淺析華北地區(qū)新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體

馮慶達(dá)（山東科技大學(xué)，山東　青島　266510）

淺析華北地區(qū)新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體

馮慶達(dá)
（山東科技大學(xué)，山東青島266510）

華北地區(qū)是我國一個非常重要的區(qū)域，在華北平原當(dāng)中，新生代玄武巖是一種較為主要的地質(zhì)構(gòu)成。而在這些新生代玄武巖當(dāng)中，地幔橄欖巖包體的發(fā)育十分廣泛，主要包括尖晶石方輝橄欖巖、尖晶石二輝橄欖巖等?；诖?，本文對環(huán)北地區(qū)新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體進(jìn)行了分析。

華北地區(qū)；新生代玄武巖；地幔橄欖巖包體

0　前言

在巖石圈地幔熱狀態(tài)、熱結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成進(jìn)行了解的過程中，幔源巖漿巖當(dāng)中的橄欖巖包體具有十分重要的意義和作用。在華北地區(qū)當(dāng)中，新生代玄武巖當(dāng)中的地幔橄欖巖包體發(fā)育十分廣泛，因而近年來也引起了人們對其同位素地球化學(xué)、元素、礦物學(xué)、巖石學(xué)等方面的深入研究。通過對華北地區(qū)新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體進(jìn)行礦物化學(xué)、巖相學(xué)等學(xué)科的研究，對于該地區(qū)巖石圈地幔的熱狀態(tài)、成分特點(diǎn)等，能夠進(jìn)行有效的闡述，并且為同位素的深入研究提供依據(jù)。

1　大地構(gòu)造背景

新生代玄武巖位于華北地區(qū)的南部的斷陷盆地，在該地區(qū)下伏著巖石圈地幔。巖石圈地幔和下地殼俯沖到華北巖石圈之下，新生代玄武巖地球化學(xué)特征為其提供了基礎(chǔ)。在穩(wěn)定的元古界基底之上，這一區(qū)域得以存在，在地塊南部，新元古界上溪群淺變質(zhì)巖露出，在其上，不整合覆蓋著古生界地層、震旦系。在該地區(qū)，三疊系到震旦系海相地層發(fā)育較為廣泛，在早泥盆統(tǒng)、中泥盆統(tǒng)之間，存在著沉積間斷，然后是陸相沉積階段［1］。在該地區(qū)，不同的構(gòu)造層有三重，分別為侏羅紀(jì)以來內(nèi)陸盆地紅層、火山巖等形成的疊加蓋層，古生代到中生代初，基于海相的沉積蓋層，以及前寒武紀(jì)變質(zhì)基底。在早期，該地區(qū)有少量拉斑玄武巖發(fā)育，到古近紀(jì)晚期，堿性玄武巖及地幔橄欖巖包體廣泛發(fā)育。

2　巖相學(xué)特征

在華北地區(qū)新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體，主要是橢球體狀、球體狀等形狀，同時也包含一些圓度較好的不規(guī)則形狀。包體的直徑大約在10cm到20cm之間，直徑較大的，能夠達(dá)到50cm，而直徑較小的則只有2cm，其與寄主玄武巖之間，存在著較為清晰的接觸界限。在鏡下部分的樣品當(dāng)中，含有10%的單斜輝石、13%的斜方輝石、74%的橄欖石、3%的尖晶石，是一種尖晶石二輝橄欖巖。在其它一些樣品中，包含有5%以下的單斜輝石，屬于尖晶石方輝橄欖巖［2］。樣品的主要結(jié)構(gòu)有碎斑結(jié)構(gòu)、原粒碎斑結(jié)構(gòu)、原粒結(jié)構(gòu)等，同時，還存在發(fā)育較小的重結(jié)晶結(jié)構(gòu)，例如輝石重結(jié)晶、平衡三聯(lián)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、橄欖石膝折結(jié)構(gòu)等。其中，橄欖石顆粒約為1mm到2mm大小，顆粒較大的能夠達(dá)到6mm。單斜輝石約為0.5mm到1mm大小，形態(tài)較為不規(guī)則，在一些顆粒當(dāng)中，能夠有斜方輝石條紋出溶。在粒徑變化方面，斜方輝石和橄欖石較為相似，其中也會含有橄欖石或是尖晶石。

