項(xiàng)媛馨， 余達(dá)淦， 巫建華

(東華理工大學(xué)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，江西撫州 344000)

江西廣豐早白堊世堿性橄欖玄武巖中單斜輝石礦物化學(xué)及其地質(zhì)意義

項(xiàng)媛馨， 余達(dá)淦， 巫建華*

(東華理工大學(xué)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，江西撫州 344000)

江西廣豐早白堊世晚期堿性橄欖玄武巖中含有大、小兩類單斜輝石斑晶，它們的主量元素間呈線性相關(guān)，且與大斑晶、小斑晶相平衡的巖漿Mg#值均類似于寄主巖石的Mg#值，說明它們與寄主巖石同源。早期的單斜輝石大斑晶粒徑達(dá)1～1.5 cm，SiO2，MgO，TFeO，CaO含量和Mg#值相對較低，Al2O3和TiO2含量相對較高，具有堿性玄武巖中單斜斑晶的礦物學(xué)特征;而晚期的單斜輝石小斑晶粒徑為0.3～0.5 cm，SiO2，MgO，TFeO，CaO含量和Mg#值相對較高，Al2O3和TiO2含量相對較低，也具有堿性玄武巖中斑晶的礦物學(xué)特征。單斜輝石大斑晶Wo(硅灰石)相對較高，En(頑輝石)含量相對較低，主要為含鈦透輝石、含鈦次透輝石，結(jié)晶溫度為1 272～1 349℃、壓力為1.23～1.93 GPa，深度相當(dāng)于41～64 km，可能是原始巖漿絕熱底辟上升結(jié)晶形成的;單斜輝石小斑晶Wo含量相對較低，En含量相對較高，主要為含鈦普通輝石和頑透輝石，結(jié)晶溫度為1 186～1 220℃、壓力為0.44～0.75 GPa，深度相當(dāng)于15～25 km，可能是相對原始的巖漿上升到淺部發(fā)生結(jié)晶分異作用形成的。

堿性橄欖玄武巖;單斜輝石;早白堊世;廣豐;江西

中國東南部繼早白堊世早期Gradstein et a1.，2004;章森桂等，2009)強(qiáng)烈的中酸性巖漿活動之后，早白堊世晚期轉(zhuǎn)為紅色沉積盆地發(fā)育時期，并伴隨有玄武質(zhì)巖漿的噴溢，形成了堿性系列玄武巖或亞堿性系列拉斑玄武巖。其中，武夷山以東地區(qū)以亞堿性系列拉斑玄武巖為主，并常與流紋質(zhì)火山巖構(gòu)成雙峰式火山巖組合(邱檢生等，1999;陳榮等，2000;謝昕等，2003;周金城等，2006);以西地區(qū)則以堿性系列玄武巖為主(章邦桐等，2001，閆峻等，2005;余心起等，2005)，亞堿性系列拉斑玄武巖與大量流紋質(zhì)火山巖構(gòu)成不對稱雙峰式火山巖組合僅見于粵北的長塘盆地和仁居盆地(巫建華等，1999)。位于江紹 廣豐 萍鄉(xiāng)斷裂與邵武 河源斷裂的相交部位的廣豐盆地，出露有橄欖玄粗巖系列和堿性橄欖玄武巖系列兩類堿性系列玄武巖。該盆地西部的紅色沉積巖系中有多層玄武巖產(chǎn)出，并可分為兩套:一套屬橄欖玄粗巖系列，呈巖床狀夾于紅色沉積巖系中部的泥巖中，以墨綠色、多氣孔、多漿爆、氣爆為特征，K-Ar年齡為98.0～104 Ma;另一套屬堿性橄欖玄武巖系列，產(chǎn)于紅色沉積巖系上部的砂礫巖之中，以紫紅色為特征，K-Ar同位素年齡為98.8～103 Ma(王勇等，1996;余達(dá)淦等，2005)。盆地東部未見玄武巖，但有大量呈NNW產(chǎn)出的基性、中酸性脈巖群，基性脈巖切穿酸性脈巖(余達(dá)淦等，2005)。另外，盆地東部還發(fā)育有NNE向的基性脈巖，其K-Ar法年齡為41.4～40.6 Ma(余達(dá)淦等，2001，2005)。廖群安等(1999)對盆地西部橄欖玄粗巖系列火山巖和堿性橄欖玄武巖的地球化學(xué)特征進(jìn)行了研究，注意到了堿性橄欖玄武巖具有拉斑玄武巖系列的特征，但忽視了它還具有堿性系列特征的屬性。余達(dá)淦等(2005)對盆地東部NNE向基性脈巖的輝石礦物進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)輝石斑晶有大斑晶和小斑晶之分，兩者的化學(xué)成分有區(qū)別，形成的溫度、壓力條件也不同。筆者對盆地西部橄欖玄粗巖系列火山巖和堿性橄欖玄武巖進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)研究，主要闡述堿性橄欖玄武巖中單斜輝石斑晶的類型與礦物化學(xué)特征，分析單斜輝石斑晶與寄主巖石的關(guān)系，探討單斜輝石斑晶在寄主巖漿上升過程的演化、巖漿堿度變化、構(gòu)造環(huán)境判別研究中的意義。

