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本文作者：夏昭德1,2姜常義1,2盧榮輝1,3作者單位：1長安大學地球科學與資源學院2西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室3四川華源礦業勘查開發有限責任公司

巖相學及礦物晶體化學特征

輝長巖：灰綠、墨綠色，輝長結構、塊狀構造．巖石主要由普通輝石（35％～45％）、斜長石（35％～40％）、角閃石（5％～10％）等組成（表1）．輝石多發生次閃石化、陽起石化．斜長石為拉－倍長石，常見綠泥石、綠簾石化、絹云母化；金屬礦物可見磁鐵礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦等，總含量＜5％．輝長蘇長巖：灰綠、墨綠色，輝長結構、塊狀構造．巖石主要由普通輝石（25％～35％）、紫蘇輝石（25％～35％）、斜長石（35％～40％）等組成．輝石多發生次閃石化、陽起石化．斜長石為拉－倍長石，常見綠泥石、綠簾石化、絹云母化，金屬礦物可見磁鐵礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦等（圖2d），總含量＜5％．含長輝石巖：灰黑色，巖石主要由單斜輝石（40％～50％）和斜方輝石（35％～45％）組成，并含有少量斜長石（＜5％），輝石多發生次閃石化、陽起石化．斜長石為拉－倍長石，常見綠泥石、綠簾石化、絹云母化．橄欖輝長巖：灰、灰褐、灰綠色，具包含結構、反應邊結構、輝長結構．巖石主要由圓粒狀橄欖石（10％～20％）、單斜輝石（30％～40％）、拉長石（40％～50％）以及少量磁黃鐵礦等組成（圖2b，2c）．橄長巖：灰褐色，包橄結構（圖2a），巖石主要由橄欖石（20％～25％）、斜長石（70％～75％）及少量單斜輝石（＜5％）組成，其中橄欖石的Fo為77～79，屬貴橄欖石．

巖石地球化學特征

1主量元素地球化學

哈拉喬拉巖體巖石的SiO2含量為42．33％～45．66％，多屬超基性巖類．MgO（6．92％～19．53％）、Fe2O3T（7．84％～12．61％）、CaO（7．14％～194）和Al2O3（121％～228％）含量變化大（表2）．除兩件樣品的TiO2含量大于1外，其余樣品的TiO2為0．09％～0．68％．Na2O、K2O、P2O5、MnO含量都很低．含長輝石巖、橄長巖、橄欖輝長巖樣品的m／f值（m／f＝（Mg2＋＋Ni2＋）／（Fe2＋＋Fe3＋＋Mn2＋）原子數比值）介于2．48～38之間，屬鐵質超基性巖（吳利仁，1963），對形成銅鎳礦有利．此外，輝長蘇長巖和輝長巖樣品的m／f為0．98～2．46，多小于2，多屬鐵質基性巖．在SiO2－FeOT＊／MgO圖解（圖3）上，樣品均位于拉斑玄武巖系列區．

2稀土微量元素地球化學

稀土元素總量為6．42×10－6～21．37×10－6，為球粒隕石的2～5倍．（La／Yb）N＝1．74～44，（La／Sm）N＝1．43～2．78，（Gd／Yb）N＝0．98～1．71，相對富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，δEu＝1．04～2．28，多具有較明顯的正銪異常（表3，圖4）．在微量元素蛛網圖上，相對富集大離子親石元素而虧損高場強元素，具有較明顯的Nb、Ta、Zr、Hf、P負異常．各巖類中，從橄長巖、橄欖輝長巖到含長輝石巖，再到輝長巖、輝長蘇長巖，稀土元素、微量元素含量有增加的趨勢（圖4）．

3Nd－Sr－Pb同位素地球化學

哈拉喬拉巖體中橄欖輝長巖、輝長蘇長巖和輝長巖樣品的εNd（t）值分別為－2．39、－0．78、－2．62；εSr（t）值分別為37．49、45．28、498．從這些數據來看，該巖體的Nd、Sr同位素組成變化較?。ū?），而且數據點在Nd－Sr同位素相關圖（圖5）上均位于第四象限，顯示出Nd、Sr同位素的富集特征．橄欖輝長巖、輝長蘇長巖和輝長巖樣品的206Pb／204Pb、207Pb／204Pb和208Pb／204Pb值變化組成18．033～18．276，15．491～15．587，37．874～38．30樣品的U／Pb、Th／Pb比值低（U／Pb＝0．02～0．08，Th／Pb＝0．04～0．13），巖體形成后放射成因Pb同位素積累少，Pb同位素的測試值與其初始值之間偏差?。趫D6上，鉛同位素組成位于MORB范圍內或其附近，表明該巖體的Pb同位素組成具有MORB親和性．

