北秦岭早古生代海相火山岩的实验_成分与构造开合

北秦岭早古生代海相火山岩的实验_成分与构造开合 北秦岭早古生代海相火山岩的 3 实验 、成分与构造开合 邱家骧 张珠福 ()地球科学学院 ,武汉 430074 摘 要 应用精选测试样品 、多种测试结合 、惰性元素核实 、熔融结晶实验 、分解构造环境 、开 合定量估算等方法 ,对北秦岭早古生代海相火山岩进行了火山地质学 、实验岩石学 、岩石地球 () 化学及构造动力学等的综合研究 ,提出 : 1本区是一个中部断隆 、南北断陷的裂谷造山系 ,火 ( ) 山岩以寒武 —奥陶纪为主 ,属裂隙 - 多中心式的夏威夷 - 布里尼型喷发 ; 2玄武岩实验研 究 ,可给新鲜岩石液相线温度 、晶出矿物 、晶体形态 、岩浆演化与后期变化等提供重要信息 ; () 3火山岩为双峰式 ,除有钙碱 、拉斑 、碱性玄武岩系列外 ,并首次发现有钾玄岩系列岩石及高 () 镁安山岩 ; 4火山岩从南带到北带 ,从老到新 ,从东到西 ,爆发指数 、岩石酸度 、钾质含量 、易 () 熔元素及壳源物质均顺序增大 ; 5本区构造环境经历了从大陆裂谷 ?陆间裂谷 ?火山弧 ? () 造山带的完整开合旋回 ,并先后形成了小洋盆蛇绿岩套与火山弧岩套 ; 6本区裂谷拉张速度 ((() (() ) ) 0 . 20,0 . 28 cm/ a、距离 240,336 km小 近似红海,而闭合速度 3 . 5,5 cm/ a大 近似安 ) 第斯;而且裂谷从南到北 ,从东到西 ,拉张的速度 、距离变小 ,而闭合速度变快 . 关键词 早古生代海相火山岩 ,实验 ,成分 ,构造开合 ,北秦岭 . 中图法分类号 P558 . 14 第一作者简介 邱家骧 ,男 ,教授 ,博士导师 ,1927 年生 ,1953 年毕业于北京地质学院地质系 , 1957 年北京地质学院岩石学研究生毕业 ,长期从事岩浆岩石学与火山岩石学科研工作.秦岭是我国巨型纬向造山带的重要组成部分 . 石 . 与原岩相比 ,其矿物组成 、化学成分 ,尤其是易溶 它不仅是我国南北向与东西向构造交汇与分界地 及变价元素多已发生变化 . 为了恢复原岩成分 ,使成 区 ,并以地质环境复杂 、火山活动强烈而闻名国内外 分分析可信 ,我们除了采用薄片观察以精选尽量新 地学界. 有关秦岭地质的争论主要在北秦岭 ,故北秦 鲜火山岩作测试样品 ,以多种测试方法相互验证 ,并 以惰性元素投点以核实主要元素分析结果的可靠性 岭历来是研究秦岭造山带构造环境 、火山活动的关 键地区. 本文简述了北秦岭早古生代火山岩的熔融 外 ,还首次进行了海相玄武岩的熔融结晶实验 ,以研 究新鲜岩石的基本特征. 结晶实验 、岩石成分系列 、构造环境 、开合定量等研 1 究 ,成果如下. 以二郎坪群海相高铝玄武岩的实验为例 ,该 岩石仍保留拉斑玄武结构 ,但斜长石多已钠长石化 、 辉石绿泥石化 ,橄榄石也蛇纹石化. 该玄武岩实验结 1 海相玄武岩的实验岩石学研究 果 表明 , 其液相线温度为 1 2 7 0 ? , 固相线温度为 1 050 ?, 与新鲜玄武岩相似. 此外 , 由于玄武岩富 ,尤其海相火山岩 ,虽然仍保留原 造山带火山岩 铝 ,因此首先晶出矿物是斜长石 , 而且均为基性的 岩的不少结构 、构造 ,但由于遭受了不同程度的蚀变 拉 、倍长石 ;由于高温晶出 ,因此可见三元长石及富 交代 、区域变质等作用 , 多已变为细碧角斑岩系岩 ( 钾斜长石 ,并且结晶温度愈高 ,斜长石也愈富钾 图 1997 年 2 月 20 日收稿. ) 1. 玄武岩中 ,由于斜长石的晶出 ,使残余岩浆中的( ) 3 地质矿产部“八五”地质找矿科技攻关项目 852012018202及( SiO质量分数增加而 AlO,CaO 质量分数降低 图( ) 2 2 3 高校博士学科点专项科研基金项目 No . 9249114联合资助. 图 2 高铝玄武岩熔浆的成分变化趋势 图 1 玄武岩熔浆中的斜长石 Fig. 2 Co mpositio nal variatio n t rend of high2aluminum Fig. 1 Plagioclases of basalt melt basalt melt 1,4 . 