楊輝，馬繼躍，朱兵，張芹貴，伏國(guó)通，田野

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四川馬邊、雷波地區(qū)峨眉山玄武巖地球化學(xué)特征及其成因

楊輝1，馬繼躍1，朱兵1，張芹貴2，伏國(guó)通1，田野2

（1.四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊(duì)，四川 樂山 614000）

對(duì)馬邊、雷波地區(qū)峨眉山玄武巖巖石學(xué)，巖石地球化學(xué)特征等研究表明，玄武巖漿可能來源于富集型下地幔、地幔石榴子石二輝橄欖巖低程度部分熔融區(qū)；馬邊沙腔玄武巖源區(qū)的部分熔融程度略微低于雷波地區(qū)玄武巖。峨眉山玄武巖地殼混染程度較低，在巖漿上升演化過程中經(jīng)歷了早期以單斜輝石為主的分離結(jié)晶作用，晚期存在不同程度的斜長(zhǎng)石結(jié)晶；馬邊沙腔地區(qū)則具有較為強(qiáng)烈的橄欖石分離結(jié)晶。

玄武巖；地球化學(xué)；下地幔；馬邊、雷波地區(qū)

二疊系峨眉山玄武巖廣泛分布于川滇黔三省，總出露面積可達(dá)2.5×105km2，是揚(yáng)子地臺(tái)西緣峨眉山大火成巖省最重要的組成部分。前人對(duì)峨眉山玄武巖在巖石地球化學(xué)、地層沉積學(xué)、古地磁學(xué)等[1-7]方面進(jìn)行了大量的分析研究。在二十世紀(jì)八十年代，駱耀南等提出裂谷成因假說，其后Chung等（1995）[8]提出峨眉山玄武巖地幔柱成因的觀點(diǎn)，其后大量學(xué)者進(jìn)行了更為詳細(xì)的研究。何斌等（2003）[9]利用峨眉山玄武巖下伏茅組灰?guī)r地層生物對(duì)比，以及與峨眉山玄武巖界面特征、峨眉山玄武巖地球化學(xué)特征等研究，將峨眉山組玄武巖分為外、中、內(nèi)三個(gè)火山巖帶。徐義剛等（2001）[10]利用TiO2含量高低將峨眉山玄武巖分為高鈦玄武巖與低鈦玄武巖兩大類，并引領(lǐng)后來大量學(xué)者對(duì)這兩類玄武巖的巖漿源區(qū)[1]特征和巖漿成因進(jìn)行探討。

前人對(duì)峨眉山玄武巖的研究，取得了較多的成果，但一些關(guān)鍵性問題還存在較大的爭(zhēng)議。其中，對(duì)峨眉山玄武巖源區(qū)特征方面的研究就存在較大的爭(zhēng)議。巖漿起源于富集型巖石圈地幔還是原始地幔，是否存在地殼物質(zhì)的大量混染等均沒有定論。同時(shí)，峨眉山玄武巖出露面積極廣，不同區(qū)域在巖石學(xué)、地球化學(xué)特征等方面均存在較大的差異，已有的研究多集中在峨眉山玄武巖的內(nèi)帶，如賓川、鹽源、麗江等地區(qū)，而對(duì)峨眉山玄武巖噴發(fā)的東部邊緣的研究則較少。本研究依托于1∶5萬地質(zhì)調(diào)查成果，對(duì)峨眉山玄武巖東帶馬邊、雷波地區(qū)的地層層序特征、巖相特征、巖石地球化學(xué)特征進(jìn)行研究，探討了該區(qū)域峨眉山玄武巖的起源、成因以及巖漿演化過程。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（A）和峨眉山玄武巖分布圖（B）

