云南馬關(guān)新生代玄武巖中巨晶石榴子石

李瑞璐　張友義

摘要 云南馬關(guān)地區(qū)新生代玄武巖中含有大量的地幔巖包體以及巨晶礦物，本文應(yīng)用鏡下觀察、電子探針等分析手段對本區(qū)石榴子石巨晶的礦物特征進(jìn)行研究。運(yùn)用相關(guān)石榴子石溫度計和壓力計計算石榴子石巨晶形成的溫度和壓力條件，探討石榴石巨晶的成因，初步判定是由富鎂的基性巖漿在高溫高壓下結(jié)晶形成。

關(guān)鍵詞 馬關(guān)地區(qū) 石榴子石 成因 玄武巖

中圖分類號：P542.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

馬關(guān)地區(qū)位于云南省文山州內(nèi)，青藏高原東緣，處于揚(yáng)子地臺的西南緣，華南褶皺系與滇藏特提斯的過渡地帶。自晚生代以來，由于受青藏高原整體快速抬升和亞洲—印度板塊碰撞的影響，在滇西地區(qū)發(fā)育了大量新生代后碰撞高鉀巖漿活動，作為對印度—?dú)W亞板塊強(qiáng)烈碰撞的一種調(diào)節(jié)。在這樣的地質(zhì)背景下形成了馬關(guān)地區(qū)含石榴石巨晶的堿性玄武巖 。前人已經(jīng)對該地區(qū)地幔橄欖巖包體作了很多的研究，但是其中石榴子石巨晶的研究還是空白。本文在收集整理了大量馬關(guān)地區(qū)堿性玄武巖和地幔包體研究資料的理論基礎(chǔ)以上，重點(diǎn)對其中石榴石巨晶進(jìn)行礦物學(xué)方面的研究。

1 地質(zhì)背景

2 礦物學(xué)特征

2.1 樣品

2.2 電子探針數(shù)據(jù)分析

石榴子石巨晶的電子探針分析（EMPA）結(jié)果列于表1。由表1可見，不同巨晶顆粒間存在成分變化，隨著Mg#降低，其中Fe、Mn和Ca明顯升高，同時此表中還附有寄主巖玄武巖的主量元素化學(xué)分析結(jié)果，石榴石巨晶的SiO2的含量在39.688%～ 41.538%，低于玄武巖SiO2含量的平均值48.07%。

使用Minpet2.0計算石榴子石端元組分如下：其中鎂鋁榴石（Pyr）占51%～68%，鐵鋁榴石（Alm）占19%～33%，鈣鋁榴石（Gro）占6%～12%，鈣鐵榴石占1.6%～6%，錳鋁榴石（Spe）占0.441%～0.892%，鈣鉻榴石（Ura）占0.045%～0.497%，錳鋁榴石與鈣鉻榴石的含量很少，由以上端元組分可判定云南馬關(guān)新生代玄武巖中石榴石巨晶是鎂鋁榴石。云南馬關(guān)地區(qū)與其他地區(qū)相比鎂含量較高，許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)鎂含量越高說明石榴石巨晶形成的溫度比較高。

3 成因探討

石榴石族礦物有一下成因類型：接觸交代成因、區(qū)域變質(zhì)成因、偉晶作用成因和巖漿成因等。本文參考前人對該地區(qū)地幔包體的溫壓計算結(jié)果，并根據(jù)石榴子石相關(guān)的溫壓計計算得出巨晶石榴石的結(jié)晶的溫壓條件為：溫度1045.96℃ ～ 1251.74℃，壓力1.5 Gpa～2.5Gpa。根據(jù)公式D = 4.2+3.03P進(jìn)行深度計算，得到巨晶石榴子石起源深度為49.45 km～79.75 km。

較高的溫壓條件和起源深度結(jié)果，反映了石榴石巨晶形成于地幔源區(qū)。結(jié)合馬關(guān)地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景可以判斷本區(qū)石榴石為巖漿成因，這一推論與石榴石族不同種屬礦物在空間上的分布特征也是相符合的，鋁系石榴石中的鐵鋁榴石、鎂鋁榴石和錳鋁榴石，其成分中二價陽離子分別為Mn2+，F(xiàn)e2+，Mg2+，此三種陽離子配位半徑大小的不同，其中Mn2+離子半徑最小，進(jìn)入晶格時所需的壓力條件最小。Fe2+離子半徑比Mn2+大， 所以進(jìn)入晶格所需要的壓力也要大一些，Mg2+離子半徑三者中最大，所以需要很大的壓力條件下才能進(jìn)入晶格，并能在晶格中呈穩(wěn)定的八次配位，所以鎂鋁榴石作為深部的幔源礦物出現(xiàn)于超基性侵入巖與噴出巖中，其形成時的溫壓條件較高，深度上也均較其它鋁系石榴石要大。

本區(qū)石榴石巨晶與地幔巖巖包體中的石榴石化學(xué)組成有所不同，其形成的溫壓條件也比馬關(guān)地區(qū)由地幔巖包體稍高（石榴二輝巖、石榴輝石巖等）（喻學(xué)惠等，2006）。表明兩者穩(wěn)定是需要不同的溫壓條件，所以本地區(qū)石榴石巨晶不是地幔巖包體的解體礦物， 排除了捕虜晶的可能。較高的溫壓條件也說明石榴子石巨晶不是巨晶結(jié)晶區(qū)附近的巖石部分熔融形成，初步判定是由富鎂的基性巖漿在高溫高壓下結(jié)晶形成，寄主巖漿是源巖漿和演化巖漿的混合物。

單顆石榴石巨晶礦物結(jié)構(gòu)簡單，成分均一，無環(huán)帶結(jié)構(gòu)等特征要求其結(jié)晶時速度非常緩慢，同時在生長時間內(nèi)，溫度、壓力和氧逸度等物理化學(xué)條件都要保持相對穩(wěn)定，說明石榴石巨晶應(yīng)該是在一個物理化學(xué)環(huán)境穩(wěn)定的巖漿房中形成的。

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