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外文文献翻译中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学
外文文献翻译——中亚和中国的板内岩浆作用和相关矿床成因学
FrancoPirajno,RichardE.Ernst,AlexanderS.Borisenko,GeliyFedoseev,EvgeniyA.Naumov
摘要:
中亚和中国大陆大范围地受到板内非造山的岩浆作用的影响,和从古元古代到今天的地幔活动有关。
这个岩浆作用表现为层状的镁铁质-超镁铁质侵入岩、溢流玄武岩、双峰式火山岩、岩墙群、I型和A型花岗岩、碱性杂岩体、碳酸岩和金伯利岩。
这篇文章里,我们讨论了东亚中生代-新生代、西伯利亚暗色岩系、峨眉山、塔里木(巴楚)、雅库茨克和华南这些热事件。
那些和亚洲板内岩浆事件相关的成矿体系,包括镁铁质-超镁铁质侵入岩里的镍—铜—铂族元素矿、斑岩型铜钼矿和矽卡岩矿床、通常含在花岗岩内的多金属矿脉和含金矿脉,碱性杂岩体中的的稀土元素和稀有金属,和产钻石的金伯利岩。
非造山的板内火成岩起源于幔源或者幔源和壳源的混合,直接或者间接地和响应与碰撞和俯冲过程有关的下地壳及次大陆岩石圈拆沉作用而发生的深部地幔柱和软流圈的上涌有关。
1.引言
板内岩浆作用发生在距离板块边缘很远的地方,这个定义包括洋内和陆内两种环境。
这篇文章里,我们特别考量中亚和中国大陆内部的板内岩浆作用。
然而,毫无疑问板内岩浆作用的表现不仅是在中亚和中国,而且还发生亚洲的西部、北部和东北部地区,比如大西伯利亚大火成岩省和从贝加尔湖地区延伸到亚洲东北角的新生代岩浆作用。
因为这个原因,我们描述了一些并不是通常被考虑为中亚的一部分地区和矿床体系,比如诺里尔斯克。
中亚,包括中亚造山带(Jahn,2004),或者叫阿勒泰造山碰撞带(Sengör,1993)或是中亚造山超级碰撞(Yakubchuk,2005),西伯利亚克拉通(包括阿纳巴尔和阿尔丹地盾(RosenandTurkina,2007)和贝加尔湖-patom省的边缘造山带),Baikalides和叶尼塞造山带等地体和构造单元组成(图1和图2)(SengörandNatal'in,1996;RundqvistandGillen,1997)。
在中国,除了环绕着华北-塔里木克拉通北缘的中亚造山带之外,,其余的主要构造要素包括了华南板块(扬子克拉通和华南造山带或者华夏造山带)和喜马拉雅-阿尔卑斯造山带之间的一系列造山带,并且以上这些单元都属于特提斯造山带(图1)(Renetal.,1987;Wangetal.,2005).。
中亚和中国整个巨大的区域是一个遭受了和浅层地幔柱、深层地幔柱或者超级地幔柱有关的强烈板内岩浆作用的地区。
岩浆作用表现为大陆溢流玄武岩、双峰式火山岩省、层状和带状镁铁质-超镁铁质侵入岩、碱性杂岩体、碳酸岩、金伯利岩和钾镁煌斑岩,以及在地质历史上的不同时期所广泛侵位的碱性玄武质火山作用,包括从太古代-元古代界限到现在的中国大陆东北的碱性火山作用。
和中亚和中国的板内岩浆事件相关的成矿作用生成了大量的矿床体系,从镁铁质-超镁铁质侵入岩中的世界级岩浆型铜—镍—铂族元素矿床(如金川)到包括了汞、金汞多金属矿脉、斑岩型铜钼矿、萤石矿床、碳酸岩中的稀土元素和稀有金属等热液型矿床体系。