1 200,1 250 ?,江西粗面玄武岩 ; 5 ,6 . 1 200 ?,本区二郎 A. 原岩的岩石成分线 ;B. 1 300 ?熔浆晶出 Pl 后成分线 ; C. 降温 坪群玄武岩 ;7 . 1 200 ?,意大利白榴玄武岩 至 1 200 ?时熔浆晶出 Pl 后成分线 ) 2,使原来高铝玄武岩演变为玄武安山岩及拉斑玄 () 隆的两侧裂谷中 ,呈南北两带产出 图 3. 北带火山 () 武安山岩 冰岛岩. 这些特点也与新鲜玄武岩的首 (岩系由东向西分别称为二郎坪群 以南阳盆地为界 , 晶矿物 、矿物成分及本区玄武岩浆的分离结晶及演 ) 又分别名为东或西二郎坪群、云架山群 、斜峪关群 、 化规律一致. 草滩沟群 ; 南带火山岩系均称为丹凤群 . 火山岩系 ( ) 实验结果还看出 , 斜长石 Pl形状 、成熟程度 东西长约 1 000 km ,每带宽不过 25,40 km.( ) ( ) ( ) 与结晶温度 t 反映过冷温度、成核密度 d 及生 本区火山岩系主要为寒武 —奥陶纪产物. 由于 ( ( ) ) 长速度 v 有关 : t < 1 140 ?过冷温度很大时 , Pl 该火山岩系从秦岭群与宽坪群中解体不很彻底及构 ( 的 d > v ,只能晶出纤维状雏晶 Pl ; t = 1 140 ?过 造推覆混入等影响 ,不排除有新元古代火山岩系存 ) 冷温度中等时 , Pl 的 d = v ,晶出纤维状雏晶 + 板 () 在 . 火山岩系下部层位称为火神庙组 、大栗树组 、丹 状中空骸晶 Pl ; t > 1 140 ?过冷温度很小时 , d < () 凤群 下部,相当于寒武系 ,以基性火山岩为主 ; 上 v ,则晶出长条状中空骸晶与自形晶体 Pl . ( ) 部层位称为大庙组 、刘山岩组 、丹凤群 上部,相当 从玄武岩的实验资料可知 : 对仍保留原岩部分 于奥陶系 ,则以中 、酸性火山岩占优势. 在上 、下两组 () 结构 、构造 尤其微观结构的火山岩 ,虽然矿物成分 火山岩系间 ,我们发现了一层复成分砾岩组成的沉 发生了变化 ,但整体化学成分与原岩主要成分相近 , 积间断. 本区火山岩为裂隙多中心式喷发产物 . 喷发 基本上属等化学体系 ,只是矿物组合从原生变为次 类型介于夏威夷类型与布里尼型之间 . 火山岩从南 生 ,岩石中挥发分与铁的价态发生变化而已. 不难看 带到北带 ,每带从老到新 ,从东到西 ,喷发指数减少 出 ,对细碧岩化的玄武岩进行高温熔融结晶实验 ,可 () 而爆发指数增大 图 4. 以提供新鲜玄武岩液相线温度 、固结温度 、首晶矿 为 了 保 证 化 学 分 析 数 据 可 信 , 笔 者 选 用 了物 、结晶顺序 、矿物种属 、岩浆演化 、矿物形态与岩石 ( ( ) ) w + HO小于 5 %以及玄武岩在 w O/CONa2 2 2 结构等一系列重要信息. 4 ( ) ( w KO - NaO + KO图中低于 F 线 次生变化 2 2 2 ) 少与钠长石化弱的化分数据 ,进行了标准矿物 、化 (学参数等计算 . 以火山岩计算结果统计为直方图 图 2 火山岩系的时空分布与成分系列 ) 5,本区南北两带火山岩的酸度与玄武岩种属均属 5 双峰式 ,其特点近似肯尼亚与埃塞俄比亚裂谷. () 本区为中部断隆与南北断陷 裂谷组成的裂谷6 7 以主 要 元 素 与 惰 性 元 素 , 用 Irvine 等 , IU GS, 造山系. 区内的早古生代火山岩系分布于秦岭群断 图 5 火山岩酸度及玄武岩种属 图 4 火山岩喷发指数及爆发指数 Fig. 5 Acidity of volcanic rocks and species of basalt s Fig. 4 Eff usive and explosive index of volcanic rocks B. 基性 ; I. 中性 ; S. 酸性 ; Ab. 碱 性 玄 武 岩 ; Ot . 橄 榄 拉 斑 玄 武 ( ) ( )1 . 喷发指数 Er; 2 . 爆发指数 Ex 岩 ; Sb. 石英拉斑玄武岩 8 ( ( ) ) Winchester 等方法及 TA S 图 图 6, w SiO-2 ( ) ( ) ( ) . 