峨眉山大火成岩省_地幔柱活动的证据及其熔融条件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
FIH FJH
较为少见，显然反映了另样的动力学过程。夏威夷 火山岩的研究成果为我们提供了一些启示，在夏威 夷，碱性玄武岩覆盖于拉斑玄武岩之上。这被认为 是板块在热柱上以较快速率漂移的结果 F !Q H 。拉斑玄 武岩代表了地幔柱（ 头） 熔融产物。随着板块远离热 柱，地幔温度降低而导致部分熔融程度小的碱性玄 武岩的形成。由于形成拉斑玄武岩的部分熔融程度 要大于碱性玄武岩， 就此而言， 峨眉山玄武岩和夏威 夷火山岩具有相同的岩性演化趋势。倘若夏威夷模 型也适用于峨眉山玄武岩，这要求扬子板块在二叠 纪时有相当快的漂移速率。
的离散而远离峨眉山玄武岩的主体。 峨眉山 -K3= 的 西延部分也因中新生代复杂的构造事件而被 “ 支 解” 。在云南西南部和越南境内发现的二叠纪玄武 岩就是印支板块沿哀牢山 @ 红河断裂带的大规模侧 另外， 钻孔发现在成都和昆明以东 向挤出的结果 F L H 。 均有与峨眉山玄武岩同期的隐伏玄武岩。龙门山 @ 小菁河断裂以北地区，也分布有较大面积的二叠纪 海相火山岩 （ 大石包组， 冈达盖组， 图 M） 。厘定这些 岩石与峨眉山玄武岩之间的关系是恢复整个火山岩 省时空分布格局的关键。 通常将峨眉山玄武岩分成西、 中、 东三个岩区， 而且岩层西厚东薄的总体趋势早已为地质学家所注 意 N 图 M E F !O P !M H 。 如在云南宾川上仓（ 西区） ， 玄武岩层 厚达 Q OOO 多 <， 而往东 N 贵州境内 E ， 玄武岩的厚度 仅为几十至几百米。东区岩性较为单一，主要为高 钛玄武岩。而西区岩性较为复杂，底部为高钛玄武 岩， 往上是低钛玄武岩， 在岩层上部有高钛玄武质岩 和中酸性岩浆。由此可见，高钛和低钛玄武岩在时 间和空间上都存在一定的分布规律。以宾川上仓剖 面为例， 低钛玄武岩的厚度大于 " OOO <! E ， 因此， 西 区的低钛玄武岩体积远大于高钛玄武岩。迄今为 止，在东区尚未发现低钛玄武岩。这种岩性的空间 变化可能受岩石圈厚度和地幔潜能温度的控制 （ 后 文述及） 。 在峨眉山 -K3= 的西区， 岩性自下而上的总 体变化趋势为：高钛玄武岩 %低钛玄武岩 %高钛玄 武岩。 这种趋势在西伯利亚 -K3= 也可观察到
1/%2 !
