四川矿山梁子苦橄玢岩成因:来自橄榄石成分剖面的约束

摘要

苦橄岩通常作为地幔柱活动的证据之一,得到了众多学者的关注。然而,许多苦橄岩中含有不同结晶习性的橄榄石晶体,暗示了外来橄榄石晶体的加入。因此,阐明苦橄岩中橄榄石晶体的性质是理解苦橄岩成因及其地质意义的关键环节。本文报道了川西矿山梁子苦橄玢岩岩席中代表性橄榄石颗粒的成分剖面分析结果,发现苦橄玢岩含有4类橄榄石晶体,分别将其称为粗晶橄榄石、聚斑状橄榄石、包裹体橄榄石和鬣刺状橄榄石。统计分析表明粗晶橄榄石具有一个Fo₈₄的主要峰值和一个Fo₇₇的次要峰值;聚斑状橄榄石具有一个Fo₉₂的主要峰值和一个Fo₇₇的次要峰值;包裹体橄榄石(Fo₈₂)和鬣刺状橄榄石(Fo₇₇)只有一个峰值,其中包裹体橄榄石具有均一的成分,而鬣刺状橄榄石具有陡的成分梯度。将成分相近的粗晶橄榄石和包裹体橄榄石合并,则矿山梁子苦橄玢岩中包含3种Fo分布范围明显不同的橄榄石晶体群。这3种晶体群也产于峨眉山玄武岩和大板山辉长岩中,因而可以认为岩浆混合作用是峨眉山大火成岩省岩浆系统的遍在性岩浆过程。热力学和流体动力学分析揭示,聚斑状橄榄石形成于约4GPa和约1600℃,粗晶橄榄石（及包裹体橄榄石）主要形成于约2～2.5GPa和约1450～1550℃,而鬣刺状橄榄石形成于约0.1GPa和约1200℃。据此,可以认为鬣刺状橄榄石形成于携带岩浆的结晶作用,另两类橄榄石则是携带岩浆从深部岩浆房中捕获的循环晶（antecryst）。橄榄石的NiO含量总体随Fo增加而增加,但存在4个不同的次级变异趋势,其特点是Fo值增加不大的背景下NiO含量急剧升高,暗示岩浆为挥发分流体过饱和系统。此外,样品的橄榄石体积分数随高程强烈变化,与聚斑状橄榄石的产出一起,暗示了岩浆的快速运动。据此,本文认为矿山梁子岩浆系统为至少具有3个深部岩浆房的系统,苦橄玢岩是熔体、晶体和流体的混合物,而不是原生苦橄质岩浆固结的产物。

关键词

平川铁矿 / 苦橄质岩床 / 橄榄石晶体群 / 透岩浆流体 / 攀枝花式铁矿