浙东晚白垩世酸性岩浆的自混合作用及其意义

论文摘要

岩浆混合作用是两种或多种不同成分、粘度、密度及温度的同源或异源岩浆,以机械混合或者化学混合的方式发生的相互作用,是造成火成岩多样性的主要原因之一,也是诱发火山喷发的重要机制,以往的研究多集中于基性和酸性岩浆之间的混合作用,但近年来酸性岩浆之间的混合作用受到越来越多的关注和研究.与火山作用有关的岩浆混合过程,大多发生于地壳浅部岩浆房中,往往伴随着岩浆的补给过程,也是诱发火山喷发的一个重要机制.我国东南沿海地区晚中生代火山活动强烈,岩浆混合现象被广泛记录,但以往的研究多集中于深成岩中基性和酸性端元岩浆之间的混合,对于与这些深成侵入岩在时空上密切共生、成因上紧密联系的火山岩来说,与岩浆混合有关的现象报道较少.本文研究了浙东小雄破火山一个次级火山口内粗面质和流纹质两种酸性岩浆之间的混合现象,通过详细的野外调查、矿物学、岩相学及地球化学研究,揭示了二者的成因联系及形成机制,初步探讨了中国东南沿海晚中生代大规模喷发的酸性火山岩浆房结构、岩浆演化及喷发过程.野外调查及岩相学研究显示,粗面质岩浆多呈大小不一的条带状以及透镜体状分布于流纹质岩浆内,局部发生混合,粗面岩中斑晶基本全为粗大的正长石斑晶,强烈熔蚀且聚斑结构普遍;在副矿物聚晶（由钛磁铁矿+磷灰石+锆石组成）的周围常可见反应边结构.流纹岩内斑晶主要由正长石、透长石及石英组成,晶体粒径较小,且熔蚀现象不发育.全岩主、微量元素特征、其他地质证据均显示,两种酸性岩浆之间以机械混合为主.通过对粗面质和流纹质岩浆混合均匀的岩石样品中的锆石进行LA–ICP–MS U–Pb年代学研究表明,该火山岩的年龄为88.9±0.5Ma,与小雄盆地内报道的其他次火山岩年龄一直,是区域晚白垩世酸性火山活动的产物.粗面岩和流纹岩主、微量元素之间良好的协变关系、稀土元素球粒陨石标准化曲线型式近于平行的分布特征、混合岩中锆石?Hf（t）值的集中分布及其他地质证据均指示它们是同源岩浆结晶分异的产物.粗面质及流纹质岩浆在矿物组成、结构等方面的差异表明两者来源于同一层状岩浆房内的不同部位,其中粗面质岩浆应代表岩浆房底部及边部富晶体、贫熔体的粥状层部分（正长石+磁钛铁矿+锆石+磷灰石）;而分异程度较高的流纹质岩浆则聚集于岩浆房上部形成富熔体、贫晶体的部分.选取粗面质与流纹质混合岩中的磷灰石颗粒进行阴极发光图像（CL图像）以及电子探针研究,磷灰石根据结构和成分可分为两类,即具核边结构的ZA型磷灰石和具均一结构的HA型磷灰石,ZA型磷灰石其浑圆的核部及以及核边间Si、REE、等微量元素的突变,归因于岩浆物理化学组分的变化,记录了粗面质与流纹质岩浆混合的过程;而具均一结构和成分的HA-D型和HA-B型磷灰石,是早先分别结晶于流纹质岩浆和粗面质岩浆中的颗粒,在二者混合过程中基本未受影响,通过研究不同结构、成分的磷灰石颗粒,进一步证明了粗面质岩浆与流纹质岩浆之间的的混合作用.粗面质岩浆和流纹质岩浆的混合现象是它们在地壳浅部层状岩浆房内自混合的结果,这一过程可能受岩浆房底部基性岩浆的底侵作用所控制,当更热、更基性的岩浆底侵时,岩浆房底部晶粥区内的粗面质岩浆迅速升温、活化,从而向上运移并与上部富熔体贫晶体的流纹质岩浆发生自混合作用,同时该过程导致岩浆房压力升高,很可能是火山喷发的主要诱因.这一发现为我们理解中国东南沿海地区晚中生代大规模酸性火山喷发及岩浆演化机制、岩浆房结构提供了重要的参考,同时也为认识地壳浅部岩浆房内岩浆之间的自混合作用提供了可靠的例证.

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高丽

导师: 杨祝良

关键词: 酸性岩浆混合,层状岩浆房,自混合,小雄破火山,白垩纪,东南沿海

来源: 中国地质科学院

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 中国地质科学院

分类号: P534.53;P588.11

总页数: 67

文件大小: 4946K

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