諾敏新生代火山巖專題

1、專題一：諾敏火山群的地質(zhì)特征及其巖漿演化意義諾敏火山群分布在諾敏河、畢拉河、奎勒河一帶，主要受南北向、東西向及其派生的北東向和北西向斷裂控制，沿河谷及兩側(cè)低山地帶分布。由27個火山錐（口）及9片巖流構(gòu)成，面積779.6km2，占測區(qū)總面積的6.5%。各火山噴發(fā)物均為基性火山巖，覆蓋在二疊紀(jì)花崗巖與白堊世火山巖之上，火山錐保存完好，見有深源包體。主要巖性為堿性玄武巖，氣孔狀、致密塊狀（橄欖）玄武巖、白榴玄武巖、玄武質(zhì)浮巖等，劃分為晚更新世大黑溝組（Qp3d）。一、地質(zhì)特征（一）巖相學(xué)特征大黑溝組主要由氣孔狀?；蠙煨鋷r、堿性橄欖玄武巖、白榴玄武巖、玄武質(zhì)浮巖、火山渣組成?；鹕骄啥苄稳蹘r錐（溢

2、流相）及疊置其上的火山碎屑錐（爆發(fā)相）組成，火山活動多以噴發(fā)沉積物開始，然后噴出大規(guī)模的熔巖流，形成范圍較大的盾形火山。溢流相均為夏威夷型噴發(fā)，溢流相有兩期巖流單位，每期巖流單位的特征基本相同，底部致密少氣孔，中部多氣孔，上部火山渣狀。每一期巖流單位都以較大的溢流巖漿充填在低凹或負(fù)地形，溝谷和山前臺地，形成現(xiàn)在的盾狀、波狀臺地和盾形火山。（二）礦物學(xué)特征大黑溝組玄武巖的主要造巖礦物為橄欖石、斜長石和單斜輝石。圖1 橄欖石電子探針分類圖 橄欖石：橄欖綠色，兩個世代，早期熔蝕粒狀，邊緣呈齒狀，波狀消光明顯；晚期呈柱狀，錐面粒狀、熔蝕粒狀，平行消光、波狀消光，粒徑早期0.8-1.2mm，晚期0.1-

3、0.8mm，含量占10%。橄欖石的電子探針分析結(jié)果見表6，在橄欖石分類圖解中（圖1），三個點落在鎂橄欖石區(qū)，一個落在貴橄欖石區(qū)。單斜輝石：灰黑色，柱狀、短柱狀，無色，柱面斜消光，CNg=40°-44°，環(huán)帶消光或不完整砂鐘構(gòu)造，0.1-0.5mm，含量占20%。本次工作測定1個樣品，其成分范圍是值為43. 846、Wo值為44.847、Fs值為11.307，Cr2O3含量為0.19%，含鉻，M值為79.50（表9），為普通輝石（圖2）。斜長石：白色，多隱含于輝石中，晶體中嵌布輝石微晶，晶界輪廓不完全，少數(shù)板條狀，聚片雙晶少見，粒徑0.5-1.2mm，含量占20%左右。斜長石

4、的電子探針分析結(jié)果見表10，在斜長石分類圖解（圖3）中，落在更長石區(qū)。（三）巖石化學(xué)特征大黑溝組巖石化學(xué)分析結(jié)果及特征參數(shù)見表1。大黑溝組玄武巖SiO2含量在45.5-46.45%之間，平均為46%，屬基性巖類。含堿較高，Na2O+K2O介于6.02-6.24%，平均為6.13%，Na2O含量在2.88-3.79%之間，平均在3.61%，K2O在2.36-3.2%之間，平均2.8%，Na2O含量略高于K2O，Na2O/K2O2，為鉀質(zhì)巖石，有別于五大連池富鉀火山巖，與門鹿河、大熊山玄武巖相比，SiO2偏低，Na2O與K2O相近似。 圖2 單斜輝石的分類命名圖 圖3 大黑溝組橄欖玄武巖中斜長石分

5、類圖解TiO2含量高且較穩(wěn)定，在2.08-2.7%之間，平均2.3%。MgO含量較高，在10.98-13.25%之間，平均12.28%大黑溝組巖石在巖石分類TAS圖解上（圖4），為碧玄巖和粗面玄武巖，與野外及鏡下定名橄欖玄武巖基本相符，=10.7-15，在SiO2-Na2O+K2O圖解中（圖5）為堿性巖石系列，Na2O/K2O2，為鉀質(zhì)堿性巖石，OL大10%。 圖4 大黑溝組玄武巖TAS圖解 圖5 大黑溝組玄武巖全堿硅圖解（四）地球化學(xué)特征大黑溝組稀土、微量元素分析結(jié)果及特征參數(shù)見表3、5，稀土總量REE介251.21-281.4×10-6之間，總體上含量變化不大，略有差異；（La/

