中酸性熔岩及火山碎屑岩.ppt

1、中酸性熔岩及火山碎屑岩Arenal Volcano,Costa Rica 以钠长石和石英为主，含少量以钠长石和石英为主，含少量钾长石，铁镁矿物很少，岩石钾长石，铁镁矿物很少，岩石多全晶质，少见火山玻璃。多全晶质，少见火山玻璃。岩石类型斑晶类型其它特征对应侵入岩玄武岩Ol+/Py+Pl)Pl针状辉长岩/辉绿岩玄武安山岩（Py+Pl)辉长闪长岩安山岩Am+/Py+PlPl宽板状闪长岩/闪长玢岩粗面岩K-fs正长岩/正长斑岩粗安岩/角斑岩Pl+K-fs二长岩英安岩Pl+Q花岗闪长岩流纹岩K-Fs+Q花岗岩/花岗斑岩响 岩Lc或其假相k-fs碱性正长岩after Johnston,2019after

2、Sarna-Wojcicki,et al 1981异源/同源，围岩及先形成的熔岩同源：粘度大的熔岩团块多为同源岩浆早期形成的斑晶酸性、碱性岩浆生成多样肉红色、暗紫色、黑色等主要为Q、Kfs、Pl，其次为Bi和Hb为玻璃质棱角状碎块，可有熔蚀成的花边压扁拉长的透镜状、焰舌状、枝叉状、条带状等不规则棱角状，具裂纹、熔蚀港湾，Hb和Bi常有暗化边呈凹面的棱角状（鸡骨状、弓形状、镰刀状、楔状、撕裂状等等）棱角常变圆，2mm2mm0.25-2mm0.5mm2mm斑状及脱玻化形成的结构,气孔、杏仁、流纹假流纹构造火山碎屑特征比较火山碎屑特征比较第三节 中酸性火山岩的成因Conceptual framewo

3、rk of subduction factory，after Yoshiyuki,2019,JMPSCopy right 1984,by Tasa Graphic Arts,IncCopy right 1984,by Tasa Graphic Arts,IncCopy right 1984,by Tasa Graphic Arts,IncCopy right 1984,by Tasa Graphic Arts,Inc岩石成因岩石成因：大体积的酸性岩浆形成需要：大体积的酸性岩浆形成需要地壳物质参与地壳物质参与大陆裂谷的双峰式岩套大陆裂谷的双峰式岩套C.ANNEN et al.,流纹岩成因流纹岩成

4、因Fig.1.Conceptual representation of a hot zone(not to scale).Sills of mantle-derived basaltic magma are injected at a variety of depths,including(1)the Moho,(2)the lower crust and(3)the Conrad Discontinuity between lower and upper crust.Sills injected at the Moho displace older sillsinto the mantle,

5、creating a contrast between the petrological Moho(base of sill complex)and seismological Moho(top of sill complex).Sillscrystallize from their injection temperature to that of the geotherm,resulting in a wide variety of residual melt fractions at any given time,fromnear 100%(newly injected sill near

6、 Moho)to 0%(old sill injected into lower crust).The fraction of crustal melt varies throughout the hot zoneaccording to the age and proximity of the basalt sills.Melts ascend from the hot zone to shallow storage reservoirs,leaving behind dense refractorycumulates or restites.Residual and crustal mel

7、ts from different portions of the hot zone may be mixed together prior to ascent or within theshallow reservoir.（2）俯冲带新形成的安山岩地壳的重熔融）俯冲带新形成的安山岩地壳的重熔融注意：在下图中，早先形成于浅部注意：在下图中，早先形成于浅部的安山岩（的安山岩（3,5)受新侵位的玄武岩受新侵位的玄武岩浆（浆（9，10）加热，重熔后喷出钙）加热，重熔后喷出钙碱性流纹岩。碱性流纹岩。（3）基性岩浆）基性岩浆FC或或AFC作用作用岩石岩石Rb-Sr含量与成因联系（含量与成因联系（BACH

