额尔古纳三河镇塔木兰沟组火山岩的地球化学特征及其成因
作者单位：吉林大学地球科学学院
会议名称：《中国矿物岩石地球化学学会第15届学术年会》
会议日期：2015年
学科分类：0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学]
基 金：中国核工业地质局项目(201467) 中国地质调查局项目(1212011121081)
摘 要：三河镇地处大兴安岭北部,中生代火山岩浆作用强烈,火山岩地层由老到新依次为塔木兰沟组、满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组和梅勒图组。研究区塔木兰沟组火山岩以玄武岩、玄武安山岩及粗面岩为主。有关本区塔木兰沟组火山岩的形成时代有不同的年龄测定结果,wang等(2006)在额尔古纳哈达图牧场测得原定塔木兰沟组火山岩全岩的40Ar-39Ar年龄为(139.7±0.7)Ma和(142.7±0.7)Ma;葛文春(1999)在额尔古纳三河镇和七一牧场测定全岩Rb-Sr年龄为(155±20)Ma和(158±9)Ma。本文所述的塔木兰沟组并未获得确切年龄,是以内蒙古自治区地质调查院原1:20万区域地质调查成果为依据厘定的,样品来自三河镇—上护林地区。研究区塔木兰沟组火山岩的w(Si O2)=53.47%8.50%,w(K2O+Na2O)=4.27%.68%,w(Al2O3)=15.29%6.58%,w(Ti O2)=1.02%.25%,w(Mg O)=1.76%.03%,Mg#=0.34.51。在TAS分类图解上,岩性显示为玄武粗安岩、粗安岩、玄武安山岩、安山岩,属亚碱性系列,在AFM图解中,主要表现为钙碱性系列的演化趋势。在w(Si O2)-w(K2O)图解上,样品大部分落入高钾钙碱性系列区域内,部分落入钾玄岩系列。随着w(Si O2)升高,TFe2O3、Mg O、Ca O含量和Mg#具有明显降低的趋势。岩石的稀土总量较高,w(∑REE)=159.91×10-669.89×10-6,稀土元素配分曲线具有轻稀土元素富集的右倾特征,(La/Yb)N=16.353.73,Eu异常微弱(δEu=0.89.92)。在微量元素原始地幔标准化配分图中,具有富集大离子亲石元素Rb、Ba、K和亏损高场强元素Nb、Ta、Ti的特点。高场强元素的亏损揭示了岩浆上升过程受到了地壳物质的混染或者岩浆源区经历了流体交代作用。由于本区塔木兰沟组火山岩Ti/Yb5 000(平均值为5 529),微量元素La/Sm变化幅度较弱(5.23×10-6.26×10-6),Ce/Y和Zr/Y比值变化均不明显,且La/Nb和Ba/Nb比值明显高于陆壳平均值,表明岩浆上升过程没有受到陆壳物质的明显混染。大离子亲石元素和轻稀土元素的富集表明岩浆可能来自富集型地幔源区,在Th/Yb-Nb/Yb和Th/Yb-Ta/Yb图解中,样品均位于MORB-OIB序列之上的活动大陆边缘区域,指示富集型岩石圈地幔的形成经历了俯冲洋壳析出流体的交代作用。Rb/Sr值为0.038.510(平均0.190),明显高于原始地幔(0.03)、E-MORB(0.033)和OIB(0.047),同样为富集型地幔源区的反映。因此,塔木兰沟组火山岩的岩浆源区为俯冲流体交代过程所形成的富集岩石圈地幔,岩浆演化过程中经历了一定程度橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。研究认为,研究区塔木兰沟组中基性火山岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋闭合造山后的伸展环境,岩浆来源于早先受俯冲洋壳析出流体交代形成的富集岩石圈地幔,岩浆经历了分离结晶作用,在上升过程中未受到陆壳物质的明显混染。