1 單斜輝石寄主巖石的巖石學(xué)特征

1.1 巖相學(xué)特征

單斜輝石寄主巖石常呈紫紅色，氣孔和杏仁體發(fā)育，多斑結(jié)構(gòu)。斑晶主要由橄欖石和輝石組成，橄欖石斑晶含量為15%～20%，常具暗化的黑色邊(照片1)，多數(shù)已滑石化、伊丁石化(照片2)呈小紅斑點(diǎn)，具陸上強(qiáng)氧化噴發(fā)環(huán)境的特點(diǎn);輝石斑晶占5%～10%，主要由單斜輝石組成，也有少量斜方輝石，部分輝石發(fā)生蛇紋石化和綠泥石化。單斜輝石斑晶可分為大斑晶和小斑晶兩類，前者粒徑可達(dá)1～1.5 cm，后者為0.3～0.5 cm。單斜輝石大斑晶肉眼可見，黑色、油脂光澤，常見數(shù)個輝石組成輝石集合體。單斜輝石單體形態(tài)成板狀、柱狀晶體，晶形完整，少數(shù)發(fā)育雙晶，無明顯環(huán)帶結(jié)構(gòu)，反映結(jié)晶相對緩慢，且生長時溫度、壓力及氧逸度等物理化學(xué)條件保持相對穩(wěn)定，即在一個相對穩(wěn)定的巖漿房或巖漿演化過程中形成(陳道公等，1997);單斜輝石集合體常成菊花狀、放射狀，構(gòu)成圓形小顆粒(照片3，4)。單斜輝石大斑晶呈尖稜角狀和渾園狀的特征，反映晶體形成后經(jīng)過了搬運(yùn)和遷移。常見晚期單斜輝石小斑晶交代早期單斜輝石大斑晶(照片5)，也可見到橄欖石斑晶交代單斜輝石大斑晶(照片6)，說明單斜輝石大斑晶的形成早于單斜輝石小斑晶和橄欖石斑晶?；|(zhì)主要由橄欖石和斜長石小晶體組成，呈交織結(jié)構(gòu)和間隱結(jié)構(gòu)，斜長石呈交織狀或間隱狀，其間隙中夾橄欖石小晶體;微晶斜長石呈細(xì)小條狀，常見鉀長石環(huán)邊;橄欖石小晶體多數(shù)具暗化邊及伊丁石化?；|(zhì)大量橄欖石晶出反映玄武質(zhì)巖漿硅不飽和。

表1 江西廣豐白堊紀(jì)單斜輝石寄主巖石主元素分析結(jié)果及主要參數(shù)一覽表Tab.1 The analyses results and main parameters of major elements of host rocks for clinopyroxenes from Guangfeng in Early Cretaceous 10－2

1.2 巖石化學(xué)特征

由于單斜輝石寄主巖石存在方解石或氟石等氣孔充填物，而且易受到后期蝕變的影響，筆者除了盡量選擇新鮮的巖石樣品外，在進(jìn)行全巖化學(xué)分析前對樣品仔細(xì)清洗和挑選，盡量將氣孔中充填的或后期蝕變形成的碳酸鹽礦物剔除。所選樣品主元素分析結(jié)果及主要參數(shù)列于表1。從表1中可以看出，主量元素分析結(jié)果仍顯示出較高的燒失量，但燒失量均小于4%，且絕大多數(shù)小于3.5%，說明單斜輝石寄主巖石的元素組成沒有受到巖石蝕變作用的影響(Scarrow et al.，1998)。單斜輝石寄主巖石的 SiO2含量為 47.6% ～49.5%(平均為48.4%)，Na2O為2.20%～3.55%(平均2.9%)，K2O為0.61%～2.00%(平均1.4%)，(K2O+Na2O)為3.78%～4.94%(平均4.3%)，在TAS圖解上屬堿性系列玄武巖范圍(圖1);Al2O3為15.2%～17.8%(平均16.3%)，CaO為7.40%～10.3%(平均8.8%)，TiO2為1.32%～1.86%(平均1.42%)，AR為1.32～1.49，在AR-SiO2圖解上落入堿性系列范圍(圖2);FeO為2.33%～7.56%(平均4.15%)，F(xiàn)e2O3為2.87%～10.7%(平均6.07%)，MgO為5.23%～8.78%(平均7.09%)，在AFM圖解上拉斑玄武巖系列與鈣堿性系列的界線附近(圖3)，但隨MgO的降低(FeO+Fe2O3)明顯升高，顯示出拉斑玄武巖系列的特征。可見，單斜輝石寄主巖石既具有堿性系列玄武巖的特征又具有拉斑玄武巖系列的特征，屬典型的堿性橄欖玄武巖。

