辽西北部八家子火山喷发盆地火山岩特征及含矿性

辽西北部八家子火山喷发盆地火山岩特征及含矿性探讨

摘要：辽西北部八家子火山喷发盆地基底之上是一套近源就地快速堆积的以基底岩石成分为主的粗碎屑岩，其上是火山喷发的酸性熔岩、火山碎屑岩及火山碎屑-沉积岩。火山作用以北西向中心式喷发为主要特征。岩石地球化学研究表明本区的火山岩形成于陆内拉张的活动带环境。

关键词：辽西北部八家子火山喷发盆地近源就地快速堆积酸性熔岩中心式喷发陆内拉张

中图分类号：p558 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）12（a）-0-02

辽西北部八家子火山喷发盆地分布于阜新市阜新蒙古族自治县

八家子乡克丑-乌兰木头山一带。出露面积约38.58 km2。八家子火山喷发盆地基底之上是一套近源就地快速堆积的以基底岩石成分

为主的粗碎屑岩，其上是火山喷发的酸性熔岩、火山碎屑岩及火山碎屑-沉积岩。火山作用以北西向中心式喷发为主要特征。

1 火山岩岩石特征

1.1 岩石类型及特征

八家子火山喷发盆地内火山岩岩石类型较多，可划分为熔岩类、火山碎屑岩类、火山碎屑-沉积岩类及次火山岩四种岩类。

1.2 副矿物特征

⑴副矿物含量及组合类型。该区火山岩副矿物种类较少（表1），各岩石类型普遍含有黄铁矿、锆石、磷灰石、金红石、方铅矿等。

副矿物组合类型流纹岩为锆石-磷灰石型；闪长玢岩为锆石型；流纹质火山角砾熔结凝灰岩较复杂，有锆石型、锆石-磷灰石型和锆石-榍石-磷灰石型，且在重砂中发现金1粒，反映该类岩石中金元素含量较高，对八家子火山喷发盆地寻找金矿有一定的指导意义。

⑵锆石特征。八家子火山喷发盆地各类岩石中锆石颜色以浅黄色或无色为主，个别为浅紫色、紫色。多数为金刚光泽，少量为玻璃光泽。除个别外，均为透明-半透明，有的晶体表面较光滑，有的具小凹坑和裂纹，个别具铁染呈红色，基本无暗色矿物包体，锆石特征见表2。

2 岩石地球化学特征

2.1 岩石化学特征

八家子火山岩盆地火山岩岩石化学成分含量及有关参数值列入

表3。流纹岩岩石化学成分平均值与黎彤值（1962）和辽西同类岩石平均值相比（表1）具高硅、铝、镁、钠，低铁、钙、钾的特点；闪长玢岩与辽宁闪长玢岩平均值相比，具高硅、钠、钾、钙，低铁、铝、镁的特点；流纹质火山角砾熔结凝灰岩sio2含量在64.90%～74.54%之间，平均69.19%，变化范围较大；al2o3含量在13.55%～16.20%，平均15.15%；na2o+k2o含量在7.50%～8.99%之间，平均8.32%。上述总体反映本区义县组火山岩具高硅、低铁的特点。

3 火山岩形成环境及源区

3.1 火山岩岩浆及成因分析

根据（la/yb）n-ybn图解，八家子火山喷发盆地火山岩的投影点

绝大部分投在大陆壳源区，部分落在角闪岩趋势线上或附近，表明火山岩物质来源于地壳。岩石化学成分反映八家子火山喷发盆地火山岩为一套中性-酸性的火山岩组合；岩石微量元素含量多数与陆壳丰度接近；稀土总量反映为贫稀土岩石，具轻稀土富集，分馏较强；重稀土亏损，分馏较弱的特点。δeu异常不明显，各岩石均大于0.70，反映八家子火山喷发盆地火山岩成因与板块构造活动有关。eu/sm值在0.25～0.32之间变化，sm/nd值在0.14～0.19之间变化，反映八家子火山喷发盆地火山岩岩浆与地壳有关。la/sm —la关系图解中，各岩石投影点大部分投在部分熔融区内，少数落于部分熔融与分离结晶趋势界线上或附近，表明八家子火山喷发盆地义县组火山岩成岩作用以部分熔融为主。根据康迪计算岩浆来源深度公式c=18.2×（k2o）+0.45=1092×（k2o/sio2）+0.45（k2o、sio2均为氧化物重量百分比），通过计算，八家子火山喷发盆地火山岩安山岩岩浆来源深度为44.37～54.15 km；流纹岩为48.34～68.15 km；闪长玢岩为49.21～53.63 km。综上所述，八家子火山喷发盆地义县组火山岩岩浆来源于地壳，岩浆源深度在44.37～68.15 km，并经部分熔融作用形成。

