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青藏高原东北缘晚中生代玄武岩岩石学地球化学及其成因

赵文婷  
【摘要】: 西秦岭是青藏高原东北缘的一个重要的构造结,是在中国大陆完成其主体拼合过程中,由特提斯阿尔卑斯—喜马拉雅、太平洋和古亚洲及其后的环西伯利亚弧形构造三大构造动力学体系共同作用下,由构成中国大陆的各主要造山带与地块交接汇聚形成的。作为印度-欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升的一种响应,西秦岭地区自中生代以来火山作用非常强烈。其中,最具代表性的火山作用当属新生代钾霞橄黄长岩和碳酸岩火山作用,以及晚中生代玄武岩的火山作用。通过对多福屯晚中生代火山岩的岩石学、40Ar-39Ar定年和地球化学研究,探讨火山岩的源区性质和判别火山岩的形成环境,为揭示青藏高原东北缘的演化及其深部的响应过程提供信息和依据。 多福屯火山岩呈黑色-黑灰色,具杏仁状构造、气孔构造及致密块状构造,斑状结构,斑晶主要由橄榄石、单斜辉石和斜长石组成,基质结晶程度较差,微晶-隐晶质结构,部分样品可见大量细小的长石微晶,其间为隐晶质或玻璃质。全岩主量元素成分表明,整体上来讲多福屯火山岩属于一套钠质偏碱性的火山岩系列,Mg#值为42~51。对多福屯火山岩进行全岩40Ar-39Ar同位素定年研究,获得3个玄武岩定年数据:84.4Ma、79.3Ma、98.7Ma,本文认为其形成时代可能为晚中生代。电子探针分析结果表明,主要斑晶矿物单斜辉石都属于透辉石,其化学成分的特征及其变化趋势,似表明新生代火山岩与晚中生代火山岩在岩浆源区方面具有相似性和继承性。全岩REE特征属于轻稀土富集型,δ(Eu)=1.33~2.08。微量元素分布总体上表现出不相容元素相对富集的特点,具有明显的Pb亏损。单斜辉石稀土微量元素分析表明,单斜辉石是玄武岩中重要的微量元素赋存矿物相。Sr-Nd-Pb同位素分析结果表明,多福屯火山岩显示陆内火山岩的特征,并呈现Dupal异常。采取Kudo和Weill的斜长石地质温度计估算其成岩温度约为1249~1382℃。结合本文与前人工作,推测青藏高原东北缘多福屯钠质碱性火山岩的起源成因动力学机制与青藏高原下软流圈物质向东逃逸有关。


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