6、Yb）N比值較大，介于28.57-33.02之間。輕重稀土比值LREE/HREE平均為6.76，銪異常指數(shù)Eu平均為0.88，銪無明顯異常，(La/Sm)N平均為4.27>1，稀土配分曲線呈不對稱右傾，分配曲線處于坐標(biāo)系內(nèi)較高的位置，為輕稀土富集型（圖6），各稀土元素間分餾較強烈，故曲線傾斜較明顯，且為銪平坦型。CeN/YbN1輕稀土富集，配分曲線右傾，HREE相對于LREE的極度虧損，輕稀土元素堿性較強，所以易在分異作用的晚期富集。局部熔融時輕稀土元素則優(yōu)先進(jìn)入熔體中。而重稀土元素堿性較弱，易在分異作用的早期富集，而且不優(yōu)先進(jìn)入熔體中。說明源巖中存在石榴石，石榴石是含Yb的礦物相，當(dāng)含

7、石榴石的地幔巖發(fā)生部分熔融形成玄武巖漿時，Yb易保留在殘余固相中，使得該巖漿輕稀土富集而重稀土虧損。Eu在0.73-0.96之間，說明銪無明顯異常。Ce在0.83-0.87之間，接近于1，說明鈰無明顯異常。圖6 大黑溝組稀土配分曲線圖大黑溝組微量元素MORB標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖總體呈波峰波谷型（圖7），Th、Ba、Nb、Sr、Ce、Sm較富集，貧K、Rb、Zr、Y、Yb，在微量元素圖上，Ba、Sm出現(xiàn)正異常，Rb、Zr出現(xiàn)負(fù)異常。圖7 大黑溝組玄武巖微量元素MORB標(biāo)準(zhǔn)化的分配形式（據(jù)Pearce，1982）大黑溝組鉀質(zhì)火山巖中各親石元素的豐度均較高，其中，大離子親石元素Rb為47.1-73.5

8、15;10-6，Sr為894-1000×10-6，Ba為1200-1400×10-6，比五大連池富鉀火山巖中該元素濃度（Rb為130-151×10-6，Sr為1136-1960×10-6，Ba為1505-1985×10-6）略低，比中國東部新生代鈉質(zhì)玄武巖要高一個數(shù)量級，分別為地幔中該元素濃度的數(shù)十倍或數(shù)百倍。同樣，放射性生熱元素Th的豐度也較高，達(dá)6.18-7.99×10-6，較五大連池富鉀火山巖（Th為7.6-17.6×10-6）略低。顯然，這是因本區(qū)巖石中含鉀量較高的緣故，致使與鉀地球化學(xué)性質(zhì)相近的大離子親石元素和Th

9、的豐度也相應(yīng)地增加。Rb/Sr比值為0.05-0.08，與五大連池富鉀火山巖的Rb/Sr比值（0.06-0.09）比較接近。該值較一般拉斑玄武巖的Rb/Sr比值（0.01-0.05）要高，比中國東部新生代鈉質(zhì)玄武巖的比值（0.026-0.036）要大得多，也遠(yuǎn)比幔源區(qū)的Rb/Sr比值（0.03±）高。如此高的Rb/Sr比值只能反映巖漿中Rb的豐度高或Sr的豐度低。晶體化學(xué)性質(zhì)表明，Rb主要取代K，而Sr主要取代Ca，故巖石的高Rb/Sr比值反映了本區(qū)巖漿中K高或Ca低的特征。據(jù)此，本區(qū)鉀質(zhì)火山巖的源區(qū)與中國東部其它地區(qū)火山巖的源區(qū)存在明顯的橫向不均一性，其原因或是源巖發(fā)生過鉀質(zhì)的交代

10、作用，或是巖漿遭受了地殼巖石的同化混染。同樣，本區(qū)鉀質(zhì)火山巖非活動性元素的豐度也較高。其中Nb為40.1-54.5 ×10-6，Zr為94.5-156 ×10-6，Y為15.3-17.6×10-6，與五大連池富鉀火山巖（Nb為37.9-97.6×10-6，Zr為261-476×10-6，Y為16.7-25.7×10-6）相比略低，比中國東部新生代鈉質(zhì)玄武巖中上述元素的豐度高1-2倍。二、幔源包體特征本次工作僅在黑樺梁子火山錐上發(fā)現(xiàn)了地幔巖包體，主要產(chǎn)自大黑溝組紅褐色玄武巖浮巖之中。在寄主巖石中分布量較少，包體呈橢圓狀、卵狀、渾圓狀，大

11、小在5-15cm，個別達(dá)25cm。巖石類型為尖晶石二輝橄欖巖、尖晶石方輝橄欖巖。另外在本組氣孔狀玄武巖中普遍見綠色橄欖石晶體。按邱家驤劃分方案應(yīng)屬I型包體超鎂鐵質(zhì)巖。按鄂莫嵐等（1987）劃分方案應(yīng)屬上地幔橄欖巖。（一）巖相學(xué)特征本區(qū)地幔巖包體屬上地幔橄欖巖，由橄欖石、斜方輝石、單斜輝石、鉻尖晶石組成。巖石類型為尖晶石二輝橄欖巖、尖晶石方輝橄欖巖。包體呈致密塊狀，它與寄主巖石（玄武質(zhì)浮巖）的接觸處往往有暗化邊出現(xiàn)，暗化邊自外向內(nèi)地幔巖鐵質(zhì)增加，二者之間界線平滑而清晰。巖石具（粗粒）原生粒狀結(jié)構(gòu)，是弱應(yīng)變相巖石的特征結(jié)構(gòu)。鏡下表現(xiàn)為多數(shù)礦物呈他形等軸狀，顆粒邊界平直或平緩曲線狀，礦物粒徑在0.5

