阿拉斯加型镁铁—超镁铁质杂岩体地质特征及成因.docx

阿拉斯加型镁铁—超镁铁质杂岩体地质特征及成因[摘要]阿拉斯加型超镁铁-镁铁质杂岩体具有独特的环带状结构，每个杂岩体最中心的是纯橄岩，往外是异剥橄榄岩，橄榄单斜辉石岩，单斜辉石岩。其主量元素特征一般与正常分离结晶作用趋势一致，微量元素则因堆晶相的不同具有不同的组成。研究表明，阿拉斯加型岩体堆晶的先后顺序为：橄榄石+铬铁矿，单斜辉石，磁铁矿，角闪石，斜长石±斜方辉石。矿物组成特征表明这些岩石在结晶时具有相对较高的氧逸度，其母岩浆与阿留申岛弧熔岩的原始岩浆相似。[关键字]阿拉斯加型超镁铁-镁铁质杂岩体分离结晶氧逸度原始岩浆[中图分类号]P571[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-5-53-20引言阿拉斯加型超镁铁-镁铁质杂岩体具有特殊的大地构造背景，内部的环带状结构，以及产出相关的矿床，因而引起众多研究者的关注。对于这种类型岩体的研究始于北美阿拉斯加东南部地区，这种类型的岩体从前寒武到新生代都有分布。在1960年的时候，这些岩体就被认为是一种单独类型的侵入体，因为在一些大型的岩体中出现了同心分带，在文献中多以“分带超镁铁质岩”“环状超镁铁质岩”“环状分带超镁铁质岩”等术语来进行描述。但是杂岩体中这种环状分带的结构并不是普遍存在的，具有这种结构的杂岩体也多是不连续不对称的。在阿拉斯加地区，也只有Blashke岛上的超镁铁质岩发育很完好，呈对称分布。Irvine等于1974年首次在文献中将这种类型的杂岩体命名为“AlaskanType”（Irvine，1974）。之后，这个术语就被广泛引用于类似的超镁铁-镁铁质杂岩体的研究中。1岩石特征大多数Alaskan型超镁铁质杂岩体大体在平面上呈椭圆到圆形，和围岩接触界线很陡。杂岩体出露大小从几米到10千米。在阿拉斯加地区较大的杂岩体有Klukwan，Haines，PortSnettisham，KanePeak，Blashke岛，UnionBay，SaltChuck，Annette岛，Duke岛等。而这些较大的杂岩体中，Blaske岛，KanePeak，UnionBay，Duke岛等具有较为完整的环状分带。每个杂岩体最中心的是纯橄岩，往外是异剥橄榄岩，橄榄单斜辉石岩，单斜辉石岩，在某些杂岩体中磁铁矿和角闪石含量很高。所有的超镁铁质岩体，包括最大的几个（Klukwan，Haines，PortSnettisharn），都主要由含磁铁矿角闪单斜辉石岩和角闪石岩组成。2地球化学特征主量元素：阿拉斯加型杂岩体都是由不同比例的硅酸盐和磁铁矿通过堆晶作用形成。因此可以用标准硅酸盐矿物的Mg#值来指示，在分离结晶作用中岩石地球化学作及变化。在含有众多岩石类型的较大岩体中，Mg#值变化范围较大，一般与正常分离结晶作用趋势一致。微量元素：阿拉斯加型杂岩体中不用的单元具有不同的稀土模式。纯橄岩具有非常低的稀土含量（0.03-0.9），其稀土组成模式基本上是平坦的。异剥橄榄岩的稀土模式和纯橄岩相似，但是稀土总量较高。在KanePeak地区的金云母橄榄岩样品相比于纯橄岩和异剥橄榄岩样品显示出轻度的LREE富集，该样品橄榄岩堆晶之中充填了较多的角闪石，较少的金云母和斜长石。LREE可能富集于这些填隙矿物之中。橄榄单斜辉石岩和单斜辉石岩的REE含量约从5到20，具有凸起的分配模式。辉长岩的REE含量比单斜辉石岩高些，从5到60，其REE分配模式从平坦变化到轻微的HREE亏损。除了Blashke岛，所有的杂岩体的REE显示出大致相似的丰度水平及分配形式。这表明所有的杂岩体可能由特定条件下形成的相似母岩浆分异形成。3讨论超镁铁镁铁质岩的结晶条件：阿拉斯加型超镁铁镁铁质岩石是由玄武质岩浆形成，而玄武质岩浆经历分离结晶和和矿物浓集过程。结合堆晶相出现的顺序及矿物化学成分的损耗，表明阿拉斯加型超镁铁质岩堆晶的顺序如下：橄榄石+少量铬铁矿，单斜辉石，磁铁矿，角闪石，斜长石±斜方辉石。这种顺序，除了斜方辉石，前人对水饱和和水部饱和的玄武质熔体，在氧逸度接近镍氧化物缓冲线条件下进行实验，出现过这种结晶次序。岩浆中富磁铁矿和角闪石表明，由超镁铁质岩熔融形成的该岩浆很富Fe2O3和水，至少在磁铁矿和角闪石结晶的时候是这样。磁铁矿以氧化物堆晶形式出现，晚于单斜辉石，早于普通角闪石。在大多数磁铁矿单斜辉石岩的单斜辉石中En组分也表明，这些岩石在结晶时具有相对较高的氧逸度。估计堆晶矿物结晶的温度最好是与含水玄武岩熔融及结晶实验进行比较。在压力位5kbar氧逸度为NNO附近时，磁铁矿稳定的最高温度是1085度，普通角闪石稳定的最高温度是1025度。这些条件指示磁铁矿单辉岩，角闪单辉岩，角闪石岩结晶的温度范围。通过对斜长石稳定的上限分析，辉长岩可能结晶开始于925度，结晶完成于815度。在KanePeak的橄榄岩中韭闪石作为填隙矿物出现