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岩浆岩的热液蚀变与水一岩相互作用

时间:2019-01-13 查看:73
内容摘要:岩浆岩的热液蚀变与水一岩相互作用,在岩浆岩侵位过程中,由于炽热的岩体提供巨大的热量,促使岩体周围的地下水发生对流循环。由于地下水具有低的占D和平门值,很容易与岩体发生氢、氧同位素交换,造成岩石的严口和占D值显著降低,而受热的地下水的子D和平0...
岩浆岩的热液蚀变与水一岩相互作用,在岩浆岩侵位过程中,由于炽热的岩体提供巨大的热量,促使岩体周围的地下水发生对流循环。由于地下水具有低的占D和平门值,很容易与岩体发生氢、氧同位素交换,造成岩石的严口和占D值显著降低,而受热的地下水的子D和平0值相应升高。
在封闭体系条件下,这一水岩相互作用过程可用下式来表述H存在较大的宇8 0变化(Zhang et al.,2 000)。
对地幔岩石的氢同位素研究表明,原始地幔的占D值变化较小,程造成水蒸气和还原性气体(CH4,H2 5或H,等)丢失,温水解等过程(图5-7)。
 
太平洋和大西洋海岭的玄武岩占D值为一75%o~一84%o,而采自日本和德国的碱性玄武岩包体中角闪石和黑云母子D值为一23%o~一36%o.
如果基性、超基性岩石发生了蚀变,则氢、氧同位素组成有较大的变化范围,这与蚀变程度、温度和蚀变溶液的性质有关。如海水二玄武岩的水岩蚀变反应,在高il,是条件下,会导致玄武岩亏损"0,而在低温条件下会使玄武岩富集。0。这是因为玄武岩与水之1司的氧同位素分馏在26o°C以下夕·O%o,而在260。C以上O%。
在大洋环境中喷出的基性、超基·EI岩石遭受海水蚀变后,阳会发生很大变化。蚀变过程中,通常会形成各种次生含水矿物、如蛇纹石、透闪石、绿泥石等。蚀变形成的叫·蛇纹石子0值(一SO%o)明显高于纤蛇纹石和利蛇纹石(占D一一80%o~一.1oo%o)。
 
根据花岗岩的氧同位素组成,Taylor(1978)划分出三类花岗岩
1)高产0花岗岩,泸0〉十1o%o。造成富"o的原因包括源岩为富"0的沉积岩、富。0围岩的同化混杂作用和岩体形成后的低温热液蚀变。
 
正常泸0花岗岩,十6%o〈宇8 0+10%O。世界上大多数花岗岩均属此类。这类花岗岩中,共生矿物的富集顺序符合平衡分馏原则,即令"o值磁铁矿〈黑云母角闪石〈白云母〈斜长石〈碱性长石〈石英。这类花岗岩的源区物质通常以低成熟度地壳、蚀变幔源岩石为主,甚至有上地幔物质参人。
 
低产0花岗岩,泸0〈+6%o。这类花岗岩比较少见,它的形成可能与低"0母岩浆或大气降水热液蚀变等因素有关。
 
花岗岩的子D值一般为一SO%o~一85%o,但有时也可低至一15o%o,特别是对于低6"0花岗岩。
 
(2)变质岩变质岩的氢、氧同位素组成与变质岩的原岩类型、变质温度、变质流体、变质作用类型及变质岩形成环境等诸多因素有关。
 
对于接触变质岩石,由于岩浆侵人体与围岩有着不同的同位素组成,通过接触变质过程中流体渗滤和脱水脱挥发分作用,会使接触变质带岩石的氢、氧同位素组成产生明显变化。
 
一般情况下,围岩沉积岩的严0值降低,而侵人岩浆岩的严0值升高。如在苏格兰Skye岛第三纪花岗岩的接触变质带中,大理岩和夕卡岩的严0降低可达20%o(Forester and Tayl·r,1977)。在美国内华达州的Osgood山花岗闪长岩的接触带中,变质钙硅酸盐矿物的严0增高(+10.6%o~+13.4%o),而aD 值降低 (-58%o~-107%o) (Taylor and 01 Neil, 1977).
 
区域变质作用过程中,通过流体流动和扩散及矿物重结晶作用,变质岩的氢、氧同位素组成发生变化。Valley(1986)将变质流体分为弥散式(Pervasi·e)流动和通道式(Chan·elized)流动两种类型。弥散式流体流动会使区域变质岩石发生大规模范围内的同位素均一化,而通道式流体流动会造成通道两旁同位素梯度陡然变化。在变质流体静止的情况下,仍有可能通过粒间扩散或体扩散而在较小区域范围内产生同位素交换。
 
区域变质过程中,随变质程度增高,岩石的严0值逐渐降低。
 
区域变质杂岩,浅变质岩中石英严0值为十19.2%o,到深变质的混合岩中石英泸0值为十9.4%o。白云母的子D值也从浅变质的蓝闪石带的一36%o,下降到深变质的夕线石一混合岩带的一78%o~一63%o.
 
(3)沉积岩碎屑沉积岩的氢、氧同位素组成变化,反映其源区物质的同位素组成以及在风化、搬运、沉积和成岩过程中形成的自生矿物(如黏土)的同位素组成。碎屑沉积岩的严0值一般介于未蚀变火成岩(+5%o~+10%o)和黏土矿物(+20%o~+30%o)之间。