12、-6.5mm，一般在1.5mm以上。尖晶石包裹于橄欖石中或分布在礦物顆粒之間，個別橄欖石見有扭折帶，界線平直，反映出礦物有變質(zhì)變形特征，即經(jīng)歷過塑性剪切作用，但礦物無明顯方向。該現(xiàn)象通常被認(rèn)為是緩慢速率下變形作用的結(jié)果，應(yīng)是來自地?；顒虞^小及應(yīng)變速率低的地帶。（二）礦物學(xué)特征上地幔橄欖巖的礦物組合為橄欖石、斜方輝石、單斜輝石、鉻尖晶石。巖石具變質(zhì)結(jié)構(gòu)或組構(gòu)。橄欖石：為包體的主要礦物，含量65-75%，綠色，鏡下他形粒狀，半自形粒狀，2V大，正光性，波狀消光，少數(shù)裂紋發(fā)育，個別顆粒具扭折帶，界線平直，一般2-4條，個別達(dá)7條，帶寬0.25-1.8mm。晶面赤鐵礦散染呈紅褐色，針狀、毛發(fā)狀赤鐵礦遍

13、及晶面。粒徑在0.5-6.5mm，一般在1.5mm以上。橄欖石的電子探針分析結(jié)果見表7，本次工作測定1個樣品，其Fo值為89，為貴橄欖石（圖1）。與共認(rèn)的地幔橄欖石Fo值88-91基本吻合。一般認(rèn)為如果橄欖石中的鎂橄欖石分子大于90%，則屬于強虧損型。斜方輝石：含量20-35%，呈茶褐色，鏡下他形粒狀，半自形粒狀，曲線狀，與橄欖石鋃嵌，無色，一組解理不完全，平行消光，干涉色為一級灰，2V大，負(fù)光性，橫切面兩組解理變形，測二軸晶（+）多，2V（-）少，干涉色為一級灰，平行消光或消光角小，少數(shù)包裹橄欖石小顆粒（無色，潔凈，干涉色鮮艷）。個別具扭折帶，2條，粒徑在1.56.5mm。斜方輝石的電子探針

14、分析結(jié)果見表8，其成分En值為90.745、Wo值為1.455、Fs值為7.80，M值Mg/Mg+Fe+2為92.08，成分主要為頑火輝石。其FeO含量為5.13%，該成分特征與世界堿性玄武巖、碧玄巖中橄欖石包體中的斜方輝石成分相近。單斜輝石：他形粒狀，無色，柱面一組解理，CNg=23°，干涉色達(dá)二級藍(lán)，2V大，正光性，波狀消光，粒徑在1-2.5mm。反映出本區(qū)地幔曾經(jīng)歷過熔融事件和單斜輝石最易熔融的特征。本次工作測定1個樣品，其成分范圍是En值為50.482、Wo值為44.54、Fs值為4.978，Cr2O3含量為0.19%，為頑透輝石（圖2），含鉻，M值為91.02（表11）。其

15、主要特征元素基本上與世界同類超鎂鐵質(zhì)巖包體相當(dāng)。鉻尖晶石：他形粒狀、蠶蝕粒狀，黃褐色（略呈紅褐色），均質(zhì)性，全消光，周圍有熔融微粒輝石，粒徑在0.25-1.5mm。Carswell（1980）根據(jù)Cr/Cr+Al比值，可以將尖晶石劃分為三種類型，其中尖晶石比值在0-25%為鋁尖晶石，本區(qū)尖晶石比值為21.34%（表12），就屬于這種。（三）巖石化學(xué)特征本區(qū)尖晶石二輝橄欖巖巖石化學(xué)成分與世界已知的平均值比（表2），從SiO2-(K2O+Na2O)、SiO2-Al2O3、Mg/Fe-Fe/Si、MFC等圖解上（圖8、9、10、11）判別，基本一是一致的，為貧堿、鈣、鋁的鎂鐵質(zhì)超基性巖類。與地幔巖模

16、型成分（Ringwood，1975）對比，以富鎂、低鈣、鋁、堿為特征。其基性組分中MgO偏高，F(xiàn)eO偏低，表明地幔非均質(zhì)性的特征。此外，Al2O3和Fe2O3比賦存它的玄武巖低，表明來源深度大，而是在比玄武巖缺氧的條件下形成的。 圖8 K2O+Na2OSiO2變異圖 圖9 Al2O3SiO2變異圖.強堿質(zhì)區(qū) .堿質(zhì)區(qū) .弱堿質(zhì)區(qū) .貧堿質(zhì)區(qū) .高鋁質(zhì)區(qū) .鋁質(zhì)區(qū) .低鋁質(zhì)區(qū) .貧鋁質(zhì)區(qū) 圖10 Mg/<Fe>Mg+<Fe>/Si變異圖 圖11 MPC三角圖.超鎂質(zhì)區(qū) .鎂質(zhì)區(qū) .鎂鐵質(zhì)區(qū) 鈣質(zhì)g.鎂質(zhì)區(qū)；a.貧鈣的鎂鐵質(zhì)區(qū)；.貧鈣質(zhì)區(qū).鐵鎂質(zhì)區(qū) . 鐵質(zhì)區(qū) Ca.區(qū)；b