3.2 火山岩形成构造环境

在里特曼-戈蒂里图解中，各岩石投影点均投在造山带区（b区）内，在判别火山岩构造环境的rb-（y+nb）图解及rb-y图解中的投影点绝大部分投在火山弧区内（va区），少数投在板内构造环境区内（wp区内）。上述构造环境判别图解表明八家子火山喷发盆地火

山岩形成于构造活动带环境。

4 火山喷发作用

4.1 火山岩相的划分及特征

根据测区火山喷发类型、火山物质搬运方式、定位环境和状态，划分出爆发相（e）、喷发相（eff）、火山通道相（vnf）、次火山岩相（sif）和火山碎屑-沉积相（bsf）。

4.2 火山喷发韵律

八家子盆地克丑-乌兰木头山一带义县组火山岩火山喷发也划分两个阶段。第一阶段为盆缘沉积，形成大量的陆源碎屑沉积物黄褐色片麻岩质巨砾岩、泥质页岩、粉砂质页岩；第二阶段以强烈的火山爆发开始→火山活动间歇沉积→较宁静的酸性熔岩喷发。划分二个喷发韵律，ⅰ表现为强烈的火山爆发，形成了大量的酸性火山碎屑岩，岩性有灰紫色流纹质火山角砾玻屑熔结凝灰岩、流纹质火山角砾玻屑晶屑熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩；ⅱ为火山活动间歇期沉积→较宁静的酸性熔岩喷发，火山活动间歇期形成了大量的火山碎屑沉积岩，岩性有灰绿色复成分砾岩、黄绿色长石岩屑杂砂岩、粉砂质泥岩，稍后，酸性火山熔岩喷发，形成流纹岩。综上所述，八家子盆地为一套中酸性-酸性火山碎屑岩、熔岩。

5 火山构造

5.1 区域火山构造

八家子火山喷发盆地区域火山构造是指ⅳ级火山构造单元-火山喷发盆地。

位于阜蒙县八家子乡，呈不规则状展布，出露面积约38.58 km2。角度不整合覆于太古代片麻岩及中元古代辉长岩之上。火山活动产物由火山碎屑岩、熔岩、沉积岩组成，以火山碎屑岩为主。其下部为盆缘沉积的凝灰质砂岩、复成分砾岩、片麻岩质砾岩；上部为流纹质火山角砾玻屑熔结凝灰岩、流纹质火山角砾玻屑晶屑熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹岩夹火山碎屑岩沉积层。

5.2 火山机体构造

火山机体构造为前述划分的ⅴ级火山构造。八家子火山喷发盆地发现大小火山口2处，出露于马家沟破火山口。该机构位于阜蒙县八家子乡马家沟一带，属于八家子盆地的一部分，地表为不规则状，面积约32.54 km2。与基底太古代片麻岩及中元古代辉长岩呈角度不整合接触。⑴地质特征。该机构火山喷发产物下部主要为爆发相的流纹质火山角砾玻屑熔结凝灰岩、流纹质火山角砾玻屑晶屑熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩夹少量的火山碎屑沉积岩—凝灰质砂岩、复成分砾岩；上部为喷发相的流纹岩。由2个火山口组成，火山口内被火山通道相流纹岩充填，平面上均呈不规则椭圆状。岩层产状内倾，呈漏斗状，倾角为10～60 °，且由内→外具变缓趋势。火山活动后期，由于火山口塌陷，在火山口附近放射状断裂及流纹斑岩脉均较发育。火山通道相地貌上为较陡俊的山峰，放射状水系发育。

⑵火山岩相特征。该机构发育有爆发相、喷发相、火山通道相、火山碎屑-沉积相。爆发相由流纹质火山角砾玻屑熔结凝灰岩、流纹质火山角砾玻屑晶屑熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩组成，分布在火山