西伯利亚北部Maimecha–Kotui省的碱性超镁铁质侵入岩成矿为磷灰石-磁铁矿,稀土元素,铜镍和金。
在同样在西伯利亚北部的Noril’sk地区,热液型矿脉包括含镍、钴和铁的砷化物和硫化砷,含锑的矿物和伴随着高达12%汞的自然银。
在西伯利亚克拉通,由于二叠-三叠纪的西伯利亚地幔柱的关系,存在有锑银,金汞脉状矿床和斑岩铜钼矿床。
在泰米尔半岛可见斑岩铜钼体系,而且它与正长岩和弱碱性花岗岩相关(Vernikovskiyetal.,2001;DobretsovandVernikovsky,2001;Serdyuk,2004)。
在中国,板内岩浆事件包括了18亿年前的华北克拉通的熊耳火山岩省,在825-750Ma也影响了扬子克拉通的岩浆作用,820-780Ma在塔里木发生岩浆作用和石炭纪(345Ma)与断裂相关玄武岩,在280Ma的塔里木(巴楚)事件,260Ma峨眉山大火成岩省和大量的中生代-新生代中国东部和亚洲东部的岩浆作用。
与这些事件相关的矿床体系,除了了上面提到的金川,还包括中国西北的黄山镍—铜—铂族元素岩浆矿床,中国中东部地区的斑岩和浅成低温热液的体系,多金属高温矿脉和大量断层控制的矽卡岩和铁矿床。
这篇文献里,我们主要回顾了这些热事件并且讨论了他们相关的成矿能力。
2.中亚和中国的大火成岩省
表1中我们展示了中亚和中国主要的板内岩浆作用省。
这个列表是由一个作者的未发布的数据编辑的,网址是www.largeigneousprovinces.org,还有ErnstandBuchan(2001)中便于理解的数据库,这些是从世界范围的大火成岩省的细节中总结的。
在后面的章节里我们讨论了选择的省为了增长的年龄,主要因为那些古老的地质记录不太被人所知,而且比较难于解释,同时比较难被年龄数据所限制。
3.中亚中生代-新生代板内岩浆作用
中生代-新生代的板内构造作用和岩浆作用影响了大部分亚洲大陆的东部边缘,从远东俄罗斯经过贝加尔湖和蒙古地区延伸到中国东北部和北部。
大量现象和一系列复杂的构造事件相关,包括了俯冲,板块碰撞,地壳变厚,碰后塌陷和断裂。
中生代和新生代的中国大陆和剩下的东亚地区的外延的构造作用,根本上是这个区域浅层地幔动力学的表面表现,和太平洋板块斜俯冲向欧亚板块之下有关,影响了东亚的大陆边缘(Sengöretal.,1993)。
东亚中生代-新生代岩浆带毫无疑问是世界上最大的一个,我们认识到它的结论为一个板内环境是可以论证的。
然而,像图2中展示的一样,这个岩浆作用很好的延伸在东亚板块边缘之内和很多侵入杂岩体中,通常为碱性的,还有裂谷环境的双峰式火山岩(比如,山西和贝加尔裂谷体系,图1和图2),说明板内地幔活动和拆沉作用是深层岩和火山岩侵位的最初原因。
CO2气体的出现在中国东北部的碱性玄武岩的断陷盆地里,氦同位素体系的支持这个地区地幔上涌的观点(Zhengetal.,2001)。
从早中生代(216-208Ma)到新生代(90Ma(Zhouetal.,2002))的构造热事件是指燕山期的岩浆作用。
中国东部和东北部对燕山期岩浆作用的记录是典型的双峰式,并且由I型和A型碱性花岗质侵入岩、角砾岩筒、长英质和碱性玄武质熔岩组成。
鲁西地区的碱性环状杂岩体,碱性杂岩体中的花岗闪长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄是177Ma(Huetal.,2005),说明地幔活动或者岩石圈变薄开始于中侏罗纪。