17、.貧鈣鐵鎂質(zhì)區(qū)；.適度鈣質(zhì)區(qū)yge cbc（四）地球化學(xué)特征地幔巖稀土元素分析結(jié)果及特征參數(shù)見表4，橄欖巖包體的REE=15.464（10-6）2（10-6），遠(yuǎn)低于大黑溝組玄武巖的稀土總量。輕重稀土比值LREE/HREE=11.18，銪異常指數(shù)Eu=1.059，銪無異常，(La/Sm)N=4.55>1，稀土配分曲線呈不對稱右傾，為輕稀土富集型（圖12）。與晚更新世大黑溝組玄武巖的稀土豐度和配分型式極為相似，僅后者更強烈富集輕稀土。因此反映源區(qū)本身富集輕稀土元素，部分可能由地幔交代造成（Frey等1978；Bocttcher等，1979；Menzies和Mnrthy，1980）。巖石的分

18、配型式不具銪的異常，不能據(jù)此否定分離結(jié)晶作用的存在，其原因一是分離結(jié)晶的產(chǎn)物并非是銪富集的長石類礦物，二是分離結(jié)晶相即使為長石類，但因分離結(jié)晶程度甚小，在分配型式上表現(xiàn)不出銪的異常。圖12 地幔巖稀土配分曲線圖本次工作所送地幔巖的稀土樣品分析數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)地幔巖的稀土配分曲線不盡一致，可能是由于樣品中混染了寄主巖石或者是幔源包體在上升過程中混染了上地殼物質(zhì)所致。三、巖漿的成因及構(gòu)造環(huán)境（一）源區(qū)性質(zhì)圖13 大黑溝組玄武巖的Ti-Zr-Y判別圖解（據(jù)Pearce和Cann，1973）A區(qū)是島弧拉斑玄武巖，B區(qū)是MORB島弧拉班玄武巖和鈣堿性玄武巖C區(qū)是鈣堿性玄武巖，D區(qū)是板內(nèi)玄武巖大黑溝組基性火山巖

19、稀土配分曲線右傾，輕稀土富集，銪無明顯異常，說明巖漿在礦物分異作用及部分熔融形成過程中，該源巖存在石榴石，La/Yb=28.57-33.02，接近于原始地幔值，說明有一定量的陸殼物質(zhì)參與巖漿形成；Nb/V=21-27.2，Zr/Hf=31.9-33，接近于原始地幔值（Nb/V=30、Zr/Hf=36.27），遠(yuǎn)高于大陸地殼值（Zr/Hf =11），說明巖漿形成與地幔有關(guān)，在黑樺梁子錐體上見幔源包體。由上述特征可知，本區(qū)大黑溝組火山巖漿形成于地幔物質(zhì)上涌，底侵于陸殼的底部，造成下地殼少量物質(zhì)與地幔物質(zhì)發(fā)生混熔作用，形成該套基性火山巖。而幔源包體不是玄武巖巖漿早期分異形成的“析離體”，也不是玄武巖

20、漿捕虜?shù)貧ぶ幸研纬傻某詭r，而是地幔部分熔融的產(chǎn)物，未受明顯的地殼物質(zhì)混染。（二）巖石形成的構(gòu)造環(huán)境測區(qū)內(nèi)大黑溝組火山巖在Ti/100-Zr-Y*3、Nb*2-Zr/4-Y及Hf/3-Th-Ta圖解上（圖13、14、15）均為板內(nèi)玄武巖。根據(jù)該區(qū)構(gòu)造環(huán)境，加之Th/Ta=2.2-4.5（1.6），Ta/Hf=0.59-0.65（0.1），顯示板內(nèi)環(huán)境，應(yīng)為板內(nèi)堿性玄武巖?；鹕綆r集中分布在大興安嶺火山噴發(fā)帶東緣，由于板內(nèi)拉張，巖漿沿北東、北西及南北向深大斷裂噴發(fā)，由裂隙式轉(zhuǎn)為中心式噴發(fā)，在巖漿底侵陸殼的底部，有少量陸殼物質(zhì)混熔，為本區(qū)堿性火山活動提供了非常有利的條件。根據(jù)火山錐分布及應(yīng)力分析，

