板内玄武岩实例

黑龙江省富钾火山岩带

本区火山活动应为板块内部的裂谷环境，与消减带无关。黑龙江省新生代火山岩以玄武岩占绝对优势。玄武岩分布主要受断裂控制。从老到新，玄武岩成分从拉斑玄武岩系列向碱性玄武岩系列、从钠质向钾质类型演化。

一、岩石地球化学特征

它们都属于富钾火山岩，K2O/NA2O比值在1.25-3.81之间，且随着SiO2的明显增加，K2O、NA2O也有明显的增加，但他们的sio2、mgo、 cao 等主要化学成分存在明显的差异。但火山岩的化学成分范围变化范围很窄，一般在两个百分点内变化。部分火山岩的F、Cl、S含量，随着火山岩的年代变新，其含量有增加的趋势。火山岩的LREE强烈富集稀土配分型式和K，Ba，Rb，Sr富集的不相容元素配分型式在不同时代和地点的富钾火山岩之间不存在明显差别。

1.过度元素

不同类型岩石的过渡元素含量(ppm)及平均值与一般玄武岩相似，球粒陨石标准化的过渡元素配分型式明显分异，形成的“W”形。与地慢岩相比，易熔元素(Ti、V)富集，而难熔元素(Cr、Co、Ni)亏损，且酸度愈大，Cr、Co、N三愈低。

2.不相容元素

不相容元素明显富集。不同岩石的不相容元素含量十分相似，但比其它碱性及拉斑玄武岩的不相容元素丰度高。

3.稀土元素

本区火山岩的稀土配分型式相似， REE量均较高，富含LREE，稀土分异明显。REE及分异程度均远高于我国东部的钠质碱性玄武岩，但又稍低于世界上其它地区的钾质玄武岩。

4.同位素特征

本区火山岩的氧同位素为6.71-8.53高于一般幔源岩浆氧同位素范围。高于中国东部玄武岩的范围(0.7034-0.7045，据周新华等，1952)。

实例二

内蒙古赤峰地区汉诺坝玄武岩

岩石地球化学特征

汉诺坝玄武岩主量元素的变化范围相对较窄，Si02、Mg0、Fe203 的含量分别介于 47.35-49.9wt%、6.35-8.55wt%、11.12-13.78wt%之间。研究区发育碱性玄武岩和发育拉斑玄武岩。原始地幔标准化蛛网图显示，大离子亲石元素和高场强不相容元素相对富集，尤其富集Nb和Ta，放射性生热元素Yb和U相对亏损。在微量元素与MgO构成的Harker图解中，相容元素Cr、Ni与MgO呈正相关，可能是由橄榄石和单斜辉石的分离结晶所致；不相容元素Zr、Y与MgO的相关性不明显，这暗示角闪石分离结晶作用不明显。汉诺坝玄武岩稀土元素总量变化范围较大，REE介于92.5-207.71ppm之间，轻重稀土分馏明显，球粒陨石标准化曲线为右倾型，轻稀土相对富集，重稀土相对亏损，未见明显的Eu异常，表明斜长石分离结晶作用不显著。总体上，内蒙古赤峰地区汉诺坝玄武岩的岩石地球化学特征与洋岛玄武岩相似，可能具有与洋岛玄武岩相似的地幔源区。

实例三

塔里木西北缘阿克苏地区拉斑玄武岩

从Si02含量(< 51%)来看，这些样品均属于玄武岩。全碱含量较低(K2 0十Na2O通常小于5%，个别接近7%)，且K2O < Na2O。 Al2O3，含量小于16%，类似于典型的拉斑玄武岩(Wilson， 19)。这些玄武岩具有较低的Mg值(0. 38-0. 54 )，属于亚碱系列低镁、高铁的拉斑玄武岩。上、下层玄武岩的主量元素特征具有细微但较明显的差别，上层玄武岩的铝含量为14%一15%，下层玄武岩为12%-14%；上、下层玄武岩的MgO含量相当，但上层玄武岩更富铁；上层玄武岩比下层玄武岩相对更富钾，表现在K2 O/Na2O比值方面，前者为0. 31-0. 42。这些特征表明，从下层玄武岩到上层玄武岩即从早期到晚期，有自钙碱性向拉斑系列演化的趋势。

