锆石微量元素地球化学对硅质火山岩浆系统的制约

• 作者: 贺振宇 颜丽丽
• 来源期刊: 岩石矿物学杂志
• 关键词: 硅质岩浆系统 结晶分异 晶体-熔体分离 岩浆补给 锆石微量元素
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 综述与进展
• 页码范围: 939-951
• 页数: 13页
• 分类号: P578.94+1|P588.11
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-6524.2021.05.006

摘要

大型硅质火山作用(喷发体积约102～104 km3)的岩浆系统是地壳尺度的,经历了复杂的起源、运移、存储、补给和喷发等过程.揭示岩浆从起源到喷发过程中的结晶分异、堆晶、晶体-熔体分离、地壳混染、岩浆补给、晶粥活化等岩浆作用的细节是认识硅质火山岩浆系统演化的关键.锆石中Th、U、Ti、Hf和REE等微量元素的含量和系统变化反映了锆石结晶熔体的成分、温度、氧逸度和水含量等以及共生的矿物相特征,对示踪火山岩浆系统的演化过程具有重要研究意义.随着岩浆温度降低过程中结晶分异作用的进行,锆石微量元素呈现出Hf含量升高、Ti含量降低以及Th/U、Eu/Eu*和Zr/Hf等比值降低的趋势,这些元素含量和比值可以作为岩浆分异演化程度的指标.成矿斑岩中的锆石一般具有高的Ce4+/Ce3+和Eu/Eu* 值,反映了岩浆具有高的氧逸度和水含量.火山岩锆石可能经历多阶段结晶过程,因而形成复杂的核-边结构特征,核部具有熔蚀现象,边部CL较亮并具有低的Hf、U和高的Ti含量以及Eu/Eu* 值等,反映了岩浆补给作用和晶粥活化过程.由于锆石颗粒比较微小,在晶体-熔体分离过程可能随提取的熔体进入喷发岩浆房,从而可以连续记录岩浆成分的变化,或者残留在晶粥中记录晶体-熔体的分离.锆石微量元素结合高精度年代学分析,可以精细制约火山岩浆系统的多阶段演化过程及其时间尺度.在锆石微量元素数据的解释和筛选过程中,需注意扇形分区、锆石褪晶化和其他矿物包裹体对分析结果的影响,并同时开展岩相学研究,结合锆石产状和共生矿物组合特征,为制约火山岩浆系统的演化过程提供可靠信息.