圖3 單斜輝石寄主巖石AFM圖解(Irvine et al.，1971)Fig.3 AFM diagram of clinopyroxenes host rocks

2 單斜輝石的礦物化學(xué)特征

挑選廣豐盆地白堊紀(jì)堿性橄欖玄武巖中未蝕變或微弱蝕變的單斜輝石斑晶進(jìn)行電子探針分析，測試結(jié)果及相關(guān)參數(shù)列于表2。從表2可以看出，單斜輝石大斑晶SiO2含量相對較低，Al2O3和TiO2含量相對較高，SiO2=47.7%～50.1%(平均為49.13%)，Al2O3= 5.46% ～7.43%(平 均6.04%)TiO2=0.87%～1.66%(平均1.18%);單斜輝石小斑晶SiO2含量相對較高、Al2O3和TiO2含量相對較低，SiO2=49.5% ～51.3%(平均50.47%)，Al2O3=3.30% ～ 4.10%(平 均3.67%)，TiO2=0.69%～1.47%(平均0.96%)。在Al2O3-TiO2圖解(圖4)上，單斜輝石大斑晶主要落入堿性系列范圍，單斜輝石小斑晶主要落入堿性系列與亞堿性系列疊合范圍;在Ti－(Ca+Na)圖解(圖5)上，單斜輝石大斑晶和小斑晶全部落入堿性系列范圍。單斜輝石大斑晶MgO，TFeO，CaO含量和Mg#值略低，MgO=13.7%～15.4%(平均14.5%)，TFeO=5.19%～8.59%(平均6.51%)，CaO=0.1% ～22.3%(平均 21.4%)，Mg#=78.9～87.4(平均83.8);單斜輝石小斑晶MgO，TFeO，CaO含量和 Mg#值略高，MgO=14.7% ～16.2%(平均15.6%)，TFeO=5.96% ～8.43%(平均6.73%)，CaO=21.1% ～22.5%(平均21.8%)，Mg#=80.0～86.1(平均84.4)。單斜輝石大斑晶TiO2含量和Wo(硅灰石)相對較高，En(頑輝石)含量相對較低，Wo=43.6%～46.2%(平均45.1%)，En=40.1%～44.7%(平均42.4%)，F(xiàn)s(鐵輝石)=8.67%～14.2%(平均10.9%);單斜輝石小斑晶TiO2含量和Wo含量相對較低，En含量相對較高，Wo=43.1% ～45.5%(平均44.1%)，En=41.8% ～45.3(平均 43.8%)，F(xiàn)s=9.44%～13.6%(平均10.8%)。在Wo-En-Fs圖解(圖6)上，單斜輝石大斑晶主要落入透輝石和次透輝石范圍，少數(shù)落入頑透輝石和普通輝石范圍，結(jié)合TiO2含量可分別命名為含鈦透輝石、含鈦次透輝石、含鈦普通輝石和頑透輝石;單斜輝石小斑晶主要落入普通輝石和頑透輝石范圍，少數(shù)落入透輝石和次透輝石范圍，結(jié)合TiO2含量可分別命名為含鈦普通輝石、頑透輝石、透輝石和次透輝石。單斜輝石大斑晶具有相對低Si、高Al的特征，而小斑晶具有相對高Si、低Al的特征;在單斜輝石Si-Al關(guān)系圖(圖7)上，單斜輝石大斑晶落入堆積巖中單斜輝石的范圍附近，而小斑晶落入堿性玄武巖中輝石斑晶的范圍內(nèi)。單斜輝石大斑晶 AlⅣ為0.138 2～0.207 1(平 均 0.174 9)、AlⅥ 為0.064 0～0.149 0(平均0.089 6)，小斑晶AlⅣ為0.114 6～0.151 4(平 均 0.127 0)、AlⅥ 為0.021 7～0.048 2(平均0.033 3)(表2)。在Si-AlⅣ關(guān)系圖解(圖8)上，單斜輝石大斑晶和小斑晶呈良好負(fù)相關(guān)線性關(guān)系，表明單斜輝石大斑晶和小斑晶都是幔源玄武巖巖漿在由深部向淺部運(yùn)移過程中逐步結(jié)晶的產(chǎn)物，因?yàn)閹r漿結(jié)晶分異是六次配位Al增加的過程(陳光遠(yuǎn)等，1987)。