这一变化 ,与本区火山喷发指数减少而爆发指 减小w Zr/ w TiO图 图 7,确定并核实了本区火山 2 数增多是吻合的 ,也暗示本区火山岩从南到北 、从东 岩的系列 、类型 、名称. 可知区内除有钙碱性系列 、拉 斑玄武岩系列岩石外 ,还有碱性玄武岩系列 ;除钠质 到西 ,可能存在从寒武纪为主向奥陶纪为主的变化. 类型外 ,还有钾质类型岩石 ,并首次发现有钾玄岩系 9 ( ) ( 列 sho sho nite series岩 石 及 高 镁 安 山 岩 bo ni23 火山活动的构造环境与演化过程 10 ) nite , sanukite的存在 , 此 特 点 与 南 祁 连 拉 脊 山 11 ,对与火山活动 北秦岭与其他地区造山带一样 相似. 本区寒 武 纪 火 山 岩 以 碱 性 与 拉 斑 系 列 为 ,奥陶纪则以钙碱性系列为主. 有关的构造环境争论大 、问题多的主要原因一是造 多 本区火山岩中主要元素 、微量元素 、稀土元素及 山带火山活动构造环境复杂 ,经历过长期的开合过 ( ) 同位素统计 、对比表明 图 8,从南带到北带 ,每带 程 ,不能以单一的开或合环境概括 ;二是火山岩成分从老到新 , 从东到西 , 其共同的变化规律是 : 酸度 、 由于变质交代而变化 ,在成分与构造关系图中投点 () 钾 、不相容 易熔元素 、壳源物质含量均顺序变大 ; 不准确 ,又缺乏地质分析. 为此 ,笔者采用了地质分 () ,不仅在构造环境方 析 与惰性成分投点结合的方法 而碱度 、钠 、相容 难熔元素 、幔源物质含量均依次 图 8 火山岩主要元素 、稀土元素 、微量元素及同位素的变化 Fig. 8 Variatio n of main element s , R EE , t race element s and isotope of volcanic rocks σ( ( ) ) ( A. 主要元素成分变化 :1 . SiO质量分数 ;2 . 基性酸性火山岩比值 ; 3 . 值 ; 4 . w NaO/ w KO. B. 微量元素丰度变化 :1 . Rb + Sr + 2 22 18) δ( ) ( ) Ba质量分数. 2 . Cr + Sc质量分数. C. 稀土元素丰度及比值变化 :1 . R EE ;2 . Ce/ Yb. D. 同位素成分变化 :1 . O ;2 , ?Sr. 6 6 6 8786143144206 204 207 204 208 204 ( ( ( ) ( ( ( ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) ) ) ) ) )w Sr/ w Sr;3 , ?Nd. w Nd/ w Nd;4 , ?. w Pb/ w Pb;5 , ?. w Pb/ w Pb;6 , ?. w Pb/ w Pb ii ii ( ) 图 9 惰性元素 、铅同位素 - 构造环境 据文献15 Fig. 9 Diagram of immobile element and lead isotope vs. tecto nic set tings 1 . 二郎坪群下部火神庙组 、大栗树组 ;2 . 二郎坪群上部大庙组 、刘山岩组 ; 3 . 丹凤群下部 ; 4 . 丹凤群上部 ; 1 , 3 , 下部层 ( ) ( ) 位 :寒武纪火山岩 实心点;2 ,4 ,上部层位 : 奥陶纪火山岩 空心点; WPB. 板块内部玄武岩 ; MORB. 洋中脊玄武岩 ; VAB. 火山弧玄武岩 ; IAB. 岛弧玄武岩 面 ,而且在演化过程方面 ,均取得了新的认识. 4 开合速度 、距离 、速度的定量估算 3 . 1 地质分析 在大庙组与火神庙组之间存在间断 ,其中 ,大庙 本区构造环境经历了完整的开合旋回 ,但有关 组主要为小洋盆蛇绿岩套 ,以较基性的碱性与拉斑 开合的时间 、距离 、速度尚未进行过定量估算 ,笔者 玄武岩系列火山岩发育为特征 ; 火神庙组主要为火拟定了开合定量方法并予以估算. 估算的依据是以 山弧岩套 ,以中 、酸性的钙碱性系列火山岩为主 . 