赵少伟，等｜腾冲地块昔马地区早始新世富角闪石镁铁质岩石成因及锆石记录的岩浆演化过程

论文信息

标题：腾冲地块昔马地区早始新世富角闪石镁铁质岩石成因及锆石记录的岩浆演化过程

作者：赵少伟1,杨子豪1,方肖雨1,文泰1,陈璟元1,赖绍聪2,李佐臣1

单位：1.长安大学地球科学与资源学院；2.西北大学地质学系

刊期：《西北大学学报（自然科学版）》2025年第3期

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原文链接：http://xdxbzk.nwu.edu.cn/thesisDetails#10.16152/j.cnki.xdxbzr.2025-03-007&lang=zh

1 前言

岛弧岩浆深部堆晶的产物主要为辉石岩和角闪石岩，因此辉石和角闪石在岛弧岩浆演化过程中起到了至关重要的作用，是诱发幔源岩浆逐渐向长英质组分演化的重要矿物相，并且角闪石的深部结晶分异过程也可能是控制岛弧岩浆氧逸度变化的重要因素。但在全球的火山熔岩中仅发现有少量的角闪石斑晶存在，大部分的斑晶为辉石，这与深成岩中普遍存在角闪石以及在一些陆缘弧地区出现富角闪石的超镁铁质-镁铁质岩石明显相悖。因此，岛弧地区出现的富角闪石深成岩的研究有助于理解深部地壳层次的弧岩浆的形成与分异过程。锆石作为岩浆岩中常见的副矿物，能够揭示年龄信息和长英质岩浆演化过程，但对于镁铁质岩中的锆石的矿物化学特征是否能够反映岩浆演化研究相对较少。因此，本研究以腾冲地块早始新世富角闪石镁铁质岩来探讨镁铁质岩石系列的深部演化过程。

2 研究结果

腾冲地块早始新世镁铁质岩石系列以富角闪石的辉长岩和闪长岩为主，集中形成于52 Ma，是陆缘弧中下-中上地壳的产物。岩相学差异和主微量元素的变化认为昔马早始新世镁铁质岩石系列辉长岩和角闪辉长岩主要是晶体堆积成因，而闪长岩主要是演化熔体固结的产物，并且多批次岩浆补给引起早期堆晶体的溶解和再沉淀（图1）。其中辉长岩以单斜辉石+斜长石+磁铁矿为主要堆晶矿物，角闪辉长岩是以斜长石+单斜辉石+磷灰石+榍石为主要矿物的堆晶产物。

（a）~（f）野外和显微镜下矿物组成照片；（g）~（i）辉长岩和角闪辉长岩中斜长石的核边和核幔边环带特征；（j）辉长岩中单斜辉石的角闪石边；（k）角闪辉长岩中他形的绿帘石；（l）被包裹在斜长石中的锆石

图1 腾冲地块昔马镁铁质岩石岩相学特征

锆石矿物包裹的组合表现出较大的结晶温度变化范围，说明锆石在镁铁质岩石系列中具有较长的结晶时间。辉长岩中锆石具有典型的核边结构，核部为黑色或深灰色，基性斜长石分布在黑核与亮边的界面，并且有富Th矿物的出现，而角闪石和钾长石分布在亮色边部。锆石中出现斜方辉石+基性斜长石的包裹体组合，说明锆石在镁铁质岩浆中的结晶是由早期不含Zr矿物结晶，使矿物-熔体的反应界面达到Zr锆饱和，并且在此界面同时富集其他不相容元素，进而结晶富稀土和Th、U的黑色锆石核部，亮色边部的结晶则是在熔体演化至中酸性（钾长石包裹体）时结晶（图2）。

（a）~（c）辉长岩中锆石矿物包裹体组合；（d）~（f）闪长岩中锆石矿物包裹体组合；（g）~（i）角闪辉长岩矿物包裹体组合

图2 昔马镁铁质岩石中锆石的矿物包裹体

从辉长岩到闪长岩，锆石的δEu降低、Hf、Nb、Ta、Dy/Yb升高说明分异说明分异矿物相主要为斜长石+单斜辉石。P的变化说明辉长岩锆石结晶时P不饱和，而在角闪辉长岩和闪长岩中锆石结晶时P达到饱和，锆石中出现磷灰石包裹体，与岩相学观察到的结果一致。因此镁铁质侵入岩中的锆石能够记录整个的岩浆演化过程（图3）。

（a）δEu-Hf；（b）δEu-Dy/Yb；（c）δEu-Ti；（d）δEu-Nb；（e）δEu-Ta；（f）δEu-P

图3 镁铁质岩石系列中不同类型锆石微量元素与δEu的协变关系

3 结论

深部镁铁质岩石的成分变化受控于岩浆储库的堆晶和熔体分离，在岩浆储库演化过程中发生了单斜辉石向角闪石转变的替代反应。

镁铁质侵入岩中可以结晶锆石，且具有较大的结晶温度变化；包裹体组合和微量元素记录了岩浆的演化过程，因此镁铁质岩石中结晶的岩浆锆石能够反映其固结历史。

引用格式

赵少伟, 杨子豪, 方肖雨, 等. 腾冲地块昔马地区早始新世富角闪石镁铁质岩石成因及锆石记录的岩浆演化过程[J]. 西北大学学报（自然科学版）, 2025,55(3):564-584.

ZHAO S W, YANG Z H, FANG X Y, et al. Petrogenesis and magmatic evolution recorded by zircon for Early Eocene hornblende-rich mafic rocks in Xima area, Tengchong Block[J]. Journal of Northwest University (Natural Science Edition), 2025, 55(3): 564-584.