（( A) 據(jù)1∶25萬甘洛幅修改；( B) 據(jù)文獻(xiàn)[9]修改）

1 地質(zhì)背景及樣品采集

1.1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)西緣，屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)，上揚(yáng)子地層分區(qū)，峨眉小區(qū)。該內(nèi)從新元古代震旦紀(jì)—中生代中三疊世總體上屬于大陸邊緣沉積盆地，主要由未變質(zhì)的碳酸鹽、陸源碎屑沉積巖組成。二疊世晚期，沿峨邊—金陽斷裂兩側(cè)，大量基性巖漿噴發(fā)，形成了廣泛分布的峨眉山玄武巖（圖1），呈南北向帶狀分布。玄武巖為深灰色，為致密狀、斑狀、杏仁狀構(gòu)造。玄武巖中部或底部夾玄武質(zhì)火山角礫巖或凝灰質(zhì)砂巖。峨眉山玄武巖不整合于二疊系中統(tǒng)陽新組灰?guī)r之上，上與二疊第上統(tǒng)宣威組平行不整合，厚57～791m。

1.2 峨眉山玄武巖地層層序特征

受噴發(fā)時(shí)期的古地形地貌，距離噴發(fā)中心的遠(yuǎn)近等因素影響，研究區(qū)峨眉山玄武巖在不同區(qū)域，其巖石特征、噴發(fā)厚度等齋存在差異。厚度具有西、南相對(duì)較厚，北、東側(cè)逐漸減薄的趨勢(shì)。巖石總體以深灰色杏仁狀、致密塊狀玄武巖為主，而南西側(cè)雷波縣大谷堆一帶可能距離噴發(fā)中心相對(duì)較近，存在多套深灰色含火山角礫、火山集塊玄武巖、火山角礫巖等，為近火山口堆積相（圖2）。

圖2 馬邊、雷波地區(qū)峨眉山玄武巖火山巖剖面及采樣位置

研究區(qū)峨眉山玄武巖總體上可分為三個(gè)巖性段。一段為深灰色致密狀、杏仁狀玄武巖為主，局部見深灰色斑狀玄武巖，底部?？梢娨惶纵^為穩(wěn)定灰色、深灰色玄武質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r，多構(gòu)成致密塊狀玄武巖-杏仁狀玄武巖-玄武質(zhì)凝灰?guī)r的噴發(fā)韻律。二段主要由深灰色斑狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、致密塊狀玄武巖組成，火山碎屑巖夾層不發(fā)育；以斑狀玄武巖連續(xù)出露為特征與一段相區(qū)分，底部部分區(qū)域可見一套含火山角礫、火山集塊玄武巖，多構(gòu)成斑狀玄武巖-致密塊狀玄武巖-杏仁狀玄武巖的噴發(fā)韻律。三段噴發(fā)厚度較薄，主要由深灰色致密塊狀、杏仁狀玄武巖組成，在雷波縣谷堆鄉(xiāng)一帶頂部?？梢娀鹕浇堑[巖、含火山角礫玄武巖夾層，多構(gòu)成致密塊狀玄武巖-杏仁狀玄武巖的噴發(fā)韻律。

1.3 巖相學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)峨眉山玄武巖可分為斑狀玄武巖和無斑玄武巖兩大類。

雷波地區(qū)，斑狀玄武巖以斜長(zhǎng)石為主的斑晶在3%~16%間，中下部?？梢娚倭康钠胀ㄝx石斑晶（圖3C、D），含量多低于2%，基質(zhì)以斜長(zhǎng)石為主，含量在40%以上，普通輝石含量小于25%，其他為隱晶質(zhì)。該區(qū)無斑玄武巖多為間粒間隱結(jié)構(gòu)，其中下部斜長(zhǎng)石含量在45%~60%間，普通輝石含量多在20%~30%間，上部普通輝石含量有所減少，多在10%~20%間。

圖3 峨眉山玄武巖薄片鏡下特征

A.巨大的斜長(zhǎng)石斑晶和發(fā)生綠泥石化的橄欖石斑晶（單偏光）；B.巨大橄欖石斑晶和長(zhǎng)柱狀斜長(zhǎng)石斑晶（單偏光）；C.普通輝石斑晶和長(zhǎng)柱狀斜長(zhǎng)石斑晶（單偏光）；D.普通輝石斑晶中的簡(jiǎn)單雙晶（正交偏光）