对 Harland 等地质年代表中年龄作为年龄依据 ;以埃塞 12 东二郎坪群变质岩的研究也表明 ,它经历两期变 俄比 亚 、肯 尼 亚 、坦 桑 尼 亚 等 地 裂 谷 玄 武 岩 中 的 质作用 :早期是升温 、降压 ,为拉张小洋盆型的洋底 ( KO 质量分数与裂谷拉张速度关系制作相关图 图 2 变质作用 ;晚期是降温 、升压 ,为洋盆闭合挤压型的 ( ) ( ) 1 0 A , 以 测 定 拉 张 速 度 , 并 以 惰 性 元 素 w Zr / 13 ( ) ( ) ) ( ) w Y- w Zr图 图 10B核实拉张速度的可靠 区域变质作用 . 另据古生物群系资料,北秦岭地 性 ;以安第斯 、日本 、千岛 、阿留申群岛 、伊朗火山弧 带有华北型与扬子型生物混生现象 ,一度为华北与 ( θ) 高铝玄武岩 、安山岩中 w KO,值与闭合速度作 2 14 扬子陆块之间的陆间海槽 ;又据古地磁资料也反 θ ( ) 图 ,可 确 定 闭 合 速 度 的 大 小 ,= w SiO- 47 2 映出北秦岭的开合过程 :寒武纪为拉张期 ,而奥陶纪 ) (( ) ( ) NaO + KO/ AlO,式中 w SiO为质量分数 , 2 2 2 3 2 () 为闭合期. 总之 ,本区寒武纪曾拉张 开为陆间裂谷 ) ( NaO + KO/ AlO为分子数比值 . 已知速度 、时 2 2 2 3 () 型小洋盆 ;奥陶纪曾闭合 合成裂谷造山带 . 间 ,则不难确定其距离. 分不同带 、段与不同时代估 3 . 2 投点分析 算如下. 以火山岩中相对稳定的成分 ———惰性元素 ,在 4 . 1 南 、北带拉张 、闭合的平均值( ) 多构造环境共存图 图 9上投点 ,并以火山岩的时 () 1寒武纪的拉张时间 、速度 、距离. ?拉张时 代 、层序为依据标绘箭头 ,以示其顺序先后与演化方 间 ,以 Harland 等的寒武纪年龄跨度为准 : 570 - 510 向 . 综合研究表明 ,本区构造环境从老到新演化过程 = 60 Ma ; ?拉张速度 ,以底部碱性与拉斑玄武岩中() (是 :大陆板内 克拉通?大陆裂谷 ?陆间裂谷 小洋 ( ( ) ) w KO, w Zr, r 平均值在图 10 中投点可知南带 2 ) () 盆?火山弧 不成熟 ?较成熟?造山带. 它是一个 与北带平均值分别为 0 . 26 cm/ a 及 0 . 22 cm/ a ; ?拉 ( )完整的开合旋回 ,也是一个完整的威尔逊 Wilso n ( 张距离 ,以拉张时间乘拉张速度 ,再乘以 2 求得 乘 构造旋回. 它体现了幔壳演化与地壳演化规律 :岩浆 ) 2 的原因是裂谷两侧反向拉张,南北带拉张平均距 的酸度加大 ,钾质增多 ,地壳厚度增加 ,地壳也日趋 离分别为 312 km 及 264 km. 成熟. 因此 ,北秦岭是在陆壳基础上 ,由开与合作用 () 2 奥陶纪的闭合距离 、速度 、时间 . ?闭合距形成的一个陆间裂谷造山系. ( ( ) ) 图 10 w KO , w Zr / 2 ( ) ( ) w Y- w Zr 与 拉 张速度 ( ( ) ) w KO , w Zr / Fig. 10 2 ( ) ( ) w Y- w Zrvs. opening velocit y 16 ( ) A . w KO - 拉 张 速 度 ; B . 2 ( ) ( ) ( ) w Zr/ w Y- w Zr - 拉 张 速 17 度 ( 离 ,以拉张平均距离减去造山带平均宽度 南带 25 ,因此火山岩碱度大 、而酸度小 ; 武纪拉张速度很小 () ) km ,北带 40 km,可算出南北裂谷带闭合的平均最小 而奥陶纪闭合速度很快 比拉张速度大达 18 倍,故 火山岩碱度小而酸度大. 距离分别为 287 km 及 224 km ; ?闭合速度 ,以高铝玄 18( ) θ武岩及安山岩的 w KO或 值 ,投点于 Sugisaki2 参 考 文 献) ( θ的 w KO,与板块移动速度关系图上 ,可求出南 2 北裂谷带平均 闭 合 速 度 分 别 为 4. 15 cm/ a 与 4. 80 1 周 若 ,白志民 . 火山岩熔融 、结晶 、淬火实验及其岩石学 cm/ a ; ?