火山喷出物的迁移是从环渤海盆地到鲁西抬升,鲁西地区的火山岩的年龄范围是从136-135Ma到124-115Ma(Maoetal.,2008a)。
一些鲁西地区的Badou和Xueye的碳酸岩岩墙的K-Ar年龄是123Ma,同样记录有同时代的煌斑岩和长英质岩墙(Maoetal.,2008a)。
然而,从135到115Ma的时期很重要,发现可以标记一系列板内热事件,和中国东部和东北部斑岩矿床、矽卡岩矿床、金矿脉的成矿作用有关(见后)。
这些时间的影响范围沿着主要地壳薄弱带向西长达1000km,比如华北和扬子克莱同和华北和西伯利亚克拉通之间的边界和缝合带,郯庐断裂带是北北东向延伸的(图1和图2)。
中国东部和北部的中生代-新生代岩浆作用分布可见表3.造山后A型、I型花岗岩和和裂谷相关的正长岩,表明了一个向海岸方向变年轻的趋势,说明这是个既有拉伸又有俯冲相关的岩浆弧环境(Wangetal.,2006)。
在中国东南,燕山期岩浆作用带近似平行的,并且超覆在古苏格兰-海西和印支期的岩浆作用带上。
超覆的特征是应为洋壳俯冲于一个活动大陆边缘之下(Jahnetal.,1990),,或者是一个平俯冲(LiandLi,2007).。
燕山期构造岩浆活动主要峰期实在130和90Ma之间的白垩纪的I型和A型火成论。
这些作者认为火成论和地热梯度比40°C/km大和大规模的玄武质岩浆拆沉作用有关。
ZhouandLi(2000)进一步说明了在180到80Ma期间,早太平洋板块俯冲到中国东南的角度从一个小角度增加到一个中等的角度。
这个角度的改变说明了岩浆活动从东南向浙江省和福建省迁移了800km。
通过LiandLi(2007)的文章,中国东南沿海地区和中二叠纪华北板块和华南板块的碰撞有关。
这些作者指出非造山的I型和A型岩浆作用影响了块体裂解的开始和软流圈的上涌,导致了盆地-山脉的地形。
这个岩浆作用向海岸逐渐变年轻说明了这些块体使得和弧相关的和双裂谷相关的火山作用。
一个相似的模型由Wang提出,大兴安岭的燕山期火山作用峰期为163-160Ma、147-140Ma、125-120Ma、116-113Ma。
Wang认为岩浆作用的脉冲和由西到东的迁移分层过程有段,和岩浆底侵作用有关,在这篇文章最后一部分里会进一步讨论。
一个非主流的观点是中国东部下面的岩石圈地幔热动力演化导致了由于岩石圈的伸展、地壳下部和岩石圈倾覆分层和软流圈上涌的燕山期事件,有可能深部地幔柱涌出,在这个地区由于火山活动的物质扩散。
对中国东部的古生代金伯利岩的研究指出古生代中国东部的岩石圈的根部至少有180km厚,和含金刚石的橄榄石的稳定区域相一致。
对新生代的碱性玄武岩的地幔捕虏体的研究表明中国东部的岩石圈从古生代到新生代减薄了100km。
这个地区的地幔动力学很可能和西伯利亚和蒙古-华北板块的碰撞造成的裂谷及西太平洋俯冲体系有关。
次大陆岩石圈地幔的分层搜到造山均衡的影响,导致了重力潜能的增加和导致了抬升和水平拉伸。
均衡的抬升和软流圈地慢的上涌导致了减压熔融,有时地壳加热导致深熔作用,产物是长英质岩浆和A型花岗岩。
对现在的澳大利亚东部、北美西部和欧洲西部的地球动力学环境的比较说明130-120Ma时有一个超级地幔柱事件,导致了OntongJava–Manihiki–Hikurangi和Kerguelen巨型大洋高原。
这个大规模事件可能是大范围的引起增强古太平洋东亚边缘的俯冲率。
