山西临县紫金山碱性杂岩体的岩浆作用及其动力学背景

山西临县紫金山碱性杂岩体出露于吕梁山中段西翼，由于其典型的碱性岩岩石类型一直受到地学界的关注。论文对该杂岩体进行了详细系统地构造地质学、岩石学、岩石地球化学、同位素地球化学研究，并结合离石断裂带活动特征及其两侧沉积学的研究，探讨了碱性岩源区特征、成因机制、深部动力学及构造岩浆演化等问题。 山西临县紫金山碱性杂岩体位于临县北西紫金山、大度山、尖山凹一带，大地构造位置处于稳定陆块——鄂尔多斯地块东部边缘晋西挠褶带内，靠近大型断裂——离石断裂带。紫金山碱性杂岩体形成于154～91Ma前，相当于晚中生代晚侏罗世-早白垩世，属于燕山运动的产物。 紫金山岩体是一个多阶段、多期次形成的，侵入、喷出相均有的杂岩体；中心式侵入环状杂岩体为二长岩-霓辉正长岩-霞石正长岩-角砾岩（响岩）组合。紫金山碱性杂岩体的矿物组合比较接近，但矿物相对含量变化很大。主要矿物为钾长石，石英、斜长石仅见于早期侵入的二长岩中；霞石自中期的含霞霓辉正长岩出现，逐渐增多；霓辉石和黑云母随岩浆作用进展逐渐增多。 临县紫金山碱性杂岩体具有低SiO2，富碱、K2O、Fe、贫Mg、中等CaO、Al2O3的岩石化学特征，属于中-基性高钾碱系列；岩石中Al2O3、Na2O与SiO2呈正相关关系，TFe2O3、MgO、CaO、P2O5与SiO2呈负相关关系。球粒陨石标准化的稀土分布为LREE富集的右倾型，（La／Yb）N=5.06～163.08；δEu在0.93～1.10之间，Eu异常不明显。在原始地幔标准化蛛网图上，富集大离子亲石元素（LILE，Cs、Rb、Ba、Th、U等），亏损高场强元素（HFSE，Nb、Ta、Ti等）。具有低的87Sr／96Sr值（0.704686～0.705198），低εNd（T）值，氧同位素δ18O=6.38～14.0SNOW‰。因此本文认为山西临县紫金山碱性杂岩体具有深源特征，形成于大陆板内富集地幔。而且在岩浆作用过程中结晶分异作用不明显，部分熔融起主导作用。碱性杂岩体由富集地幔多次批式部分熔融而成，部分熔融比例比较小。岩石类型变化的原因是岩浆混合作用、熔融程度以及岩浆所含挥发分有关。岩浆开始起源于上涌的软流圈边部或岩石圈上地幔，岩浆脉动式侵位形成环状中心侵入体。 山西临县紫金山碱性杂岩体位于华北地块内部山西地块和鄂尔多斯地块交接部位，演化历程与两地块差异升降密切相关，其构造-岩浆活动更可能是太平洋板块碰撞华北板块的远程效应和深部软流圈活动的共同结果，其构造-岩浆演化对应于燕山运动。岩浆岩的侵位机制与区域构造环境密切相关，属于板内构造体系。与离石断裂带的活化和吕梁隆起有着密切关系。