阿尔泰南缘中泥盆世北塔山组火山岩中单斜辉石的矿物学研究及其地质意义.pdf

第8 2卷 第 11 期 2 0 0 8 年 1 1 月 地 质 学 报 ACTA GEOLOGICA SINICA Vol. 82 No. 11 Nov. 2008 注 本文为国家自然科学基金项目编号 40772045, 40572047、 国家 305 项目编号 2001BA609A 207 202、 111 计划编号 B07011和长江 学者和创新团队发展计划资助的成果。 收稿日期 2008206 224;改回日期 2008209 203; 责任编辑 郝梓国。 作者简介苏慧敏, 女, 毕业于中国地质大学北京获学士学位。研究方向岩石学和矿床学。 Email suhuimin1984163. com。通讯作者 张招崇, Email zczhangcugb. edu. cn。 阿尔泰南缘中泥盆世北塔山组火山岩中单斜辉石 的矿物学研究及其地质意义 苏慧敏, 张东阳, 艾羽, 张招崇 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京, 100083 内容提要阿尔泰南缘晚古生代火山岩十分发育, 其中中泥盆世北塔山组为一套以中基性火山岩为主的火 山 沉积岩系, 并且其下部发育少见的苦橄岩和富辉橄玄岩。北塔山组富辉橄玄岩和玄武岩中存在着三种类型的 单斜辉石大斑晶辉石、 小斑晶辉石和基质辉石。这三种类型的辉石在成分上有明显的差异, 从大斑晶辉石 小斑 晶辉石核部 小斑晶辉石边部和基质辉石, 成分由富镁、 钙向富铁方向演化, 显示出拉斑玄武岩系列的特点。根据 单斜辉石与熔体平衡原理计算了富辉橄玄岩和玄武岩中斑晶相辉石形成的温度和压力, 前者变化范围主要集中在 1345 1366e 和 1. 75 2. 05GPa, 其深度相当于 58 67km, 平均地温梯度为 20 24e / km, 该区这种异常高的地 温梯度可能是导致本区形成斑岩铜矿的主要原因之一; 后者的温度和压力都相对较低, 分别为 1129 1191e 和 1. 19 1. 60GPa, 而相应的深度为 39 53km, 暗示着玄武岩是在相对低温低压的环境中形成的演化岩浆岩。单斜 辉石的成分指示了其构造背景为岛弧环境。 关键词 单斜辉石; 矿物化学;富辉橄玄岩; 玄武岩;中泥盆世; 阿尔泰 新疆阿尔泰南缘是中亚造山带的重要组成部 分。近年来, 在此地区发现了世界上罕见的中泥盆 世北塔山组厚大苦橄岩层陈毓川等, 2004。最近, 又在该地层中发现了哈拉苏斑岩铜矿, 并且可能是 我国继东天山之后又一条潜在的斑岩铜矿带 杨文 平等, 2005, 因此该地区近年来再次成为研究的热 点地区之一。然而前人对该区地质构造背景和地幔 源区性质以及岩浆的演化过程等方面还存在较大的 分歧, 如对该地层的构造背景概括起来有两种不同 的认识 一是岛弧于学元等, 1993; 许继峰等, 2001; 张招崇等, 2005; Zhang et al. , 2008; 二是陆内裂 谷卫管一等, 1990; 韩宝福, 1991 或地幔柱成因 王 登红等, 2002。另一方面, 对岩浆的形成过程还没 有进行过深入的探讨。张招崇等 2007对北塔山组 火山岩的主要元素、 微量元素地球化学特征研究表 明, 北塔山组为拉斑和钙碱性系列, 并且具有大离子 亲石元素LILE 富集, 而高场强元素与 MORB 相 当, 推断其为岛弧环境, 并根据本区玄武岩相对低的 Mg 推测其不是地幔直接熔融形成的, 而是经过了 后期的分离结晶作用或同化混染作用形成的, 但没 有对分离结晶作用过程进行进一步的研究。这些问 题的存在, 在某种程度上, 既制约了人们对中亚造山 带的形成与演化的认识, 也影响了该区矿产资源的 勘查与开发工作 李锦轶等, 2004。 单斜辉石是一种较为常见的造岩矿物, 其化学 成分记录了岩浆演化及物理化学条件等多方面的重 要信息, 同时其化学成分又往往与构造环境密切相 关Nisbet et al. , 1977。本文试图通过对阿尔泰南 缘北塔山组富辉橄玄岩和玄武岩中的单斜辉石进行 详细的矿物学研究, 揭示该区岩浆的性质、 演化过程 及其形成的物理化学条件, 并为其形成的构造环境 提供约束条件。 1 地质背景 研究区位于额尔齐斯 玛因鄂博断裂南侧, 该 断裂以南为准噶尔造山带, 以北为阿尔泰造山带。 研究区所在的准噶尔造山带整体为一套火山 沉积 岩系。岩浆侵入活动主要为海西期后碰撞花岗岩, 其时代大多为290 300Ma平均为 294Ma, Chen et al. , 2004, 2005, 另外还有同时代的镁铁2超镁铁质 第 11 期 苏慧敏等阿尔泰南缘中泥盆世北塔山组火山岩中单斜辉石的矿物学研究及其地质意义 岩体张招崇等, 2007。 晚古生代火山岩早泥盆世 二叠纪在研究区 极其发育, 其中尤以中泥盆统北塔山组最为发育, 该 套地层分布于研究区的中部及南部, 分布面积约 80 平方千米, 由中性、 中基性及基性火山熔岩及碎屑岩 组成图 1。