云南马关新生代玄武岩中巨晶石榴子石

李瑞璐　张友义

摘要 云南马关地区新生代玄武岩中含有大量的地幔岩包体以及巨晶矿物，本文应用镜下观察、电子探针等分析手段对本区石榴子石巨晶的矿物特征进行研究。运用相关石榴子石温度计和压力计计算石榴子石巨晶形成的温度和压力条件，探讨石榴石巨晶的成因，初步判定是由富镁的基性岩浆在高温高压下结晶形成。

关键词 马关地区 石榴子石 成因 玄武岩

中图分类号：P542.5 文献标识码：A

0 引言

马关地区位于云南省文山州内，青藏高原东缘，处于扬子地台的西南缘，华南褶皱系与滇藏特提斯的过渡地带。自晚生代以来，由于受青藏高原整体快速抬升和亚洲—印度板块碰撞的影响，在滇西地区发育了大量新生代后碰撞高钾岩浆活动，作为对印度—欧亚板块强烈碰撞的一种调节。在这样的地质背景下形成了马关地区含石榴石巨晶的碱性玄武岩 。前人已经对该地区地幔橄榄岩包体作了很多的研究，但是其中石榴子石巨晶的研究还是空白。本文在收集整理了大量马关地区碱性玄武岩和地幔包体研究资料的理论基础以上，重点对其中石榴石巨晶进行矿物学方面的研究。

1 地质背景

2 矿物学特征

2.1 样品

2.2 电子探针数据分析

石榴子石巨晶的电子探针分析（EMPA）结果列于表1。由表1可见，不同巨晶颗粒间存在成分变化，随着Mg#降低，其中Fe、Mn和Ca明显升高，同时此表中还附有寄主岩玄武岩的主量元素化学分析结果，石榴石巨晶的SiO2的含量在39.688%～ 41.538%，低于玄武岩SiO2含量的平均值48.07%。

使用Minpet2.0计算石榴子石端元组分如下：其中镁铝榴石（Pyr）占51%～68%，铁铝榴石（Alm）占19%～33%，钙铝榴石（Gro）占6%～12%，钙铁榴石占1.6%～6%，锰铝榴石（Spe）占0.441%～0.892%，钙铬榴石（Ura）占0.045%～0.497%，锰铝榴石与钙铬榴石的含量很少，由以上端元组分可判定云南马关新生代玄武岩中石榴石巨晶是镁铝榴石。云南马关地区与其他地区相比镁含量较高，许多实验证实镁含量越高说明石榴石巨晶形成的温度比较高。

3 成因探讨

石榴石族矿物有一下成因类型：接触交代成因、区域变质成因、伟晶作用成因和岩浆成因等。本文参考前人对该地区地幔包体的温压计算结果，并根据石榴子石相关的温压计计算得出巨晶石榴石的结晶的温压条件为：温度1045.96℃ ～ 1251.74℃，压力1.5 Gpa～2.5Gpa。根据公式D = 4.2+3.03P进行深度计算，得到巨晶石榴子石起源深度为49.45 km～79.75 km。

较高的温压条件和起源深度结果，反映了石榴石巨晶形成于地幔源区。结合马关地区的区域地质背景可以判断本区石榴石为岩浆成因，这一推论与石榴石族不同种属矿物在空间上的分布特征也是相符合的，铝系石榴石中的铁铝榴石、镁铝榴石和锰铝榴石，其成分中二价阳离子分别为Mn2+，Fe2+，Mg2+，此三种阳离子配位半径大小的不同，其中Mn2+离子半径最小，进入晶格时所需的压力条件最小。Fe2+离子半径比Mn2+大， 所以进入晶格所需要的压力也要大一些，Mg2+离子半径三者中最大，所以需要很大的压力条件下才能进入晶格，并能在晶格中呈稳定的八次配位，所以镁铝榴石作为深部的幔源矿物出现于超基性侵入岩与喷出岩中，其形成时的温压条件较高，深度上也均较其它铝系石榴石要大。

本区石榴石巨晶与地幔岩岩包体中的石榴石化学组成有所不同，其形成的温压条件也比马关地区由地幔岩包体稍高（石榴二辉岩、石榴辉石岩等）（喻学惠等，2006）。表明两者稳定是需要不同的温压条件，所以本地区石榴石巨晶不是地幔岩包体的解体矿物， 排除了捕虏晶的可能。较高的温压条件也说明石榴子石巨晶不是巨晶结晶区附近的岩石部分熔融形成，初步判定是由富镁的基性岩浆在高温高压下结晶形成，寄主岩浆是源岩浆和演化岩浆的混合物。

单颗石榴石巨晶矿物结构简单，成分均一，无环带结构等特征要求其结晶时速度非常缓慢，同时在生长时间内，温度、压力和氧逸度等物理化学条件都要保持相对稳定，说明石榴石巨晶应该是在一个物理化学环境稳定的岩浆房中形成的。

参考文献

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