馬邊沙腔地區(qū)，斑狀玄武巖斑晶不發(fā)育，斑晶含量多在3%以下，以斜長(zhǎng)石為主，中下部斜長(zhǎng)石牌號(hào)增大，同時(shí)可見少了的橄欖石斑晶（圖3A、B），多在1%以下，基質(zhì)以斜長(zhǎng)石為主，含量約為45%~80%間，次為輝石等暗色礦物，含量約為10%~30%間，其他為玻璃質(zhì)及少了的不透明金屬礦物，總體上具有向下斜長(zhǎng)石所占比例逐漸降低，輝石等暗色礦物升高并結(jié)晶程度逐漸升高的趨勢(shì)。該區(qū)玄武巖抗風(fēng)化能力明顯較弱，斜長(zhǎng)石斑晶常發(fā)生輕微的絹云母化，基質(zhì)中的暗色礦物綠泥石化。

圖4 研究區(qū)峨眉山玄武巖TAS圖解

1.馬邊沙腔地區(qū)玄武巖；2.研究區(qū)南部永紅-大谷堆-爛壩子一帶玄武巖

1.4 樣品采集及分析方法

在研究區(qū)內(nèi)馬邊沙腔鄉(xiāng)、永紅鄉(xiāng)，雷波縣谷堆鄉(xiāng)、爛壩子鄉(xiāng)等地選取了基巖出露連續(xù)、頂?shù)壮雎洱R全、層序穩(wěn)定地段測(cè)制了地質(zhì)剖面（圖2），厘定了研火山巖層序，并采集樣品21件，送廣州澳實(shí)分析檢測(cè)有限公司進(jìn)行主量元素、微量元素的分析測(cè)試。采用Ｘ射線熒光光譜儀測(cè)定主量元素，并采用等離子光譜和化學(xué)法測(cè)定進(jìn)行互相檢測(cè)，分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于5％；采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定微量元素和稀土元素，分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于10％。

2 分析結(jié)果及巖石地球化學(xué)特征

2.1 主量元素特征

研究區(qū)峨眉山玄武巖主量、微量元素分析結(jié)果見表，硅堿圖（TAS）上，峨眉山玄武巖均主要落于玄武質(zhì)巖石范圍，在堿性與亞堿性界線兩側(cè)均有分布，有過渡玄武巖的特點(diǎn)。其中研究區(qū)北部馬邊沙腔鄉(xiāng)地區(qū)玄武巖的堿度略高，多落于堿性玄武巖區(qū)域內(nèi)，全堿含量除下部樣品可能受后期蝕變較低以外，其他均在4.74%~6.19%間，平均值為5.23%，南部永紅鄉(xiāng)、谷堆鄉(xiāng)一帶玄武巖則多位于亞堿性玄武巖區(qū)

在AFM判別圖上，所有樣品均落于拉斑玄武巖區(qū)域內(nèi)，堿含量的差異表明巖漿熔融的壓力條件的差異。馬邊沙腔地區(qū)玄武巖形成壓力更大，巖漿來源更深。主元素氧化物含量（wt%，下表）平均：SiO248.97，MgO 4.75，TFe2O313.88，TiO24.00，K2O 1.73，CaO 6.96，Al2O313.31；Mg#在30.61～44.63之間，較低；Ti/Y 516～713間，有高鈦玄武巖（Ti/Y＞500）特征。這也與徐義剛等(2001）[10]認(rèn)為的東區(qū)主要為高鈦玄武巖的認(rèn)識(shí)相一致。而玄武巖鐵含量較高（大于10%），顯示其源區(qū)具有高壓的特征。在哈克圖解上SiO2與MgO、MnO明顯負(fù)相關(guān)，與TFe2O3、K2O、Al2O3弱負(fù)相關(guān)，與TiO2、P2O5、CaO等主要氧化物相關(guān)性不明顯。

