淺析華北地區新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體

馮慶達（山東科技大學，山東　青島　266510）

淺析華北地區新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體

馮慶達
（山東科技大學，山東青島266510）

華北地區是我國一個非常重要的區域，在華北平原當中，新生代玄武巖是一種較為主要的地質構成。而在這些新生代玄武巖當中，地幔橄欖巖包體的發育十分廣泛，主要包括尖晶石方輝橄欖巖、尖晶石二輝橄欖巖等。基于此，本文對環北地區新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體進行了分析。

華北地區；新生代玄武巖；地幔橄欖巖包體

0　前言

在巖石圈地幔熱狀態、熱結構、化學組成進行了解的過程中，幔源巖漿巖當中的橄欖巖包體具有十分重要的意義和作用。在華北地區當中，新生代玄武巖當中的地幔橄欖巖包體發育十分廣泛，因而近年來也引起了人們對其同位素地球化學、元素、礦物學、巖石學等方面的深入研究。通過對華北地區新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體進行礦物化學、巖相學等學科的研究，對于該地區巖石圈地幔的熱狀態、成分特點等，能夠進行有效的闡述，并且為同位素的深入研究提供依據。

1　大地構造背景

新生代玄武巖位于華北地區的南部的斷陷盆地，在該地區下伏著巖石圈地幔。巖石圈地幔和下地殼俯沖到華北巖石圈之下，新生代玄武巖地球化學特征為其提供了基礎。在穩定的元古界基底之上，這一區域得以存在，在地塊南部，新元古界上溪群淺變質巖露出，在其上，不整合覆蓋著古生界地層、震旦系。在該地區，三疊系到震旦系海相地層發育較為廣泛，在早泥盆統、中泥盆統之間，存在著沉積間斷，然后是陸相沉積階段［1］。在該地區，不同的構造層有三重，分別為侏羅紀以來內陸盆地紅層、火山巖等形成的疊加蓋層，古生代到中生代初，基于海相的沉積蓋層，以及前寒武紀變質基底。在早期，該地區有少量拉斑玄武巖發育，到古近紀晚期，堿性玄武巖及地幔橄欖巖包體廣泛發育。

2　巖相學特征

在華北地區新生代玄武巖中的地幔橄欖巖包體，主要是橢球體狀、球體狀等形狀，同時也包含一些圓度較好的不規則形狀。包體的直徑大約在10cm到20cm之間，直徑較大的，能夠達到50cm，而直徑較小的則只有2cm，其與寄主玄武巖之間，存在著較為清晰的接觸界限。在鏡下部分的樣品當中，含有10%的單斜輝石、13%的斜方輝石、74%的橄欖石、3%的尖晶石，是一種尖晶石二輝橄欖巖。在其它一些樣品中，包含有5%以下的單斜輝石，屬于尖晶石方輝橄欖巖［2］。樣品的主要結構有碎斑結構、原粒碎斑結構、原粒結構等，同時，還存在發育較小的重結晶結構，例如輝石重結晶、平衡三聯點結構、橄欖石膝折結構等。其中，橄欖石顆粒約為1mm到2mm大小，顆粒較大的能夠達到6mm。單斜輝石約為0.5mm到1mm大小，形態較為不規則，在一些顆粒當中，能夠有斜方輝石條紋出溶。在粒徑變化方面，斜方輝石和橄欖石較為相似，其中也會含有橄欖石或是尖晶石。

3　礦物化學特征

在對平衡P-T條件進行探討的過程中，包體礦物之間的熱平衡發揮著非常重要的作用。利用光學顯微鏡對橄欖巖包體的樣品進行觀察，沒有發現礦物成分分帶的情況。為了對礦物的熱平衡情況進行深入的檢驗，選擇具有代表性的礦物樣品，通過橫切剖面成分電子探針對礦物顆粒進行分析，每個點間距35um，共在礦物切面上打30個點。在觀察單斜輝石、尖晶石、斜方輝石、橄欖石的時候，都沒有發現成分分帶，而尖晶石顆粒中間的數據漂移，對斜方輝石包裹體的成分進行了體現，熱平衡在楊平礦物之間，已經達成［3］。在橄欖巖包體中，橄欖石具有一致的化學成分，其中具有0.89到0.90的橄欖石分子。與我國其它地區的新生代玄武巖中橄欖巖包體中，包含的是一致的橄欖石。此外，單斜輝石和斜方輝石分別屬于透輝石和頑火輝石，其也具有與我國東部其它地區新生代玄武巖中橄欖巖相一致的成分特點。

4　包體中礦物平衡溫壓條件

在包體中，估算礦物平衡溫壓條件的過程中，具有很多溫壓計，不過，利用不同的溫壓計，即使對同一個包體的樣品進行測量，產生的溫度誤差能夠達到50℃到200℃，壓強誤差也會達到0.2GPa到1.0GPa。因此，對于地質溫壓計的選擇，應當給予充分的重視。常用的地質溫度計主要有單斜輝石-斜方輝石溫度計、單輝石溫度計等。與諸多可以應用的溫度計相比，對于尖晶石相橄欖巖來說，仍然沒有十分有效的壓力計。當前常用的壓力計主要包括二輝石壓力計、鈣壓力計等。在單斜輝石、橄欖石之間，鈣的共生平衡分配，鈣壓力計可以應用與尖晶石相橄欖巖鈣交換反應［4］。不過，在橄欖石、單斜輝石當中，壓力計分析氧化鈣要求很高的精度，但是氧化鈣在橄欖石當中，只有比較低的含量，測定準確度較為有限，因而在實際應用中，鈣壓力計的限制還是比較大的。根據多個溫度計和壓力計的計算，得出的平均溫壓值，綜合橄欖巖具有玄武質組分飽滿的成分特點，在巖石圈地幔中，能夠證明其形成原因是軟流圈的上涌，或是軟流圈物質較為強烈的改造和交代。而巖石圈減薄造成的結果，就是巖石圈地幔的置換過程。

5　結論

在華北地區新生代玄武巖中，地幔橄欖巖包體的成為主要是尖晶石方輝橄欖巖、尖晶石二輝橄欖巖等。這種巖石圈地幔的形成原因可能是軟流圈物質上涌后冷卻形成，或是古老巖石圈地幔物質的殘留。而由于華北地區橄欖巖飽滿玄武質組分，可知其曾經經歷過巖石圈地幔的置換和減薄。

［1］周媛婷，鄭建平，余淳梅，陳曦，張明民.內蒙古集寧新生代玄武巖中橄欖巖包體礦物化學特征及其地幔演化意義［J］.巖石礦物學雜志，2010（03）：243-257.

［2］郭鋒，郭江濤，王焰，范蔚茗，李超文，李紅霞，趙亮.蘇魯地區晚白堊世莒南和青島玄武巖中低δ-（18）O橄欖石的交代地幔楔成因［J］.科學通報，2013（14）：1289-1299.

［3］宋樾，王建，劉金霖，謝志鵬，Keiko H.HATTORI.吉林東部汪清新生代玄武巖中地幔包體的礦物化學：對該地區巖石圈地幔形成過程的啟示［J］.地學前緣，2013（05）：75-86.

［4］徐榮，劉勇勝，宗克清，鄒東雅，鄧黎旭，童喜潤，胡兆初，高山.寬甸橄欖巖包體微區地球化學特征及其巖石圈地幔演化［J］.巖石礦物學雜志，2013（05）：613-636.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.102