闭合时间 ,可以同位素年龄直接测定 ,也可以 () 意义. 岩石矿物学杂志 ,1996 , 15 2: 92,109 间接估算 ,估算闭合时间是以闭合距离除以 2 倍的 宋子季 ,张维吉 ,安三元. 北秦岭北部早古生代断陷带古 2 () 海相火山岩特征及其形成环境 . 西安地质矿产研究所所 闭合速度 裂谷两侧同时向中心闭合求得. 求出南 刊 ,1988 , 24 : 51,62 北裂谷带闭合时间分别为 3 . 46 Ma 及 2 . 33 Ma .张本仁 ,骆庭川 ,高山. 秦巴岩石圈构造及成矿规律地球 4 . 2 南 、北带不同地段的拉张 、闭合值化学研究 . 武汉 :中国地质大学出版社 ,1990 . 17,22 3 以上述估算方法 ,同样可估算出南北裂谷造山 Miyashiro A. Volcanic rocks in island arcs and active co nti2 nental margins. Am J Sci , 1972 , 274 : 321,355 带从东到西不同地段的拉张速度 、距离与闭合速度 : 4 邱家骧 ,林景仟 . 岩石化学 . 北京 : 地质出版社 ,1991 . 135 () ( ) ( ) 1南带从东 丹凤?西 黑河,拉张速度为 0 . 28,136 5 ,0 . 23 cm/ a ,拉张距离为 336,276 km ;闭合速度为Irvine T N , Baragar W R. A guide to t he chemical classifi2 () 3 . 50,4 . 80 cm/ a . 2北带从东 ?西 ,从东二郎坪群catio n of t he co mmo n volcanic rocks. Can J Eart h Sci , 6 1971 , 8 : 523,548 ?西二郎坪群 ?云架山群 ,拉张速度从 0 . 23 cm/ a ? L e Mait re R W. A classificatio n of igneous rocks and glos2 0 . 22 cm/ a ?0 . 20 cm/ a , 拉张距离从 276 km ?264 sary of terms , reco mmendatio ns of t he IU GS subco mmissio n km ?240 km ; 闭合速度从 4 . 50 cm/ a ?4 . 80 cm/ a ? 7 o n t he systematic of igneous rocks. Lo ndo n : Blackwell Sci2 5 . 00 cm/ a . entific Publicatio ns , 1989 . 1,31 由上述估算可知 , 南北裂谷拉张距离约为 240Winchester J A , Floyd P A. Geochemical discriminatio n of ,336 km ,拉张速度约为 0 . 20,0 . 28 cm/ a ,与红海 different magma series and t heir differentiatio n p roduct s us2 裂谷特点相似 ;闭合速度约为 3 . 50,5 . 00 cm/ a ,则 8 ing immobile element s. Chem Geol , 1977 , 20 : 325,343 与安第斯的闭合速度近似 . 而且南 、北裂谷从南带到 Morriso n G W. Characteristics and tecto nic set ting of t he ( ) shosho nite rock associatio n. Lit hos , 1980 , 13 1 : 97 , 北带 ,每带从东到西 ,均有拉张速度 、距离变小 ,闭合 9 108 速度变大的趋势. 此与本区火山岩的酸度 、钾量 、爆 Tat sumi Y. Origin of high2magmnet sium andesites in t he 发指数 、壳源物质含量的顺序加大吻合 ; 也与开 、合 Sto mche volcanic belt , sout hwest J apan , Melting p hase re2 构造 ,从开的大 、合的小 ?