3 單斜輝石與寄主巖石的關(guān)系

根據(jù)化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特征以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，Wass(1979)將單斜輝石分為四大類:第一類是Cr透輝石，代表偶然捕獲的地幔礦物捕虜晶;第二類是偶然捕獲的Al普通輝石或次透輝石，是玄武質(zhì)巖漿在地?；驓め＿^渡帶中結(jié)晶出的晶體，并由后期寄主玄武質(zhì)巖漿攜帶到地表，這些Al普通輝石由于在固相線下顆粒邊緣與熔體不同程度的反應(yīng)而具有多種結(jié)構(gòu)，如出熔、重結(jié)晶及變質(zhì)結(jié)構(gòu);第三類是原始堿性玄武質(zhì)巖漿在高壓下結(jié)晶出的Al普通輝石和次透輝石，圍繞渾圓狀或棱角狀A(yù)l普通輝石碎塊普遍發(fā)育有灰白色反應(yīng)邊，它們與寄主巖同源;第四類是由玄武質(zhì)巖漿在低壓下結(jié)晶的單斜輝石斑晶，這類單斜輝石與其他三類輝石很容易區(qū)分，它們顆粒小、呈自形晶，礦物顆粒邊緣缺乏反應(yīng)現(xiàn)象及生長邊，且Al含量比較低。廣豐白堊紀(jì)堿性橄欖玄武巖中的單斜輝石大斑晶具有較高的Al含量，Al2O3為5.46%～6.93%(平均6.04%)，而且顆粒比較大，屬Wass(1979)分類的第三類單斜輝石，即它們是原始堿性玄武質(zhì)巖漿在高壓下結(jié)晶的單斜輝石;小斑晶具有較低的Al含量，Al2O3為3.30%～4.10%(平均3.67%)，屬Wass(1979)分類的第四類單斜輝石，即它們是由玄武質(zhì)巖漿在低壓下結(jié)晶的單斜輝石。

表2 堿性橄欖玄武巖中單斜輝石成分電子探針分析結(jié)果Tab.2 Electric microprobe analyses of clinopyroxenes in alkali olivine basalts

續(xù)表

圖8 單斜輝石Si-AlⅣ線性關(guān)系圖Fig.8 Si-AlⅣLinear relationship of clinopyroxenes

如果單斜輝石巨晶是從早期玄武質(zhì)巖漿中高壓下晶出的，那么它們就是同源的，即同時來源于同一種原始巖漿。否則，它們就是不同源的，即玄武質(zhì)巖漿上升過程中攜帶的捕虜晶(肖燕等，2008)。確定單斜輝石巨晶與寄主巖石是否同源，可采用Mg-Fe在熔體與單斜輝石之間的分配系數(shù)Kdcpx［=(ωFeO/ωMgO)cpx/(ωFeO/ωMgO)liq，式中cpx為單斜輝石;liq為熔體］=0.36±0.04(Kinzler，1997)來估算與單斜輝石斑晶處于平衡狀態(tài)的巖漿的Mg#，然后根據(jù)估算出的原始巖漿Mg#與寄主巖石的Mg#相比較，如果與單斜輝石斑晶相平衡的原始巖漿的Mg#較高或與寄主玄武巖的Mg#類似，則說明這些單斜輝石斑晶與寄主巖漿的MgO，F(xiàn)eO含量基本處于平衡狀態(tài)，也就是說單斜輝石巨晶與其寄主巖很可能是同源的。反之，如果原始巖漿的Mg#比寄主巖的Mg#還低，那么就說明單斜輝石斑晶是由其他巖漿生成的，而由寄主巖漿將其帶到地表，即為捕虜晶(肖燕等，2008)。計算結(jié)果顯示，寄主巖石Mg#=48.7～71.0(平均61.7，表1)，大斑晶相平衡的巖漿Mg#=57.4～70.8(平均為65.0，表2)，小斑晶相平衡的巖漿Mg#=59.4～69.1(平均65.9，表2)，指示與單斜輝石大、小斑晶相平衡的巖漿Mg#類似于寄主巖石的Mg#，說明單斜輝石大、小斑晶應(yīng)該分別是寄主堿性玄武質(zhì)巖漿早期在高壓、晚期在低壓下結(jié)晶的。另外，單斜輝石大、小斑晶的主量元素間呈線性相關(guān)，如MgO與CaO，Al2O3，F(xiàn)eO，TiO負(fù)相關(guān)，與SiO2正相關(guān)，也說明大斑晶和小斑晶是類似原始巖漿經(jīng)過不同程度分離結(jié)晶形成的(陳道公等，1997)。

4 地質(zhì)意義

研究輝石的化學(xué)成分，不僅能準(zhǔn)確確定其種屬名稱，而且能查明寄主巖石化學(xué)成分的演變規(guī)律、堿度系列變化及產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境，尤其是在巖石遭受變質(zhì)、蝕變，而輝石仍保留原生殘晶時，其研究的結(jié)果比據(jù)巖石化學(xué)研究的結(jié)果更具真實(shí)性、可靠性(曾廣策等，2002)。

