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正文內(nèi)容

火山巖巖石化學(xué)整理及應(yīng)用(編輯修改稿)

2025-07-04 20:45 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 太古宙時(shí),應(yīng)把洋中脊與洋島合為一個(gè)大洋區(qū),并應(yīng)把造山帶(消減帶)改為鈣堿性巖區(qū)。 此法用于SiO2=-%的玄武巖,由Mullen(1983)提出的以少量氧化物:TiOMnO、P2O5作圖。因?yàn)閹r石中MnO、P2O5。比TiO2少,因此用TiO10MnO、10 P2O5計(jì)算為100%投圖(圖19),即可確定玄武巖的大致構(gòu)造環(huán)境。 此圖對(duì)大洋板內(nèi)玄武巖劃分較細(xì)(分為T及A兩個(gè)系列),但缺失大陸板內(nèi)玄武巖的范圍,對(duì)島弧也缺少鉀玄巖的范圍。(二)只適用拉斑玄武巖 不同環(huán)境下均有拉斑玄武巖:或產(chǎn)于大陸(CT);或產(chǎn)于大洋(OT);或見于洋中脊(MORB);或見于洋島(OIB),或見于島?。↖AT)。為了進(jìn)一步確定板塊構(gòu)造環(huán)境,必需予以確定。主要方法如下: 圖20 TiO2一K2O一P2O5圖解(,1975)OT一大洋拉斑玄武巖 CT一大陸拉斑玄武巖 此法由T.H.Pearce等(1975)提出的用判別大洋或大陸拉斑玄武巖的圖解(圖20)。據(jù)作者收集的已知環(huán)境的分析資料投影表明:大洋拉斑玄武巖93%投入大洋區(qū);80%的大陸拉斑玄武巖投入大陸區(qū)。 該圖最適合于原生的玄武巖構(gòu)造環(huán)境的判別,尤其是在FAM圖中A值小于20%的巖石,判別效果更好,但對(duì)分異了的玄武巖則不理想。 有些大陸玄武巖投入圖20的大洋區(qū)(如格陵蘭第三紀(jì)玄武巖,印度德干高原玄武巖),作者認(rèn)為,它可能為大陸裂谷擴(kuò)張并將形成新的洋殼的環(huán)境下的反映。 由于海底風(fēng)化的玄武巖K2O將增大,故大洋區(qū)玄武巖部分將投入大陸區(qū);但大陸區(qū)玄武巖如果風(fēng)化,也可能投入大洋區(qū),因?yàn)镵2O流失。 此法對(duì)太古代綠巖帶及太古代一元古代麻粒巖相玄武巖判別效果也較好。 2.都城秋穗等及Glassiey法 都城秋穗等(1971975)及Glassiey(1974)均提出以FeO*/MgO與TiOSiOFeO*作圖,用以確定不同環(huán)境的拉斑玄武巖(圖22224),從柏林(1980)還作了修改、補(bǔ)充。 圖24 FeO*/MgO與TiO2圖(,1974)圖21 FeO*/MgO一TiO2圖解(據(jù)Migashiro,1971975)圖22 FeO*/MgO一SiO2圖解(據(jù)Miyashiro,1971975) 圖23 FeO*/MgO與FeO*或TiO2圖(,1975,從柏林,1980修改)1一大洋拉斑玄武巖;2一大洋橄欖拉斑玄武巖;3一大陸拉斑玄武巖;4一島弧拉斑玄武巖 此外,都城秋穗(1975)還作出Na2O+與Na2O/K2O關(guān)系圖(圖25),用以區(qū)別冰島、大洋、島弧的拉斑玄武巖,以及亞洲大陸東部、大西洋洋島的堿性玄武巖。圖中還用箭頭表示了向不同構(gòu)造環(huán)境的演化趨勢(shì)。 此法應(yīng)用了活動(dòng)元素Na2O、K2O,故只適用于較新鮮的巖石。超過新鮮玄武巖的上限值者,不能使用。 用此圖判別構(gòu)造環(huán)境時(shí),除應(yīng)注意其成分范圍外,還應(yīng)注意其成分變化的方向。 島弧拉斑玄武巖的演化,有兩個(gè)不同方向(以箭頭表示),均表示島弧從不成熟向成熟方向轉(zhuǎn)化。其中x方向:從成熟島弧向弧后擴(kuò)張盆地變化,y方向:從成熟島弧向安第斯型活動(dòng)陸緣變化。 圖26 Al2O3一100Mg/(Mg+Fe*)圖解(,1975)圖25 Na2O+K2O與Na2O比K2O圖解(Miyashiro,1975)A一冰島拉斑玄武巖;B一大洋拉斑玄武巖;C一島弧拉斑玄武巖;D一亞洲大陸東部堿性玄武巖;E一大西洋洋島堿性玄武巖(冰島除外);F一新鮮玄武巖中Na2O/K2O的上限值 Gill等(1979)曾提出用100Mg/(Mg+Fe*)與A12O3(圖26)確定洋中脊與島弧拉斑玄武巖,并用以研究格陵蘭早太古代的巖漿活動(dòng)的構(gòu)造環(huán)境。 