圖5 研究區(qū)峨眉山玄武巖AFM圖解

圖6 研究區(qū)峨眉山玄武巖哈克圖解

2.2 稀土及微量元素特征

研究區(qū)內(nèi)峨眉山玄武巖稀土元素的豐度較高，ΣREE在202.28~332.23μg/g間，平均272.15μg/g。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解上，所有樣品均表現(xiàn)出一致的輕稀土富集的右傾配分模式，具有顯著的輕稀土富集且分餾程度高的特征。其中L/H比值為6.35~9.54，（La/Yb）N為7.08~13.16，而δEu負(fù)異常不明顯，表明不存在明顯的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用。在微量元素的蜘蛛網(wǎng)圖解之上，該玄武巖總體特征與OIB微量元素分布近于一致，且大離子親石元素含量具有明顯波動(dòng)。

馬邊、雷波地區(qū)峨眉山玄武巖主量元素（wt%）及微量元素（10-6）分析結(jié)果

樣品號(hào)P1-1P1-2P1-3P1-4P1-5P1-6P1-7P1-8P1-9P1-10P2-1P2-2P2-3P2-4P2-5P3-1P3-2P3-3P4-1P4-2P4-3 SiO248.2949.4846.1544.6148.5246.2046.7347.7848.9651.6150.9049.7348.3749.3848.6550.8148.7249.2556.9549.8147.40 TiO23.953.873.864.704.094.024.024.134.044.274.023.813.744.114.193.834.214.223.473.703.85 Al2O313.1513.7814.1214.2213.5213.7713.5215.1213.2212.6413.3813.7913.9413.2612.6712.8112.6712.649.9813.3014.04 CaO9.536.627.494.807.626.246.704.027.474.267.585.867.438.808.797.748.948.284.736.376.99 TFe2O314.7712.0114.0414.5113.7415.4614.4012.8414.2014.8712.4611.6614.0213.4414.8514.3115.0514.6212.4513.6414.04 K2O1.102.372.315.192.570.740.583.281.600.671.162.103.021.110.740.330.800.631.721.912.35 MgO4.464.854.935.714.385.546.605.534.193.684.105.284.424.354.514.044.414.355.424.124.82 MnO0.220.180.240.190.180.240.230.190.200.220.160.150.180.160.190.200.180.220.140.140.23 Na2O1.763.822.440.682.554.074.262.703.144.082.173.661.922.202.193.311.902.400.763.953.06 P2O50.410.420.430.490.440.450.410.450.410.490.450.430.410.460.470.550.490.490.260.310.43 LOI1.882.033.113.692.072.782.733.771.912.682.38 2.74 2.03 1.86 1.85 1.93 2.03 2.14 4.74 2.07 2.18 Mg＃35.00 41.86 38.50 41.23 36.24 38.98 44.97 43.43 34.47 30.61 36.97 44.67 35.98 36.59 35.13 33.48 34.32 34.66 43.70 35.00 37.97 La43.749.250.052.953.344.941.431.446.049.352.156.851.953.647.555.448.446.239.443.644.7 Ce101.5114.0113.5123.5117.0111.0101.580.4103.5110.0114.5130.5115.0124.0109.0132.0112.0108.085.5102.5106.5 Pr11.9013.2013.0514.6013.6013.0512.309.8112.8512.8014.2016.1514.4014.9513.8516.7014.2513.4510.7013.2012.75 Nd49.453.152.360.456.152.253.741.353.552.659.366.058.963.659.172.661.157.645.155.853.5 Sm10.4510.7010.9512.8511.6011.6011.159.1211.8011.4512.7013.9012.9513.4013.4015.8013.0512.6010.2512.5012.00 Eu3.243.193.273.803.613.073.422.723.633.363.432.623.373.803.684.383.683.572.763.423.21 Gd9.519.629.7411.5510.7010.2510.108.9911.4010.5010.2010.9510.4511.1511.2013.0011.2010.708.5710.809.87 Tb1.241.221.321.521.341.401.321.281.551.471.351.461.501.501.501.711.571.461.201.411.33 Dy7.117.097.658.967.948.257.547.758.748.047.168.037.858.128.309.488.548.036.577.787.35 Ho1.311.301.411.671.391.521.371.481.601.501.311.491.451.421.441.671.531.461.191.381.41 Er3.463.283.664.283.584.053.553.854.173.873.373.803.923.844.094.514.033.923.143.503.63 Tm0.460.460.490.610.500.570.480.540.580.540.470.520.550.540.570.600.560.550.440.490.50 Yb2.712.733.103.592.933.342.923.183.433.242.843.283.453.143.593.833.403.332.713.033.14 Lu0.380.390.430.510.400.480.400.460.480.460.420.460.490.460.470.550.480.470.380.460.45 Y36.036.437.944.038.642.138.943.544.541.933.837.038.538.538.844.539.139.232.933.836.3 Ba4765791105960956162.0181.510251105269405131.5876395472299480341296139.5651 Cr608070807080704040707015012070701060606011060 Cs0.960.700.430.390.900.500.410.560.620.310.740.310.750.660.300.310.680.230.580.090.96 Ga25.221.925.324.525.926.126.826.528.625.125.422.326.026.625.028.326.024.620.923.025.3 Hf8.58.89.211.09.69.98.99.39.39.29.09.39.610.19.311.29.79.37.88.59.3 Nb36.236.838.143.738.137.635.836.135.541.837.537.337.840.338.846.240.639.634.134.737.0 Rb28.471.091.1124.5104.020.818.276.248.729.642.454.0123.538.314.99.214.813.042.649.395.0 Sn344444444434443444343 Sr512403651283622159.0229161.5476449698148.545753044179045245396.5382491 Ta2.22.32.42.82.52.52.62.82.92.82.62.52.72.82.73.12.72.52.32.32.6 Th5.426.917.457.826.749.287.556.836.927.026.228.458.467.407.108.777.347.155.228.067.35 U1.301.611.671.931.612.201.971.691.761.621.451.941.881.721.752.071.771.741.851.181.60 V464402400391416423414411448457511409503525514469517510457455481 W111111121111111111111 Zr317344345413362373336349347357354362376396358421365361307343360