峨眉山玄武岩分布简图
3/4%54( /AAB6<54</:% <7? -/6<5/+B</8: 8= <7? @(?/674: +464A<6 西区、 中区和东区的划分根据文献 C #"> #! D 的资料。
第!期
徐义刚等：峨眉山大火成岩省：地幔柱活动的证据及其熔融条件
"
杂的地质历史使该火山岩省遭受强烈的变形和破 坏 ’ 从而掩盖了原有的玄武岩分布特征。从地幔融 熔机制看，低钛玄武岩应是峨眉山岩省的主体 （ 见 后） ， 而它仅局限于扬子克拉通的最西缘。这可能就 与板块的重组有关。峨眉山玄武岩的喷发与羌塘板 块和扬子板块的离散基本同时 F G H ’ 所以 ’ 玄武岩 “ 漂 洋过海”分布于其他陆块的可能性也是存在的。在 松潘 @ 甘孜地块的确分布有与峨眉山玄武岩同时代 的玄武岩 。()$*+ !" #$2 认为这些岩石是峨眉山 -K3= 的一部分，只是由于二叠 @ 三叠纪时羌塘板块
%
引
言
数） ， 重稀土分异指数， 即岩浆起源深度） 和 5= b K[（ 岩浆源区特征或岩石圈混染程度）均与 ZU+" 含 !89 （ 量呈很好的相关关系。因此，与世界上许多大陆溢 流玄武岩一样，ZU+" 是区分不同成因岩类的有效依 据。我们将 ZU+" 含量高于 "# @- 的样品定为高钛玄 苦橄岩 武岩， 而低于 "# @- 的样品定为低钛玄武岩。 因其特殊的岩相学特征和化学组成而单独作为一类 岩石来考虑。这种划分具有明显的人为因素，相信 随着峨眉山玄武岩研究资料的不断积累，划分标准 也会得到不断的完善。不过，这种划分方法有其合 理的成分 : 因为详细的元素和同位素地球化学研究 表明，高钛和低钛玄武岩不可能是同一原始岩浆的 结晶分异作用的产物， 而是来自不同的源区 ! 4 ， 且具 有不同的熔融机制（ 后述） 。
的可行的动力学机制。因此，一个直接的问题是峨 眉山玄武岩是否保存了地幔柱参与大规模岩浆活动 的证据。由于至今尚无可靠的峨眉山玄武岩喷发年 龄，因而无法从火山岩省的形成时限及岩浆喷出速 率的角度探讨地幔柱活动的存在与否。鉴此，本文 拟从玄武岩的时空分布、深部地幔的热状态和熔融 条件以及原始岩浆的地球化学性质这三个方面入 手， 寻求地幔热柱参与形成峨眉山玄武岩的证据， 并 尝试建立峨眉山 N2?W 地幔热柱作用的工作模型。
第 C% 卷 第 ! 期 "%%! 年 ! 月
地
球Fra Baidu bibliotek
化
学
cST# C%: 8S# ! OPM#: "%%!
E/+Hd2)2HA
文章编号：%C(D B !("& 1 "%%! 4 %! B %%%! B %D
峨眉山大火成岩省： 地幔柱活动的证据及其熔融条件
徐义刚 !，钟孙霖 "
（ !# 中国科学院 广州地球化学研究所，广东 广州 $!%&’% ； "# 台湾大学 地质系，台北 !%((% ）
。 后
文会述及，低钛玄武岩是在浅部地幔经大程度部分 熔融而形成的，而高钛玄武岩是在相对深部位置经 小程度部分熔融而成。因此，从高钛玄武岩过渡到 低钛玄武岩与岩石圈减薄过程中地幔柱不断上升从 而发生减压熔融的动力学机制是吻合的
F Q’ !R H
。而高
钛玄武岩覆盖于低钛玄武岩之上这一岩性变化趋势
! E #$ % &’ ()$*+ , -’ ./)* 0 1’ !" #$2 3456787+9: /*; +47:)4<9:/8 :7*=56/9*5= 7* 5)4 >4567+4*4=9= 7? 346<7@A69/==9: B<49=)/* ?877; C/=/85= 9* =7$5)D4=546* ()9*/，,$C<9554; 57 -95)7=2
"
峨眉山玄武岩的时空展布
传统意义上的峨眉山玄武岩是指分布于扬子克
!