北塔山组从下到上可划分为三个岩性 段, 第一岩性段主要由玄武岩、 玄武质凝灰岩、 玄武 质角砾岩、 苦橄岩和富辉橄玄岩。富辉橄玄岩位于 第一岩性段的顶部, 厚度大约为10 20m, 从老山口 往西北方向一直断续延伸到乔夏哈拉一带。玄武岩 分为无斑玄武岩和辉斑玄武岩两种; 第二岩性段主 要为无斑玄武岩和辉斑玄武岩的互层, 每层厚度为 2 10m, 是组成中泥盆统北塔山组的主要岩石类 型, 也是卡拉先格尔和哈腊苏矿区的主要围岩; 第三 岩性段主要为沉凝灰岩、 硅质岩、 粉砂岩、 砂岩等。 图 1 阿尔泰山南缘晚古生代火山岩分布图 Fig. 1 Distribution map of the Late Paleozoic volcanic rocks of the south margin of the Altai Mountains 1 中 2新生代地层; 2 晚石炭世火山岩; 3 早石炭世火山 沉积岩; 4 晚泥盆世江孜尔库都克组; 5 中泥盆世蕴都喀拉组; 6 中泥盆 世北塔山组; 7 早泥盆世托让格库都克组; 8 花岗岩; 9 碱性花岗 岩; 10 蛇绿岩; 11 断裂和隐伏断裂 1 Mesozoic2Cenozoic; 2 Late Carboniferous volcanic rocks; 3 Early Carboniferous volcanic 2sedimentary rocks; 4 Late Devonian Jiangzierkuduke Fm. ; 5 Middile Devonian Yundukala Fm. ; 6 MiddleDevonianBeitashanFm. ;7 EarlyDevonian Tuoranggekuduke Fm. ; 8 granite; 9 alkali granite; 10 ophiolite; 11 fault and buried fault 2 岩石学特征 研究样品主要采自中泥盆统北塔山组的富辉橄 玄岩和玄武岩。其主要岩石学特征如下 富辉橄玄岩 ankaramite 岩石呈灰绿色, 斑状 结构, 斑晶主要为单斜辉石, 并有少量的橄榄石, 其 中斑晶占岩石总体积的 40 。显微镜下特征表明, 可以将单斜辉石斑晶分为两类 一类斑晶较大, 自 形 半自 形, 粒 度 为 700 1500Lm, 最 大可 达 5000Lm, 大多颗粒具明显的环带结构, 反映出成分 从核部到边部具较为明显的变化。部分颗粒具有明 显的砂钟构造图 2a, 占斑晶总量的 30 ; 另一类 斑晶较小, 晶体呈自形的板柱状或八边形, 粒径为 10 300Lm, 无环带结构, 占斑晶总量的 60 , 无论 是辉石还是橄榄石大多已蚀变成角闪石, 并保留着 其相应的外形, 有些发生绿泥石化, 部分颗粒中见有 残余的辉石。基质呈微晶, 主要由斜长石和辉石组 成, 其含量分别占岩石总量的 20 和 30 。基质斜 长石呈自形板状或针状; 基质辉石呈粒状, 粒径为 3 10Lm, 大多发生了绿泥石化, 基本上是以微晶状 态出现。另有少量磁铁矿和金属硫化物。 玄武岩 岩石呈暗灰色, 斑状结构, 杏仁状构造。 无论是辉斑玄武岩还是无斑玄武岩相对于辉斑玄武 岩而言, 肉眼看不到斑晶均存在单斜辉石斑晶, 无斜 长石斑晶, 斑晶占岩石总量的 15 。单斜辉石斑晶 特征与上述富辉橄玄岩单斜辉石斑晶相似, 但粒度相 对较小, 大斑晶辉石环带不十分明显, 裂理发育。基 质呈交织结构或拉斑玄武结构, 主要由柱状斜长石和 粒状辉石组成, 后者充填在前者组成的格架内, 其中 基质辉石以微晶或骸晶状态出现, 斜长石大多已钠长 石化。另有少量的它形磁铁矿。 3 单斜辉石的化学成分 本文主要对北塔山组富辉橄玄岩和玄武岩中单 斜辉石大斑晶、 小斑晶和基质进行了详细的矿物成 分分析, 样品是在中国地质大学北京 地学实验中 心 EPMA21600 型电子探针仪上进行分析的, 工作 条件为加速电压 15kV、 电流 110 - 8 A, 束斑 1Lm, ZAF 修正法。三种类型的辉石特征如下。 3. 1 大斑晶辉石 其化学成分见表 1, 富辉橄玄岩大斑晶辉石 TiO2的 含量 在 0. 00 0. 73 之 间, 平 均为 0. 31 , Al2O3为 1. 31 3. 82 , 平均为 2. 78, Na2O 的平均含量为 0. 32。玄武岩大斑晶辉石中 TiO2含量在 0. 04 1. 56之间, 平均为 0. 64, Al2O3为 3. 37 6. 75 , 平均为 5. 16 , Na2O 的 平均含量为 0. 43 。富辉橄玄岩相对玄武岩的大 斑晶辉石具低 TiO2、 Al2O3和 Na2O 含量的特点。 