K：2 739~25 070μg/g，Rb，9.2~124.5μg/g，Ba:131.5~1 105μg/g，所有樣品均具有明顯的Sr的負(fù)異常特征和中等的P負(fù)異常，這可能跟斜長(zhǎng)石和磷灰石等礦物的分離結(jié)晶有關(guān)。

3 討論

3.1 巖漿演化

3.1.1分離結(jié)晶

深部巖漿向上運(yùn)移的過程之中，常發(fā)生一定程度的分離結(jié)晶或者同化混染作用。工作區(qū)內(nèi)玄武巖具有較低的Mg#值和以及相對(duì)較低的相容元素，表明區(qū)內(nèi)峨眉山玄武巖巖漿演化程度較高，可能經(jīng)歷過較為明顯的分離結(jié)晶或者同化混染作用。Sm、Eu在橄欖石、斜方輝石、單斜輝石中具有相似的分配系數(shù)，Sm/Eu比值未受該三種礦物分離結(jié)晶的影響；斜長(zhǎng)石中Sm、Eu分配系數(shù)則差異極大，Sm/Eu比值明顯小于1，斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶將造成玄武巖巖漿出現(xiàn)明顯的負(fù)Eu異常，Sm/Eu比值也將明顯增大。Sr在橄欖石、斜方輝石、單斜輝石中分配系數(shù)均較低，顯示不相容元素的特征，而在淺部低壓環(huán)境下，Sr在斜長(zhǎng)石中顯示相容元素的特征。在Sr-Sm/Eu相關(guān)圖解（圖9）上，隨著Sr含量的變化與Sm/Eu比值沒有明顯的變化，表明峨眉山玄武巖發(fā)生了較為強(qiáng)烈的橄欖石、輝石的分離結(jié)晶作用，隨著橄欖石、輝石的分離結(jié)晶，玄武質(zhì)巖漿中Sr逐漸富集。而峨眉山組玄武巖Sr元素存在明顯的負(fù)異常，同時(shí)輕微的銪負(fù)異常也表明發(fā)生了巖漿演化晚期輕微的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用[12]，這也與玄武巖中普遍存在斜長(zhǎng)石斑晶，并中晚期玄武巖中斜長(zhǎng)石斑晶比重逐漸升高的趨勢(shì)向吻合。