峨眉山玄武岩的主要岩石类型
岩浆分异指 如图 ! 所示， 峨眉山玄武岩的 )* （
a
拉通西缘， 云南、 四川和贵州三省境内的晚二叠世玄 武岩 1 图 " 4 。其西界为哀牢山 7 红河断裂， 西北则以 龙门山 7 小菁河断裂为界。 该区紧邻三江构造带， 复
摘
要：对苦橄岩中橄榄石斑晶及其中熔体包裹体的电子探针分析表明，峨眉山大火山岩省的原始岩浆具高镁
（ 特征。 玄武岩的 .// 反演计算揭示， 参与峨眉山玄武岩岩浆作用的地幔具有异常高的潜能温度 （ )*+ , !&- ） ! $$% 。这些特征以及峨眉山玄武岩的大面积分布和一些熔岩所显示的类似于洋岛玄武岩 1 +23 4 的微量元素和 56789 0） 同位素特征均为地幔热柱在能量和物质上参与峨眉山溢流玄武岩的形成提供了确凿证据。峨眉山两个主要岩类 （ 高 钛和低钛玄武岩 ） 可能是不同地幔源区物质在不同条件下的熔融产物。低钛玄武岩形成于温度最高、 岩石圈最薄的 地幔柱轴部。地幔 （ 熔融始于 !’% <=， 并一直延续到较浅的深度 （ !56 $%# (%$: !89 1 " 4 $ ; " ） &% <=: 尖晶石稳定区 4 : 部分熔融程度为 !&- ， 这类岩石可能代表了峨眉山玄武岩的主体。 而高钛玄武岩的母岩浆的形成基本局限在石榴子 石稳定区 （, (% <=） ， 其源区特征为 > !56$%# (%’: !89 1 " 4 $ ; $ ， 可能代表了热柱边部或消亡期地幔小程度部分熔融 （ ） !# $- 的产物。 关键词：大火山岩省；峨眉山玄武岩；地幔柱；熔融条件；岩石成因论 中图分类号：?$@! 文献标识码：A
广泛分布于西南三省的二叠纪峨眉山玄武岩是 我国唯一被国际学术界认可的大火山岩省 （ NP6*Q
^ !: " _ 。N2?W 的形成大 2*MQSJW ?6S]UMVQW: 简称为 N2?W） ^C ‘ $_ 多与地幔热柱活动有关 ，因为地幔柱模型提供 （ 了解释在相对短的时间内 几百万年） 产生巨量岩浆
H
地
球
化
学
IJJD 年
的 M0N变化于 J1 !! O J1 E! 之间 C DJA DI F A 显然不代表与 橄榄岩平衡的原始岩浆 （ ， 而是原始岩浆 M0N P J1 G） 经不同程度分异结晶后的残余熔体。在峨眉山 )$Q: 的西部 （ 宾川、 永胜和二滩等地） 有少量的苦橄岩产 出 C DJA 。 这些岩石的 M0# 含量为 DRS O IRS C IJ F ， 因 而有可能记录了峨眉山玄武岩原始岩浆的信息。不 过， 苦橄岩中通常含有数量不等的橄榄石斑晶（ DJS
!
地
球
化
学
!""# 年
图#
1/%2 #
峨眉山玄武岩的 $% &，’( ) *+ 和 !,- 与 ./0! 之间的相关关系
3/4%54( 6789/:% ;45/4</8: 8= $% &> ’( ) *+ 4:- !,- 4%4/:6< ./0! /: <7? @(?/674: +464A<6
图!
IJ F
， 因此， 鉴别这些高镁岩石是液相熔体还是 O HJS ） 含有外来或堆晶橄榄石对于苦橄岩的成因探讨和原 始岩浆性质的确定至关重要 C ID F 。下面， 我们根据苦 橄岩中橄榄石斑晶的成分及其中熔体包裹体组成来 初步制约峨眉山玄武岩原始岩浆的性质。 图 H 显示了两个代表性苦橄岩样品中橄榄石斑 晶的镁橄榄石 & .< ( 含量的变化范围，及其与全岩 M0# 含量的对比。图 H" 中的三条曲线表示与不同 如果苦橄岩 .4# 含量熔体平衡的橄榄石的 .< 组成。 是高镁岩浆通过部分结晶作用形成的，那么其中最
F !" H
"
地幔柱参与峨眉山玄武岩浆作用的 地球化学证据
峨眉山玄武岩具有非常复杂的元素和同位素地