相反,这可能导致或者帮助岩石圈地幔的分层,导致岩浆底侵作用、地壳熔融、A型和I型花岗质岩浆的形成、沿着东亚边缘的火山作用和与裂谷相关的构造。
如上所述,燕山期构造热事件从早中生代216-208Ma开始,并且认为是在大约90Ma时结束。
然而,岩浆活动沿着中亚整个大陆边缘和内部区域持续到早第三纪,伴随着大量的板内火山,比如五大连池和长白上在历史上就喷发过。
这所有的结果是大的岩浆作用区的建立,大到1000km宽3000km长,沿着中国的东部边缘,如图2和3说明。
新生代火山作用主要是碱性玄武岩、形成了高原、地盾、火山锥和低平火山口。
这些火山爆发是被和同样形成了裂谷盆地的拉伸构造相关的裂隙大量的控制。
最近的五大连池-长白山火山区的三维地震层析成像表明,500-600km深处有一个高速异常,Zhao认为这和弧后火山作用和俯冲过程有关,和报道过的Fiji和Lau弧后分布中心相似。
这些特征证明了浅部软流圈地幔上涌和岩石圈变薄和地壳拉伸的观点。
3.1成矿作用
在中国东北超过1000块镁铁质-超镁铁质侵入岩被发现。
这些侵入岩中的一些,比如红旗岭和漂河川的U-PbSHRIMP年龄为216±5Ma,并且有岩浆Cu-Ni硫化物矿床。
大范围的热液成矿体系鹅湖燕山生气的岩浆作用有关。
这几高扩了和侵入岩相关的金-银矿、斑岩铜钼矿、含金的角砾岩筒、铜金矽卡岩矿、基律纳型磁铁矿、低硫金浅成低温热液矿床体系和侵入岩祥光的多金属矿脉体系。
大约120Ma时,大量的煌斑岩岩墙沿着一个近似北北东向的断层侵位,说明地幔岩浆和流体输送到了地壳。
胶东和秦岭东造山带的大部分金矿床和矽卡岩-磁铁矿体系沿着中-低扬子造山带,都是在这一时期形成的。
(图4)
在中国东北,斑岩Mo,珍贵的金属(金-银)低硫化作用的低温热液矿床和侵入岩相关的珍贵金属和多金属矿脉体系已经发生了,通常是和燕山期构造热事件和火山活动相关。
浅成低温热液矿床的年龄从176Ma到79Ma,是在晚侏罗纪-白垩纪的大陆火山岩、花岗岩、沉积岩或者前寒武基底岩石中测得的。
侵入岩相关的多金属和珍贵的金属矿脉体系是断层控制和剪切带控制的,并且保留了A型花岗岩和前寒武基底岩石。
中国东部和东北部是盆地-山脉型的裂谷体系,覆盖了接近2×106km2的区域,从北边的松辽盆地到东南边的北部湾延伸了大约4000km。
这些中生代裂谷盆地对油气资源很重要,但是他们产金属矿床的潜力不为人知。
中国东南部的同时代的盆地有脉型铀成矿作用的盛名,并且他们很可能和中国东北部的盆地的矿床相似。
另外,我们认为,这些盆地和他们包含的火山记录可能有低硫化作用的金-碲碱性低温热液矿脉和温泉体系,通常和粗面岩、响岩和橄榄玄粗岩有关。
这些可能和RioGrande裂谷的CrippleCreek和那些美国的科罗拉过成矿带相似。
4.二叠纪-三叠纪(285-250Ma)板内岩浆作用
二叠纪-三叠纪板内岩浆作用和相关的矿床成因学影响了中亚和中国的广泛的区域。
这个板内岩浆作用可以被分为三个主要的大火成岩省,每一个都被认为是一个地幔柱的产物:
大西伯利亚地幔柱(250Ma),峨眉山地幔柱(260Ma)和塔里木(巴楚)地幔柱(280Ma)。
可以想象的是,这三个地幔柱的发生是在30百万年之内,每一个都表现为深部超级地幔柱,引发了一束次级地幔柱,这个设想是由Courtillot提出的。
4.1西伯利亚暗色岩系