Gill等把Fe2O3=∑FeO或把Fe*=0 .865∑FeO計(jì)算成Fe*的陽(yáng)離子數(shù)。 Engel等(1965)用Na2O及K2O計(jì)算為陽(yáng)離子Na/k比值,以確定不同環(huán)境的拉斑玄武巖:Na/K=3一6者大陸,8一10者島弧,>10者大洋。(1979)法Loiselze等(1979)年認(rèn)為I、S型花崗巖均為造山花崗巖,造山的英文為Orogenie,以O(shè)為字頭,可簡(jiǎn)稱為O型花崗巖。還有一類花崗巖為非造山花崗巖,稱為A型花崗巖,取自英文Anorogenie(非造山的)、Alkaline(堿性的)、Anhydrous(無水的)、Alum-inous(鋁質(zhì)的)字頭均為A。I、S型花崗巖與A型花崗巖的區(qū)別,以Collin,等(1982)、Bowden等(1982)圖(圖228)。最為簡(jiǎn)便,適用于化學(xué)成分投影.(三)適用于中酸性火山巖類的圖解消減帶位于板塊閉合邊緣,是大洋殼向大陸殼轉(zhuǎn)化區(qū),又是摺皺造由區(qū),巖漿活動(dòng)發(fā)育區(qū),圖27 K2O一Na2O圖解(,1982)圖28 QAP圖解(,1982)地震強(qiáng)烈區(qū),礦產(chǎn)富集區(qū)。它以鈣堿性火山巖系及M型、I型科迪勒拉花嵐巖為特征。消減帶包括島弧、活動(dòng)大陸邊緣(活動(dòng)陸緣)兩種環(huán)境。圖29 火山巖組合線(Горшков,Г﹒C,1963)1-3:消減帶火山巖;4-10:板內(nèi)火山巖,其中4-6:大陸板內(nèi)火山巖;7-10:大洋板內(nèi)火山巖A:劃分板內(nèi)與消減帶的方法 常見者以下二法: 1.扎瓦里茨基法 以扎瓦里茨基計(jì)算的主要特征數(shù)值在ASB圖(圖29)上投點(diǎn),相連成火山巖組合線。高爾什柯夫(Горшков,1963)指出,不同火山巖組合線反映不同的構(gòu)造環(huán)境。 對(duì)于中一酸性火山巖類,最好用Rittmann(1970)法,對(duì)于基一超基性火山巖,最好用Loffler(1979)法。(1) Rittmann是用logτ與logσ投影(圖30)。τ=(Al2O3-Na2O)/TiO2,σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43) (2)Loffler是在上法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的lgτ與lg(σ25100)投影圖(圖31)。因基性一超基性巖SiO2低,σ可分性差,甚至是負(fù)值,在圖29上無法投影。因此,他以(SiO2-25),代替(SiO2-43);用σ25代替σ,σ25=(K2O+Na2O)2/(SiO2-25);還用lg(σ25100)代替lgσ,使橫坐標(biāo)值加大,便于投影。圖31 logτ一logσ25100圖解(,1979)圖30 logτ一logσ圖(,1970)B:劃分島弧與活動(dòng)陸緣的方法 主要有: 1.火山巖系的成分 據(jù)Jakes等研究(1972):活動(dòng)陸緣:SiO2=56-75%,F(xiàn)eO*/MgO,K2O/Na2O (K2O較固定,-)。島弧:SiO2=50-66%(多56%),F(xiàn)eO*/MgO,K2O/Na2O(K2O向大陸方向變大)。 2.安山巖系的特征 消減帶的安山巖發(fā)育。 活動(dòng)陸緣:以高鉀(%)安山巖為主。發(fā)育于陸殼較厚的冒地槽斷塊區(qū),以山脈盆地出現(xiàn).呈層火山與小火山錐產(chǎn)出,安山巖等距離不連續(xù)產(chǎn)出,與大量英安巖、流紋巖、熔結(jié)凝灰?guī)r共生,火山碎屑巖多,玄武巖少。 島弧以低鉀(%)安山巖為主。發(fā)育于洋殼較厚的優(yōu)地槽回返區(qū),以造山帶出現(xiàn)。呈大的層火山產(chǎn)出,安山巖較發(fā)育,英安巖、流紋巖少,高鋁玄武巖多,火山碎屑較少。 3.與火山巖伴生的侵入巖
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