大斑晶单斜辉石端元组分范围为硅灰石 Wo 1603 地 质 学 报2008 年 图 2 单斜辉石斑晶的显微镜下特征 Fig. 2 Thin section of clinopyroxene phenocrysts a 富辉橄玄岩中单斜辉石的砂钟构造, 正交偏光; b 玄武岩中单斜辉石的正环带结构, 正交偏光; c 富辉橄玄岩中单斜辉石 的韵律环带结构, 正交偏光; d 富辉橄玄岩中单斜辉石的的韵律环带结构, 背散射 a Hour glass structure of clinopyroxene in ankaramite, cross polarized; b Normal zoning of clinopyroxene in basalt, cross polarized; c oscillatory zoning of clinopyroxene in ankaramite, cross polarized; d oscillatory zoning of clinopyroxene in ankaramite, BSE image 43. 47 47. 90, 顽 辉石 En 36. 09 48. 70, 铁辉石Fs 5. 34 16. 41, 其种属全 部为透辉石。Mg较高, 除 LS03 2822 样品边缘的一 点点 3 外, 其余全部介于 78. 9 90. 9 之间, 平均 为 85. 5。玄武岩中单斜辉石大斑晶大部分为正环 带结构由核部至边部 Mg 降低; 图 2b , 部分单斜 辉石为反环带结构 由核部至边部 Mg升高 , 富辉 橄玄岩中大斑晶单斜辉石则显示出明显的韵律环带 结构特征图 2c, d, 从核部到边部其 Mg 具有明显 的高低变化, 其 TiO2、 Al2O3、 Na2O 的含量也表现 为由低到高的多次变化。两类岩石中大斑晶单斜辉 石的 Si 与 Al 呈良好的线性关系, 显示了 Si 与 Al 呈明显的负相关图 3。 3. 2 小斑晶辉石 对一些粒度不同的颗粒均进行了分析, 其化学成 分见表 2, 小斑晶辉石的成分较为均一, 从核部到边 部无明显的变化。Mg变化范围为 74. 2 89. 2, 平 均为 82. 3。值得注意的是, 小斑晶单斜辉石核部端元 组分范围为 Wo 44. 27 46. 08, En 41. 31 47. 26, Fs 6. 10 12. 99, 大部分为透辉石, 少 数出现了普通辉石, 而其边部端元组分范围为 Wo 41. 89 44. 70, En 40. 93 48. 10, Fs 8. 75 14. 68, 其种属全部为普通辉石。小斑晶 辉石中心与大斑晶辉石边缘相比, 除前者Na2O和K2O 的含量稍低外, 二者其余成分变化范围一致。 3. 3 基质辉石 这里主要选择基质中相对较大的颗粒对其中心 进行了分析, 其化学成分见表 3, 其端元组分范围为 Wo 39. 08 46. 39, En 38. 53 49. 58, Fs 8. 87 15. 08 , 种属基本全部为普通辉石。 其 Mg介于 73. 6 85. 0 之间, 平均为 80. 0。斑晶 相 辉石TiO2的含量为0. 00 1. 56 , 平均为 1604 第 11 期 苏慧敏等阿尔泰南缘中泥盆世北塔山组火山岩中单斜辉石的矿物学研究及其地质意义 表 1 大斑晶辉石成分电子探针分析结果 Table 1 Electric microprobe analyses of big pyroxene phenocrysts 样品号QH7 22 21QH722 24QH723 21 样品名称富辉橄玄岩 编号12345123412345 SiO252. 5852. 1252. 7853. 9451. 7351. 6852. 8654. 6551. 7453. 4852. 2652. 7152. 3351. 77 TiO20. 180. 680. 390. 260. 510. 330. 460. 060. 240. 140. 380. 340. 000. 42 Al2O32. 243. 362. 722. 363. 272. 702. 521. 313. 122. 482. 723. 303. 423. 80 FeO4. 295. 455. 754. 027. 324. 644. 723. 145. 454. 564. 805. 035. 735. 11 MnO0. 060. 230. 000. 000. 170. 140. 410. 290. 440. 320. 460. 360. 000. 17 MgO17. 2716. 3515. 8316. 8415. 3116. 4216. 2917. 5615. 7916. 3716. 1715. 8316. 2515. 87 CaO22. 6921. 5722. 0523. 3420. 8822. 5722. 4623. 0622. 1622. 0723. 2322. 2822. 5322. 42 Na2O0. 500. 390. 400. 000. 370. 580. 140. 300. 480. 290. 570. 140. 