岛弧环境中不同成因的火成岩组合及其地质意义_欧阳京VIP专享VIP免费

2010第19卷第2期2010Vol.19No.2甘肃地质GANSUGEOLOGY文章编号：1004-4116(2010)02-0018-0009岛弧环境中不同成因的火成岩组合及其地质意义欧阳京，汪双双，于漫，刘晔，王凡，尚兆聪，姚超，王金荣（兰州大学资源环境学院，甘肃兰州730000）摘要：岛弧环境的形成是与大洋板块俯冲作用有关，由俯冲流体作用于地幔楔部分熔融形成的钙碱性火成岩组合是岛弧环境中物质组成的主体。此外，目前还识别出与俯冲作用有关的其它的岩石类型：埃达克岩、富铌玄武岩、TTG、赞岐岩、玻安岩等，它们指示着不同的地球动力学背景、壳—幔相互作用过程以及源岩发生部分熔融的物理化学条件。本文主要对形成于岛弧环境中不同成因的火成岩组合的特征、形成机制、成矿作用及动力学意义进行了综述。关键词：岛弧环境；火成岩组合；地幔楔；壳—幔作用中图分类号：P588.1文献标识码：A收稿日期:2009-10-26作者简介:欧阳京（1984～），男，湖南岳阳人，硕士研究生，研究方向矿物学、岩石学、矿床学专业。E-mail:ouyj03@lzu.cn1引言地球上几乎所有的岩浆作用都是与构造作用息息相关。岩浆作用包括岩浆源区性质、部分熔融程度、深度、岩浆分凝上升作用的深度以及在岩浆上侵过程中发生的分离结晶作用、同化混染作用和混合作用。火成岩岩石组合及其地球化学特征是受源区的化学成分和矿物成分、部分熔融的温度、压力以及挥发组分等物理化学条件所制约，特定的构造背景通常是控制岩浆作用的主导因素。因此，在同一构造背景下，岩浆作用可以多种多样。岛弧环境是板块活动、壳幔相互作用以及岩浆－成矿作用最活跃的场所，物质组成复杂，不同的岩浆作用过程形成了不同的火成岩类型，反映了复杂的板块演化、壳幔相互作用及地球动力学过程。特定的火成岩组合及其地球化学特征所反映的特定的岩浆作用过程，决定了成矿元素，成矿方式及成矿规模，这对找矿勘探具有重要的指导意义（图1）。2典型的钙碱性岩石组合典型的钙碱性岩石组合是岛弧环境中的主体岩图1板块俯冲带剖面简图（据TatsumiandEggins,1995）Fig．1Schematiccross-sectionthroughasubductionzone,showingthevariousregionalandstructuralfeatures(afterTatsumiandEggins,1995）第2期石组合，是板块俯冲动力学及壳幔相互作用的产物，即岛弧岩浆作用的结果。因此，典型钙碱性火山岩岩石组合是研究洋盆俯冲闭合、造山过程以及陆壳生长的重要依据之一。在俯冲带当俯冲板块进入地幔，由于温度压力作用促使俯冲板块发生脱水产生流体（通常称俯冲流体），其萃取俯冲板块中大量不相容元素并进入上覆地幔楔，降低其固相线，导致地幔发生部分熔融，形成的岩浆向上运移，聚集，喷发，这种岩浆作用属于典型的火山弧岩浆作用。如果是大洋岩石圈俯冲于大陆之下，在大陆地壳基础上形成的岩浆弧称为大陆边缘弧（陆缘弧），岩石组合以钙碱性安山质岩石组合为主，如安第斯大陆边缘弧；如果是大洋岩石圈俯冲于大洋板块之下，形成的岩浆弧称为岛弧（洋内弧），岩石组合以钙碱性玄武质岩石组合为特征，如西太平洋岛弧带。2.1岛弧火山岩地球化学特征2.1.1主量元素岛弧火山岩以钙碱性玄武岩为主，岩石组合通常为玄武岩—安山岩—流纹岩，主量元素最具特征的是：TiO2含量低（0.82wt%），Al2O3含量大于13wt%；K2O含量较低，K2O10，Yb≥2×10-6，Y≥25×10-6］。其中，富集的LILE主要来自俯冲流体，强烈亏损HFSE尤其是Ti、Nb、Ta，是因为这些元素保留在俯冲板片的残留矿物中（如金红石、钛铁矿等）。若岛弧火山岩出现Ce负异常，通常与其岩浆源区存在消减沉积物组分有关[2］。岛弧火山岩在岛弧演化发展到一定阶段，岛弧地壳加厚，岩浆可以发...