4.1 寄主堿性玄武質(zhì)巖漿上升過程中的演變規(guī)律

廣豐早白堊世堿性橄欖玄武巖中單斜輝石斑晶包括大斑晶和小斑晶兩類，與單斜輝石大、小斑晶相平衡的巖漿Mg#類似于寄主巖石的Mg#說明，單斜輝石大、小斑晶是寄主堿性玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。單斜輝石大、小斑晶的主量元素間呈線性相關(guān)，如MgO與CaO，Al2O3，F(xiàn)eO，TiO負(fù)相關(guān)、與SiO2正相關(guān)，也說明大斑晶和小斑晶是類似原始巖漿經(jīng)過不同程度分離結(jié)晶形成的(陳道公等，1997)。單斜輝石大、小斑晶礦物化學(xué)成分的區(qū)別主要是寄主堿性玄武質(zhì)巖漿在不同溫度和壓力條件下結(jié)晶造成的，前者是寄主堿性玄武質(zhì)巖漿早期在高壓下結(jié)晶的，后者是寄主堿性玄武質(zhì)巖漿晚期在低壓下結(jié)晶的。晚期單斜輝石小斑晶和橄欖石斑晶交代單斜輝石大斑晶(照片5，6)，說明單斜輝石大斑晶的形成早于單斜輝石小斑晶和橄欖石斑晶。輝石大斑晶早于橄欖石斑晶晶出與玄武巖漿所處的壓力具有密切關(guān)系，據(jù)Gren(1967)的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究，在中壓(1～2 GPa)下，首先晶出的是單斜輝石，在巖漿上升過程中隨壓力的降低橄欖石才逐步晶出。單斜輝石大斑晶MgO，TFeO，CaO含量和Mg#值略低，單斜輝石小斑M(jìn)gO，TFeO，CaO含量和Mg#值略高，可能是因?yàn)樾滟|(zhì)巖漿在軟流圈頂部晶出單斜輝石大斑晶之后，巖漿向上運(yùn)移過程中橄欖石逐步分離結(jié)晶而使巖漿(TFeO/MgO)比值相對單斜輝石大斑晶中(TFeO/MgO)比值變大所致，這與單斜輝石寄主巖石的巖相學(xué)特征相吻合。單斜輝石大斑晶與堆積巖中單斜輝石相似，而小斑晶屬堿性玄武巖中輝石斑晶(圖8)，說明單斜輝石大斑晶可能是堿性玄武質(zhì)巖漿在深位巖漿房晶出的產(chǎn)物，小斑晶可能是堿性玄武質(zhì)巖漿淺位巖漿房晶出的產(chǎn)物。單斜輝石溫度、壓力估算的結(jié)果，也進(jìn)一步證實(shí)了這個認(rèn)識。根據(jù) P(0.1GPa)=－7.538 3+83.169 2(Al)，T(℃)=1 056.898 6+902.797 8(Al)的關(guān)系式(Thompson，1974)估算，單斜輝石大斑晶的結(jié)晶溫度為1 272～1 349℃、壓力為1.23～1.93 GPa(表2)，深度相當(dāng)于41～64 km(假定1GPa≈33km，Putirka et al.，2003)，這與全巖的Q'～Ol'-Ne'圖解得出的結(jié)論一致(廖群安等，1999);而小斑晶的結(jié)晶溫度為1 186～1 220℃、壓力為0.44～0.75 GPa(表2)，深度相當(dāng)于15～25 km。另一方面，計算的單斜輝石大斑晶的形成溫度(1 272～1 349℃)基本上與軟流圈地幔的溫度(1 280～1 350℃，Mckenzie et al.，1988)相當(dāng)，可能代表了原始巖漿的溫度，是原始巖漿絕熱底辟上升結(jié)晶形成的，因?yàn)閹r漿源區(qū)的深度要比單斜輝石大斑晶結(jié)晶時的深度要深，可能達(dá)到80km(Zhang et al.，2008);而小斑晶的形成溫度(1 186～1 220℃)明顯偏低，結(jié)晶深度也比較淺，可能代表了巖漿房的溫度，是相對原始的巖漿上升到淺部發(fā)生結(jié)晶分異作用形成的。上述單斜輝石斑晶化學(xué)成分特征表明，寄主堿性玄武質(zhì)巖漿在上升的過程中，分別在約41～64 km的深位巖漿房和約15～25 km的淺位巖漿房滯留過。