圖7 研究區(qū)峨眉山玄武巖稀土配分圖（原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化據(jù)文獻(xiàn)[11]）

圖8 研究區(qū)峨眉山玄武巖微量元素蛛網(wǎng)圖（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化據(jù)文獻(xiàn)[11]）

圖9 研究區(qū)峨眉山玄武巖Sr-Sm/Eu圖解

圖10 研究區(qū)峨眉山玄武巖100×Si/Ti-100×（Fe+Mg+Mn）/Ti圖解

圖11 研究區(qū)峨眉山玄武巖Si/P-2（Fe+Mg）/P圖解

圖12 同化混染程度判別圖

圖10中100×Si/Ti-100×（Fe+Mg+Mn）/Ti圖解上[13]，峨眉山玄武巖均落于單斜輝石結(jié)晶分異線上，巖漿演化過程中發(fā)生了以單斜輝石為主的分離結(jié)晶作用[19]，而巖相學(xué)方面早期的峨眉山斑狀玄武巖中普遍存在的普通輝石斑晶也表明巖漿演化早期存在單斜輝石的分離結(jié)晶過程。Si/P-2（Fe+Mg）/P圖解也常被用來討論巖漿結(jié)晶分異過程[14]，表明區(qū)內(nèi)玄武巖發(fā)生了單斜輝石為主的分離結(jié)晶，同時(shí)馬邊沙腔地區(qū)可能也發(fā)生了更為強(qiáng)烈的橄欖石的結(jié)晶分異過程，在巖相學(xué)上馬邊沙腔地區(qū)玄武巖也多見橄欖石斑晶也支持上述結(jié)論。

玄武巖同時(shí)MnO、Al2O3、P2O5等氧化物與MgO呈較為明顯的負(fù)相關(guān)也表明巖漿演化早期經(jīng)歷了以橄欖石、單斜輝石為主的分離結(jié)晶過程，同時(shí)伴有磷灰石、鈦鐵氧化物等副礦物的結(jié)晶析出[15]。

3.1.2同化混染

地殼物質(zhì)的同化混染一般分為源區(qū)富集和巖漿混染兩種形式，巖漿混染與源區(qū)富集最大的差異是巖漿混染會(huì)造成化學(xué)不均一性，這由于巖漿上升過程中，地殼物質(zhì)的混染作用常具有不均一性，因此會(huì)造成大離子親石元素含量不同時(shí)間、空間的巖漿存在明顯的差異，在微量元素蛛網(wǎng)配分圖上，研究區(qū)內(nèi)玄武巖K、Rb、Ba含量存在明顯的擺動(dòng)，這種不均一性說明可能存在不同程度的地殼物質(zhì)的混染，這中不均一性也表明峨眉山玄武巖的同化混染主要以巖漿混染形式為主。一些總分配系數(shù)相同或很相近、對(duì)同化混染作用又敏感的元素比值間的協(xié)變關(guān)系,能夠有效判別是否存在同化混染作用[17]，在同化混染程度判別圖上，除工作區(qū)南部雷波一帶玄武巖在Th/Nb-Ce/Nb表現(xiàn)出一定正相關(guān)性以外，其他圖解均相關(guān)性不明顯，表明研究區(qū)玄武巖存在同化混染作用，但作用不明顯，且北部沙腔一帶混染作用更弱。同時(shí)Nb、Ta、Ti、P等元素在地殼中明顯虧損，如果發(fā)生明顯的地殼物質(zhì)的同化混染作用，必然造成巖漿Nb、Ta、Ti、P等元素明顯虧損[16]，而峨眉山玄武巖除P存在不同程度的虧損之外，Nb、Ta、Ti明顯富集，業(yè)示地殼混染程度極低，而P的虧損可能是由于磷灰石分離結(jié)晶的影響。

