那底岗日组火山岩形成的构造背景 旦荣组火山岩形成的构造背景

作者&投稿:钟堵 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

(一)火山岩岩石化学特征

那底岗日组火山岩是北羌塘地区早侏罗世中酸性岩浆喷发作用的产物,下部以玄武质、安山质火山熔岩为主,夹多层沉凝灰岩;中上部为流纹质火山碎屑岩。岩石化学特征及特征参数显示该组岩石为SiO2过饱和与铝过饱和型。在AR-SiO2图上(图5-13),成分点位于碱性区;在硅-碱图上(图5-14)成分点位于碱性与亚碱性系列分界线附近,且偏向于碱性岩区。

图5-13 那底岗日组硅-碱度率图

图5-14 那底岗日组硅-碱图

(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。稀土配分曲线向右倾,轻稀土曲线较重稀土的斜率大(图5-15)。稀土元素配分曲线形态与裂谷型拉斑玄武岩较为相似。

表5-5 那底岗日组火山岩的稀土元素含量(wB/10-6) 及相关参数表

图5-15 那底岗日组稀土元素配分曲线

图5-16 那底岗日组微量元素蛛网图

微量元素含量及其特征参数(表5-6)显示,安山岩和玄武岩的原始岩浆主要来自于亏损地幔,混染有部分陆壳物质。

从微量元素比值蛛网图上看(图5-16),安山岩微量元素配分曲线倾斜不明显,并表现出P,Ti的亏损和Th,Ce,Zr明显富集。玄武岩富集Ba,而K,P,Ti呈亏损状态,显示出裂谷环境玄武岩特点。

(三)火山岩形成的构造背景

该组火山岩为一套碱性系列岩石,利用MgO-Al2O3-TFeO图解(图5-17)投影的构造环境为裂陷扩张中心区;在Th-Hf-Ta图解上,成分点位于板内拉斑玄武岩与岛弧拉斑玄武岩分界附近(图5-18)。结合岩石的稀土微量元素特征,那底岗日组火山岩形成于靠近大陆边缘的裂陷槽环境。

表5-6 那底岗日组火山岩微量元素含量(wB/10-6) 及相关参数表

图5-17 TFeO-MgO-Al2O3图解

图5-18 那底岗日组Th-Hf-Ta图解



 火山岩形成的构造背景~

诺尔特地区火山岩形成的构造背景可以利用岩石化学的方法进行判断,并结合区域构造演化的特点来加以解释。区内发育的火山岩主要为晚泥盆纪和早石炭纪的中酸性火山岩,属于华力西早—中期,此时区域构造演化已经由汇聚阶段转入新陆壳阶段,加里东晚期的大规模造山运动已经结束,花岗岩的冷却使上地壳固结,进入固结期。新陆壳固结期的沉积-火山作用总的特点是分布局限、陆相为主,残余海盆中的沉积与汇聚阶段相比,则厚度小、成熟度高,接近稳定型。新陆壳固结期火山岩通常为局部火山磨拉石盆地,多为陆相,成分为钙碱性系列流纹岩类,有时略偏碱性,其常量元素、微量元素、稀土元素都接近于皮尔斯的成熟大陆弧火山岩。
在里特曼-戈蒂尼(Rithman,1973)火山岩logτ-logσ构造判别图解中(图3-11),区内泥盆纪火山岩投影点基本上均位于造山带与非活动带演化的偏碱性火山岩区域,结合岩石化学特点(偏碱性、钙碱性系列等),表明其应当属于新陆壳发展阶段固结期的产物;石炭纪火山岩投影点则既有位于造山带火山岩区域的,又有位于造山带与非活动带的演化区域的,表明诺尔特地区在早石炭纪,即华力西中期开始,由相对稳定时期又进入活动时期,应力体制向挤压体制转化。根据对花岗岩的研究结果,诺尔特地区在固结期结束之后,由于地应力体制的转变产生过具反弹性质的弛张应力,即曾经经历过短暂的弛张期。
在微量元素Ti-Zr构造环境判别图中(图3-12),区内石炭纪火山岩投影点一部分落于挤压条件的火山弧熔岩区域,一部分落于拉张为主的板内熔岩区域,相对集中于二者的过渡区域,这种特点既反映出在石炭纪诺尔特地区拉张体制的存在,即存在弛张期,又说明弛张期结束之后,诺尔特地区进入活化阶段。
因此,诺尔特地区泥盆纪及石炭纪火山岩形成于新陆壳演化阶段,泥盆纪火山岩是固结期的产物,处于相对稳定的时期,而石炭纪火山岩则是固结期→弛张期→活化期演化过程中的产物,应力体制由相对稳定转入短暂的弛张,又向挤压体制演化。

