/(Na2O+K2O+CaO)Mol;σ=里特曼岩系指数=(Na2O+K2O)/(SiO2-39)wt%。
稀土元素标准化的球粒陨石数据据Sun S S等, 1989; 微量元素标准化的洋中脊花岗岩数据据Pearce等,1984。
在不相容元素上，闽西-赣南盆地流纹岩贫Ba、Ti、P、Nb、Zr（表5-7），和陆壳 重熔型的花岗岩相似；与此相关，较高的Rb、Th含量则显示出岩石具过铝质特征。在原 始地幔标准化蛛网图上（图5-13），以明显的Ba、Ti、P、Nb、Zr负异常和Rb、Th正异 常以及微弱的Ce、Sm正异常为特征，和S形花岗岩不相容元素配分样式（Condie， 1989）很相似，说明闽西-赣南古老基底的地壳组分影响着盆地流纹岩的岩石成分。相 比之下，闽西-赣南盆地玄武岩的不相容元素以贫Nb、Zr、Y，弱富集Ba、Hf、Th、Ce 为特征。其蛛网图总体上呈一上凸型（图5-13），与大陆裂谷玄武岩的蛛网图形态（Condie，1989）相似。
图5-13 闽西-赣南侏罗纪盆地双峰式火山岩的稀土元素和不相容元素配分曲线
由此可见，闽西-赣南盆地流纹岩具有高的SiO2、Als2O3、K2O含量，ANKC值大于 1.1；轻稀土富集、稀土总量高，铕亏损，具明显Eu负异常；富集Rb、Th，贫化Ba、 Ti、P、Nb、Zr等特点，属富钾过铝的钙碱系列酸性火山岩类，反映陆内构造-岩浆环 境。与之共生的玄武岩则以富硅贫碱为特征，轻稀土轻度富集，铕异常不明显；弱富集 Rb、Ba、Th、Ce，贫Nb、Zr、Y，配分样式呈上凸型，属拉斑系列玄武岩类，反映大陆 裂谷之构造-岩浆背景。
2.构造环境判别
在微量元素Zr/Y-Zr（μg/g）、（Y＋Nb）-Rb（μg/g）和Y-Nb（μg/g）判别图 上，研究区双峰式火山岩组合中的基性端员玄武岩全部投在板内玄武岩区（图5-14（a）），酸性端员流纹岩则具有后碰撞花岗岩（图5-14（b））和板内花岗岩的地球化学 特征（图5-14（c））。据此，闽西-赣南盆地带的玄武岩-流纹岩是一种后碰撞造山的 火山岩岩石组合，研究结果和陈培荣等（2002）南岭地区A形花岗岩和双峰式火山岩是 大陆地壳拉张裂陷产物的认识一致。表明南岭东段的本区在早-中侏罗世之交处于后造山 的陆内裂谷地球动力学背景之中，其岩浆活动是地下深处玄武岩浆底侵作用的结果。
图5-14 闽西-赣南侏罗纪盆地中的玄武岩和流纹岩构造环境判别图
秦岭-昆仑环斑花岗岩地球化学特征
答：岩体SiO2含量的变化范围较大，为64.8%～74.12%，秦岭岩体大多数在65%～67%之间，而昆仑的则在69%～74%之间，表现出秦岭造山带环斑花岗岩比昆仑造山带环斑花岗岩的基性程度要高一些，岩石的A/CNK多数为0.8～0.9，为准铝质，但昆仑的一些岩体，A/CNK为0.9～1.2，显示过铝特征性质(图4-31...
火山岩地球化学特征
答：(1)岩石化学一般特征 区域上八亩地组火山岩的SiO2含量为51.6%～66.52%,区内该组SiO2含量为56.74%,为中性岩的化学成分范围内。(2)碱度类型和火山岩系列 区内青山群八亩地组火山岩里特曼指数σ为5.68,其碱度类型为次钠钙性岩石类型,属弱大西洋型。在莱特的AR—SiO2与碱度关系图解,青山群八亩...