21、由控制火山群分布的近SN和近EW向兩組斷裂派生的NW和NE向兩組次級斷裂的交匯點控制了火山群中火山錐（口）的具體位置，為區(qū)內(nèi)諾敏河南北向和畢拉河宜里東西向深斷裂繼承活動派生產(chǎn)物，強烈的火山活動和地幔隆起是本區(qū)新生代火山活動的主要原因。（三）巖漿成因大黑溝組火山巖稀土配分曲線右傾，表明輕稀土富集，Eu值接近1，無銪異常，在微量元素蛛網(wǎng)圖中，低離子位的微量元素，即活動性元素Th、Ce、Ba、Sr富集，說明在含水流體中活動性較強，故上述元素富集，通過La/Yb值接近于原始地幔值，Zr/Hf值接近于地幔值（36.27），在黑樺梁子采到幔源包體二輝橄欖巖，結(jié)合上述判斷其巖漿來源于上地幔，說明在巖漿噴發(fā)時

22、混入少量的陸殼物質(zhì)。根據(jù)田烈昌等（1987）用Mercier二輝橄欖巖成巖溫度為1020，壓力為24.4×108Pa，斜輝輝橄巖成巖溫度為1080，壓力為23.59×108Pa，其形成深度在75km左右，據(jù)此推測巖漿來自尖晶石二輝橄欖巖層。而根據(jù)地球物理資料本區(qū)莫霍面深度約為35-37.5km，所以尖晶石二輝橄欖巖為地幔的產(chǎn)物，是玄武質(zhì)巖漿迅速上升過程中捕虜?shù)纳系蒯Ｋ閴K。 圖14 大黑溝組玄武巖的Zr-Nb-Y判別圖 圖15 大黑溝組玄武巖Th-Hf-Ta判別圖解（仿Meschede，1986） （據(jù)Wood，1980） AI區(qū)為板內(nèi)堿性玄武巖、 A區(qū)是N型MORB；B區(qū)是

23、E型MORB和板內(nèi)拉斑玄武巖AII為板內(nèi)堿性玄武巖和板內(nèi)拉斑玄武巖 C區(qū)是堿性板內(nèi)玄武巖D區(qū)是火山弧玄武巖B區(qū)為E型MORB、C為板內(nèi)拉斑玄武巖和火山弧玄武巖D區(qū)為N型MORB和火山弧玄武巖上述表明尖晶石二輝橄欖巖包體不是玄武巖漿早期分異形成的“析離體”，也不是玄武巖漿捕虜?shù)貧ぶ幸研纬傻某詭r，而是玄武巖漿自深部帶來的上地幔的組成物質(zhì)。四、巖漿的起源與演化（一）同源巖漿諾敏火山群中各火山碎屑巖和熔巖的性質(zhì)相同，因而它們之間的親緣性是一致的，主要表現(xiàn)在以下幾點：1、諾敏火山群在空間展布上，呈南北向帶狀，屬第四紀(jì)火山噴發(fā)的產(chǎn)物。2、在噴發(fā)時序上，火山巖巖性均為橄欖玄武巖類，從噴發(fā)早期到晚期具有同

24、成分、同方式和脈動式噴發(fā)的特點。3、火山碎屑巖和熔巖均富鈉，偶含白榴石?；鹕綆r的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組合特征相同，局部含幔源包體。4、各類火山巖的稀土、微量元素含量相近，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式一致。從區(qū)內(nèi)火山巖的這種展布、時間、成分特征及演化的相似性，可以認(rèn)為是同源巖漿的產(chǎn)物。（二）上地幔特征1、上地幔的物化條件本區(qū)I型包體的平衡溫度為1020，壓力為24.4×108Pa，來源深度為75km左右，地殼厚度為35-37.5km，所以這些I型包體肯定都是來自地幔。是巖漿上升過程中捕獲的上地幔碎塊。2、地幔交代作用本區(qū)上地幔曾遭受過部分熔融，導(dǎo)致了上地幔虧損，使上地幔中易熔元素、不相容元素、一

25、些過渡元素、稀土元素（包括重稀土）都有不同程度的降低。晚期上地幔又遭受了上升流體的交代，使地幔富集了LREE、LIL、K，但地幔中HREE及其它過渡元素卻仍然保持原來的虧損狀態(tài)。本區(qū)幔源包體的Sm/Nd比值（0.161）明顯低于球粒隕石的比值（0.321），說明交代作用還使Sm與Nd發(fā)分餾，這與世界上其它地區(qū)受交代的幔源包體的特征（Roden等，1985）是一致的。本區(qū)熔巖的REE遠(yuǎn)高于一般玄武巖，球粒隕石稀土配分型式顯示強烈的輕稀土富集，不相容元素強烈富集，這都說明地幔是富含流體的。本區(qū)為大陸型地幔，流體的來源應(yīng)為深部地幔流體的上升。所以是交代地幔局部熔融的產(chǎn)物。上地幔的交代作用是堿性玄武巖

26、漿形成的先決條件，幔源包體及熔巖的形成必定伴隨地幔的交代作用。（三）巖漿演化原生巖漿在上升過程中，如果發(fā)生了分離結(jié)晶、同化混染和巖漿混合作用等，都會使其成分發(fā)生變化，形成一系列在成因上關(guān)系密切的演化巖漿。區(qū)內(nèi)的白榴堿玄巖、白榴碧玄巖均為派生巖漿，白榴玄武巖等巖石中見有被熔蝕成泡沫狀的花崗巖捕虜體，分布有高壓結(jié)晶的單斜輝石和低壓結(jié)晶的單斜輝石、橄欖石斑晶。這些現(xiàn)象說明白榴玄武巖等巖漿是苦橄白榴巖同化混染和結(jié)晶分異的產(chǎn)物。（四）成因模式本區(qū)新生代火山作用較強，地球物理資料表明，地幔大規(guī)模上隆并呈地幔柱狀局部上拱，Duncan（1987）提出的大陸溢流玄武巖是由地幔柱熔融形成的觀點符合本區(qū)大量玄武巖