230. 38 K2O0. 130. 020. 060. 010. 010. 130. 290. 140. 260. 030. 000. 160. 000. 00 Total99. 94100. 1799. 98100. 7799. 5799. 19100. 15100. 5199. 6899. 74100. 59100. 15100. 4999. 94 Si1. 9091. 9021. 9341. 9541. 9131. 8961. 9321. 9741. 8981. 9581. 8961. 9291. 9041. 893 Ti0. 0050. 0190. 0110. 0070. 0140. 0090. 0130. 0020. 0070. 0040. 0100. 0090. 0000. 012 Al0. 0910. 0980. 0660. 0460. 0870. 1040. 0680. 0260. 1020. 0420. 1040. 0710. 0960. 107 Al0. 0050. 0460. 0510. 0550. 0560. 0120. 0400. 0290. 0320. 0650. 0120. 0710. 0500. 057 Fe30. 1180. 0420. 0240. 0000. 0290. 1210. 0260. 0210. 1030. 0000. 1110. 0000. 0620. 054 Fe20. 0130. 1240. 1520. 1210. 1970. 0210. 1180. 0740. 0640. 1390. 0350. 1540. 1130. 102 Mn0. 0020. 0070. 0000. 0000. 0050. 0040. 0130. 0090. 0140. 0100. 0140. 0110. 0000. 005 Mg0. 9350. 8900. 8650. 9100. 8440. 8980. 8870. 9450. 8630. 8940. 8750. 8640. 8810. 865 Ca0. 8830. 8430. 8660. 9060. 8270. 8870. 8790. 8920. 8710. 8660. 9030. 8740. 8780. 878 Na0. 0350. 0280. 0280. 0000. 0270. 0410. 0100. 0210. 0340. 0210. 0400. 0100. 0160. 027 K0. 0060. 0010. 0030. 0000. 0000. 0060. 0140. 0060. 0120. 0010. 0000. 0070. 0000. 000 Total3. 9943. 9993. 9974. 0004. 0003. 9943. 9863. 9943. 9883. 9994. 0003. 9934. 0004. 000 Mg87.784. 383. 188. 378. 986. 386. 090. 983. 886. 585. 784. 983. 484. 7 Wo45. 27644. 24245. 40446. 76543. 47345. 92245. 71245. 96145. 47345. 35646. 61045. 92345. 41246. 109 En47. 94846. 66045. 35446. 94844. 35246. 48446. 13048. 69745. 08446. 80945. 14345. 39845. 57345. 412 Fs6. 7769. 0989. 2426. 28712. 1767. 5948. 1585. 3429. 4437. 8358. 2478. 6799. 0158. 479 样品号QH7 26 21LS03 27 21LS03 27 22LS0328 22 样品名称富辉橄玄岩玄武岩 编号12345123123123 SiO2 53. 0252. 8552. 9851. 2752. 6552. 6252. 6251. 7150. 3949. 6550. 4752. 3950. 7047. 82 TiO20. 230. 520. 000. 730. 000. 580. 040. 500. 710. 730. 640. 320. 711. 56 Al2O3 2. 232. 392. 033. 823. 003. 373. 574. 986. 236. 756. 293. 855. 455. 96 FeO4. 644. 363. 986. 105. 374. 623. 863. 894. 385. 194. 674. 495. 189. 43 MnO0. 190. 320. 270. 240. 420. 630. 390. 440. 030. 030. 140. 300. 140. 18 MgO16. 0215. 6216. 1715. 4816. 1516. 4116. 8016. 