火山岩地球化学特征
答：牛山组火山岩岩石化学成分及有关参数见表1-5-1,火山岩的SiO2含量在46.34%～48.74%之间,大于45%,应属于基性岩化学成分,偏基性。与中国基性岩(玄武岩)平均值(黎彤,1962)比较,SiO2、Al2O3、MnO、FeO、Na2O、K2O偏低, MgO、TiO2、Fe2O3、CaO偏高,具有高镁、高钙,低钾、钠之特点。牛山组火山岩...
鸡公山花岗岩地球化学特征对桐柏地区地壳结构的约束
答：岩石的主量元素组成变化不大,SiO2为69.85%～72.35%,Al2O3为14.26%～14.81%,MgO为0.55%～0.85%,CaO为1.37%～2.07%,Fe2O3+FeO为1.96%～2.99%,K2O+Na2O为8.34%～8.92%,K2O/Na2O为0.87～1.13,A/CNK为0.91～1.03,岩石属准铝质,岩石总体化学组成特征类似于Ⅰ型花岗岩类(White and Chappell,1977),并与大别山...
火山岩岩石地球化学特征
答：其中，流纹岩颜色较杂，呈现各种浅色，斑状结构、斑晶由石英(8%～20%)和钾长石(8%～20%)组成。岩石基质为微晶结构、显微文象结构等，主要矿物粒度多为0.1～0.03mm，由石英、钾(透)长石及少量金属矿物组成。基质有时有不同程度黏土化、碳酸盐(方解石、白云石)化、绿泥石化及叶蜡石化等;粗面岩类...
变基性火山岩的地球化学特征及形成环境讨论
答：其MgO平均含量达22.95%,CaO平均含量为6.54%,TiO2和K2O的平均含量分别为0.46%和0.4%,与遵化深变质绿岩区超基性火山岩相比,椴树山一带的超基性岩MgO含量较高,而CaO、TiO2和K2O含量较低。这种常量元素特征与玄武质科马提岩具有相似性。在上新营、伙房村等地与基性火山岩紧密相伴的超基性岩则属于另一种类型,其MgO...
火山岩岩石学和地球化学特征
答：钙碱性火山岩系列和钾玄岩系列都是与造山作用有关的岩石系列,尤其是钾玄岩系列在造山带火山岩中具有重要地位,而和大陆裂谷作用有关的火山岩不出现这两种火山岩系列。前人对东北地区晚侏罗世—早白垩世火山岩积累了一定的岩石化学资料,然而在岩石系列和类型的划分上未能用统一的方法,或采用的方法存在某些问题,因而...
地球化学特征
答：收集到的主量元素、稀土元素、微量元素和 Sr-Nd 同位素的数据 ( 王人镜，金元，1990; 李晓勇等，2004) 表明，南大岭组中基性火山岩具有如下地球化学特征。4. 4. 2. 1 主量元素 南大岭组中基性火山岩 SiO2含量在46. 03% ～52. 91%之间; Na2O / K2O 比大于 1 ( 一般为 1. 26 ～4. 55...
那底岗日组火山岩形成的构造背景
答：（二）火山岩地球化学特征 在那底岗日组稀土元素含量和特征参数（表5-5）中，岩石的稀土元素总量偏高，轻稀土富集，轻、重稀土分馏程度高。（La/Sm）N为2.91～6.79，（Gd/Yb）N为1.57～3.66，反映了轻、重稀土各自的分馏程度中等。δEu为0.628～0.749，表现出一定程度的负铕异常。稀土配分...
盆区火山岩地球化学特征
答：1.双峰式火山岩地球化学特征 为了了解闽西-赣南侏罗纪盆地中火山岩的岩浆成分和岩浆源区的性质，采集了17 个代表性的新鲜样品（10个流纹岩，7个玄武岩）作主元素、稀土元素和不相容元素的 分析。它们的岩石学特征和矿物成分上文已述。17个样品的主元素含量由南京大学现代 分析中心张孟群用荧光法测定、...
