SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETIC
OBSERV ATION AND RESEARCH
第42卷 第2期2021年 4月李萌萌
Vol.42 No. 2Apr.  2021
地震地磁观测与研究
doi: 10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2021. 02. 043
中国是全球晚新生代火山发育国家之一，也是西环太平洋活动大陆边缘火山活动带重
要组成部分。在我国东北地区发育着数座晚新生代喷发过的活火山（如五大连池老黑山、火烧山火山、金龙顶子火山等）或具备喷发能力的休眠火山（如云南腾冲火山、长白山天池火山等）（Hickey ，1982；Davies et al ，1992；刘若新，1992）。龙岗火山是我国东北部晚新生代仍有过喷发活动的火山之一（隋建立等，1999），其早更新世火山作用产物粗面玄武岩在吉林靖宇地区广泛分布。为了深入揭示其岩石地球化学属性与成岩地质构造意义，在野外地质调查基础上，开展了系统的岩相学、元素地球化学及全岩Pb 同位素地球化学研究。实验结果揭示：①溢流相早更新世粗面玄武岩呈灰，斑状结构，块状构造，
可见细小气孔（孔径0.1—0.5 mm ，孔径较均一）。斑晶由铁橄榄石和单斜辉石组成（占矿物总量的15%）。基质矿物约占矿物总量85%，为暗基性斜长石，均匀分布，构成交织结构；喷发相早更新世粗面玄武岩呈灰，斑状结构，块状构造，气孔不均一（孔径0.5—4.0 mm ）。斑晶成分为镁橄榄石（占矿物总量的15%）。基质矿物主要为基性斜长石（约占矿物总量85%），构成交织结构并具有定向性；②全岩元素地球化学呈现富集大离子亲石元素（LILE ）和高场强元素（HFSE ），微量元素和稀土元素配分模式与EMI 型地幔配分模式相似，相对富集轻稀土元素（LREE ），亏损重稀土元素（HREE ），整体属低硅、富钠、过铝质钾玄岩系列。铕变化值（δEu ）值介于0.95—1.07，K 2O+Na 2O 值介于6.44—6.56 wt%,，具有地幔源岩浆成因特征。Zr/Nb 、La/Nb 、Ba/Nb 、Ba/Th 、Rb/Nb 、K/Nb 、Th/Nb 和Ba/La 值分别为4.0—4.2、0.70—0.75、11.4—12.0、107.9—117.9、0.86—0.91、259.7—288.3、0.099—0.010 8、15.34—16.68（表1），进一步指示了成岩岩浆具有富集地幔I 型特征。若从岩浆演化角度出发，亲铁元素V （131—152 ppm ）、Cr （286—349 ppm ）、Co （40—45 ppm ）、Ni （144—166 ppm ）、Sc （11—14 ppm ）等元素含量值与富集地幔
吉林省龙岗火山岩区早更新世粗面 玄武岩地球化学特征及构造意义
徐智涛1），2）
李萌萌1） 盘晓东1） 孙景贵2）
顾国辉1） 刘宏岩3） 马 飞3）
1）中国长春130117中国地震局火山研究所2）中国长春130061吉林大学地球科学学院
3）中国长春130117吉林省地震局
第一作者简介：徐智涛（1987—），男，博士，工程师，主要从事陆相火山岩—火山岩成因研究。
E -mail ： xuzhjtao@163
基金项目：中国地震局地质研究所国家野外科学观测研究站研究课题：中国东北地区3D 方位与径向各向异性研究项目（项目编号：NORSCBS20-07）
161第2期
徐智涛等：吉林省龙岗火山岩区早更新世粗面玄武岩地球化学特征及构造意义
元素含量值相同或相近，在初始地幔对应比值配分模式图中，表现出平稳的配分变化趋势；
③208Pb/204Pb为38.435—38.698、207Pb/204Pb为15.492—15.544、206Pb/204Pb为16.446—
16.782。综合特征表明，研究区内粗面玄武岩成岩岩浆来源于富集Ⅰ型地幔，具有洋岛玄武岩地球化学属性，形成于陆内裂谷拉张构造环境。从成岩元素的地幔过程与岩浆演化过程的相容性、不相容性角度，认为EMI型地幔具有提供成岩物质的可能。
表1 研究区粗面玄武岩与地壳、地幔储库的不相容元素比值类比
Table 1 Comparison of incompatible element ratios of trachybasalt to
crust and mantle reservoirs in the study area
比值Zr/Nb La/Nb Ba/Nb Ba/Th Rb/Nb K/Nb Th/Nb Ba/La
原始地幔14.80.949770.913230.1179.6
N-MORB30  1.07  1.7—8.060.000.36210—3500.025—0.0714
E-MORB--  4.9-8.5--205—2300.06—0.08-
大陆地壳16.2  2.254124  4.713410.4425
HIM OIB  3.2—5.00.66—0.77  4.9-6.949—770.35—0.3877—1790.078—0.101  6.8—8.7
EM I OIB  4.2—11.50.86—1.1911.4—17.8103—1540.88—1.17213—4320.105—0.12213.2—16.9 EM II OIB  4.5-7.30.89—1.097.3-13.367—840.59—0.85248—3780.111—0.1578.3—11.3本文  4.0—4.20.70—0.7511.4—12.0107.9—117.90.86—0.91259.7—288.30.099—0.010 815.34—16.68注：地壳、地幔储库的不相容元素的比值参考Saunders等（1987）和Weaver等（1991）的研究成果
关键词龙岗火山岩区；粗面玄武岩；元素地球化学；铅同位素；成岩岩浆起源；构
造意义
参考文献
刘若新.  中国新生代火山岩年代学与地球化学[M]. 北京：地震出版社，1992：330-336.
隋建立，樊祺诚，曹杰. 龙岗火山喷发特征与火山岩岩石化学初步研究[J]. 地质论评，1999，45(Z1)：319-324.
Davies J H & Stevenson D J. Physical model of source region of subduction zone volcanics[J]. Journal of Geophysical Research Solid Earth, 1992, 97(B2): 2 037-2 070.
Hikey R L. Geochemical characteristics of boninite series volcanics: implications for their source[J]. Geochim Cosmochim Acta, 1982, 46(11): 2 099-2 115.
Saunders A D, Rogers G, Marriner G F, Terrell D J & Verma S P.  Geochemistry of cenozoic volcanic-rocks, baja-california, mexico-implications for the petrogenesis of postsubduction magmas[J]. Journal of Volcanology & Geothermal Research, 1987, 32(1): 223-245.
Weaver & Barry L. Trace element evidence for the origin of ocean-island basalts[J]. Geology, 1991, 19(2): 123-126. Geochemical characteristics and tectonic significance of early Pleistocene trachybasalt in Longgang volcanic area, Jilin Province
XU Zhitao1),2)，LI Mengmeng1)，PAN Xiaodong1)，SUN Jinggui2)，GU Guohui1)，LIU Hongyan3) and MA Fei3)
1) Institute of Volcanology, China Earthquake Agency, Changchun 130117, China
2) College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
3) Jilin Earthquake Agency, Changchun 130117, China
Keywords：Longgang volcanic area，trachybasalt，element geochemistry，lead isotope，origin of diagenetic magma，tectonic significance