新疆阿尔泰山南缘泥盆纪苦橄岩及其共生火山岩的特征和成因

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在阿尔泰山南缘中泥盆世北塔山组地层中分布有世界上罕见的厚层苦橄岩。本文对这些苦橄岩及其共生的玄武岩进行了较为详细的岩石学和矿物学以及微量元素、稀土元素和同位素地球化学研究,取得了以下主要成果。   1.根据斑晶矿物含量和类型以及全岩MgO含量,将区内苦橄岩划分为两种类型。一种类型斑晶含量约为1%,以橄榄石为主,全岩MgO含量约为22%。另一种类型斑晶含量约为10-15%,以单斜辉石为主,全岩MgO含量约为17%。   2.首次在苦橄岩和玄武岩单斜辉石斑晶中同时发现了尖晶石族矿物包裹体。其中在苦橄岩中的包裹体为铬铁矿(Cr#>0.7,Mg#为0.45左右),而在玄武岩中的包裹体为含铬的磁铁矿(Cr#≤0.63,Mg#≤0.08),表明苦橄岩属于较高温条件下地幔发生较高程度部分熔融的产物,而玄武岩属于较低温条件下地幔发生较低程度部分熔融的产物。与此同时,首次在苦橄岩基质以及玄武岩单斜辉石斑晶中发现了金属硫化物,表明本地区斑岩铜矿的部分成矿物质(Cu)可能来源于地幔。   3.岩石地球化学资料表明,本研究区火山岩形成于岛弧环境,是准噶尔洋板块由南西向北东俯冲的结果。   4.苦橄岩的(87Sr/86Sr)i值为0.70328-0.704187,εNd(t)值为6.4-7.1,表明苦橄岩岩浆可能起源于亏损地幔,几乎未受到洋壳物质的混染。玄武岩的(87Sr/86Sr)i值为0.704079-0.704326,εNd(t)值为6.75-7.32,表明玄武岩岩浆同样可能起源于亏损地幔,但受到了少量洋壳物质的混染。   5.岩石微量元素地球化学分析和橄榄石-熔体平衡分析结果表明,苦橄岩岩浆是由亏损地幔发生22%-33%的部分熔融产生的岩浆加入45%的橄榄石形成的;而玄武岩岩浆是由亏损地幔部分熔融产生的岩浆,经历后期的分离结晶作用和同化混染作用形成的。
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