广东省新江镇金竹坑安山岩地球化学研究和构造环境探析

1、广东省新江镇金竹坑安山岩地球化学研究和构造环境探析摘要广东金竹坑地区发现有中性火山岩，主要岩 性为安山岩，周围见有粗安岩、墙状次流纹斑岩、次英安斑 岩等。地球化学特征显示，安山岩具有高sio2 (62. 66%), a1203 (16.75%), k20 (3. 13%), na20 (3. 33%), k20+na20 (6. 46% )的特征，mgo (3.02%)、mg#=49. 7 ,铝指数 a/cnk=1. 519, n (k20) /n (na20) =0.623 岩浆源区性质、成因大地构造背景据jakes等研究(1972)：活动陆缘安山岩具有以下特 征：3 (si02)=56-7

2、5%, feo*/mgo>2. 0, n(k20)/n(na20)>0. 6 (k20较固定，0. 6-1. 1)；发育于陆壳较厚的冒地槽断块区， 以山脉盆地出现。呈层火山与小火山锥产出，安山岩等距离 不连续产出，与大量英安岩、流纹岩、熔结凝灰岩共生，火 山碎屑岩多，玄武岩少。岛弧安山岩具有：3 (si02) =50-66% (多2.0,k20/na20=0. 94>0. 6,说明金竹坑火山岩与活动陆缘环境关系密，而且形成于往大陆方向。据李昌年(1992),根据安山岩化学成分，可以划分为 高钾、中钾、低钾三种类型。安山岩的k含量与轻稀土富集 呈正相关。轻稀土富集程度、lan/

3、lun比值是按高钾安山岩- 中钾安山岩-低钾安山岩的次序逐渐降低的。稀土分配型式 从轻稀土富集型转变为平坦型。就具体而言，活动大陆边缘 安山岩的稀土总量和轻稀土富集程度均比岛弧安山岩高。安 山岩的稀土特征主要与两种岩浆作用有关：一为部分熔融作 用，其源区岩石为榴辉岩，该岩石富集轻稀土，这是俯冲作 用致使含水流体相携带lree等元素进入地幔楔形区的结果; 二是与部分熔融作用相反，玄武质岩浆经分离结晶作用形成 安山岩具有较低的轻稀土含量，其lan/lun比值也较低1。 据此，金竹坑的高钾安山岩轻稀土富集程度高，lan/lun比 值很高（为81.44）,重稀土含量很低说明石榴石分离出熔体, 也说明安

4、山岩浆不是玄武岩浆分离结晶作用形成的，与俯冲 作用有关的活动大陆边缘的构造背景有关。atherton和petford2提出下地壳铁镁质岩石直接部 分熔岩形成的岩浆，由于未与地幔相互作用，mg#值小于45； rapp3认为单纯的基性岩石部分熔岩mg#值也不会超过45； kelemen4则提出mg#>60和ni>100x10-6的高镁安山质岩 浆很可能与地幔橄榄石是平衡的，代表了地幔熔体。金竹坑 安山岩的mg#为49. 7（大于45而小于60）,ni为11. 27x10-6, 远小于100x10-6,表明金竹坑安山岩源区可能为向下俯冲 板片岩石，而未与地幔相互作用。安山岩的p*为0.

5、22, ti* 为0. 17, zr*为1. 71, nb*为0.15,均说明岩浆来源于地壳 岩石或具同化混染的玄武质岩石；rbn/ybn值为52. 2>1,说 明强不相容元素富集，岩浆为分离结晶程度强，熔融程度低 并有交代地幔源的熔体5。另外，同源演化的岩石的th/u 比值也保持相对固定6。金竹坑安山岩的th/u比值分别为 5. 07,而附近次英安斑岩的th/u比值为5. 145. 49 （分析 结果来自内部资料数据），二者比值非常接近，而且均为钙 碱性系列火成岩，富集大离子亲石元素（如rb、th、u、la、 ce、pb等）和轻稀土元素，相对亏损sr、ba和重稀土（见 图6）。由此可初步判断安山岩与次英安斑岩为同源岩浆分异 产物。王磊通过u-pb法测定次英安斑岩年龄，其上限值177 175ma,指示出次英安斑岩真实侵入年龄7。一般来说，错 石测年测的是岩浆房封闭时间，同源岩浆岩用u-pb法所得 结果大致相同。由此说明，金竹坑安山岩应该形成于175ma 左右，时代为中侏罗世早期。微量元素特征显示金竹坑安山岩与岛弧火山岩有一定 的相似性，如大离子富集大离子亲石元素k、rb、u、th及 轻稀土元素，而亏损高场强元素nb、ta、p、t