开的小 、合的大 ,以及地层 10 latio ns at p ressure. Eart h Planet Sci L et t , 1982 , 60 :305, 时代从寒武纪为主 ?奥陶纪为主的变化规律一致 . 317 () 由本区北秦岭的拉张距离 南 、北裂谷总宽度,邱家骧 ,曾广策 ,王思源等 . 青海拉脊山造山带早古生代 与古地磁估算裂谷的最大宽度在 600,800 km 是相 11 似的 ,反映早古生代时 ,北秦岭不存在大洋. 由于寒 () . 亚洲的增生. 北京 :地震出版社 ,1993. 35,37 工作组编火山岩 . 西北地质科学 ,1995 , 16 1: 67,83 王仁民 ,陈珍珍 ,李平凡等 . 河南桐柏地区宽坪群与二郎 12 15 Pearce J A. Trace element characteristics of lavas f ro m de2 坪群的构造环境与地壳演化 . 见 : 刘国惠 , 张寿广主编. st ructive plate boundaries. In : Thorp s R S , ed. Andesites. ( ) 秦岭 —大巴山地质论文集 . 1. 变质地质 . 北京 : 科学技 Chichester : J Wiley & So ns , 1982 . 525,548 术出版社 ,1990 . 99,109 邱家骧 , 张 珠 福 . 北 秦 岭 早 古 生 代 海 相 火 山 岩. 河 南 地16 杨森楠 ,姜本鸿 ,王祖春 . 华北与扬子陆块碰撞带构造古 () 质 ,1994 , 12 4: 263,274 地理的特征和发展 . 见 :王鸿祯 ,杨森楠 ,刘本培等著 . 中 13 国及邻区构造古地理和生物古地理. 武汉 : 中国地质大 Pearce J A , Cann J R. Op hiolite origin investigated by dis2 17 学出版社 ,1990 . 165,186 criminant analysis using Ti , Zr and Y. Eart h Planet Sci 杨巍然 ,刘育燕 ,杨志华等. 从秦岭造山带及两侧古陆古 L et t , 1971 , 12 : 339,349 地磁成果探讨亚洲大陆开合特点. 见 : I GCP 第 321 项中国 Sugisaki R. Chemical characteristics of volcanic rocks : rela2 14 18 tio n to plate movement s. Lit hos , 1976 , 9 : 17,30 EXPERIM ENT , COMPOSITIO N A ND TECTO NIC OPENI NG2 CLOSI NG OF EA RLY PAL AEOZOIC MA RI NE VOL CA NIC ROC KS FROM NO RTHERN QI NL I NG MO UNTAI NS , C HI NA Qiu J iaxiang Zhang Zhuf u ( )Facul t y of Ea rt h S ciences , Chi n a U ni ve rsi t y of Geosciences , W u ha n 430074 Abstract The st udy of volcanic geology , experimental pet rology , pet rochemist ry and tecto nic dynamics () of Early Palaeozoic volcanic rocks f ro m No rt her n Qinling Mo untains , p resent s t he co nclusio ns : 1The st ud2 ied area belo ngs to a rif ted o rogenic system wit h uplif t in t he cent re and dep