Maimecha–Kotui省的碱性侵入岩和碳酸盐岩的年龄为251Ma。
西伯利亚暗色岩系覆盖了西伯利亚板块的大部分,位于大部分的西西伯利亚盆地之下,现在在西伯利亚北部的泰米尔半岛,沿着乌拉尔山脉和西伯利亚克拉通的南部边缘发生。
它的面积达4Mkm3,。
还有一些说是16Mkm3。
对于西伯利亚暗色岩系已经做了很多工作。
Ivanov最近的一个对西伯利亚暗色岩系的综述关于这个巨大的板内事件谈了两个方面,称为大火成岩省和西伯利亚暗色岩系溢流玄武岩省(FBP)。
Reichow等发表了一个新的Ar–Ar数据并且和西西伯利亚盆地和乌拉尔山有相关的地球化学特征,这些成矿作用的详细内容可见于Borisenko等(2006)的文章。
上述工作之外还有同位素年龄的发表,说明西伯利亚大火成岩省是在252-248Ma之间侵位的,主要的火山导致的不相容元素富集于西西伯利亚类裂谷环境的弱碱性拉板玄武岩。
Maimecha–Kotui省的碱性侵入岩和碳酸盐岩的年龄为251Ma。
Borisenko讨论了二叠纪-三叠纪西伯利亚圈闭之外其他地方的板内岩浆作用,包括了库兹涅茨克盆地和科雷万–托木斯克褶皱带,哈萨克斯坦东部,阿勒泰东南部和蒙古西北和色楞格深成火山带。
西伯利亚地台是从泰米尔半岛和哈坦加和叶尼塞海槽的欧洲-乌拉尔板块东部分划出来的。
西伯利亚地台被富硫的沉积物所覆盖,包括了蒸发岩,在一个寒武纪和晚奥陶纪的浅的大陆海里。
这和中奥陶的陆缘的沉积环境和晚志留纪-早泥盆纪的富硫的粘土和蒸发环境有关。
高Th/Ta和低Ta/La比值表明金属遭到大陆地壳的污染。
地球物理数据指出叶尼塞和哈坦加之下到达莫霍面的深度比附近的地台明显要浅,尽管在这个区域考虑到沉积岩的厚度。
地壳的变薄是一个陆内下陷构造,形成了拉伸盆地,如上所述,是可能的蒸发岩、碳酸盐和大陆砂岩的厚度。
三叠纪,抬升和准平原作用在地壳变薄之后发生,伴随着地幔上涌地区产生断层,导致了暗色岩系的侵位。
西伯利亚暗色岩系比中国西南的峨眉山溢流玄武岩省年轻10Ma,这很可能是一个超级地幔柱所造成的。
西伯利亚岩浆在Tunguska盆地厚度为3.5km,在Noril'sk地区厚度为3.7km。
镁铁质和超镁铁质岩石中TiO2的丰度表明了高TiO2和低TiO2的成分,在大量的大陆溢流玄武岩省中都有发现。
Borisenko讨论了二叠纪-三叠纪西伯利亚圈闭之外其他地方的板内岩浆作用,包括了库兹涅茨克盆地和科雷万–托木斯克褶皱带,哈萨克斯坦东部,阿勒泰东南部和蒙古西北和色楞格深成火山带。
下面就是从这些作者中总结的。
库兹涅茨克盆地和科雷万-托木斯克褶皱带(KTFZ)
这个地区的溢流玄武岩发生在两个期次:
(1)带有岩床和岩墙侵入岩的断裂(主要包括了二长岩)
(2)拉斑玄武岩和镁铁质岩床的侵入岩的裂隙喷发。
这些玄武岩和那些西伯利亚溢流玄武岩相比,具有高碱性、Ti、P。
KTFZ也包含了大量的岩墙群。
Tashara杂岩体是最老的(252–255Ma)(Ar–Ar)。
在托木斯克地区有粗玄岩、辉长岩和二长闪长岩,年龄为241–238Ma,云斜煌岩的年龄为242Ma(Ar–Ar)。
总之,根据Sotnikov等和Borisenko等他们报道的地质年代学数据指出在KFTZ地区板内岩浆作用发生了五期:
(1)255–252Ma,苦橄粗玄岩和辉长岩
(2)258–249Ma,花岗质杂岩体(3)249–246Ma,库兹涅茨克盆地的玄武岩和镁铁质岩床(4)243–238Ma,粗玄岩、二长闪长岩、云斜煌岩(5)236–233Ma,花岗岩和浅色花岗岩。