1615. 2015. 1815. 7815. 9114. 6011. 86 CaO23. 4823. 3423. 2821. 9221. 9821. 0221. 4122. 1722. 2122. 5521. 9421. 4721. 7621. 72 Na2O0. 420. 000. 310. 520. 000. 300. 430. 580. 310. 370. 400. 290. 570. 66 K2O 0. 150. 110. 000. 160. 210. 150. 000. 000. 100. 060. 130. 260. 000. 13 Total100.3899. 5199. 02100. 2499. 7899. 7099. 12100. 4399. 56100. 51100. 4699. 2899. 1199. 32 Si1. 9301. 9501. 9521. 8751. 9331. 9281. 9271. 8711. 8471. 8041. 8291. 9261. 8731. 797 Ti0. 0060. 0140. 0000. 0200. 0000. 0160. 0010. 0140. 0200. 0200. 0170. 0090. 0200. 044 Al0. 0700. 0500. 0480. 1250. 0670. 0720. 0730. 1290. 1530. 1960. 1710. 0740. 1270. 203 Al0. 0250. 0540. 0400. 0390. 0630. 0730. 0810. 0830. 1160. 0930. 0980. 0930. 1100. 061 Fe30. 0690. 0000. 0300. 0900. 0130. 0000. 0200. 0580. 0240. 0920. 0710. 0000. 0180. 108 Fe20. 0720. 1340. 0930. 0970. 1520. 1420. 0980. 0590. 1100. 0660. 0700. 1380. 1420. 188 Mn0. 0060. 0100. 0080. 0070. 0130. 0200. 0120. 0130. 0010. 0010. 0040. 0090. 0040. 006 Mg0. 8690. 8590. 8880. 8440. 8840. 8960. 9170. 8720. 8310. 8220. 8520. 8720. 8040. 664 Ca0. 9160. 9230. 9190. 8590. 8650. 8250. 8400. 8590. 8720. 8780. 8520. 8460. 8610. 874 Na0. 0300. 0000. 0220. 0370. 0000. 0210. 0310. 0410. 0220. 0260. 0280. 0210. 0410. 048 K0. 0070. 0050. 0000. 0070. 0100. 0070. 0000. 0000. 0050. 0030. 0060. 0120. 0000. 006 Total3. 9933. 9954. 0003. 9933. 9903. 9934. 0004. 0003. 9953. 9973. 9943. 9884. 0003. 994 Mg86.086. 587. 881. 984. 386. 388. 688. 286. 183. 985. 886. 383. 469. 2 Wo47. 39447. 89747. 41545. 28044. 88043. 83144. 50546. 15047. 45647. 22946. 04245. 34447. 07147. 502 En44. 99244. 60045. 82344. 49245. 88347. 61148. 59146. 80545. 18944. 23746. 07646. 75343. 94436. 090 Fs7. 6147. 5036. 76210. 2279. 2378. 5586. 9047. 0457. 3568. 5347. 8827. 9038. 98616. 409 注 编号 1、 2、 3, 依次为由辉石中心到边缘。 1605 地 质 学 报2008 年 表 2 小斑晶辉石成分电子探针分析结果 Table 2 Electric microprobe analyses of small pyroxene phenocrysts 样品QH722 22QH7 22 23QH7 2322QH723 24LS0327 23LS03 2724LS0328 23 样品名称富辉橄玄岩玄武岩 编号zbzbzbzbzbzbzb SiO253. 4952. 7554. 4751. 7452. 5951. 1152. 0151. 9552. 1951. 9848. 5152. 0352. 7451. 48 TiO20. 