结构定量分析揭示熊耳群大斑玄武安山岩岩浆房存续时间与岩浆喷发速率

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作   者：

瞿川豪;  马建锋;  赵太平; 

作者机构：

中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室; 

关键词：

熊耳群;  喷发速率;  存留时间;  晶体粒度分布;  结构定量分析; 

期刊名称：

岩石学报

i s s n：

1000-0569

年卷期：

2024 年 008 期

页   码：

2374-2388

摘   要：

熊耳群火山岩是华北克拉通形成后首期大规模岩浆事件的产物，它代表了华北克拉通裂谷系发育和演化的开始，其形成时代与构造背景备受关注。前人研究集中于年代学与地球化学分析，但受限于年代学测试精度，对熊耳群岩浆活动的持续时间尚无法精确限定；同时，熊耳群岩浆岩的地球化学数据并不能很好地解释其成因：地幔柱模型往往伴随着短期内巨量岩浆喷发的特征，通过传统地球化学方法很难识别，所以制约熊耳群形成的构造背景尚需更多的证据来支撑。岩石结构定量分析方法为解析岩浆活动的过程提供了全新的视角，该方法依靠分析岩石中晶体的分布特征，还原晶体结晶过程，从而揭示岩浆房存储状态，并估计岩浆存留时间。许山组玄武质安山岩具有典型的斑状结构，且代表熊耳群熔岩最早期的岩浆活动，记录了早期的岩浆房热状态。本文针对其中的斜长石斑晶开展结构定量分析，探讨熊耳群火山岩早期岩浆房的存储状态与存留时间。数据结果表明，许山组玄武质安山岩深部岩浆房长期处于低过冷度、半开放状态，存续时间为2400～24000yr。结合斜长石结晶实验和许山组斑晶晶体形态研究，估算斑晶斜长石生长速率为10-11～10-10mm/s;结合最大特征长度、剖面特征长度差值与熔岩厚度，计算得到许山组体积喷发速率0.28～13km3/yr,二维喷发速率0.04～1.85m/yr,与大火成岩省的活动特征相似。综上所述，熊耳群许山组形成于一次强烈的热事件中，具有较大的岩浆通量与极高的喷发速率，符合地幔柱背景下的大火成岩省岩浆活动特征。