吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (2): 463-482.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230304

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福建新生代玄武岩及其地幔包体的矿物学特征——对岩石圈地幔性质的制约

颜雪王力圆陈洲鑫张文慧   

  1. 福州大学紫金地质与矿业学院,福州350108
  • 出版日期:2025-03-26 发布日期:2025-05-09
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(41873012,41903007)


Mineralogical Characteristics of Cenozoic Basalts and Mantle Xenoliths in Fujian: Constraints on  Properties of  Lithospheric Mantle Zijin

Yan Xue, Wang Liyuan, Chen Zhouxin, Zhang Wenhui   

  1.  School of Geology and Mining, Fuzhou University,Fuzhou 350108,China

  • Online:2025-03-26 Published:2025-05-09
  • Supported by:
    Supported by the National Natural Science Foundation of China (41873012,41903007)

摘要:

福建新生代玄武岩广泛发育且携带了大量地幔包体,其矿物元素特征能够反演岩石圈地幔性质。本文对福建沿海的厦门及内陆地区的明溪、闽清等地新生代玄武岩及其橄榄岩包体中的矿物进行了电子探针、单斜辉石LA-ICP-MS微量元素和原位Sr同位素分析,探究福建地区岩石圈地幔属性特征及演化历史。结果表明:玄武岩及其橄榄岩包体中单斜辉石主要为透辉石,橄榄岩包体根据矿物学特征分为AB两组,A组(Mg#>90)代表了古老难熔岩石圈地幔,B组(Mg#<90)代表了经改造后年轻饱满岩石圈地幔。A组橄榄岩包体中的单斜辉石高场强元素NbTi轻微负异常,HfZrTa强烈负异常。B组橄榄岩包体中的单斜辉石有所不同,高场强元素ZrHf轻微负异常,大离子亲石元素Ba强烈负异常。玄武岩斑晶和基质中的单斜辉石均呈现LREE富集、HREE亏损的特征,且单斜辉石斑晶边部比核部亏损高场强元素ThNb,富集大离子亲石元素SrEu。橄榄岩包体中大部分A组和B组单斜辉石都经历了硅酸盐熔体交代,少数A组单斜辉石介于硅酸盐熔体交代和碳酸盐熔体交代之间。单斜辉石原位Sr同位素范围在0.702 57~0.703 67之间,大多单斜辉石边部的87Sr/86Sr值比核部要高,可能受到了高87Sr/86Sr值物质交代作用。福建橄榄岩包体很可能代表的是太平洋板块俯冲软流圈地幔经历减压上升后新改造的岩石圈地幔。

关键词: 新生代玄武岩, 橄榄岩包体, 矿物学, 原位Sr同位素, 岩石圈地幔

Abstract:

The Cenozoic basalts in Fujian are widely developed and contain abundant mantle xenoliths, whose mineralogical characteristic provide insights into the properties of lithospheric mantle. This study conducted electron microprobes, clinopyroxene LA-ICP-MS trace element, and in-situ Sr isotopes analyses on the minerals in Cenozoic basalts and peridotite xenoliths from Xiamen along the Fujian coast, as well as Mingxi and Minqing in the inland region. The results indicate that the clinopyroxenes in both basalt and peridotite xenoliths are predominantly diopside. The peridotite xenoliths are divided into two groups based on mineralogical characteristics: Group A (Mg# > 90), representing an ancient, refractory lithospheric mantle, and Group B (Mg# < 90), representing a younger, modified enriched lithospheric mantle. Group A clinopyroxene exhibit slight negative anomalies in high-field strength elements Nb and Ti, and strong negative anomalies in Hf, Zr, and Ta. In Group B peridotite, clinopyroxene shows differences, with slightly negative anomaly in high high-field strength elements Zr and Hf and a pronounced negative anomaly in the large ion lithophile element Ba. The clinopyroxene in both the phenocrysts and matrix of the basalt exhibits LREE enrichment and HREE depletion, with the rims showing greater depletions in high-field strength elements Th and Nb compared to the cores, along with enrichments in large ion lithophile elements Sr and Eu. Most clinopyroxenes in both Group A and Group B xenoliths have experienced silicate melt metasomatism, while a few Group A clinopyroxene suggest a mix between silicate and carbonate melt metasomatism. In-situ Sr isotope ratios for clinopyroxene range from 0.702 57 to 0.703 67, with most rims showing higher 87Sr/86Sr ratios than the cores, like due to interaction with materials of higher 87Sr/86Sr ratios. The Fujian peridotite probably represents a newly modified lithospheric mantle of the Pacific plate subduction asthenosphere mantle, following decompression ascent.