200. 190. 000. 170. 000. 660. 600. 391. 030. 601. 520. 880.200. 39 Al2O3 0. 902. 531. 353. 122. 173. 483. 152. 992. 631. 818. 183. 063.944. 48 FeO4. 435. 263. 647. 764. 516. 305. 806. 068. 008. 685. 737. 404.686. 24 MnO0. 020. 240. 270. 500. 340. 580. 000. 370. 000. 270. 480. 230.390. 00 MgO16. 5316. 5116. 7915. 7616. 6615. 7116. 4516. 6914. 3014. 0113. 5614. 9416. 3816. 81 CaO23. 6121. 8323. 63021. 2322. 7421. 8421. 7821. 8221. 9221. 1421. 9521. 6221. 4720. 37 Na2O0. 000. 280. 000. 000. 450. 280. 260. 100. 530. 730. 490. 510.510. 48 K2O0. 040. 100. 020. 000. 000. 080. 000. 120. 000. 000. 060. 030.000. 16 Total99. 2299. 69100. 17100. 2899. 46100. 04100. 05100. 49100. 6099. 22100. 48100. 70100. 31100. 41 Si1. 9741. 9331. 9861. 9041. 9251. 8771.9021. 8931. 9231. 9431. 7761. 9071. 9151. 867 Ti0. 0060. 0050. 0000. 0050. 0000. 0180.0170. 0110. 0290. 0170. 0420. 0240. 0050. 011 Al0. 0260. 0670. 0140. 0960. 0750. 1230.0980. 1070. 0770. 0570. 2240. 0930. 0850. 133 Al0. 0130. 0420. 0440. 0390. 0190. 0270.0380. 0220. 0370. 0230. 1290. 0390. 0830. 058 Fe30. 0040. 0380. 0000. 0470. 0880. 0830.0460. 0760. 0210. 0530. 0480. 0430. 0270. 094 Fe20. 1320. 1230. 1110. 1920. 050. 1110.1320. 1090. 2250. 2190. 1270. 1840. 1150. 096 Mn0. 0010. 0070. 0080. 0160. 0110. 0180.0000. 0110. 0000. 0090. 0150. 0070. 0120. 000 Mg0. 9090. 9020. 9130. 8650. 9090. 860.8970. 9070. 7850. 7810. 740. 8160. 8870. 909 Ca0. 9330. 8570. 9230. 8370. 8920. 8590.8530. 8520. 8650. 8470. 8610. 8490. 8350. 792 Na0. 0000. 0200. 0000. 0000. 0320. 0200.0180. 0070. 0380. 0530. 0350. 0360. 0360. 034 K0. 0020. 0050. 0010. 0000. 0000. 0040.0000. 0060. 0000. 0000. 0030. 0010. 0000. 007 Total3. 9983. 9953. 9994. 0004. 0003. 9964.0003. 9944. 0004. 0003. 9973. 9994. 0003. 993 Mg87. 084. 989. 278. 486. 881. 683. 483. 176. 174. 280. 978. 286. 282. 7 Wo47. 14144. 46347. 21642. 79345. 74644. 50444. 27243. 58345. 60844. 39148. 06344. 70244.52341. 888 En45. 92346. 78846. 68044. 20146. 63244. 54246. 52546. 38441. 39940. 93441. 31342. 98047.26248. 097 Fs6. 9368. 7496. 10413. 0067. 62210. 9559.20210. 03212. 99314. 67510. 62412. 