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研究报告南极半岛拉塔盆地的新地层学研究.doc

研究报告南极半岛拉塔盆地的新地层学研究

Bernice蕊
2018-12-17 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《研究报告南极半岛拉塔盆地的新地层学研究doc》,可适用于职业岗位领域

研究报告南极半岛拉塔盆地的新地层学研究南极半岛拉塔盆地的新地层学研究埃尔斯沃斯地的火山岩群译者:王立群M(A(HUNTER等摘要:埃尔斯沃斯地东部和南极半岛南部的MountPoster组由与冈瓦纳内陆裂谷成因相关的硅质熔结凝灰岩组成。硅质堆积物的边缘少量的玄武岩相和沉积相的确定导致了火山岩地层单元的重新划分定为埃尔斯沃斯地火山岩群。明确地被划分为两个组:MountPoster组(硅质熔结凝灰岩)和Sweeney组(玄武岩和沉积岩相)。MountPoster组的流纹岩是厚度大于km的内火山口层序。Sweeny组的玄武岩相和沉积相是陆相或水下堆积成因。MountPoster组的地球化学数据表明内火山口流纹岩的来源是长期发育的上地幔岩浆房。Sweeny组的玄武岩来自于软流圈和岩石圈之间的岩浆源含有少量的或不含板块俯冲所形成的组分。玄武岩可构成少量喷发的、本地成因的流纹岩热源的玄武岩岩基。来自MountPoster组的样品测得的锆石UPb地质年代数据表明其平均喷发年龄是Ma。来自Sweeny组的砂岩碎屑成因的锆石的年代分析结果得出其最大沉积年龄是Ma因此认为两组是同时代的。此外这些年龄数据表明它们与南非和南极洲东部的KarooFerrar岩浆区的喷发时间相一致。我们的埃尔斯沃斯地火山岩组的成因解释与侏罗纪巴塔哥尼亚和南极半岛的火山作用模式相一致该火山作用与上述地区的地幔柱上涌驱动的内陆扩张作用有关。关键词:地球化学地壳污染流纹岩玄武岩南极洲UPb。、前言:除了与板块的俯冲减缓和停止相关的新生代火山岩之外Thomson和Pankhurst()将所有的南极半岛的侏罗纪到新生代的火山岩归于南极半岛火山岩群该群的成分来源被认为是冈瓦纳古太平洋边缘岩浆弧火山作用的结果。出露在南极半岛西部的许多火成岩在地质年代上是白垩纪的并且其成分为中性。但是在半岛的东部主要由厚层的(>KM)的高硅含量火山岩(深成岩)组成一般为早、中侏罗世。在东格雷厄姆地的中侏罗世火山岩地层单元由Riley和Leat()确定为Mapple组而在帕默地和埃尔斯沃斯地的早侏罗世火山岩被确定为Brennecke和MountPoster组。最近Pankhurst等人()认为早侏罗世的硅质火山作用因在南非和南极洲东部之下的地幔柱上涌形成的玄武岩岩基作用而形成时间在百万年之前。到晚侏罗世时期南极半岛火山岩在其组成上变为高含量的中性物质含有大量的板块俯冲所形成的组分。在白垩纪岩浆的成分全部是与板块俯冲相关的导致安第斯南极半岛岩浆弧的形成。冈瓦纳超大陆的最初扩张发生在早侏罗世火山岩相和沉积相堆积在此时发育的盆地内。形成在沉积环境、地球化学和演浆成因方面唯一的超大陆裂谷期的地层记录。本研究所关注的是出露在Latady盆地和埃尔斯沃斯地东部的、南极半岛南端的早侏罗世火山岩(图)。Latady盆地含有一系列早侏罗世的、属于MountPoster组的高硅火山岩被侏罗世到早白垩世的海相和陆相Latady群沉积物所覆盖。正如原始定义那样该区的所有硅质火山岩都赋存于MountPoster组中。但是喷发的组分是双峰式的含有少量的但有地质意义的玄武质熔岩它们与沉积岩相伴生并处于硅质沉积物的边缘。因此该火山岩组合被提升为群埃尔斯沃斯地火山岩群含有两个组:MountPoster组(硅质火山岩)和Sweeney组(玄武质熔岩和沉积岩)。南极半岛东部和南美洲南部的侏罗纪火山作用以流纹岩为主含有少量的玄武岩。出露在Latady盆地的少量玄武岩对于理解在超大陆解体期间岩浆的成因是非常重要的。我们也测定了埃尔斯沃斯地的新UPb锆石地质年代数据并简要地讨论了流纹岩和玄武岩的地球化学特征。、埃尔斯沃斯地火山岩组图:Latady盆地和Harsen盆地分布图和以地球物理和地质数据为依据的推荐范围示意图。图中示出目前侏罗纪硅质火山岩露头的分布范围。Mappie和Brennecke组的硅质火山岩地质年代数据来自于Pankhurst等人()的结果埃尔斯沃斯地的火山岩群年代数据来自于本研究。由Rowley、Schmidt和Williams定义的MountPoster组包括出露于Latady山(图)西部Poster山到奥威尔海岸处的火山岩露头。