27、漿的噴發(fā)特征，由于地幔交代，地溫升高，促使交代地幔密度減小，發(fā)生多次或連續(xù)的較大規(guī)模底辟作用，上升的地幔因減壓而發(fā)生部分熔融，形成富輕稀土及大離子親石元素等不相容元素的堿性巖漿；熱幔柱巨大的球狀頂冠在上升過程中，可以引起上覆地殼上隆、減薄，加之以前的深大斷裂復(fù)活，巖漿上升地表而發(fā)生大規(guī)模溢流玄武巖火山噴發(fā)。 大規(guī)模的溢流玄武巖是熱幔柱經(jīng)過長期積累和捕虜周圍地幔所形成的巨大球狀頂冠減壓熔融噴發(fā)產(chǎn)物，柱尾的熔融產(chǎn)生類似OIB型玄武巖。 五、結(jié)論（1）區(qū)域地質(zhì)、地球物理、火山活動及地球化學(xué)、礦物化學(xué)特征均表明，本區(qū)大黑溝組火山巖屬鉀質(zhì)堿性玄武巖，為大陸板塊內(nèi)部裂谷環(huán)境的產(chǎn)物。（2）本區(qū)裂谷作用與地幔

28、上涌有關(guān)，而地幔上涌又起因于地幔交代作用，因此，地幔交代不僅導(dǎo)致鉀質(zhì)火山活動，而且還導(dǎo)致本區(qū)發(fā)生裂谷作用。（3）諾敏地區(qū)地幔巖屬于上地幔橄欖巖，其尖晶石二輝橄欖巖、尖晶石方輝橄欖巖為地幔部分熔融的產(chǎn)物，未受明顯的地殼物質(zhì)的混染。（4）地幔巖的礦物、地球化學(xué)特征表明，本區(qū)上地幔先后經(jīng)歷了兩期地質(zhì)事件，早期地幔虧損與晚期流體交代。12表1 大黑溝組巖石化學(xué)分析結(jié)果、CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物及特征參數(shù)一覽表序號組樣 號巖 性硅 酸 鹽 分 析 結(jié) 果 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OCO2P2O5H2O+TFe2O3LOTTotal1大黑溝組70P20G

29、S1氣孔狀堿性橄欖玄武巖46.452.711.896.454.310.1510.988.773.793.20.350.750.2411.24-0.3100270P21GS19堿性橄欖玄武巖45.622.0811.348.172.10.1713.258.133.182.840.270.751.410.51.23100.3370P21GS43氣孔狀?；蠙煨鋷r45.52.3311.654.186.290.1712.618.272.882.360.180.812.3411.171.7101.27序號CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物QCOrAbAnNeDiDiHyHyOlOlMtHmIlApCIDIWoEnEsEn

30、FsFoFa10019.0311.675.9811.1425.9313.9212000010.9210.9206.581.955.161.6548.5941.8420017.2113.698.457.522.0511.8410.21000016.616.601.327.464.051.6844.0238.430014.3816.5712.224.6119.8510.518.161.1800019.7417.022.726.2504.561.8250.435.56表2 地幔巖巖石化學(xué)分析結(jié)果、CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物及特征參數(shù)一覽表序號樣品編號巖性名稱硅 酸 鹽 分 析 結(jié) 果 (10-2)SiO2Ti

31、O2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5H2O+CO2LOITotal1IX70Gs70242尖晶石二輝橄欖巖43.320.121.553.565.050.1743.281.330.220.140.040.280.300.0599.41世界各地（85個平均）尖晶石二輝橄欖巖45.000.062.801.476.630.1140.102.930.200.03序號CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物特征參數(shù)OrAbAnNeDiDiWoDiEnDiFsOlOlFoOlFaMtHmIlApHyHyEnHyFsCIDI10.841.882.860.002.811.501.230.0768.23

32、64.024.215.230.000.230.0917.8516.841.0094.332.72表3 大黑溝組稀土元素分析結(jié)果(10-6)及特征參數(shù)一覽表序號地層樣 號巖 性LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuY1大黑溝組70P20XT1氣孔狀堿性橄欖玄武巖67.81051149.79.412.77.451.15.180.782.030.221.350.1817.5270P21XT19堿性橄欖玄武巖58.795.99.8345.68.142.316.240.874.410.71.670.21.170.1715.3370P21XT43氣孔狀?；蠙煨鋷r59.19510.54