1、稀土元素

玄武岩稀土元素总量，上、下层玄武岩之间没有明显的差异。但在轻、重稀土元素分异方面，下层玄武岩明显富集轻稀土元素，其稀土元素配分曲线右倾斜度较大，与洋岛玄武稀土元素分配模式相似，而上层玄武岩的轻稀土元素富集程度则相对较弱，因而上层玄武岩稀土元素配分曲线则相对较缓。两层玄武岩均没有明显的Eu异常，显示斜长石的分异结晶作用并不明显，这与大部分玄武岩样品的微晶-细晶质结构一致。

2、其它微量元素

从原始地慢标准化微量元素蛛网图可以看出，两层玄武岩具有非常类似的微量元素分布模式，均明显富集Ba， K和Ti，并轻度亏损Nb， Ta和Th。同时，上层玄武岩还具有明显的Rb和Sr的负异常。两层玄武岩的Zr/Nb和Y/Nb比值与EMORB以及南美Parana和南非Etendeka溢流玄武岩非常类似(Wilson，19 )，但相对下层玄武岩而言，上层玄武岩因Nb亏损程度更大，而具有更高的Y/Nb和Zr/Nb比值。La/Nb比值也明显高于洋岛玄武岩、碱性玄武岩(La/Nb < 1)。在Zr/4- Nb2-Y三角投影中，所有玄武岩均落在板内拉斑玄武岩区域，并由下层到上层玄武岩表现出自碱性到拉斑玄武岩过度的趋势。在Ti-V投影图中，所有样品均远离岛弧拉斑玄武岩区，也明显偏离洋脊玄武岩(MORB)区，下层玄武岩较接近OIB和碱性玄武岩(AB)，而部分上层玄武岩则与溢流玄武岩(CFB)类似。 

实例四    赤峰市红庙子玄武岩

红庙子玄武岩根据全岩主量元素分析、TAS图解表明岩石类型主要包括碱性玄武岩和亚碱性玄武岩系列。

一、岩石地球化学

主量元素间的变化关系密切，尤其是MgO与其它主量元素间呈现明显的相关关系，与尺K20、Si02、P205和Na20呈正相关，与Ti02、A1203呈弱的负相关；稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的特征，轻重稀土元素分馏明显，所有的稀土元素球粒陨石标准化曲线的形状具有一致性，Eu、Ce具正异常或弱的负异常；不相容元素球粒陨石标准化模式图显示Ba、Zr等富集，Rb、K元素强烈亏损；相容元素在红庙子玄武岩的含量普遍低于原始地幔值，元素Cr、Ni强烈亏损，可能与镁铁质矿物的分离结晶有关。

从玄武岩的各主要氧化物含量与Si02含量的变化关系图可以看出，各玄武岩中Si02、MgO、Fe203和CaO含量均较低；AI2O3含量在各玄武岩中相近。同时随着Si02含量的增加，AI2O3的含量基本没有变化；Si02与MgO含量呈弱的正相关，与P2O5呈弱的负相关，与Fe203、CaO、TiO2相关性复杂。其中，SiO2与P2O5呈负相关，可能说明了玄武岩上升过程未受到地壳物质的混染。通过以上研究发现，各主量元素与Si02的相关性不好，说明岩浆分异在演化过程中的作用不强。

从MgO含量与其他主量元素含量相关图可以看出，当MgO含量一定时，从碱性玄武岩到拉斑玄武岩，Na2O、K2O含量降低。MgO与K2O呈明显的正相关关系；与Si02、P2O5. NazO呈弱的正相关；与Ti02、AI2O3呈弱的负相关；与CaO、Fe2O；无明显的相关性。其中，红庙子玄武岩的AI2O3与MgO呈明显负相关关系，表明原始岩装可能存在较明品的橄榄石分离结晶作用。

稀土元素特征

球粒限石标准化稀土元素配分曲线图表现出轻稀土元素富集，重稀土元素相对亏损的特征，轻重稀土高度分馏；轻稀土富集且含量变化大，重稀土含量低且变化小；碱性玄武岩和拉斑玄武岩在轻稀土元素一端发散，在重稀土元素一端呈重叠交叉现象；由碱性玄武岩到拉斑玄武岩轻稀土元素含量降低，重稀土元素含量增加，稀土配分曲线呈交叉或重叠现象，且拉斑玄武岩分布曲线较碱性玄武岩平缓。所有稀土曲线均呈良好的平行关系和形状的一致性，这暗示了它们可能来自于同一源区且经历相同的岩奖演化过程。

