岩浆作用及模拟计算

如题所述

研究表明,本区存在深位岩浆房和浅位岩浆房。在深位岩浆房,主要发生岩浆分异结晶作用,而在浅位岩浆房,可能主要发生部分熔融作用和岩浆混合作用。各种岩浆作用的定量计算如下。

9.4.1 结晶分异作用

如上所述,橄榄安粗岩系列侵入岩中存在大量岩浆堆积岩包体,从他们的化学成分变异关系来看,各种堆积岩包体与橄榄安粗岩系列侵入岩之间具有良好的线性关系。

选择区内较基性的辉长闪长岩作为原始岩浆,堆积岩包体中的矿物为早期分异结晶相,应用瑞利分离结晶方程(Neumann et al.,1954):

中国铜陵中酸性侵入岩

式中:CL是残余液相中某元素的丰度;C0是初始液相中某元素的丰度;F是余下熔体的分数;D是总分配系数。

计算结果见表9.1。由表可见,辉长闪长质岩浆通过53%~78%的分异作用可形成橄榄安粗岩系列岩浆。

表9.1 橄榄安粗岩系列岩浆模拟计算

注:(1)矿物分配系数:黑云母(Bi)、角闪石(Hb)和单斜辉石(Cpx)据Arth(1976),尖晶石(Sp)据Inving(1980);(2)初始浓度为杉木岭辉长闪长岩的实测值;(3)元素实测值范围为白芒山辉石二长闪长岩。

Note:(1)Mineral distribution coefficient:biotite(Bi),hornblende(Hb)and clinopyroxene(Cpx)are after Arth(1976),spinel(Sp)is from Inving(1980);(2)Shamuling gabbro-diorite measured as the initial concentration of the magma;(3)Ranges of element measured results are for Baimangshan pyroxene monzodiorite.

9.4.2 部分熔融作用

整体上看,该区侵入岩属Ⅰ型花岗岩类,其原岩应该为火成岩或变质火成岩。富云母包体含有较高的过渡族元素Cr和Ni,说明地壳部分熔融形成花岗质岩浆时,这些相容元素没有过多地进入熔体,而是保留在难熔的残余原岩中。因此,富云母包体的存在,表明原岩含有少量的沉积岩。同时,说明这种包体是地壳部分熔融的残余物(Wu Cailai,et al.,2000)。然而,部分熔融程度是多少?这里选择富云母包体作为上地壳的残余相,其寄主岩花岗闪长岩为熔体相,计算地壳的部分熔融程度如表9.2。由表可见,上地壳的部分融程度大约为63%~78%

表9.2 地壳部分熔融模拟计算

注:(1)矿物分配系数:黑云母(Bi)、斜长石(P1)、石榴子石(Gt)、正长石(Or)和磷灰石(Ap)据Hanson(1984);(2)原始丰度为地壳平均值,据Tayloretal(1985);(3)元素实测范围为凤凰山花岗闪长岩测量结果。

Note:(1)Mineral distribution coefficient:biotite(Bi),plagioclase(Pl),garnet(Gt),orthoclase(Or)and apatite(Ap)are from Hanson(1984);(2)Original abundance are the average value of crust according to Taylor et al,1985;(3)Ranges of element measured results are for Fenghuangshan granodiorite.

9.4.3 岩浆混合作用

暗色微粒闪长质包体是基性岩浆注入花岗质岩浆房中的证据(Didier et al.,1991),这也表明了岩浆混合作用在本区岩浆演化过程中起了重要作用。大量的暗色微粒闪长质包体是尚未同化的基性岩浆残余,它与富云母包体同时存在于花岗闪长岩和石英二长闪长岩中,表明该岩浆起源于地壳的部分熔融和壳源岩浆与幔源岩浆的混合。选择辉石二长闪长岩(白芒山)作为基性端员,花岗闪长岩(沙滩脚)作为酸性端员,石英二长闪长岩(山脚村)作为混合的产物,用简单的质量平衡来计算(Ugidos et al.,1993)。实际上,花岗闪长岩也含有幔源成分,只不过比石英二长闪长岩中的少而已。

中国铜陵中酸性侵入岩

式中:a、b、c分别是辉石二长闪长岩、花岗闪长岩、石英二长闪长岩中某元素的含量;x为混合的基性岩浆比例。

模拟计算结果与含有暗色微粒闪长质包体的石英二长闪长岩测定结果相吻合(表9.3)。混合的岩浆中可能含有60%的幔源成分和40%的壳源成分。

表9.3 简单岩浆混合计算结果

注:SJC—山脚村岩体;BMS—白芒山岩体;STJ—沙滩脚岩体。

Note:SJC—Sanjiaocunpluton;BMS—Baimangshan pluton;STJ—Shatanjiao pluton.

根据侵入岩同位素εNd(t)值,按Depaolo(1991)和Huang(2001)计算公式可计算出壳源、幔源成分的比例。公式如下:

中国铜陵中酸性侵入岩

中国铜陵中酸性侵入岩

计算结果表明,深源堆积岩包体含幔源物质约42%~63%,橄榄安粗岩系列和高钾钙碱性系列侵入岩含地幔成分分别为42%~57%和18%~46%,与上面岩浆混合计算基本吻合。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答