球化学组成 ! E ， 反映不同的地幔熔融条件、 源区不均 一性和程度各异的热柱 @ 岩石圈相互作用。正是岩 石圈组分的加入，掩盖了原始岩浆及其源区的地球 化学性质。不过，我们仍能从中鉴别出地幔热柱参 与峨眉山玄武岩浆作用的地球化学证据。 图 "/ 展示 的是一些未受污染（ 或污染程度较小） 的高钛和低钛 玄武岩以及苦橄岩的微量元素分布模式。这些岩石 具有平滑的分布曲线，与洋岛玄武岩 N SK0 E 的微量 元素分布模式十分相似。 同时， 它们的 !T; 值在各自 岩类 （ 即高钛和低钛） 中是最高的 （ 图 "C） ， 落在 SK0 的同位素组成范围，因而可能记录了地幔热柱的地 球化学信息。值得指出的是，未受污染的高钛 F !T; N " E $ U Q H 和低钛 F !T; N " E $ U M H 玄武岩具有不同 的同位素组成，暗示这两类岩石可能来源于不同的 地幔源区。 如前所述， 大多数峨眉山玄武岩不是原始岩浆， 一些样品显示的 ,6 负异常 （ 图 "/）暗示其地球化学 组成受到了分异结晶作用的改造。 在这种情况下， 用 微量元素比值能更好地反映地幔源区的成分变化， 因为两个不相容程度相似的元素之比值基本上不受 分异结晶和部分熔融程度的影响。在 -/ V 0/@-/ V TC 图解 （ 图 ":）中，大多数高钛玄武岩落在 SK0 区域， 说明它们起源于软流圈，受岩石圈混染的程度不 大。相反， 多数低钛玄武岩投影在 SK0 区域之外， 暗 示其成岩过程中有来自岩石圈 （ 地幔和地壳 ） 的贡 献。不过， 仍有少数低钛玄武岩落在 SK0 区域内， 这
收稿日期："%%% B %( B C! ；修订日期："%%% B !% B !D 基金项目：国家 D(C 项目 （ ；中国科学院知识创新项目 （ E!DDD%’C"%$ ） FGHI"7!%! ） 作者简介：徐义刚 （ ，男，研究员，岩石地球化学专业。 !D&& B ） ! 4 IJ K E: HLJM* 5 N: OPLM 3 ): #" $%# ?QR6STS*UV PM9 *QSVLQ=UVPT VSMWR6PUMRW SM RLQ XQR6S*QMQWUW SY ?Q6=S7Z6UPWWUV /=QUWLPM YTSS9 [PWPTRW UM WSJRL\QWRQ6M HLUMP，5J[=URRQ9 RS NURLSW#
较为少见，显然反映了另样的动力学过程。夏威夷 火山岩的研究成果为我们提供了一些启示，在夏威 夷，碱性玄武岩覆盖于拉斑玄武岩之上。这被认为 是板块在热柱上以较快速率漂移的结果 F !Q H 。拉斑玄 武岩代表了地幔柱（ 头） 熔融产物。随着板块远离热 柱，地幔温度降低而导致部分熔融程度小的碱性玄 武岩的形成。由于形成拉斑玄武岩的部分熔融程度 要大于碱性玄武岩， 就此而言， 峨眉山玄武岩和夏威 夷火山岩具有相同的岩性演化趋势。倘若夏威夷模 型也适用于峨眉山玄武岩，这要求扬子板块在二叠 纪时有相当快的漂移速率。
的离散而远离峨眉山玄武岩的主体。 峨眉山 -K3= 的 西延部分也因中新生代复杂的构造事件而被 “ 支 解” 。在云南西南部和越南境内发现的二叠纪玄武 岩就是印支板块沿哀牢山 @ 红河断裂带的大规模侧 另外， 钻孔发现在成都和昆明以东 向挤出的结果 F L H 。 均有与峨眉山玄武岩同期的隐伏玄武岩。龙门山 @ 小菁河断裂以北地区，也分布有较大面积的二叠纪 海相火山岩 （ 大石包组， 冈达盖组， 图 M） 。厘定这些 岩石与峨眉山玄武岩之间的关系是恢复整个火山岩 省时空分布格局的关键。 通常将峨眉山玄武岩分成西、 中、 东三个岩区， 而且岩层西厚东薄的总体趋势早已为地质学家所注 意 N 图 M E F !O P !M H 。 如在云南宾川上仓（ 西区） ， 玄武岩层 厚达 Q OOO 多 <， 而往东 N 贵州境内 E ， 玄武岩的厚度 仅为几十至几百米。东区岩性较为单一，主要为高 钛玄武岩。而西区岩性较为复杂，底部为高钛玄武 岩， 往上是低钛玄武岩， 在岩层上部有高钛玄武质岩 和中酸性岩浆。由此可见，高钛和低钛玄武岩在时 间和空间上都存在一定的分布规律。以宾川上仓剖 面为例， 低钛玄武岩的厚度大于 " OOO <! E ， 因此， 西 区的低钛玄武岩体积远大于高钛玄武岩。迄今为 止，在东区尚未发现低钛玄武岩。这种岩性的空间 变化可能受岩石圈厚度和地幔潜能温度的控制 （ 后 文述及） 。 在峨眉山 -K3= 的西区， 岩性自下而上的总 体变化趋势为：高钛玄武岩 %低钛玄武岩 %高钛玄 武岩。 这种趋势在西伯利亚 -K3= 也可观察到
1/%2 !
