冀北地區(qū)中生代巖漿巖密度分布特征及其幔枝構(gòu)造的研究

武康寧

摘 要：冀北地區(qū)是我國(guó)礦床分布的主要區(qū)域，一直是地質(zhì)研究機(jī)構(gòu)及相關(guān)專家研究的熱點(diǎn)區(qū)域，尤其近年來(lái)，相關(guān)專家經(jīng)研究得出一系列價(jià)值較高的結(jié)論，為該地區(qū)礦床的探尋與開(kāi)發(fā)，提供很多有價(jià)值的參考。本文以冀北地區(qū)中生代巖漿巖標(biāo)準(zhǔn)為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)量巖石標(biāo)本的密度數(shù)據(jù)，探討火成巖密度、空間分布規(guī)律，總結(jié)冀北地區(qū)中生代巖漿巖活動(dòng)以及礦床的形成特征，以供參考。

關(guān)鍵詞：冀北地區(qū)；中生代巖漿巖；密度；幔枝構(gòu)造；研究

1 巖漿巖密度及數(shù)據(jù)分析

為研究冀北區(qū)中生代巖漿巖密度分布情況，本文選取東經(jīng)114°～120°以及北緯39°00′～42°30′范圍內(nèi)4875件中生代巖漿巖標(biāo)本，包括3273件侵入巖、1599件噴發(fā)火山巖標(biāo)本。使用高精度電子天平以及DM-1巖石密度測(cè)定儀測(cè)定各巖石標(biāo)本密度。測(cè)量時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，并將絕對(duì)誤差控制在0.02×103kg/m3以內(nèi)。

統(tǒng)計(jì)測(cè)得的巖石標(biāo)本密度數(shù)據(jù)（如表1 冀北地區(qū)中生代巖漿巖部分密度數(shù)據(jù)），得知處于地表的火山巖包括火山碎屑巖、火山熔巖，一些亞類的巖石，如粗面巖、流紋巖、英安巖等，平均密度不足2.50×103kg/m3。但玄武巖、安山巖具有較高的密度，超過(guò)2.55×103kg/m3。潛火山巖、深成巖共同構(gòu)成侵入地表的巖漿巖。潛火山巖、花崗巖、正長(zhǎng)巖的亞類巖石密度菌未達(dá)到2.60×103kg/m3。但輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖的密度均高于2.60×103kg/m3，有的甚至超過(guò)2.70×103kg/m3，由此不難得出冀北地區(qū)中生代巖漿巖中一些偏酸性的巖石亞類密度較偏基性的巖石亞類密度低。

2 巖漿巖密度空間分布規(guī)律

2.1.火山巖

從空間對(duì)火山巖的密度情況進(jìn)行分析，結(jié)果火山巖密度分布規(guī)律較明顯，其中密度不足2.55×103kg/m3的巖石主要處在崇禮、豐寧、平泉、唐山北邊區(qū)域，而密度超過(guò)2.55×103kg/m3的巖石則主要集中在南邊區(qū)域。整體來(lái)看，冀北地區(qū)中生代火山巖密度較低巖石呈現(xiàn)半圓弧狀，以高密度巖石為中心分布。

基于統(tǒng)計(jì)的巖石密度數(shù)據(jù)可知，偏基性的安山巖、玄武巖密度較高，超過(guò)2.50×103kg/m3，因此，可推測(cè)高密度巖石中偏基性的火山巖占有較大比例，而低密度巖石中偏酸性的火山巖所占比例較高。由此可得出冀北地區(qū)火山巖在空間上的分布呈現(xiàn)以下規(guī)律：偏酸性的火山巖圍繞著偏基性的火山巖以環(huán)狀形式分布。

2.2侵入巖

冀北地區(qū)密度超過(guò)2.60×103kg/m3的侵入巖主要分布在三個(gè)區(qū)域分別為：承德南部，崇禮、豐寧、隆華、平泉，以及涿州西部。將三個(gè)區(qū)域的軸部連接在一起，其呈現(xiàn)半圓弧狀。連線北部的巖石密度在2.55×103kg/m3以下，密度相對(duì)較低。由此可見(jiàn)，侵入巖巖石密度的分布規(guī)律和火山巖相近均為半環(huán)狀。

結(jié)合測(cè)得的密度數(shù)據(jù)，密度較高的巖石為偏基性侵入巖，如輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖，密度均高于2.60×103kg/m3，如此可以推測(cè)，高密度巖石中多為偏基性侵入巖，而低密度巖石中偏酸性侵入巖占絕大多數(shù)。綜上可知，冀北地區(qū)的侵入巖空間分布呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：偏酸性侵入巖主要分布在北部，而偏基性侵入巖主要分布在南部，且偏酸性侵入巖以環(huán)狀圍繞偏基性巖分布。

3 地幔熱柱空間結(jié)構(gòu)剖析

根據(jù)測(cè)得的巖石密度，分別繪制火山巖、侵入巖的密度等值線，可得知冀北地區(qū)中生代巖漿巖密度以半環(huán)狀形式分布，其中環(huán)的外圍處在陽(yáng)原、張家口、圍場(chǎng)、秦皇島一帶，而環(huán)的中心則位于承德、天津、北京一帶。結(jié)合以上內(nèi)容可作出如下推測(cè)：冀北地區(qū)中生代處在一個(gè)幔枝結(jié)構(gòu)上。其中陽(yáng)原、張家口、圍場(chǎng)、秦皇島一帶為幔枝邊緣，巖漿多為偏酸性，而承德、天津、北京一帶為幔枝的重心，巖漿多為偏基性。該幔枝結(jié)構(gòu)在中生代的成礦中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，冀北地區(qū)金礦多處在幔枝中偏酸性和偏基性巖石的過(guò)渡區(qū)域，其表現(xiàn)出了邊緣成礦特點(diǎn)，可能受較大溫度梯度影響形成地球化學(xué)障。不過(guò)通常認(rèn)為，冀北地區(qū)地幔熱柱的幔枝，其熱源、含礦流體由中心逐漸向周圍擴(kuò)散，受各種成礦因素的影響，形成了各種類型的礦床。這種推測(cè)可很好的解釋冀北地區(qū)成為中生代的成礦年代省的原因。

4 結(jié)論

地質(zhì)研究是一個(gè)專業(yè)性強(qiáng)且需長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，需業(yè)內(nèi)人士潛心研究，以更好的找到礦床形成與地質(zhì)構(gòu)造間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，為尋礦作業(yè)提供有意義、有價(jià)值的指導(dǎo)。本文通過(guò)研究得出的結(jié)論有：

（1）通過(guò)對(duì)采集的冀北地區(qū)中生代巖漿巖標(biāo)本進(jìn)行分類、測(cè)量密度等操作，基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出：冀北地區(qū)偏基性的巖漿巖密度較高，而偏酸性巖漿巖的密度較低。兩種巖漿巖密度在空間分布上呈現(xiàn)一定的規(guī)律。

（2）冀北地區(qū)中生代巖漿巖密度呈現(xiàn)規(guī)律性主要因其處在一個(gè)幔枝上。同時(shí)該幔枝結(jié)構(gòu)在冀北地區(qū)中生代礦床形成、分布上起著決定性作用。

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