3　礦物化學(xué)特征

在對平衡P-T條件進(jìn)行探討的過程中，包體礦物之間的熱平衡發(fā)揮著非常重要的作用。利用光學(xué)顯微鏡對橄欖巖包體的樣品進(jìn)行觀察，沒有發(fā)現(xiàn)礦物成分分帶的情況。為了對礦物的熱平衡情況進(jìn)行深入的檢驗(yàn)，選擇具有代表性的礦物樣品，通過橫切剖面成分電子探針對礦物顆粒進(jìn)行分析，每個點(diǎn)間距35um，共在礦物切面上打30個點(diǎn)。在觀察單斜輝石、尖晶石、斜方輝石、橄欖石的時候，都沒有發(fā)現(xiàn)成分分帶，而尖晶石顆粒中間的數(shù)據(jù)漂移，對斜方輝石包裹體的成分進(jìn)行了體現(xiàn)，熱平衡在楊平礦物之間，已經(jīng)達(dá)成［3］。在橄欖巖包體中，橄欖石具有一致的化學(xué)成分，其中具有0.89到0.90的橄欖石分子。與我國其它地區(qū)的新生代玄武巖中橄欖巖包體中，包含的是一致的橄欖石。此外，單斜輝石和斜方輝石分別屬于透輝石和頑火輝石，其也具有與我國東部其它地區(qū)新生代玄武巖中橄欖巖相一致的成分特點(diǎn)。

4　包體中礦物平衡溫壓條件

在包體中，估算礦物平衡溫壓條件的過程中，具有很多溫壓計(jì)，不過，利用不同的溫壓計(jì)，即使對同一個包體的樣品進(jìn)行測量，產(chǎn)生的溫度誤差能夠達(dá)到50℃到200℃，壓強(qiáng)誤差也會達(dá)到0.2GPa到1.0GPa。因此，對于地質(zhì)溫壓計(jì)的選擇，應(yīng)當(dāng)給予充分的重視。常用的地質(zhì)溫度計(jì)主要有單斜輝石-斜方輝石溫度計(jì)、單輝石溫度計(jì)等。與諸多可以應(yīng)用的溫度計(jì)相比，對于尖晶石相橄欖巖來說，仍然沒有十分有效的壓力計(jì)。當(dāng)前常用的壓力計(jì)主要包括二輝石壓力計(jì)、鈣壓力計(jì)等。在單斜輝石、橄欖石之間，鈣的共生平衡分配，鈣壓力計(jì)可以應(yīng)用與尖晶石相橄欖巖鈣交換反應(yīng)［4］。不過，在橄欖石、單斜輝石當(dāng)中，壓力計(jì)分析氧化鈣要求很高的精度，但是氧化鈣在橄欖石當(dāng)中，只有比較低的含量，測定準(zhǔn)確度較為有限，因而在實(shí)際應(yīng)用中，鈣壓力計(jì)的限制還是比較大的。根據(jù)多個溫度計(jì)和壓力計(jì)的計(jì)算，得出的平均溫壓值，綜合橄欖巖具有玄武質(zhì)組分飽滿的成分特點(diǎn)，在巖石圈地幔中，能夠證明其形成原因是軟流圈的上涌，或是軟流圈物質(zhì)較為強(qiáng)烈的改造和交代。而巖石圈減薄造成的結(jié)果，就是巖石圈地幔的置換過程。

5　結(jié)論

在華北地區(qū)新生代玄武巖中，地幔橄欖巖包體的成為主要是尖晶石方輝橄欖巖、尖晶石二輝橄欖巖等。這種巖石圈地幔的形成原因可能是軟流圈物質(zhì)上涌后冷卻形成，或是古老巖石圈地幔物質(zhì)的殘留。而由于華北地區(qū)橄欖巖飽滿玄武質(zhì)組分，可知其曾經(jīng)經(jīng)歷過巖石圈地幔的置換和減薄。

［1］周媛婷，鄭建平，余淳梅，陳曦，張明民.內(nèi)蒙古集寧新生代玄武巖中橄欖巖包體礦物化學(xué)特征及其地幔演化意義［J］.巖石礦物學(xué)雜志，2010（03）：243-257.

［2］郭鋒，郭江濤，王焰，范蔚茗，李超文，李紅霞，趙亮.蘇魯?shù)貐^(qū)晚白堊世莒南和青島玄武巖中低δ-（18）O橄欖石的交代地幔楔成因［J］.科學(xué)通報(bào)，2013（14）：1289-1299.

［3］宋樾，王建，劉金霖，謝志鵬，Keiko H.HATTORI.吉林東部汪清新生代玄武巖中地幔包體的礦物化學(xué)：對該地區(qū)巖石圈地幔形成過程的啟示［J］.地學(xué)前緣，2013（05）：75-86.

［4］徐榮，劉勇勝，宗克清，鄒東雅，鄧?yán)栊?，童喜潤，胡兆初，高?寬甸橄欖巖包體微區(qū)地球化學(xué)特征及其巖石圈地幔演化［J］.巖石礦物學(xué)雜志，2013（05）：613-636.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.102