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峨眉山玄武岩岩石学、岩石地球化学及其地球动力学意义

魏杰  
【摘要】:在川、滇、黔三省广泛出露的二叠纪峨眉山玄武岩系,自上世纪70年代以来广受国内外学者的关注,尤其是自该岩系地幔柱成因说提出后,众多学者从岩石学、地球化学、地球物理等多角度对该岩系进行了大量的研究。而关于峨眉山玄武岩概念的提出地峨眉地区玄武岩的研究则较为薄弱。本文在野外地质调查的基础上,对峨眉地区玄武岩岩石学、岩石地球化学进行研究,并由此对该区岩浆起源演化特征及大地构造背景进行探讨。另外,与峨眉山玄武岩系相关的矿产资源丰富,通过收集研究前人资料,对与之相关的矿产资源进行概况,着重探讨峨眉山玄武岩系自然铜矿的成矿作用方式,并由此划分出部分成矿远景区。通过野外地质调查发现,峨眉地区玄武岩柱状节理发育,厚度在200~400m不等,为陆相环境下岩浆喷发的产物。根据玄武岩的产出和分布特点,该区玄武岩可划分为三个喷发旋回和九个溢流期次,旋回早期阶段发育结晶较好的斑状玄武岩,旋回中期阶段发育微晶玄武岩,旋回晚期阶段发育气孔-杏仁状玄武岩,其中区内玄武岩以发育斑状玄武岩和隐微晶玄武岩为主。该区玄武岩类型包括微晶玄武岩、气孔-杏仁状玄武岩和斑状玄武岩三大系列,在显微镜下进一步划分,玄武岩包括粗玄岩(粒玄岩)、斜斑玄武岩、辉斑玄武岩等系列,玄武岩主要的矿物成分为斜长石、易变辉石、(富钛)普通辉石、含少量伊丁石化橄榄石及钛磁铁矿等暗色矿物。通过岩石主微量元素分析,该区玄武岩主量元素分析结果:SiO_2=43.70~54.40%,平均49.01%;TiO_2=2.42~4.29%,平均3.67%;Na_2O=1.78~4.97%,平均2.74%;K_2O=0.57~2.28%,平均1.28%;Al_2O_3=7.50~16.10%,平均12.86%;MgO=3.09~5.71%,平均4.42%;Mg~#=0.31~0.47,平均0.39,AFM图显示玄武岩类型以拉斑玄武岩为主含少量钙碱性玄武岩。该区玄武岩微量元素特征:总体上富集高场强元素Th、U、Ta、Nb、Zr、Hf等,亏损P、Ce;富集大离子亲石元素Ba,亏损K、Sr、Rb等,大离子亲石元素中Rb、Ba波动范围较大,原始地幔标准化与OIB类似。该区稀土元素特征:富集轻稀土亏损重稀土,具微弱的Eu、Ce异常,球粒岩石标准化稀土分布型式为右倾型与OIB类似。该区玄武岩强不相容元素比值反映岩浆源区与EMⅠOIB和EMⅡOIB类似,La/Yb-Sm/Yb图解反映岩浆主要起源于石榴石二辉橄榄岩的部分熔融,Sm-Sm/Yb图解反映岩浆主要源于石榴石二辉橄榄岩3~7%左右的低程度部分熔融。峨眉地区玄武岩岩石主量元素、稀土元素和微量元素特征,指示该区玄武岩形成于板内环境中,与地幔柱作用相关。玄武岩浆主要起源于富集地幔石榴石二辉橄榄岩低程度部分熔融,岩浆在运移演化中受到低程度混染和经历了斜长石、单斜辉石、磷灰石等的分离结晶。通过与攀西二滩、越西和龙舟山地区玄武岩对比,发现峨眉地区玄武岩和攀西地区玄武岩岩浆源区具有一定的相似性。综合本文研究结果及前人对攀西岩区的研究结果,发现攀西岩区同时具备大陆裂谷和地幔柱的特色,再结合该区大地构造演化特征、测年数据和岩石学的研究,认为攀西岩区为板块俯冲拉张和地幔柱上涌共同作用下的结果,攀西裂谷因夭折而未进一步发展为洋盆,而峨眉地区玄武岩为在此背景下的产物。与峨眉山玄武岩系相关的矿产资源丰富,主要发育有与岩浆作用直接相关的钒钛磁铁矿、铜镍铂岩浆硫化物矿床及与岩浆作用间接相关的玄武岩自然铜矿、铅锌多金属矿、微细脉浸染型金矿等矿产。而玄武岩自然铜矿的找矿基础较为薄弱,结合区域地质资料、地球物理化学特征及前人的研究,对其成矿作用方式进行总结,并认为在四川甘洛-美姑-昭觉地区,云南宣威地区、丽江地区,贵州威宁-六盘水地区具有寻找玄武岩自然铜矿的潜力。


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