Identification of clinopyroxene antecrysts in Cretaceous lamprophyre dykes from the Jiaodong Peninsula and their geological significance

Abstract

穿地壳岩浆系统理念的提出为认知岩浆岩的形成机制提供了一个新的窗口。在穿地壳岩浆系统内，深层次岩浆储库结晶的矿物（例如辉石、角闪石、斜长石等）可通过通道向上运移至浅层次的岩浆储库，该过程可导致这些矿物的熔蚀、流体交代或再生长。上述矿物属于再循环晶，它们保留的成分环带信息可忠实地记录岩浆环境的变化。本文以华北克拉通东南缘胶北早白垩世丛家岩体（~127Ma）内产出的闪斜-拉辉煌斑岩为主要研究对象。这些钙碱性煌斑岩中常见不同结构和成分特征的单斜辉石再循环晶，它们保存了多级岩浆储库的相关信息。丛家煌斑岩包括一系列中基性煌斑岩，形成一个煌斑岩岩石组合，具有轻重稀土元素分异明显（（La/Yb）_N=14.2~28.1）的特征。在原始地幔标准化微量元素蜘蛛图上，丛家煌斑岩表现出亏损Nb、Ta、P和Ti，而富集Ba、Pb、Sr和Nd等元素的特征。本文在丛家煌斑岩中识别出了两类单斜辉石"再循环晶"，即正环带单斜辉石和振荡环带单斜辉石。正环带辉石核部Mg^#值为86.0~94.9，稀土元素总含量偏低，亏损HREE；部分核部具筛状结构，筛孔填充物富集大离子亲石元素，并表现出Cr-Ni元素的解耦，显示与流体交代作用有关。正环带辉石边部具振荡环带特征，反映了晶体在震荡环境中的再生长。再生长辉石环带的Mg^#值为78.9~89.1，稀土元素总含量较高，但其分配趋势与核部相似，富集Th等元素，亏损Nb、Pb、P。振荡环带辉石的Mg^#值为82.3~89.4，化学成分特征与正环带辉石边部相近。丛家煌斑岩中的角闪石可分为低硅角闪石和高硅角闪石。低硅角闪石的SiO₂含量偏低（38.2%~40.1%），Mg^#值为72.0~82.4，结晶于较高的温压环境（976±22℃~1024±22℃，5.72~10.9kbar）。高硅角闪石的SiO₂含量较高（40.3%~44.3%），Mg^#值为70.9~83.0，结晶于相对低的温压环境（872±22℃~947±22℃，3.06~4.43kbar）。本研究认为，丛家煌斑岩中的单斜辉石再循环晶在不同层次岩浆储库内发生了熔蚀、流体交代或再生长，指示了深部岩浆系统是由多级岩浆储库构成的。