Key words: Cenozoic basalts, peridotite xenoliths, mineralogy, in-situ Sr isotope, lithospheric mantle

中图分类号: 

  • P588.145
[1] 沈崇辉, 赵恩全. 安徽省笔架山绿松石矿床矿石矿物特征及矿床成因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(6): 1591-1606.
[2] 董晋琨, 杨眉, 吴志远, 秦善, 王雨薇. 系统矿物学数据特征分析及数据库建设[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(3): 727-736.
[3] 贺晓龙, 张达, 陈国华, 狄永军, 霍海龙, 李宁, 张志辉, 饶建锋, 魏锦, 欧阳永棚. 江西朱溪铜钨矿床成因:来自矿物学和年代学的启示[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(4): 1050-1070.
[4] 齐钒宇, 张志, 祝新友, 李永胜, 甄世民, 公凡影, 巩小栋. 湖南宝山铜铅锌多金属矿床矿物学特征及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 754-768.
[5] 李伟,谢桂青,姚磊,朱乔乔,孙洪涛,王建,王小雨. 鄂东南地区程潮大型矽卡岩型铁矿区岩体成因探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(6): 1827-1855.
[6] 于介江,胡大千,张嘉惠. 黑龙江省上古生界伊利石的成因标志及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2012, 42(6): 1817-1824.
[7] 李大新, 丰成友, 赵一鸣, 李泽峰, 刘建楠, 肖晔. 青海卡而却卡铜多金属矿床蚀变矿化类型及矽卡岩矿物学特征[J]. J4, 2011, 41(6): 1818-1830.
[8] 朱焕来, 曲希玉, 刘立, 于志超, 张立东, 唐辉. CO2流体-长石相互作用实验研究[J]. J4, 2011, 41(3): 697-706.
[9] 刘立, 刘娜, 周冰, 赵爽, 孟凡奇, 姜龙. 松辽盆地南部红岗背斜幔源-岩浆成因CO2大规模泄露的岩石学记录[J]. J4, 2011, 41(2): 411-420.
[10] 董林森, 刘立, 蒙启安, 张革, 王力娟, 赵爽, 周冰. 蒙古国塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中片钠铝石胶结物的成因[J]. J4, 2011, 41(2): 421-431.
[11] 刘家军, 邢永亮, 王建平, 翟德高, 要梅娟, 吴胜华, 付超. 内蒙拜仁达坝超大型Ag-Pb-Zn多金属矿床中针硫锑铅矿的发现与成因意义[J]. J4, 2010, 40(3): 565-572.
[12] 郑常青, 丁雪, 王璞珺, 孟宪林, 王虎, 孙长利. 松辽盆地东南隆起区营城组珍珠岩斑晶矿物研究[J]. J4, 2009, 39(6): 1013-1022.
[13] 王德海, 孟祥化, 郭峰, 任国选, 葛铭. 天津蓟县高于庄组微亮晶(MT)碳酸盐岩的沉积环境及成因探讨[J]. J4, 2009, 39(6): 1023-1030.
[14] 董林森, 刘立, 曲希玉, 杨会东, 李福来, 刘娜, 郭欣欣. 松辽盆地南部红岗油田青山口组片钠铝石的结晶特征及成因探讨[J]. J4, 2009, 39(6): 1031-1041.
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[1] 尤敏鑫,刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[2] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[3] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[4] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[5] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[6] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[7] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[8] 周彦章,迟宝明,刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[9] 张渊,刘连登,孙景贵,陈国华,张洪喜,闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .
[10] 鲁程鹏, 束龙仓, 苑利波, 张蓉蓉, 黄币娟, 王彬彬. 基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数[J]. J4, 2009, 39(4): 717 -721 .