峨眉山玄武巖Nb/U比值17.09~29.41，相對(duì)略高于地殼（10左右）；Nb/Ta值12.24~16.45，介于大陸地殼與原始地幔值之間，表明峨眉山玄武巖可能存在一定程度的地殼端元物質(zhì)的混入，但是樣品具有Th、Pb含量遠(yuǎn)大于地殼，Zr/Hf值（37.31~40.35）也與原始地幔基本一致，La/Nb值0.87~1.52之間，明顯低于大陸地殼（＞12），表明地殼物質(zhì)的混染程度較低（圖12）。

3.2 源區(qū)性質(zhì)

微量元素原始地幔配分圖解上，該玄武巖具有與OIB相似的特征，富集Rb、K、Ba、Th等LILE元素，僅Sr含量略微低于OIB，在稀土球粒隕石配分圖解上，二者也具有相似分布特征，表該玄武巖巖漿可能來源于富集型下地幔。

稀土元素在石榴子石中的分配系數(shù)差異極大，如果巖漿源區(qū)存在大量石榴子石殘留相，會(huì)造成輕稀土、中稀土發(fā)生明顯的富集，因此輕（中）稀土/重稀土的比值可以用來判斷巖漿源區(qū)是否存在大量石榴子石作為殘留礦物相，可進(jìn)一步分析巖漿源區(qū)的礦物組合特征以及部分熔融程度。在（La/Sm）N-（Tb/Yb）N相關(guān)圖解上，樣品均落于石榴子石二輝橄欖巖區(qū)域，且分布集中，表明其發(fā)生部分熔融的深度基本一致。這可能是由于研究區(qū)遠(yuǎn)離地幔柱軸部，地殼厚度受到地幔柱巖石圈去根減薄作用的影響較小。較厚的巖石圈使得地幔柱的減壓熔融僅局限地發(fā)生于較深位置[17]，這也與研究區(qū)內(nèi)玄武巖普遍具有高鐵的特征向吻合。在Sm-Sm/Yb圖解上，研究區(qū)內(nèi)玄武巖也均落于地幔石榴子石二輝橄欖巖區(qū)低程度部分熔融區(qū)域內(nèi)。同時(shí)輕/重稀土的比值也可以判別巖漿源區(qū)的部分熔融程度，說明研究區(qū)玄武巖是富集型下地幔石榴子石二輝橄欖巖區(qū)低程度部分熔融的產(chǎn)物。馬邊沙腔玄武巖源區(qū)的部分熔融程度略微低于雷波地區(qū)玄武巖，巖漿源區(qū)深度可能略深于南部雷波一帶玄武巖。馬邊沙腔地區(qū)玄武巖具有更高的全堿含量，部分可達(dá)堿性玄武巖，具有更高的FeOT含量的特征也支持上述結(jié)論。

圖13 研究區(qū)峨眉山玄武巖（La/Sm）N-（Tb/Yb）N圖解

圖14 研究區(qū)峨眉山玄武巖Sm-Sm/Yb圖解

3.3 峨眉山玄武巖成因

峨眉山玄武巖的成因在學(xué)術(shù)界現(xiàn)已取得相對(duì)一致的認(rèn)識(shí)，在20世紀(jì)八九十年代，峨眉山玄武巖的裂谷成因?yàn)橹鲗?dǎo)[18-19]，但大陸裂谷巖漿作用形成的巖漿組合非常復(fù)雜，從過渡型亞堿性玄武巖－堿性玄武巖－硅不飽和的碧玄巖和霞石巖，有時(shí)有超鉀質(zhì)的白榴巖，除了玄武巖之外，還有大量的長(zhǎng)英質(zhì)噴出巖，如粗面巖、響巖、流紋巖等，峨眉山組玄武巖巖性組合相對(duì)單一，而隨著近年來的研究逐漸深入，地幔柱成因已是主流觀點(diǎn)[8-10]。研究區(qū)內(nèi)峨眉山玄武巖具有顯著的高鐵的特征（FeOT＞10%），表明其源區(qū)較深壓力較大，高鐵玄武巖的源區(qū)性質(zhì)也常被解釋為地幔柱頭部的富鐵部分部分熔融的產(chǎn)物[20-21]，同時(shí)研究區(qū)內(nèi)峨眉山玄武巖具有高鈦的特征，其常被認(rèn)為是地幔柱邊緣或者地幔柱活動(dòng)尾聲的巖漿響應(yīng)[22]。