33、6.68.832.57.180.915.170.771.970.291.360.1717.6序號REELREEHREECe/HREEEuCe(La/Yb)N(Ce/Yb)N(La/Sm)N(Gd/Yb)N1281.4245.6135.796.86 0.96 0.83 33.0219.924.374.372251.21220.4830.737.17 0.960.87 32.9719.954.374.273257.95222.5335.426.28 0.73 0.83 28.5717.824.064.23表4 地幔巖稀土元素分析結(jié)果及特征參數(shù)一覽表序號樣品編號巖石名稱稀 土 分 析 結(jié) 果 (10

34、-6)LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuY1IX70XT70242尖晶石二輝橄欖巖3.445.570.552.850.460.140.330.0570.350.0690.110.0160.140.0421.34序號REELREEHREECe/HREEEuCe(La/Yb)N(Ce/Yb)N(La/Sm)N(Gd/Yb)N115.46413.011.1645.281.0591.0616.1910.164.551.89表5 大黑溝組微量元素分析結(jié)果表序號組樣 號巖 性LiRbCsBiSrBaVScBNbTaZrHf1大黑溝組70P20Wf1氣孔狀堿性橄欖玄武巖8.873.54

35、.250.054894140018916.72.3244.91.7794.52.96270P21Wf19堿性橄欖玄武巖871.23.950.211000120015416.415.154.53.031564.72370P21Wf43氣孔狀?；蠙煨鋷r10.547.13.650.024973120017915.93.5740.1299.43.07序號組樣 號巖 性AuAgUThTiKFCuPbZnCrNiCo1大黑溝組70P20Wf1氣孔狀堿性橄欖玄武巖1.20.032.137.991.742.6165558.5110829019243.8270P21Wf19堿性橄欖玄武巖10.02526.8

36、11.322.5666946.3112645937951.2370P21Wf43氣孔狀?；蠙煨鋷r10.0351.676.181.472.1659038.4111748534351.1注：Au為10-9，Ti、K為10-2、其它為10-6表6 大黑溝組玄武巖中橄欖石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70P20b1橄欖石（大）40.870.000.000.008.890.2250.190.080.020.06100.332IX70P20b1橄欖石（?。?8.290

37、.000.050.0010.640.2450.030.240.000.0099.493IX70P21b19橄欖石（大）40.530.060.000.007.350.1852.120.000.000.00100.254IX70P21b19橄欖石（?。?9.260.180.000.007.240.0952.460.000.110.2399.58序號樣品編號種 屬SiAlTiFe+2MnMgCaNaKNiFoFa1IX70P20b1鎂橄欖石0.9950.000.000.1810.0051.8210.0020.0030.0010.003.0080.910.092IX70P20b1貴橄欖石0.9540.

38、0010.000.2220.0051.8570.0060.000.000.003.0450.890.113IX70P21b19鎂橄欖石0.9820.000.0010.1490.0041.8820.000.000.000.003.0180.930.074IX70P21b19鎂橄欖石0.9610.000.0030.1480.0021.9140.000.0110.0030.003.0420.0930.07表7 地幔巖包體中橄欖石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70b7

39、0242橄欖石39.400.000.040.0010.660.0049.850.050.000.00100.00序號樣品編號種屬SiAlTiFe+2MnMgCaNaKNiFoFa1IX70b70242貴橄欖石0.9720.0010.000.220.001.8330.0010.000.000.003.0270.890.11表8 地幔巖包體中斜方輝石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70b70242斜方輝石52.560.134.600.585.130.2935.400

40、.790.040.1499.65序號樣品編號種屬TSiTAlTFe+3M1AlM1TiM1Fe+3M1Fe+2M1CrM1MgM1NiM2MgM2Fe+2M2MnM2CaM2NaM2K1IX70b70242頑火輝石1.7970.1850.000.000.0030.000.000.0160.9810.000.8230.1470.0080.0290.0090.002序號CaMgFe+2MnJD1AE1CFTS1CTTS1CATS1Wo1EN1Fs1QJWoENFsWEFJDAE13.9981.45590.7457.800.000.5540.2330.1680.001.05390.6257.3671

41、.9800.0191.45590.7457.8099.0750.000.011表9 大黑溝組玄武巖中單斜輝石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70P20b1單斜輝石49.642.755.720.096.320.1113.9919.910.000.5699.10序號樣品編號種屬TSiTAlTFe+3M1AlM1TiM1Fe+3M1Fe+2M1CrM1MgM1NiM2MgM2Fe+2M2MnM2CaM2NaM2K1IX70P20b1普通輝石1.8530.1470.00

42、0.1040.0770.000.0370.0030.7780.000.000.1600.0030.7960.0410.00序號CaMgFe+2MnJD1AE1CFTS1CTTS1CATS1Wo1EN1Fs1QJWoENFsWEFJDAE14.0044.84743.84611.3072.2360.000.1464.2603.51436.0142.94910.8841.7720.08144.84743.84611.30795.6344.3660.00表10 大黑溝組玄武巖中斜長石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量(10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMn

43、OMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70P20b1斜長石61.350.1224.990.000.400.080.024.090.767.9299.73序號種屬SiAlFe+3TiFe+3MnMgBaCaNaKCationszAbAnOr1奧長石10.9045.2310.00.0160.0590.0120.0050.00.7792.7290.17219.9073.75674.221.24.7表11 地幔巖包體中單斜輝石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70b

44、70242單斜輝石51.070.274.360.193.120.0017.7521.790.191.0999.85序號樣品編號種屬TSiTAlTFe+3M1AlM1TiM1Fe+3M1Fe+2M1CrM1MgM1NiM2MgM2Fe+2M2MnM2CaM2NaM2K1IX70b70242頑透輝石1.8350.1650.000.0190.0070.000.0170.0050.9510.000.000.0770.000.8390.0760.009序號CaMgFe+2MnJD1AE1CFTS1CTTS1CATS1Wo1EN1Fs1QJWoENFsWEFJDAE13.99144.54050.4824.