ressio ns o n bot h sides. The vol2 canic rocks are fo und to have mainly been fo r med in Cambrian —Ordovican perio d , w hich sho uld belo ngs to ( ) () fissure —multi2cent ral erup tio n t ype Hawaiian - Plinian t ype. 2The experimental st udy of basalt has p ro2 vided t he impo rtant info r matio n abo ut t he temperat ure of liquidus , t he shape and co mpo sitio n of crystalline () p hases , t he evolutio n of magma , and alteratio n of t he rock . 3Besides calc - alkaline , t holeiitic and alkaline basalt s volcanic rocks of bimo dal system , are fo und fo r t he first time to have sho sho nite series and bo ninite in () t he reseach area . 4The index of explo sio n , t he acidit y of rocks , t he co ntent of potassium , element s of easy melting and t he crust materials increase in volcanic rocks , f ro m so ut h to no rt h belt , f ro m old to yo ung volcanic () rocks and f ro m east to west . 5The tecto nic set tings and t heir evolutio n p rocesses are : firstly f ro m co ntinen2 tal rif t , to interco ntinental rif t , to volcanic arc , and t hen to o rogenic belt , wit h t he fo r matio n of lit tle ocean ( ) basin in t hese p rocesses co ntaining op hiolite suit and volcanic arc suit rocks. 6Like Red Sea , t he velocit y () () 0 . 20,0 . 28 cm/ aand distance 240,336 kmof t he rif t tecto nic opening were small . However , t he ve2 () locit y 3 . 5,5 . 0 cm/ aof rif t clo sing was large , like t he Andes t ype . Mo rever and f ro m so ut h to no rt h and f ro m east to west , t he velocity and distance of rif t opening became smaller and t he velocity of rif t clo sing f aster . Key words Early Palaeozoic marine volcanic rocks , experiment , co mpo sitio n , tecto nic opening2clo sing , No rt her n Qinling Mo untains. Winchester