Question

分析岩浆演化特征

Answer 1

(一)重要化学参数的计算

1)用Muller等方法时,计算镁值Mg^#=100×MgO/(MgO+FeO^*)(摩尔比),FeO^*=FeO+0.899×Fe₂O₃。

2)FeO/MgO比值=w_FeO(即,总Fe)/w_MgO

3)计算A/NK=摩尔Al₂O₃/(摩尔Na₂O+摩尔K₂O)和A/CNK=摩尔Al₂O₃/(摩尔CaO+摩尔Na₂O+摩尔K₂O),并据此将花岗质岩石划分为过铝质、过碱质、偏铝质和亚铝质(图5-31),其中亚铝质的特征为摩尔Al₂O₃≈(摩尔K₂O+摩尔Na₂O),标准矿物中含少量钙长石,特征矿物为辉石和橄榄石。通常已不再分亚饱和偏铝了。

成矿地质背景研究技术要求

5)Rittmann组合指数计算:=w(K₂O+Na₂O)²/(w_SiO-43),并投图(图5-12)识别岩石的碱性程度。

表5-15 花岗岩类型及其特点和地质环境

(据Pitcher,1983,1987)

6)Wright碱度率计算:A.R=[Al₂O₃+CaO+(Na₂O+K₂O)]/[Al₂O₃+CaO-(Na₂O+K₂O)],并投图(图5-13)识别岩石的碱性程度。注意:当SiO₂>50%,2.5>K₂O/Na₂O>1时,用2%(Na₂O)代替总碱。(氧化物均为质量百分数)

7)K₆₀(SiO₂=60%时的K₂O)计算,作SiO₂与K₂O的拟合曲线,得曲线方程为K₂O=a+bSiO₂,令SiO₂=60,则得到K₆₀。(氧化物均为质量百分数)

8)(La/Yb)_N计算,稀土元素La和Yb标准化后的商。

9)Eu计算[Eu=2EuN/(SmN+GdN)]。

图5-11 火成岩SiO₂-(Na₂O+K₂O-CaO)

图5-12 李特曼组合指数图解(据Rittmann,1957)

图5-13 rWihtg碱度指数图解(据Wrigth,1969)

10)S/r Y 比值计算。

11)ε _Nd (0)

成矿地质背景研究技术要求

12)ε _Nd (t)

成矿地质背景研究技术要求

13 ) S r同位素 比值(⁸⁷ S/r ⁸⁶ rS):

成矿地质背景研究技术要求

(二)岩石系列的识别

1)根据rvIine et al.(1971)SiO₂-Na₂O+K₂O图解判别岩石属于碱性或亚碱性(图5-14)。

2)如果属于亚碱性系列,根据Ivrineetla.(1971)AFM(N₂aO+K₂O)-(FTeO)-(MOg)进一步区别拉斑玄武系列和钙碱性系列(图5-15),二者最显著的区别是拉斑玄武系列基性端元具有一个富铁的趋势。因此,该图实际上是根据一系列图点的分布特征来判别岩石系列的,少量图点不具有判别的效能。根据Brown et al.(1982),钙碱性系列图点的分布趋势与地壳成熟度有关,这可能有利于再造岩浆活动的地质环境。

3)如果由于图点太少或太靠近A角顶位置而无法用AFM图解有效识别拉斑玄武系列和钙碱性系列,就改用FeO-FeO/MgO图解和SiO₂-FeO/MOg图解进行判别(图5-16)。

4)对于亚碱性系列的岩石,可进一步利用K₂O-SiO₂图解将岩石系列划分为低钾拉斑玄武系列、中钾钙碱性系列、高钾钙碱性系列和钾玄岩系列(图5-17)。

5)此外,还可以进一步依据Ab-An-Or图解(图5-18)和Na₂O-K₂O图解(图5-19)进一步进行分类和系列划分。

图5-14 碱性与亚碱性系列判别图(据Irvineeta.l,1971)

图5-15 现代造山带火山岩分布趋势(据Borwn,1982)

图5-16 拉斑玄武系列与钙碱性系列判别图(据Miyashiro,1974)

图5-17 亚碱性系列岩石的进一步分类(据Rollinson,1993)

(三)岩浆演化特征的识别

1)原生岩浆与进化岩浆的识别,对于大范围岩性均一的侵入体,有可能是原生岩浆固结的产物;对于具有分异构造的侵入体,应当归属为进化岩浆的产物。

图5-18 碱性系列Ab-An-Or图(据Ivrine,TN,1971)

图5-19 玄武岩K₂O-Na₂O关系图(据Midldemsot E K.A,1972)

2)原生岩浆的特征强烈依赖于源区物质成分、部分熔融程度和熔融条件,因而没有统一的判别标准,需要作者综合考虑,表5-16为玄武质原生岩浆的基本特征。

表5-16 玄武质原生岩浆判别标准

注:这里的Mg^#为分子MgO/分子(MgO+eFO),不计入Fe₂O₃。

侵入体中出露有源区岩石残留体或深源岩石包体时,表明岩浆上升定位和固结的速度足够快,很难发生其他岩浆作用过程,是原生岩浆固结产物的可靠证据,因而火成岩的多样性主要与岩浆起源有关。其他岩类可以参照表5-16综合考虑。

3)作哈克型图解,即SiO₂或MgO或Mg^#为横坐标,其他氧化物为纵坐标的元素变异图解,根据:①侵入单元的形成先后顺序;②矿物形成先后顺序和结构特征;③投点的变异趋势,综合判断岩浆演化趋势。例如,CaO和Al₂O₃随SiO₂同步减少,是斜长石分离结晶作用的可能标志;绝大部分元素变异趋势呈线性状态时,可能是岩浆混合作用的有利证据;绝大部分图点散乱分布,但具有总体随时间变化趋势时,是同化混染作用的暗示;图点分布与岩石形成时间没有确定联系时,是原生岩浆的有利标志。

4)依据矿物学研究成果分析岩浆成分演变关系,识别不同岩浆作用过程在研究区岩浆变异过程中的重要性(表5-17)。

5)岩浆作用过程中流体作用的识别,主要依据矿物的蚀变特征、成矿元素的异常富集、岩石结构构造的局部变化等。

6)侵入体宏观特征具有暗色微粒包体、阴影状构造等特征时,是岩浆混合作用的有利证据。

7)在上述研究成果的基础上,提出岩浆成因与演化模型,阐明岩浆源区的可能物质组成、部分熔融程度、岩浆成分变异的机制和导致岩浆起源的深部过程,为进一步探讨区域构造环境奠定基础。

表5-17 岩浆作用过程判别的矿物学标志