《羌塘新生代過鹼性鉀質-超鉀質火山岩成因研究》是依託吉林大學，由遲效國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：羌塘新生代過鹼性鉀質-超鉀質火山岩成因研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：遲效國
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
過鹼性鉀質-超鉀質火山岩是大陸碰撞造山帶構造演化特定階段的產物，其岩漿形成過程對認識岩石圈增厚-減薄機制具有重要理論意義。根據藏北高Ti和低Ti兩類鉀質火山岩的空間分布規律和源區性質差異，選擇羌塘高Ti岩區30Ma形成的過鹼性鉀質-超鉀質火山岩為研究重點，以36-34Ma形成的高鉀鈣鹼性玄武岩為類比研究對象。採用岩石學、地球化學和實驗岩石學方法，查明岩漿演化機理，確定兩類母岩漿在1-5GPa壓力下液相線溫度和礦物組合，測定微量元素在礦物/熔體間的分配特徵。綜合地球化學理論模擬，分析地幔源區交代性質，岩漿起源深度和溫度，闡明羌塘過鹼性鉀質-超鉀質火山岩既具有OIB型玄武岩的低Ba/La、Pb/La、Rb/La、K/La等比值，又具有Nb、Ta相對虧損和源區Sr、Nd、Hf同位素高度富集的原因。探索岩漿起源深度、源區性質變化與岩石圈構造演化機制的關係。
結題摘要
本次研究重點考察了藏北羌塘地區火車頭山、戈木錯過鹼性鉀質-超鉀質火山岩區和那丁錯高鉀鈣鹼性火山岩區，在火車頭山鉀質碧玄岩-鹼玄岩和戈木錯鉀質鹼玄岩中發現橄欖石、單斜輝石和金雲母巨晶狀捕虜晶。系統研究了鹼性鉀質-超鉀質玄岩與橄欖石、單斜輝石和金雲母巨晶的岩石學、礦物學和地球化學特徵。研究表明，橄欖石巨晶CaO含量為0.2- 0.3，屬岩漿結晶成因。橄欖石巨晶內部發育有自形和它形粒狀石英，它們與它形粒狀及顯微脈狀的石英和鐵菱鎂礦-鎂菱鐵礦同屬二氧化碳流體交代成因。單斜輝石捕虜晶（Mg#= 89-91）和金雲母捕虜晶（Mg#=91-92）與寄主岩漿無成因聯繫，它們可能來自岩漿捕獲的岩石圈地幔中的金雲母輝石岩碎片。選擇火車頭山鉀質碧玄岩進行了室內脫水熔融實驗研究，系統測定了1-3Gpa條件下液相線礦物組成和1-3Gpa條件下礦物的REE與特徵微量元素的分配係數。3-4Gpa下的實驗仍在進行中。實驗結果揭示出藏北鉀質碧玄岩可能的岩漿源區組成為：（1）金雲母橄欖岩（＜1.8GPa）；（2）金雲母輝石岩源區（＞1.8GPa）；（3）石榴石輝石岩源區（＞3GPa）（Freda et al.，2008）。採用主量和微量元素地球化學模型對上述三種源區礦物組合進行了計算檢驗，主量元素計算表明當熔融程度為5-10%區間時，計算殘差平方和最小，處於可接受範圍。其中熔體成分主要來自金雲母和角閃石熔融的貢獻，高Mg#碧玄岩樣品存在單斜輝石熔融的貢獻，金雲母和角閃石為不一致熔融，熔融過程中伴有1.66-4.41的富鎂鐵的石榴石的形成。稀土元素計算表明當熔融過程中有10%的石榴石殘留時，在5-10%的熔融程度範圍內，原岩HREE含量顯著高於上地幔金雲母橄欖輝石岩和單斜輝石岩的含量，殘留相為單斜輝石時，原岩稀土含量與上述地幔交代輝石岩的含量較為一致，表明熔融過程中石榴石的含量為0-5之間%。以現代活動陸緣超鉀質玄武岩的微量元素和Sr-Nd同位素組成為參照標準，論證了羌塘過鹼性鉀質-超鉀質玄武岩為起源於古俯衝地幔楔金雲母輝石岩的部分熔融。在上述研究基礎上，綜合最新地球物理資料，對藏北新生代玄武質火山活動的時空演變規律及其與岩石圈構造演化關係進行了分析和探索，提出印度大陸岩石圈俯衝和板片斷離驅動的藏北深部熱地幔物質上涌與岩石圈地幔脈動式增厚-減薄熔融機制。