45、9780.9853.3160.000.3710.0042.25348.3114.7641.8830.15244.54050.4824.97892.5377.4630.00表12 地幔巖包體中尖晶石的電子探針分析結(jié)果一覽表序號樣品編號礦物名稱氧 化 物 含 量 (10-2)SiO2TiO2Al2O3Cr2O3FeOMnOMgOCaOK2ONa2OTotal1IX70b70242尖晶石0.190.6047.7819.3110.390.0321.510.070.020.0899.98序號樣品編號種屬SiAlTiCrFe+3MgFe+2MnNaCaKO1IX70b70242鋁尖晶石鉻0.0051.50

46、40.0120.4080.000.8570.2320.0010.0040.0020.0013.0264.0專題二：諾敏河流域二疊紀(jì)花崗巖帶地質(zhì)特征圖1 二疊紀(jì)花崗巖復(fù)式巖體分布略圖諾敏河流域花崗巖帶位于大興安嶺中北段東坡，呈北東向分布，西側(cè)為大興安嶺主脊火山噴發(fā)帶，東側(cè)為大楊樹中生代火山盆地。東西寬近95km，南北長300km以上。北起古源鎮(zhèn)南至扎蘭屯附近。通過該花崗巖帶中段諾敏河畢拉河流域所做1:25萬諾敏幅地質(zhì)填圖工作，對二疊紀(jì)花崗巖體作了初步研究，對區(qū)內(nèi)109個侵入體進(jìn)行了地質(zhì)、地球化學(xué)綜合分析。按巖性劃分出花崗閃長巖（P）、二長花崗巖（P）、正長花崗巖（P）、堿長花崗巖（P）四個單位。

47、結(jié)合空間分布規(guī)律，將該期侵入巖劃分為扎文其汗復(fù)式巖體、奎中林場復(fù)式巖體、大二溝復(fù)式巖體、臥羅河復(fù)式巖體（圖1）。圖2 扎文其汗復(fù)式巖體平、剖面示意圖扎文其汗復(fù)式巖體該巖體北、西、南部邊界斷續(xù)出露早寒武世侵入雜巖與晚志留世臥都河組基底。巖體東部被諾敏河斷裂切割，出露不完整。平面上呈不規(guī)則狀?？偯娣e1289.8km2，包括花崗閃長巖（P）、二長花崗巖（P）、正長花崗巖（P）三個填圖單位，共21個侵入體，其中花崗閃長巖侵入體6個、二長花崗巖侵入體14個、正長花崗巖侵入體1個。該巖體以花崗閃長巖為主體，約占巖體總面積的60%，二長花崗巖呈斷續(xù)的環(huán)狀分布于花崗閃長巖之中，巖體的中心部位為二長花崗巖與正長

48、花崗巖。由此可見該巖體晚期的巖漿侵入活動可能受環(huán)狀裂隙控制，巖漿演化遵循由中酸性酸性偏堿性演化的規(guī)律（圖2）?？辛謭鰪?fù)式巖體圖3 奎中林場巖復(fù)式巖體平、剖面示意圖該巖體呈不規(guī)則菱形出露，分布于測區(qū)東北部，向北延入鄰幅，西部被諾敏河斷裂切割出露不完整，南部邊界為庫勒奇坑斷裂，陸續(xù)出露早寒武世侵入巖基底，東鄰大楊樹火山盆地?？偯娣e1397.4km2，包括花崗閃長巖（P）、二長花崗巖（P）、正長花崗巖（P）三個填圖單位，共40個侵入體，其中花崗閃長巖侵入體13個、二長花崗巖侵入體17個、正長花崗巖侵入體10個。各侵入體總體呈東西向帶狀分布，花崗閃長巖位于巖體邊部，二長花崗巖位于花崗閃長巖內(nèi)側(cè)，正長花崗巖位于中部（圖3）。大二溝復(fù)式巖體該巖體分布于測區(qū)西南部，北部邊界出露早寒武世侵入雜巖基底，東鄰大楊樹火山盆地，向西、向南延入鄰幅，該巖體被晚期斷裂切割及火山巖覆蓋，出露不完整，總體呈近圓形的環(huán)帶狀，總面積2321.2km2，包括花崗閃長巖（P）、二長花崗巖（P）、正長花崗巖（P）、堿長花崗巖（P）四個填圖單位，共31個侵入體，其中花崗閃長巖侵入體11個，二長花崗巖侵入體11個，正長花崗巖侵入體8個，堿長花崗巖侵入體1個，巖體的邊部