峨眉山玄武岩分布简图
3/4%54( /AAB6<54</:% <7? -/6<5/+B</8: 8= <7? @(?/674: +464A<6 西区、 中区和东区的划分根据文献 C #"> #! D 的资料。
第!期
徐义刚等：峨眉山大火成岩省：地幔柱活动的证据及其熔融条件
"
杂的地质历史使该火山岩省遭受强烈的变形和破 坏 ’ 从而掩盖了原有的玄武岩分布特征。从地幔融 熔机制看，低钛玄武岩应是峨眉山岩省的主体 （ 见 后） ， 而它仅局限于扬子克拉通的最西缘。这可能就 与板块的重组有关。峨眉山玄武岩的喷发与羌塘板 块和扬子板块的离散基本同时 F G H ’ 所以 ’ 玄武岩 “ 漂 洋过海”分布于其他陆块的可能性也是存在的。在 松潘 @ 甘孜地块的确分布有与峨眉山玄武岩同时代 的玄武岩 。()$*+ !" #$2 认为这些岩石是峨眉山 -K3= 的一部分，只是由于二叠 @ 三叠纪时羌塘板块
%
引
言
数） ， 重稀土分异指数， 即岩浆起源深度） 和 5= b K[（ 岩浆源区特征或岩石圈混染程度）均与 ZU+" 含 !89 （ 量呈很好的相关关系。因此，与世界上许多大陆溢 流玄武岩一样，ZU+" 是区分不同成因岩类的有效依 据。我们将 ZU+" 含量高于 "# @- 的样品定为高钛玄 苦橄岩 武岩， 而低于 "# @- 的样品定为低钛玄武岩。 因其特殊的岩相学特征和化学组成而单独作为一类 岩石来考虑。这种划分具有明显的人为因素，相信 随着峨眉山玄武岩研究资料的不断积累，划分标准 也会得到不断的完善。不过，这种划分方法有其合 理的成分 : 因为详细的元素和同位素地球化学研究 表明，高钛和低钛玄武岩不可能是同一原始岩浆的 结晶分异作用的产物， 而是来自不同的源区 ! 4 ， 且具 有不同的熔融机制（ 后述） 。
的可行的动力学机制。因此，一个直接的问题是峨 眉山玄武岩是否保存了地幔柱参与大规模岩浆活动 的证据。由于至今尚无可靠的峨眉山玄武岩喷发年 龄，因而无法从火山岩省的形成时限及岩浆喷出速 率的角度探讨地幔柱活动的存在与否。鉴此，本文 拟从玄武岩的时空分布、深部地幔的热状态和熔融 条件以及原始岩浆的地球化学性质这三个方面入 手， 寻求地幔热柱参与形成峨眉山玄武岩的证据， 并 尝试建立峨眉山 N2?W 地幔热柱作用的工作模型。
第 C% 卷 第 ! 期 "%%! 年 ! 月
地
球Fra Baidu bibliotek
化
学
cST# C%: 8S# ! OPM#: "%%!