8、MANN AND BERGANTZ，2019，J.Petrology,45(8):1565-1582.)两种岩浆成因模式比较两种岩浆成因模式比较:(a&)(a&)the Snake the Snake River Plain-River Plain-与地幔柱有关与地幔柱有关,(c)the Great,(c)the Great BasinBasin与俯冲有关与俯冲有关.(Eric H.Christiansen.(Eric H.Christiansen&Michael McCurry,&Michael McCurry,手稿）手稿）3 3、埃达克岩（、埃达克岩（adakiteadakite）问题）问

9、题 由由Defant and Drummond（1990）发现于阿留申群岛中的）发现于阿留申群岛中的adak岛而命名岛而命名 埃达克岩是一种中酸性火成岩，由安山质、英安质和流埃达克岩是一种中酸性火成岩，由安山质、英安质和流纹质系列火山和（或）侵入岩组成纹质系列火山和（或）侵入岩组成主要矿物组合主要矿物组合:一般含斜长石、角闪石和黑云母斑晶，一般含斜长石、角闪石和黑云母斑晶，有时含斜方辉石斑晶，不含单斜辉石有时含斜方辉石斑晶，不含单斜辉石,钛磁铁矿、磷灰石、锆石和榍石较普遍钛磁铁矿、磷灰石、锆石和榍石较普遍岩石化学特点：岩石化学特点：SiO256%,富富Ai2O3（15%），），富富 Na2O（

10、Na2OK2O）与正常岛弧安山岩-英安岩-流纹岩的区别是：高高Sr（400g/g）相对富集相对富集Eu，在岩石的球粒陨石标准化，在岩石的球粒陨石标准化 图解中图解中Eu为正异常（为正异常（Eu/Eu*1）强烈亏损重稀土和强烈亏损重稀土和 Y （Y18g/g，Yb1.9g/g）Sr/Y高高(20),La/Yb20。在在Sr/YY图解中图解中，埃达克岩与正常岛弧岩浆，埃达克岩与正常岛弧岩浆 岩明显不同，而落在两个不同的区域岩明显不同，而落在两个不同的区域 Adakite的地球化学特征及其含义地球化学特征 含 义 SiO256%基性岩部分熔融 富 Al 和 Sr 长石进入熔体 HREE,Y 亏损 源

11、区有石榴石残留 无负铕异常 源区无斜长石 Na2O/K2O2 源区贫 K 87Sr/86Sr0 源区具洋壳/幔源特征 埃达克岩定义的地球化学特征的最核心的问题，是岩浆源区深度问题，这些特征表明岩浆在深部曾与石榴石处于平衡600800100012001400温度（oC)0510152025303540压力（千巴）固相线角闪 石消失线液相线固相线拉斑玄武岩(5%HO)2石榴石消失线斜长石消失线在50公里以上深度。包括1 消减板片深部（MORB部分熔融）2 加厚陆壳底部（下地壳镁铁质岩部分熔融、镁铁质岩浆分离结晶过程中受到陆壳混染）：活动陆缘地壳加厚地区 板块碰撞导致的地壳加厚地区 高原底部3 底侵

12、玄武岩部分熔融埃达克质岩石的成因和形成环境消减带深部活动陆缘地体增生加厚陆壳重熔 活动大陆边缘Brown&Mussett,198105010002004006008001000Distance(km)Depth(km)（2）陆壳加厚的高原115120301204011040岫 岩五 龙 背桓 仁彰 武义 县赤 峰围 场沽 源大 海 坨八 达 岭大 河 南房 山阜 平定 襄神 池平 鲁髫 髻 山万 荣运 城平 陆三 分 店草 店霍 山晓 天大 同铁 山通 城九 宫 山储 阳 岭德 兴月 山沙 溪铜 陵上 海宁 镇 山大 山石 臼 所崂 山即 墨昆 嵛 山伟 德 山郭 家 岭玲 珑燕 河 营建 昌125110115武 汉郑 州太 原沈 阳北 京3535侵 入 岩喷 出 岩涞 源