微量元素

红庙子玄武岩不相容元素球粒限石标准化卜度从碱性玄武岩到拉斑逐渐降低。对于不相容性小的元素(如Ti-Yb)，两类玄武岩的丰度模式曲线发生交叉或重叠，这与稀土元素丰度模式类似。同时发现，碱性玄武岩和拉斑玄武岩的不相容元素Ba、Th、U、Sr、Nd、Zr富集，Rb、K元素强烈亏损，具有与洋岛玄武岩相似的分配型式。

通过研究红庙子玄武岩MgO含量与不相容元素含量的关系图中，发现MgO与Sr、Ba呈明显的正相关关系，这说明可能存在碱性长石和斜长石的分离结晶作用。从各相容元素Cr、V、Co、Ni含量与MgO含量的关系图(4-8)中可以看出，MgO与Ni、Cr、Co呈弱正相关关系；与V呈负相关关系。从MgO与Ni呈正相关关系，说明玄武岩可能发生了橄榄石的分离结晶作用MgO与Cr呈正相关关系，表明可能存在单斜辉石或铬尖晶石等的分离结晶作用。

    过度元素特征

从图4-9可以看出，碱性玄武岩和拉斑玄武岩过渡元素的分配型式呈“W”型，具有Ti、V、Mn、Fe、Co、Cu和Zn元素的富集和Cr、Ni元素强烈亏损的特征，而且Cr、Ni的含量与Si02含量有关，一般酸性岩的亏损程度比基性玄武岩强。其中造成Cr、Ni的强烈亏损可能有两方面的原因，其中一个主要原因是反映出岩衆源区自身的成分特征，另一原因是岩架在上升过程中发生了矿物的分离结晶，单斜辉石或尖晶石和橄榄石的分离结晶分别会造成Cr和Ni的强烈亏损。

实例五

喀喇昆仑阿然保泰二叠纪OIB型玄武岩地球化学特征及其地质意义

地球化学特征

主量元素

阿然保泰玄武岩SiO2和TiO2含量分别介于44.14% ~48.81%和1.11% ~1.83%之间,较加拿大Flin Flon带的Long Bay的洋岛玄武岩(SiO2 49.63% ~52.04%和TiO2 1.35% ~2.29% )低(Sternet al., 1995);Al2O3含量为13.60% ~15.62%, MgO含量为6.21% ~9.79%,CaO含量为4.54% ~1.157%,Na2O含量为2.32%~4.06,K2O含量在0.17% ~2.%,均较Long Bay的洋岛

玄武岩高, Na2O+K2O为2.97% ~5.12%,大部分Na2O>K2O,Mg范围为57~68,岩石在SiO2-(Na2O+K2O)图解上,玄武岩样品落在苦橄玄武岩、玄武岩和碱玄岩的交界区位置,在Ir的附近和上方,表明属于碱性系列岩石。但在Na2O-K2O图解中,显示了由钠质向偏钾质过渡的特征。岩石各氧化物对氧化硅图解中,显示阿然保泰与Long Bay的洋岛玄武岩具相似的变化特征。此外,本区辉长岩的主量元素组成与玄武岩相当,只是TiO2、K2O、Na2O含量略低,CaO含量略高。

微量元素特征

阿然保泰枕状玄武岩的稀土元素总量较高，,无明显Eu和Ce异常。在球粒陨石标准化曲线图上，样品轻稀土略富集,重稀土相对略亏损,轻重稀土轻度分馏,说明岩浆上升较快,没有发生斜长石的结晶分异作用,地球化学特征基本反映源区的性质。稀土配分模式图呈右倾与典型的洋岛玄武岩相似(Sun and McDonugh,19)。且辉长岩与玄武岩具有相似的稀土元素配分模式,表明二者为同源岩浆的产物。

阿然保泰枕状玄武岩相容元素N,i Cr含量较低，低于原生玄武岩浆,表明该玄武岩经历了显著的橄榄石、单斜辉石等镁铁质矿物的分离结晶。阿然保泰枕状玄武岩Nb、Ta含量较高,显示该玄武岩经历了明显的分异作用。在微量元素蛛网图中,

阿然保泰枕状玄武岩的大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr较富集,但含量变化较大。高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf相对亏损,Ti表现出弱的负异常。玄武岩高场强元素Nb/Ta比值为15.27~16.81,平均为15.76,接近原始地幔值， Zr/Hf比值为38.42~42.32,平均为39.67,略高于原始地幔(Zr/Hf为36.27),但远高于地壳值，表明岩浆在源区和上升过程中受地壳混染作用比较小。