3198. 21510. 016 注 编号 z 表示样品中心, b 表示样品边缘。 图 3 大斑晶单斜辉石的 Si 2Al 线性关系图 Fig. 3 Linear relationship between Si and Alfor the big pyroxene phenocrysts 0. 44, Al2O3的平均含量为 3. 41, FeO 的含量变 化范围在 3. 14 9. 43, 平均为 5. 35; 基质相 辉石 TiO2的含量 为 0. 22 1. 70, 平均 为 0. 62 , Al2O3的平均含量为 4. 07, FeO 的含量变 化范围较集中, 在 5. 16 8. 09 之间, 平均为 6. 83 。基质 相辉石 与斑晶 相辉石相 比, 具高 TiO2、 Al2O3和 FeO 含量的特点。 3. 4 单斜辉石化学成分的总体特征 富辉橄玄岩中单斜辉石 TiO2、 Al2O3和 Na2O 的质量分数平均分别为 0. 33 、 3. 01 和 0. 28, 而玄武岩中单斜辉石的相应值分别为 0. 75、 4. 53 和 0. 47 。玄武岩中单斜辉石较富辉橄玄 岩中单斜辉石略具高 TiO2、 Al2O3和 Na2O 含量的 特点。但其总体上都表现为低 Ti、 Al 和 Na 含量的 特点, 显示出岩浆为拉斑玄武系列的特征。这与中 国东部大陆碱性玄武岩中单斜辉石高 Ti 和高 Na 的特征有明显区别鄂莫岚等, 1987 。 研究区火山岩单斜辉石从大斑晶、 小斑晶到基 质辉石, 其 Mg 逐渐 减小。按 Morimoto 等人 1988 提出的辉石分类命名方案, 本文研究的单斜 辉石均属Ca2Mg2Fe辉石族, 将辉石的化学成分 1606 第 11 期 苏慧敏等阿尔泰南缘中泥盆世北塔山组火山岩中单斜辉石的矿物学研究及其地质意义 表 3 基质辉石成分电子探针分析结果 Table 3 Electric microprobe analyses of groundmass pyroxene 样品QH7 23QH7 2321 QH723 22 QH7 2323QH7 24QH7 26QH726 21 QH7 2622LS03 27LS03 27 21LS03 28LS03 28 21 LS0328 22 样品名称富辉橄玄岩玄武岩 SiO252. 1949. 3448. 7052. 9350. 5850. 4053.5552. 4750. 1749. 1651. 8552. 9952. 55 TiO20. 220. 700. 450. 400. 480. 510. 290. 421. 011. 700. 710. 570. 62 AL2O33. 266. 376. 551. 994. 384. 642. 703. 056. 644. 732. 692. 933. 00 FeO6. 007. 527. 866. 486. 967. 536. 447. 106. 068. 097. 026. 605. 16 MnO0. 250. 640. 370. 030. 490. 490. 430. 340. 100. 710. 000. 210. 44 MgO16. 5914. 1914. 6317. 6515. 3214. 7316.8715. 4014. 7112. 6315. 6815. 7616. 45 CaO21. 6020. 5120. 0119. 9221. 6621. 8518.5020. 7821. 1721. 1621. 3021. 0122. 07 Na2O0. 340. 230. 380. 120. 130. 300. 500. 470. 310. 870. 500. 550. 00 K2O0. 030. 160. 140. 000. 030. 040. 150. 040. 160. 120. 000. 000. 00 Total100. 4899. 6699. 0999. 52100. 03100. 4999.43100. 07100. 3399. 1799. 75100. 62100. 29 Si1. 8981. 8281. 8071. 9441. 8621. 8501. 9681. 9291.8361. 8431.9101. 9331.921 Ti0. 0060. 0200. 0130. 0110. 0130. 0140. 0080. 0120.0280. 0480.0200. 0160.017 Al0. 1020. 1720. 1930. 0560. 1380. 1500. 0320. 0710.1640. 1570.0900. 0670.079 Al0. 0370. 1060. 0930. 0300. 0520. 0510. 0850. 0610.1220. 0510.0270. 0590.050 Fe30. 0780. 0510. 1080. 0120. 0700. 0940. 0000. 0210.