哈萨克斯坦东部
早中生代裂谷杂岩体年龄是在库伦达地区周围,现在那里是大深成火成杂岩体。
Semeitau长英质火山形成于248Ma(Ar–Ar),和西伯利亚暗色演习及西西伯利亚的裂谷岩浆活动是同时期的。
在Semeitau杂岩体中火山活动分为三个阶段:
1)双峰式火山活动;2)次火山二长岩、正长岩和花岗斑岩;3)深成岩,主要是斑岩花岗岩。
这三期可能代表了从深部岩浆室到次火山侵入岩和地表火山岩全部范围。
阿勒泰东南部和蒙古西北部
在这些区域有一些形成于早中生代的火成杂岩体。
他们包括了Kurai辉长岩-粗玄岩,邱亚碱性杂岩体和一些别的,比如Kurai带有橄榄辉长岩和粗玄岩岩墙的杂岩体。
在邱亚碱性杂岩体中包含了云斜煌岩、云煌岩和淡歪细晶岩岩墙和花岗岩、正长岩、二长闪长岩侵入岩。
Ar–Ar测年得到云斜煌岩、云煌岩的岩墙年龄为243–246Ma和236–235Ma。
侵入岩出现的年龄比较年轻,为240–236Ma(U–Pb)。
Kungurdzharin杂岩体(240Ma)和Kalguty杂岩体(∼225(Rb–Sr)–∼218Ma(U–Pb))还有花岗斑岩(218–214Ma)(Ar–Ar)的电气石-白云母花岗岩在阿勒泰东南部和蒙古阿尔塔被发现。
鄂尔浑-色楞格盆地
鄂尔浑-色楞格盆地充满了10Km的火山岩和沉积岩。
火山岩组成了一个早玄武岩-安山岩-流纹岩系列和一个晚粗面安山岩玄武岩。
玄武岩-安山岩-流纹岩系列是一个复岩浆的闪长岩、正长岩和花岗质侵入岩,Ar–Ar年龄是258Ma(闪长岩)和247Ma(正长岩)。
晚二叠纪A型花岗岩(254-246Ma)和辉长岩都在蒙古-鄂霍次克带上被发现(中亚造山带的一部分)。
4.1.1成矿作用
矿物体系的分布在空间上和西伯利亚地幔柱相关(图6)。
这些Noril'sk–TalnakhNi–Cu–PGE的世界级矿床具有巨大的经济价值,然而这篇文章里更进一步的计算,就像在引言中提到的,Noril'sk地区并不属于中亚的范围内。
Naldrett(1992),Naldrett和Lightfoot(1993),Hawkesworth等(1995),Naldrett等(1995)和Arndt等(2003)阐述了Noril'sk–Talnakh成矿体系的关键内容。
另外,在这个问题上有一个俄罗斯的工作被翻译发表在经济地质学家社会上。
对Noril'sk地区镍-铜-铂族元素成矿作用的详细的总结可见Naldrett(2004)的文章里。
下面的内容都是从上述工作中总结的。
诺里尔斯克地区的Ni-Cu-PGE矿床是在西伯利亚暗色岩系的部分镁铁质-超镁铁质侵入岩中保留。
Naldrett提出认识到这些多样性很重要,因为他们指出了硫化物不溶性并且因此硫化物矿的形成。
在诺里尔斯克地区至少有七种成矿的侵入岩,他们中的一些长12km深2km。
热爆发到基底的现象富含S的岩石对矿床成因的重要性,由含科马提岩的Ni-Cu硫化物矿床记录。
矿床体系由硫镍铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、针镍矿、黄铁矿、磁铁矿和铂控制。
铂族元素矿物组成杂岩体矿,包括了自然铂和多种Pd,Sn,Pb,Cu,Ni,As,Sb,Bi和Te的混合物。
分散的硫化物和硫化物矿层形成透镜体。