4.2 寄主堿性玄武質(zhì)巖漿的堿度系列的變化趨勢

廣豐早白堊世堿性橄欖玄武巖中，單斜輝石大斑晶在Al2O3-TiO2和Ti-(Ca+Na)圖解(圖4，5)上全部落入堿性系列范圍，說明單斜輝石大斑晶結(jié)晶時，巖漿具有堿性巖漿的特征，與寄主巖石主元素的判斷結(jié)果一致;而單斜輝石小斑晶在Al2O3-TiO2圖解(圖4)上主要落入堿性系列與亞堿性系列疊合范圍，在Ti-(Ca+Na)圖解(圖5)上全部落入堿性系列范圍，說明單斜輝石小斑晶結(jié)晶時，巖漿的堿度有所降低，但仍屬堿性系列。單斜輝石大斑晶TiO2含量和Wo(硅灰石)相對較高，En(頑輝石)含量相對較低，以含鈦透輝石、含鈦次透輝石為主，小斑晶TiO2含量和Wo含量相對較低，En含量相對較高，以含鈦普通輝石和頑透輝石為主(表2，圖6)，說明單斜輝石大斑晶晶出時巖漿堿度較高，單斜輝石小斑晶晶出時巖漿堿度較低。鈦輝石屬于堿性輝石，是堿性系列玄武巖的標(biāo)志性礦物，含鈦量愈高，巖石堿度愈大，即從普通輝石到含鈦質(zhì)輝石再到鈦質(zhì)輝石，反映寄主巖堿度依序增大;次透輝石是一種富鈣程度大的輝石，輝石富鈣也是判別堿性玄武巖的標(biāo)志之一(曾廣策等，2002)。

4.3 寄主堿性玄武巖形成的構(gòu)造環(huán)境判別

研究表明，單斜輝石的成分與構(gòu)造環(huán)境有密切的關(guān)系，特別是含量較低的元素，如Ti，Al，Na及Mn的成分對構(gòu)造環(huán)境有良好的指示作用。Nisbet等(1977)在研究了不同構(gòu)造環(huán)境火山巖中單斜輝石的成分特點(diǎn)后提出，由單斜輝石的TiO2，MnO，Na2O含量可以判斷源巖生成的構(gòu)造環(huán)境，并在大量數(shù)據(jù)多元統(tǒng)計基礎(chǔ)上劃分了構(gòu)造環(huán)境的判別圖。在TiO2-MnO-Na2O圖解(圖9)上，單斜WPT-板內(nèi)拉斑玄武巖;WPA-板內(nèi)堿性玄武巖;VAB-火山弧玄武巖;OFB-洋底玄武巖輝石大斑晶幾乎全部落入板內(nèi)堿性玄武巖范圍內(nèi)，個別落入火山弧玄武巖+板內(nèi)拉斑玄武巖+板內(nèi)堿性玄武巖范圍內(nèi);而單斜輝石小斑晶半數(shù)落入板內(nèi)堿性玄武巖范圍內(nèi)，個別也落入火山弧玄武巖+板內(nèi)拉斑玄武巖+板內(nèi)堿性玄武巖范圍內(nèi)?？梢姡瑥V豐白堊紀(jì)堿性橄欖玄武巖中的單斜輝石的成分總體顯示板內(nèi)堿性玄武巖的特征。

圖9 單斜輝石TiO2-MnO-Na2O圖解(Niabet et al.，1977)Fig.9 Diagram of TiO2-MnO-Na2O in clinopyroxene

5 結(jié)論

綜上所述，可得出以下結(jié)論:

(1)江西廣豐早白堊世晚期單斜輝石的寄主巖石既有堿性系列玄武巖的主元素特征，也有拉斑系列玄武巖的主元素特征，是典型的堿性橄欖玄武巖系列的玄武巖。

(2)單斜輝石斑晶包括大斑晶、小斑晶兩類，它們的主量元素間呈線性相關(guān)，且與大斑晶、小斑晶相平衡的巖漿Mg#值均類似于寄主巖石的Mg#值，說明它們與寄主巖石同源。

(3)早期的單斜輝石大斑晶粒徑達(dá)1～1.5 cm，SiO2，MgO，TFeO，CaO含量和Mg#值相對較低，Al2O3和TiO2含量相對較高，具有堿性玄武巖中單斜斑晶的礦物化學(xué)特征;Wo(硅灰石)相對較高，En(頑輝石)含量相對較低，主要為含鈦透輝石、含鈦次透輝石，結(jié)晶溫度為1 272～1 349℃、壓力為1.23～1.93 GPa，結(jié)晶深度相當(dāng)于41～64 km，可能是原始巖漿絕熱底辟上升結(jié)晶形成的。

(4)晚期的單斜輝石小斑晶粒徑為0.3～0.5 cm，SiO2，MgO，TFeO，CaO含量和Mg#值相對較高，Al2O3和TiO2含量相對較低，部分具有堿性玄武巖中斑晶的礦物化學(xué)特征;Wo含量相對較低，En含量相對較高，主要為含鈦普通輝石和頑透輝石，結(jié)晶溫度為1 186～1 220℃、壓力為0.44～0.75 GPa，深度相當(dāng)于15～25 km，可能是相對原始的巖漿上升到淺部發(fā)生結(jié)晶分異作用形成的。

白志明.2000.北京西山中生代火山巖中單斜輝石礦物化學(xué)及成因意義［J］.巖石礦物學(xué)雜志，(2):174-183.

