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河北大麻坪橄榄石的矿物学研究

俞佳宁  
【摘要】: 位于华北克拉通北缘的河北大麻坪地区是我国著名的深源包体产地,广泛发育着的新生代玄武岩中含有丰富的地幔橄榄岩捕虏体,这些来自地幔的岩石样品提供了关于华北克拉通新生代岩石圈地幔的组成、性质和演化过程的重要信息。本文通过对大麻坪地区的野外实地考察和标本采样,利用电子显微薄片观察、X射线粉晶衍射及电子探针等现代测试技术,对该地区的岩石相特征和矿物成分特征进行研究,并发现了具有环带边结构的矿物组分。 通过对玄武岩中Mg#—Ca/(Ca+Na)和Mg#—K_2O+Na_2O的含量关系图进行分析,可知大麻坪地区玄武岩浆喷发顺序依次为碧玄岩—碱性橄榄玄武岩—橄榄拉斑玄武岩,随碱含量(K_2O+Na_2O)依次降低,岩石中的地幔组分Ca/(Ca+Na)、Mg#值呈上升趋势,认为该区玄武岩是地幔岩石圈部分熔融程度不断增高的产物。岩相分析大麻坪地区的橄榄岩捕虏体多为尖晶石二辉橄榄岩,矿物组合为Ol+Opx+Cpx+Sp,其中橄榄石为主要矿物,碎斑和蚀变现象较严重。 电子探针分析测得地幔捕虏体中的橄榄石具有较高的Mg#值(90-92),岩浆成因的橄榄石斑晶具有低的Mg#值;而单斜辉石中具有高Cr#值和低Al的特点,这些特征均表明大麻坪地区橄榄岩捕虏体来自熔融程度较高的过渡型岩石圈地幔。 环带结构的橄榄石中心部分富Mg,为橄榄岩捕虏体的解体矿物;而边缘成分富Fe,为玄武岩浆的斑晶组分。具有3层环带的中心为斜方辉石,中间层为单斜辉石,边缘为Mg#很低的橄榄石,其形成原理与环带橄榄石的形成一致,是地幔岩石捕虏晶与寄主玄武岩浆快速反应的结果,这种反应可能是岩石圈地幔演化的重要方式之一。 使用尖晶石—橄榄石温度计和二辉石地质温压计测得大麻坪地区尖晶石二辉橄榄岩的平衡温度大致为910℃~1027℃,形成的压力范围大致为1.25~2.46GPa,对应的深度在45~80km左右。


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