大量的硫化物个体形成了达的透镜体(200m×100m×20m)。
硫化物矿脉呈不规则形状,可能厚达6-7m。
在墙内的岩石成矿作用在砂岩、泥岩和溢流玄武岩中的杏仁体中的硫化物的分布具有由细到粗的特征。
Naldrett提出了一种矿床起源的模型。
这个模型基于下面的Noril'sk–Talnakh矿床的基本特征:
侵入岩包含一个高的硫化物值(2–10wt.%);硫化物具有高的PGE丰度,这只可能是由主演侵入岩200倍的大量岩浆派生的;侵入岩被变质带和交代带所包围;S同位素成分从+8到+12‰δ34S。
富镁的熔融体流向垂直的岩浆室。
这个污染导致了岩浆房密度层的上部硫化物流体的分离硫化物持续的到达新鲜岩浆,带去了更多的Ni,Cu和PGE。
通过这个方法,硫化物逐渐的在垂直的岩浆室的底部地带富Ni,Cu和PGE。
另外,在岩浆矿床,有和碱性岩浆体系相关的Hg,Au–Hg,斑岩Cu,萤石,Ni–Co砷化物低温热液矿床。
大量的金伯利岩筒和岩墙,产钻石,在他们侵位之后迅速侵入到西伯利亚圈闭并且在阿纳巴尔地盾的西面和南面形成广阔的区域。
4.2峨眉山事件(260Ma)
峨眉山大火成岩省覆盖了中国西南部和越南西北部至少250,000km2区域。
峨眉山大火成岩省的西边边界是哀牢山-红河断裂带,一个从冈底斯和云南褶皱带和扬子克拉通分开的主要的地壳构造。
峨眉山大火成岩省包括一系列的拉斑玄武岩,含有小的苦橄质和流纹质熔岩流。
熔岩流之外,镁铁质-超镁铁质层状杂岩体、岩墙和岩床、正长岩和其他碱性侵入岩也是峨眉山大火成岩省的一部分。
熔岩流的最大厚度是在攀西裂谷的大约5400m,从裂谷向东减少了500m。
在宾川地区(攀西裂谷)火山沉积从底到顶包括了杏仁体-玄武岩、玻质碎屑岩、隐晶质玄武岩、玢岩和隐晶质玄武岩、玻质碎屑岩、粗面岩熔岩的6个单元。
这些中二叠纪茅口组的超覆的石灰岩是被三叠纪碎屑沉积岩所超覆。
岩浆底侵作用从地震波反射和折射研究得到。
Xu等(2001)分出了两种主要的形成熔岩流的岩浆类型,低Ti和高Ti,后者进一步分为三个次型,HT1、HT2和HT3。
HT1岩浆具有明显的高TiO2和Nb/La,低SiO2;HT2岩浆在地球化学上和HT1相似,但是他们在U和Th上比HT1要亏损;HT3岩浆具有高的Mg#。
基于地球化学特征,Xiao等分出了两种低Ti的岩浆类型,LT1和LT2。
LT1岩浆和LT2岩浆比表现为高Mg#和(87Sr/86Sr)I值。
这些研究的结果表明峨眉山大火成岩省的低Ti熔融体是从富地幔岩石圈派生而来的,具有一个从浅部到深部岩石圈地幔LT1向LT2过渡的趋势。
另一方面,高Ti岩浆似乎是直接由一个地幔柱形成。
峨眉山大火成岩省镁铁质-超镁铁质侵入岩的SHRIMP锆石U-Pb测年年龄从259±3Ma到262±3Ma,火山作用是在257-263Ma内的一个短时间内发生的。
附加的40Ar/39Ar年龄比较年轻,从147到42Ma,这是因为在燕山期和喜山期之间一个影响了扬子克拉通西部构造事件所形成的热环境。
这有很重要的意义,因为这些热事件中的一个或者全部都可能影响了母岩和牛栏冲镍矿的白马寨的岩浆硫化物矿床。
峨眉山大火成岩省的侵位年龄表明和西伯利亚大火成岩省很接近(老10Ma),这也和提到的世界级的Noril'skCu–
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