陳道公，夏群科，支霞臣.1997.中國東部新生代玄武巖中巨晶礦物的地球化學(xué)［J］.地球?qū)W報，l8(3):299-305.

陳光遠(yuǎn)，等.1987.成因礦物學(xué)與找礦礦物學(xué)［M］.

陳榮，周金城.2000.浙江沿海晚中生代拉斑玄武巖漿侵位深度的討論［J］.高校地質(zhì)學(xué)報，6(3):431-436.

李天福和馬鴻文.2002.中國東部幾個地區(qū)新生代玄武巖中單斜輝石-熔體平衡溫壓:兼論幔源包體的成因［J］.巖石礦物學(xué)雜志，2l(1):l1-23.

廖群安，王京名，薛重生，李昌年.1999.江西廣豐白堊系盆地中兩類玄武巖特征及其與盆地演化的關(guān)系［J］.巖石學(xué)報，(1):116-123.

邱家驤，曾廣策.1987.中國東部新生代玄武巖中低壓單斜輝石的礦物化學(xué)及其巖石學(xué)意義［J］.巖石學(xué)報，1987(4):1-9.

邱檢生，王德滋，周金城.1999.福建永泰云山晚中生代雙峰式火山巖的地球化學(xué)及巖石成因［J］.巖石礦物學(xué)雜志，l8(2):97-107.

蘇慧敏，張東陽，艾羽，張招崇.2008.阿爾泰南緣中泥盆世北塔山組火山巖中單斜輝石的礦物學(xué)研究及其地質(zhì)意義［J］.地質(zhì)學(xué)報，82(11):1602-1612.

巫建華，李清龍.1999.贛南-粵北中生代晚期火山旋回的劃分［J］.華東地質(zhì)學(xué)院，22(2):116-123.

王勇，余達(dá)淦，巫建華.1997.贛東北中生代玄武巖微量元素地球化學(xué)特征［J］.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，20(4):328-335.

謝昕，徐夕生，邢光福，等.2003.浙東早白堊世火山巖組合的地球化學(xué)及其成因研究［J］.巖石學(xué)報，19(3):385-398.

徐步臺，胡永和，李長江，蔣敘良，許峰林.1999.浙東南沿海燕山晚期巖漿巖的穩(wěn)定同位素和微量元素地球化學(xué)研究［J］.礦物巖石，10(4):57-65.

肖燕，張宏福，范蔚茗.2008.華北晚中生代和新生代玄武巖中單斜輝石巨晶來源及其對寄主巖巖漿過程的制約:以莒南和鶴壁為例［J］.巖石學(xué)報，24(01):65-76.

邢光福，楊祝良，薛懷民，趙宇，陶奎元.1999.浙東白堊紀(jì)雙峰式火山巖Sr，Nd同位素組成及其成因意義［J］.地質(zhì)論評，45(增刊):796-804.

邢光福，汪慶華，陶奎元.2001.東南沿海中生代安山巖的地質(zhì)意義［J］.火山地質(zhì)與礦產(chǎn)，22(3):157-162.

余達(dá)淦，葉發(fā)旺，王勇.2001.江西廣豐白堊世中晚期盆地火山-侵入雜巖活動序列確認(rèn)及地質(zhì)意義［J］.大地構(gòu)造與成礦25(3):271-276.

余達(dá)淦，王勇，張國慶.2005.廣豐新生代基性巖多世代輝石礦物學(xué)特征及意義［J］.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，28(4):301-305.

余心起，舒良樹，顏鐵增，等.2004.江山-廣豐地區(qū)早白堊世晚期玄武巖的巖石地球化學(xué)及其構(gòu)造意義［J］.地球化學(xué)，33(5):465-476.

余心起，舒良樹，鄧國輝，等.2005.江西吉泰盆地堿性玄武巖的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，19(1):133-140.

閆峻，陳江峰，謝智，等.2005.長江中下游地區(qū)蝌蚪山晚中生代玄武巖的地球化學(xué)研究:巖石圈地幔性質(zhì)與演化的制約［J］.地球化學(xué)，34(5):455-468.

曾廣策，王方正，鄭建平，等.2002.準(zhǔn)噶爾盆地基底火山巖中的輝石及其對盆地基底性質(zhì)的示蹤［J］.地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，27(1):13-18.

周金城，蔣少涌，王孝磊，等.2006.東南沿海晚中生代鎂鐵質(zhì)巖的Re-Os同位素組成［J］.巖石學(xué)報，22(2):407-413.

章邦桐，陳培榮，楊東生，等.2001.贛南中生代橄欖玄粗巖系列厘定的地質(zhì)證據(jù)［J］.地質(zhì)學(xué)報，75(2):213-220.