討論

1原生巖漿與分離結晶

Mg＃（Mg＃＝Mg／（Mg＋Fe））是鑒別原生巖漿的重要標志之一．Green（1975）認為，與地幔橄欖巖平衡的原生巖漿的Mg＃＝0．63～0．73；Sato（1977）指出原生巖漿的Ni＝235×10－6～400×10－6；Freyetal．（1978）認為，Mg＃＝0．68～0．73；Hess（1992）認為Mg＃＞0．68，Ni＝300×10－6～400×10－6．該巖體有5件樣品的Mg＃＝0．71～0．73，這5件樣品的MgO平均值為11．4％，表明形成該巖體的巖漿為高鎂的拉斑玄武質巖漿，但這幾件樣品的Ni含量（31．51×10－6～159．1×10－6）普遍偏低，這可能是由于其源區中含有相當數量的再循環洋殼物質．哈拉喬拉巖體巖石中的包橄結構、反應邊結構、含長結構以及輝長結構等，表明巖漿結晶過程中橄欖石是最早結晶的礦物，輝石、斜長石在其后結晶，部分斜長石結晶早于輝石（圖2）．在圖7上，橄長巖、橄欖輝長巖和含長輝石巖樣品的MgO與SiO2成明顯的負相關關系，MgO與FeO、Ni、Co成明顯的正相關關系，反映了巖漿演化過程中主要發生了橄欖石的分離結晶．MgO與CaO、Al2O3、Na2O呈明顯的負相關性反映了單斜輝石或斜長石的結晶作用．CaO與Al2O3的相關性較好地反映了單斜輝石的結晶，因為單斜輝石的晶出可以導致巖漿中CaO和CaO／Al2O3比值的降低（Geistetal．，1998）．巖石樣品的δEu均大于1，表明存在斜長石的聚集或堆晶作用．在圖6上，輝長蘇長巖和輝長巖樣品的MgO與FeO、TiO2呈負相關關系，反映了巖漿結晶過程中有鈦鐵礦的析出，這與巖相學的觀察是一致的（圖2d）．巖相學和地球化學特征表明，哈拉喬拉巖體在巖漿演化過程中早期有橄欖石的結晶，其后主要是單斜輝石和斜長石的分離結晶／堆晶，后期有鈦鐵礦的析出．

2同化混染與源區性質

一般來說，總分配系數相同或很相近的元素比值不會因結晶作用而改變．因此，根據總分配系數相同或很相近、對同化混染作用又敏感的元素比值（例如Ce／Pb、Th／Yb、Nb／Ta、Ta／Yb、K2O／P2O5、Ti／Yb、Zr／Nb等）間的協變關系，可以用來檢驗同化混染作用的存在與否，并判斷混染程度（CampbellandGriffiths，1993；Bakeretal．，1997；Macdonaldetal．，2001）．Th／Yb－Ce／Pb、Nb／U－Ta／Yb、Th／Zr－TiO2／Yb相關性均較弱，表明巖漿演化過程中同化混染作用弱．Nb與U、Ce與Pb具有相似的總分配系數，因此，Nb與U、Ce與Pb在地幔部分熔融過程中不發生明顯分異，可以反映巖漿源區的地球化學特征．洋中脊玄武巖（MORB）和洋島玄武巖（OIB）的Nb／U比值47±10，原始地幔中Nb／U比值約為34，大陸地殼的Nb／U比值（約9～12）．典型地幔的Ce／Pb比值（25±5）和地殼Ce／Pb比值（＜15）（SunandMcDonough，1989；Hofmann，1988）．哈拉喬拉巖體樣品的Nb／U值為0．59～9．20；Ce／Pb值為0．41～5．41，這些特征顯示出地殼物質的印記，但在相關元素比值構成的直角坐標圖上，往往沒有明顯的趨勢性變化規律．這種特征反映了源區的性質而非地殼混染作用的結果，這是因為同化混染作用的本質屬性之一是化學不均勻性，受到不同混染程度的巖漿具有不同的元素比值．因此，不同批次、受混染程度不同的巖漿在上述元素比值構成的直角坐標圖上自然就會表現出協變關系．因交代作用而富集的巖石圈地幔，其源區必然存在化學不均勻性．但是，在同一部位同期生成的巖漿，會因為低熔組分的優先萃取作用和在巖漿源區及上升通道中的混合作用而達到化學上的均勻性．此外，基于同樣的原因，若為同化混染，大離子親石元素的微量元素配分曲線會產生不規則波動；若為源區富集，則微量元素配分曲線相對平滑且大體平行，本區巖石顯示出這種特征（姜常義等，2007）．此外，同位素地球化學方面，哈拉喬拉巖體的Nd、Sr同位素組成變化較小且均位于第四象限，這應該反映了源區性質，說明其源區屬富集型地幔．由于該巖體的同化混染作用較弱，其陸殼物質印記應源自于源區富集．哈拉喬拉巖體巖石化學組成部分屬拉斑玄武巖系列，樣品富集大離子親石元素和輕稀土元素、有明顯的Nb、Ta虧損，（Nb／La）N比值介于0．24～0．56，遠小于1，Th／Ta（31～37．33）、Th／Nb（0．30～87）比值較高，表明地幔源區含有被消減板片脫水和／或部分熔融而交代的地幔楔物質（Wilson，1989；Elliottetal．，1997）．由于La、Ba、Th、Zr和Nb具有相近的分配系數，分離結晶作用不會影響巖漿中La／Nb、La／Ba、Ba／Nb比值，而且巖漿演化過程中發生的同化混染作用不是十分強烈，因此，這些元素對比值的顯著不同可以指示源區特征（Woodheadetal．，2001）．La／Ba－La／Nb以及Nb／Zr－Th／Zr之間的關系指示巖漿源區存在交代改造的富集型巖石圈地幔（圖8）．同時，初始Sr、Nd同位素組成變化范圍小而且均屬富集型，所以哈拉喬拉巖體的地幔源區為被交代改造的富集型巖石圈地幔．

結論

（1）哈拉喬拉巖體主要由輝長巖、輝長蘇長巖、含長輝石巖、橄欖輝長巖、橄長巖組成．巖石化學組成屬拉斑玄武巖系列．巖石普遍富集大離子親石元素和輕稀土元素，虧損不相容元素，具有明顯的Nb、Ta異常．（2）巖體的Nd、Sr同位素組成屬富集型．元素地球化學和Nd、Sr同位素地球化學證明，巖漿源區為被消減板片交代改造過的富集型巖石圈地幔．（3）原生巖漿為高鎂拉斑玄武質巖漿．巖漿演化過程中主要發生了橄欖石、單斜輝石以及斜長石的分離結晶／堆晶，后期有鈦鐵礦的析出．