大陸溢流玄武巖的地球化學(xué)特征

摘 要：大陸溢流玄武巖，即CFB，是與大陸裂谷伴生的具有重要地質(zhì)意義的一類玄武巖，是目前學(xué)界研究的核心問題之一。對(duì)于大陸溢流玄武巖的成因，地球化學(xué)特征等內(nèi)容更有可能是推動(dòng)地質(zhì)學(xué)發(fā)展的核心問題。介紹大陸溢流玄武巖產(chǎn)出的地質(zhì)背景，地球化學(xué)特征以及地質(zhì)意義。認(rèn)為多數(shù)大陸溢流玄武巖省是以相對(duì)演化的拉斑玄武質(zhì)噴發(fā)為主，部分的酸性噴發(fā)物主要是地殼混染的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：大陸溢流玄武巖 地球化學(xué)特征 地質(zhì) 控制因素

中圖分類號(hào)：P319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）010-145-02

1 產(chǎn)出背景及成因

根據(jù)玄武巖漿產(chǎn)出的構(gòu)造背景，玄武巖可以分為：大陸活動(dòng)邊緣玄武巖、大陸溢流玄武巖以及裂谷系玄武巖。其中大陸溢流玄武質(zhì)火山作用是地球上一種重要的火山現(xiàn)象，它們或與大陸板內(nèi)裂谷相伴，或與大陸碎裂和新的洋盆誕生有關(guān)。大陸溢流玄武巖的形成大都認(rèn)為與地幔柱有密切的關(guān)系，成因上認(rèn)為有三種可能的狀況：（1）地幔柱主動(dòng)上升照成大陸溢流巖漿的噴發(fā)；（2）巖石圈首先產(chǎn)生拉張而導(dǎo)致地幔柱的被動(dòng)上升；（3）地幔柱的上升與巖石圈的拉張同時(shí)進(jìn)行。來著軟流圈的鎂鐵質(zhì)巖漿受到地殼不同程度的混染噴出，形成大陸溢流玄武巖（CFB）。

2 大陸溢流玄武巖的時(shí)空分布

世界上最主要的火成巖省，包括新生代的Deccan，Ethiopian，Karoo，Antarctic，Australia，Columbia River，British Tertiary Igneous Province（BTIP），Greenland（包括東部和東北部）以及晚古生代的Siberian，Emeishan等，都是大陸溢流玄武巖的分布區(qū)域（見圖1）。

3 大陸溢流玄武巖的地球化學(xué)特征

如前所述，大陸溢流玄武巖來自地幔軟流圈又不同程度的遭受地殼的混染，所以具備地幔物質(zhì)的地球化學(xué)特征同時(shí)有具備地殼物質(zhì)的地球化學(xué)特征，因此相對(duì)復(fù)雜。

3.1 常量元素特征及分類

低Ti和高Ti是CFB最基本的分類，低Ti玄武巖以南半球的Ferrar火山巖省最為典型（包括Antarctic，Australia，Karoo，Parana），而北半球的Greenland，Ethiopian，Deccan的大部分樣品為高Ti，反映了地幔源區(qū)的不均一性。大多數(shù)大陸溢流玄武巖省是以相對(duì)演化的拉斑玄武質(zhì)噴發(fā)為主，也含有少量（<10%）酸性噴發(fā)物，但在某些地區(qū)（如印度的德干），還零散分布有少量堿性火山巖。

3.2 稀土元素特征

對(duì)于稀土元素，均為LREE弱富集平緩右傾模式，幾乎無Ce和Eu異常（Antarctic堿性玄武巖受海水蝕變影響豎線Ce負(fù)異常）。另外以 （La）N / （Nd）N非常低和LREEs平均富集程度小于150，HREEs 的富集程度等于或略高于原始地幔為主要特征。

3.3 不相容元素特征

一般來講，對(duì)于大陸溢流玄武巖，通常表現(xiàn)為IE富集，LREEs與大離子親石元素（Rb，Ba，Th，U） 正異常；高場強(qiáng)元素（Nb，Ta，Hf） 負(fù)異常；而Pb等元素也表現(xiàn)為富集差異較大，Pb富集程度的不同反映了地幔混染程度的不同。

3.4 同位素特征

大陸溢流玄武巖擁有較洋島玄武巖更寬的變化范圍，且具有較寬的 （Nd）與 （Sr），表明具有不同的 （Sm）/ （Nd）， （Rb）/ （Sr）比值長期存在的獨(dú)立源區(qū)。

4 CFB差異的控制因素

控制大陸溢流玄武巖地球化學(xué)成分的因素一般有三個(gè)方面：（1）巖石圈厚度影響大陸溢流玄武巖的成分，由于為幔源，大陸溢流玄武巖都高M(jìn)gO，但當(dāng)巖石圈厚度較大時(shí)，內(nèi)部為高壓，熔融程度相對(duì)較低，表現(xiàn)為Y的相對(duì)虧損，強(qiáng)不相容元素富集，形成高Ti溢流玄武巖；巖石圈厚度較薄時(shí)時(shí)則出現(xiàn)相反的狀況，形成低Ti溢流玄武巖。（2）地殼的混染很明顯影響玄武巖的成分，混染的結(jié)果與地殼物質(zhì)有關(guān)。（3）地球化學(xué)性質(zhì)的不均一性，這是影響大陸溢流玄武巖成分的最主要因素，主要反應(yīng)地幔柱的源區(qū)的不同。

5 大陸溢流玄武巖的地質(zhì)意義

5.1 反演地質(zhì)歷史過程

CFB記錄了物質(zhì)和能量從地球內(nèi)部向外的大量轉(zhuǎn)換，是地球動(dòng)力學(xué)過程在地殼的表現(xiàn)，對(duì)于了解地球內(nèi)部狀況有一定意義。CFB的出現(xiàn)是大陸裂谷形成的前兆。

5.2 指導(dǎo)找礦

大陸溢流玄武巖的巖漿分異形成三個(gè)成礦體系：（1）與深部巖漿分異形成的富鎂侵入相有關(guān)的銅、鎳（鉑鈀）硫化物礦床；（2）與深部巖漿分異形成的富鈦侵入相有關(guān)的釩鈦磁鐵礦床；（3）與淺部巖漿分異形成的貧鈦噴出相有關(guān)的自然銅、銀礦床大陸溢流玄武巖有關(guān)的侵入體礦床。具有這一完整的成礦體系僅有美洲基韋諾裂谷大陸溢流玄武巖與峨眉山玄武巖兩個(gè)。

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