章森桂，張允白，嚴(yán)惠君.2009.“國際地層表”(2008)簡介［J］.地層學(xué)雜志，33(1):1-10.

Gradstein F M，Ogg J G，Smith A G，et al.2004.A new Geologic Time Scale，with special reference to Precambrian and Neogene［J］.Episodes，27(2):83-100.

Green DH.1967.The stability field of aluminous pyroxene peridotite and garnet peridotite and their relevance in upper mantle structure.Earth Planet.Sci.Letter，3:151-160.

Kushiro I.Si-Al relation in clinopyroxenes from igneous rocks.Am.J.Sci.，1960(258):548-554.

Mchenzed D P Bickel M J.1988.The vomune and composition of melt generated by extension of the lithosphers.Journal of Petrology［J］，29:625-679.

Morimoto N，F(xiàn)abries J，F(xiàn)erguson AK，et al.1988.Nomenclature of pyroxenes.Mineralogical Magazine［J］，52:535-550.

Nisbet E G and Pearce J A.1977.Clinopyroxene composition in mafic lavas from different tectonic settings.Contribution to Mineralogy and Petrology［J］，63:149-160.

Putirka K D，Mikaelian H，Ryerson F，et a1.2003.New clinopyroxene liquid thermobarometer for mafic，evolved，and volatile-bearing lava composition，with applications to lavas from Tibet and Snake River Plain，Idaho［J］.American Mineralogist，88:1542-1554.

Scarrow JH，Leat PT，et al.1998.Geoehemistry of mafic dykes in the Antaretie Peninsula continental-margin batholith:A record of arc evolution.Contrib.Mineral.Petrol［J］，131:289-305.

Thompson R N.1974.Some high-pressure pyroxenes.Minerological Magazine［J］，39:768-787.

Wass S Y.1979.Mutiple origine of clinopyroxenes in alkali basaltic rocks［J］.Lithos，12:115-132.

Wright J B.1969.A simple alkalinity ratio and its application to questions of non-orogenic granite genesi.Geolmag［J］，106(4):370-384.

Zhang Z C，Mao J W，Cai J H，et a1.2008.Geochemistry of picritesand associated 1avas of a Devonian island arc in the Northern Junggar terrane，Xinjiang(NW China):implications for petrogenesis，arc mantle sources and tectonic setting［J］.Lithos，105:379-395.

Mineral Chemistry and Its Geological Significance of Clinopyroxenes from the Early Cretaceous Alkali Olivine Basalt on the Guangfeng，Jiangxi

XIANG Yuan-xin， YU Da-gan， WU Jian-hua
(Faculty of Earth Science and surveying and Mapping，East China Institute of Technology，F(xiàn)uzhou，JX 344000，China)

There are two types of clinopyroxenes phenocryst，the big one and the small one，in early cretaceous alkali olivine basalt from Guangfeng，Jiangxi Province.The linear correlation of their major elements and the similar Mg#of their balanced magma and the host rocks indicate that the big clinopyroxenes phenocryst，the small clinopyroxenes phenocryst and the host rocks are comagmatic.The diameter of the big clinopyroxenes phenocryst is 1～1.5 cm，the small clinopyroxenes phenocryst is 0.3～0.5 cm.Both of them have the mineralogical characteristics of alkali basalt phenocryst，but Content of SiO2，MgO，TFeO，CaO，En(Enstatite)and Mg#of the big clinopyroxenes phenocryst is lower than that of the small one，while the content of Al2O3，Wo(Wollastonite)和TiO2is higher.The crystallizing temperature and pressure of the big clinopyroxenes phenocryst respectivly is 1272～1 349℃ and 1.23～1.93 GPa，at depth of 41～64 km，while the small clinopyroxenes phenocryst is 1 186～1 220℃ and 0.44～0.75 GPa，at depth of 15～25 km.The big clinopyroxenes phenocryst probably are the crystallizing products formed by the primary magma in deeper magma chambers，while the small clinopyroxenes phenocryst probably are the fractional crystallizing products formed by the relativly primary magma in shallower magma chambers.

Clinopyroxenes;Mineral chemistry;Alkali olivine basalt;Early Cretaceous;Guangfeng

P594

A

1674-3504(2010)02-120-11

10.3969/j.issn.1674-3504.2010.02.002

2010-02-05

中國核工業(yè)地質(zhì)項(xiàng)目“中國中 新生代鈾成礦作用”;東華理工大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助(DYCA10019)。

項(xiàng)媛馨(1986—)，女，碩士研究生，主要從事巖漿巖與成礦作用方面的研究。E-mail:xiangyuanxin@163.com;*

巫建華(1960—)，男，博士，教授，主要從事火山地質(zhì)與鈾礦地質(zhì)方面的研究。E-mail:jhwu@ecit.edu.cn