E/+Hd2)2HA
文章编号：%C(D B !("& 1 "%%! 4 %! B %%%! B %D
峨眉山大火成岩省： 地幔柱活动的证据及其熔融条件
徐义刚 !，钟孙霖 "
（ !# 中国科学院 广州地球化学研究所，广东 广州 $!%&’% ； "# 台湾大学 地质系，台北 !%((% ）
。 后
文会述及，低钛玄武岩是在浅部地幔经大程度部分 熔融而形成的，而高钛玄武岩是在相对深部位置经 小程度部分熔融而成。因此，从高钛玄武岩过渡到 低钛玄武岩与岩石圈减薄过程中地幔柱不断上升从 而发生减压熔融的动力学机制是吻合的
F Q’ !R H
。而高
钛玄武岩覆盖于低钛玄武岩之上这一岩性变化趋势
! E #$ % &’ ()$*+ , -’ ./)* 0 1’ !" #$2 3456787+9: /*; +47:)4<9:/8 :7*=56/9*5= 7* 5)4 >4567+4*4=9= 7? 346<7@A69/==9: B<49=)/* ?877; C/=/85= 9* =7$5)D4=546* ()9*/，,$C<9554; 57 -95)7=2
"
峨眉山玄武岩的时空展布
传统意义上的峨眉山玄武岩是指分布于扬子克
!
峨眉山玄武岩的主要岩石类型
岩浆分异指 如图 ! 所示， 峨眉山玄武岩的 )* （
a
拉通西缘， 云南、 四川和贵州三省境内的晚二叠世玄 武岩 1 图 " 4 。其西界为哀牢山 7 红河断裂， 西北则以 龙门山 7 小菁河断裂为界。 该区紧邻三江构造带， 复
摘
要：对苦橄岩中橄榄石斑晶及其中熔体包裹体的电子探针分析表明，峨眉山大火山岩省的原始岩浆具高镁
（ 特征。 玄武岩的 .// 反演计算揭示， 参与峨眉山玄武岩岩浆作用的地幔具有异常高的潜能温度 （ )*+ , !&- ） ! $$% 。这些特征以及峨眉山玄武岩的大面积分布和一些熔岩所显示的类似于洋岛玄武岩 1 +23 4 的微量元素和 56789 0） 同位素特征均为地幔热柱在能量和物质上参与峨眉山溢流玄武岩的形成提供了确凿证据。峨眉山两个主要岩类 （ 高 钛和低钛玄武岩 ） 可能是不同地幔源区物质在不同条件下的熔融产物。低钛玄武岩形成于温度最高、 岩石圈最薄的 地幔柱轴部。地幔 （ 熔融始于 !’% <=， 并一直延续到较浅的深度 （ !56 $%# (%$: !89 1 " 4 $ ; " ） &% <=: 尖晶石稳定区 4 : 部分熔融程度为 !&- ， 这类岩石可能代表了峨眉山玄武岩的主体。 而高钛玄武岩的母岩浆的形成基本局限在石榴子 石稳定区 （, (% <=） ， 其源区特征为 > !56$%# (%’: !89 1 " 4 $ ; $ ， 可能代表了热柱边部或消亡期地幔小程度部分熔融 （ ） !# $- 的产物。 关键词：大火山岩省；峨眉山玄武岩；地幔柱；熔融条件；岩石成因论 中图分类号：?$@! 文献标识码：A
广泛分布于西南三省的二叠纪峨眉山玄武岩是 我国唯一被国际学术界认可的大火山岩省 （ NP6*Q
^ !: " _ 。N2?W 的形成大 2*MQSJW ?6S]UMVQW: 简称为 N2?W） ^C ‘ $_ 多与地幔热柱活动有关 ，因为地幔柱模型提供 （ 了解释在相对短的时间内 几百万年） 产生巨量岩浆
H
地
球
化
学
IJJD 年
的 M0N变化于 J1 !! O J1 E! 之间 C DJA DI F A 显然不代表与 橄榄岩平衡的原始岩浆 （ ， 而是原始岩浆 M0N P J1 G） 经不同程度分异结晶后的残余熔体。在峨眉山 )$Q: 的西部 （ 宾川、 永胜和二滩等地） 有少量的苦橄岩产 出 C DJA 。 这些岩石的 M0# 含量为 DRS O IRS C IJ F ， 因 而有可能记录了峨眉山玄武岩原始岩浆的信息。不 过， 苦橄岩中通常含有数量不等的橄榄石斑晶（ DJS
!