图3-11 诺尔特地区火山岩logτ与logσ关系图解

A—非活动带(稳定区)火山岩;B—造山带(岛弧及活动大陆边缘区)火山岩;C—A和B演化的碱性火山岩;J—日本弧火山岩;1—泥盆纪火山岩;2,3,4,5—石炭纪火山岩

图3-12 火山岩w(Ti)-w(Zr)构造环境判别图

作为羌塘-昌都地区晚侏罗世—早白垩世仅有的岩石建造,旦荣组由火山熔岩组成,岩石类型有安山岩、玄武安山岩、安山玄武岩、玄武岩。
(一)岩石化学特征
旦荣组19件岩石化学全分析样品的分析结果(表5-7)中,SiO2普遍低于中国同类岩石的平均值,特征参数(表5-8)表明为一套富钠质火山岩。在SiO2-AR图解上,玄武质岩石成分点位于碱性岩区,安山质岩石位于钙碱性+拉斑玄武与碱性分界处靠近碱性一侧(图5-19左)。在AFM图解上,岩石表现出富铁特征(图5-19右)。
(二)地球化学特征
旦荣组火山岩19件稀土样品测试结果所作的稀土配分元素曲线(图5-20)十分一致,均为向右陡倾的单斜型,轻稀土富集,重稀土亏损,轻、重稀土分异程度明显。绝大多数样品δEu为负值,个别略大于1。玄武质岩石轻、重稀土分馏程度中等,安山质岩石轻、重稀土分馏程度较高。

表5-7 旦荣组火山岩岩石化学成分(wB/%)


表5-8 旦荣组火山岩部分特征参数


图5-19 旦荣组火山岩岩石系列划分图解


图5-20 旦荣组火山岩稀土元素配分曲线

微量元素分布特征是Ta,Zr相对富集,而K,P,Y强烈亏损,蜘蛛网图(图5-21)与板内碱性拉斑玄武岩的微量元素蜘蛛网十分相似。
(三)火山岩形成的构造背景分析
微量元素组成和特征参数分析表明,旦荣组火山岩形成于与消减作用无关的非岛弧环境。在MgO-Al2O3-TFeO图解上(图5-22),玄武岩、安山玄武岩主要位于洋岛区,玄武安山岩和安山岩位于岛弧及活动大陆边缘区。在TiO2-MnO-P2O5图解上(图5-23),投影点大部分落在大洋岛屿碱性玄武岩区,少数分布在钙碱性与拉斑玄武岩分界处。在Zr-Ti-Y(图5-24)和Zr-Nb-Y(图5-25)图解上落入板内玄武岩附近,反映了板内拉张构造背景。

图5-21 旦荣组火山岩微量元素蜘蛛网图


图5-22 旦荣组火山岩MgO-Al2O3-TFeO图解

玄武岩; 安山玄武岩; 安山岩; 玄武安山岩

图5-23 旦荣组火山岩TiO2-MnO-P2O5图解

图例同图5-22,下同

图5-24 旦荣组火山岩Zr-Ti-Y图解


图5-25 旦荣组火山岩Zr-Nb-Y图解

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