圖15 Th/Hf-Ta/Hf相關(guān)圖解

分配系數(shù)相近的的兩個(gè)高度不相容元素的比值在分離結(jié)晶和部分熔融過程中幾乎沒有變化，其比值能夠近似代表巖漿巖區(qū)。Th、Ta、Hf均屬于強(qiáng)不相容元素，在巖漿演化過程中具有相似的變化，Th/Hf、Ta/Hf比值能夠代表巖漿源區(qū)的值，其較大的差異通常被解釋為源區(qū)的不均一性[23]。在Th/Hf-Ta/Hf相關(guān)圖解上，研究區(qū)內(nèi)玄武巖均落于地幔熱柱成因的玄武巖區(qū)域內(nèi)。

4 結(jié)論

1）研究區(qū)北部馬邊沙腔地區(qū)堿度相對(duì)較高，部分屬于堿性系列，南部區(qū)內(nèi)玄武巖具有高鈦高鐵低鎂的特征，稀土元素的豐度較高，且具有顯著的輕稀土富集且分餾程度高的特征，其中L/H比值為6.35~9.54，（La/Yb）N=7.08~13.16，而δEu負(fù)異常不明顯。

2）區(qū)內(nèi)高鈦高鐵玄武巖屬于地幔柱邊緣或者地幔柱活動(dòng)尾聲的巖漿響應(yīng)，微量元素特征表明研究區(qū)峨眉山組玄武巖屬于富集型下地幔石榴子石二輝橄欖巖區(qū)域低程度部分熔融產(chǎn)物，且馬邊沙腔地區(qū)玄武巖略低于研究區(qū)南部雷波地區(qū)玄武巖，可能代表其源區(qū)深度略深于南部雷波一帶玄武巖。

3）研究區(qū)內(nèi)高鈦玄武巖巖漿演化過程中，主要發(fā)生了分離結(jié)晶作用，地殼物質(zhì)的同化混染程度較低，分離結(jié)晶早期以普通輝石為主，馬邊沙腔地區(qū)玄武巖同時(shí)伴隨發(fā)生了較為強(qiáng)烈的橄欖石分離結(jié)晶，且?guī)r漿演化晚期輕微的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用。

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Geochemical Characteristics and Genesis of the Emeishan Basalt in the Mabian-Leibo Region, Sichuan

YANG Hui1MA Ji-yue1ZHU Bing1ZHANG Qin-gui2FU Guo-tong1TIAN Ye2

(1-Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081; 2-No.207 Geological Team, Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources, Leshan, Sichuan 614000)

Study of petrology and petrogeochemistry indicates that the Emeishan basalt in the Mabian- Leibo region consists mainly of tholeiite and alkali basalt with the Ti/Y ratios of 516-713, L/H ratios of 6.35-9.54, weak negative Eu anomaly, LREE enrichment, as well as distinct Sr negative anomaly. Geochemistry of trace elements shows that the magma of Emeishan basalts may be derived from the area of mantle garnet lherzolite of the enriched lower mantle with low degree partial melting. The degree of the partial melting of the basaltic magma source in Mabian is slightly lower than that in Leibo. There was a little crustal contamination. The basaltic magma underwent and the fractional crystallization of the clinopyroxene in the early and the fractional crystallization of plagioclases in the late. The fractional crystallization of olivine happened in the Mabian area.

Emeishan basalt; geochemistry; enriched lower mantle; Mabian; Leibo

2017-06-15

烏蒙山區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)綜合調(diào)查項(xiàng)目

楊輝（1986-），男，四川廣安人，工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作

P584

A

1006-0995（2018）01-0027-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.006