地
球
化
学
!""# 年
图#
1/%2 #
峨眉山玄武岩的 $% &，’( ) *+ 和 !,- 与 ./0! 之间的相关关系
3/4%54( 6789/:% ;45/4</8: 8= $% &> ’( ) *+ 4:- !,- 4%4/:6< ./0! /: <7? @(?/674: +464A<6
图!
IJ F
， 因此， 鉴别这些高镁岩石是液相熔体还是 O HJS ） 含有外来或堆晶橄榄石对于苦橄岩的成因探讨和原 始岩浆性质的确定至关重要 C ID F 。下面， 我们根据苦 橄岩中橄榄石斑晶的成分及其中熔体包裹体组成来 初步制约峨眉山玄武岩原始岩浆的性质。 图 H 显示了两个代表性苦橄岩样品中橄榄石斑 晶的镁橄榄石 & .< ( 含量的变化范围，及其与全岩 M0# 含量的对比。图 H" 中的三条曲线表示与不同 如果苦橄岩 .4# 含量熔体平衡的橄榄石的 .< 组成。 是高镁岩浆通过部分结晶作用形成的，那么其中最
F !" H
"
地幔柱参与峨眉山玄武岩浆作用的 地球化学证据
峨眉山玄武岩具有非常复杂的元素和同位素地
球化学组成 ! E ， 反映不同的地幔熔融条件、 源区不均 一性和程度各异的热柱 @ 岩石圈相互作用。正是岩 石圈组分的加入，掩盖了原始岩浆及其源区的地球 化学性质。不过，我们仍能从中鉴别出地幔热柱参 与峨眉山玄武岩浆作用的地球化学证据。 图 "/ 展示 的是一些未受污染（ 或污染程度较小） 的高钛和低钛 玄武岩以及苦橄岩的微量元素分布模式。这些岩石 具有平滑的分布曲线，与洋岛玄武岩 N SK0 E 的微量 元素分布模式十分相似。 同时， 它们的 !T; 值在各自 岩类 （ 即高钛和低钛） 中是最高的 （ 图 "C） ， 落在 SK0 的同位素组成范围，因而可能记录了地幔热柱的地 球化学信息。值得指出的是，未受污染的高钛 F !T; N " E $ U Q H 和低钛 F !T; N " E $ U M H 玄武岩具有不同 的同位素组成，暗示这两类岩石可能来源于不同的 地幔源区。 如前所述， 大多数峨眉山玄武岩不是原始岩浆， 一些样品显示的 ,6 负异常 （ 图 "/）暗示其地球化学 组成受到了分异结晶作用的改造。 在这种情况下， 用 微量元素比值能更好地反映地幔源区的成分变化， 因为两个不相容程度相似的元素之比值基本上不受 分异结晶和部分熔融程度的影响。在 -/ V 0/@-/ V TC 图解 （ 图 ":）中，大多数高钛玄武岩落在 SK0 区域， 说明它们起源于软流圈，受岩石圈混染的程度不 大。相反， 多数低钛玄武岩投影在 SK0 区域之外， 暗 示其成岩过程中有来自岩石圈 （ 地幔和地壳 ） 的贡 献。不过， 仍有少数低钛玄武岩落在 SK0 区域内， 这
收稿日期："%%% B %( B C! ；修订日期："%%% B !% B !D 基金项目：国家 D(C 项目 （ ；中国科学院知识创新项目 （ E!DDD%’C"%$ ） FGHI"7!%! ） 作者简介：徐义刚 （ ，男，研究员，岩石地球化学专业。 !D&& B ） ! 4 IJ K E: HLJM* 5 N: OPLM 3 ): #" $%# ?QR6STS*UV PM9 *QSVLQ=UVPT VSMWR6PUMRW SM RLQ XQR6S*QMQWUW SY ?Q6=S7Z6UPWWUV /=QUWLPM YTSS9 [PWPTRW UM WSJRL\QWRQ6M HLUMP，5J[=URRQ9 RS NURLSW#