他们描述了米厚的硅质火山岩地层该地层上覆并与Latady组地层的陆相、河流相和湖相沉积物间互。但是在Poster山处出露的地层遭受强烈的变形并使得地层和地球化学分析变得困难。Riley和Leat描述的MountPoster组地层在埃尔斯沃斯地东部变形微弱主要由内火山口英安岩到流纹质英安火成碎屑岩和含有少量由玄武质成分组成的外火山口成因的熔岩流组成该玄武质成分与沉积岩交互是首次在序列中提及的玄武质成分。他们认为该组地层大约米厚局部达到一公里。Fanning和Laudon确定了MountPoster组中三块样品的UPb(锆石)的地质年代测得的年龄分别是Ma(Sweeney山)、Ma(Peterson山)、和Ma(Rex山)。两块MountPoster组的较老年代值代表该组的年代下限并位于靠近Brennecke组边界的误差范围之内(Ma)认为是同一早侏罗世事件的一部分。Rex山的Ma与南极半岛北部的Mapple组的地质年代相一致。这两个早侏罗世的地质年代和Latady组的中晚侏罗世堆积物构成Latady盆地地层的早期火山岩地层。火山岩和Latady群之间直接接触且没有出露但是与Latady组的砂泥岩地层间互的空落凝灰岩相的存在(WitteNunataks组)表明在由Hunter和Cantrill定义的Latady群堆积期间存在连续的火山作用。a、MountPoster组图:a、研究区分布图表示Latady群和埃尔斯沃斯地火山岩亚群的分布。虚线表示两个地层单元之间的可能接触带。b、插图表示Sweeney山和Wasilewski山中的MountPoster和Sweeney组的详细信息。MountPoster组的可能范围由点线包围。术语:我们保留了硅质熔结凝灰岩的原始组名这是因为该组在以前的文献中除了组中的玄武质熔岩流和沉积相之外被很好地创建赋予该组的岩性定义基本保留没有改变。层型:该组最初的定义来自于Poster山公里的山脊部分。但是该地区与埃尔斯沃斯地进一步向西和向南处出露的地层相比经历了较高程度的构造变形和变质作用。因此该剖面在较广的范围内不可能是有代表性的地层。尽管由于在熔岩流相上存在变化和次要断层的存在而使对比火山岩地层变得困难但是在Sweeney山区预计可观察的地层厚度为米。从对比的难度来讲定义MountPoster组的层型不仅困难而且容易引起误解。分布厚度和边界:Poster山、Sweeney山主峰的大部分地区、Lyon和Cheek以及Wasilewski山的地层由硅质熔结凝灰岩组成(图)。上部边界没有发现该处存在与Sweeney组地层相接触的断层和岩墙。尽管整个组的地层厚度预计至少有KM厚但是此处的地层单元厚度在米以上。图:a、MountPoster组的富岩屑熔结凝灰岩地层图片取自于Jenkins山的R镜头盖的直径是mm。b、扁平状的浮石(火焰石)图片取自于Jenkins山南东向的R镜头盖直径为mm。c、MountPoster组扁平状的富晶体浮石图片取自于Potter峰的R镜头盖直径是mm。d、Sweeney组中杏仁状玄武岩的线状结构图片取自于Jenkins山的南部锤子的长度为厘米。e、Sweeney组的枕状玄武岩图片取自于Jenkins山的北部冰斧的长度是厘米。岩性:该组地层主要由长石斑岩细粒弱凝结、富含晶体的硅质熔结凝灰岩组成风化为蓝色灰色、绿色或紫色含有少量的凝灰质地层和少量的熔岩流。大的长石晶体(直径达到厘米)出现在许多位置的熔结凝灰岩中并使岩石呈现斑状结构的特征。富含岩屑的地层单元(图a)主要由块状的熔结凝灰岩组成而且普遍分布含有圆粒的石英岩和脉状石英碎屑。和其他地方相比红色泥岩的小微粒和碎屑随处可见但在某些露头中更富集。均匀分布的、风化程度不同的黄铁矿出现在整个露头区在颜色上有明显差异。晚期阶段的绿帘石和石英矿脉分布普遍而且含有角闪石和氧化铁晶体。在强烈凝结的地层单元火焰石(浆屑)(图b)仅不明显地出现但是弱凝结的熔结凝灰岩含有扁平的富含晶体的浮石(图b)占岩石总含量的。在某些位置强凝结熔结凝灰岩地层单元含有扁平状的浮石含量达到:以与流变熔结凝灰岩相结合的形式出现。形成环境:地层中内火山口物质的形成环境由岩性、多数熔结凝灰岩的致密凝结、地层序列图:完整的Sweeney组地层剖面。a、Potter峰处于火山口内部的主要沉积剖面。b、Edward山的沉积剖面。c、Jenkins山南部出露的Sweeney组玄武岩剖面。的厚度、普遍发育的低级改造作用和断层作用以及在预测的火山口边缘部位岩墙的形成等因素确定。这种特征与西部邻近的美国和阿拉斯加的主要的内火山口熔结凝灰岩特征相一致。岩性和富含浮石的地层表示互相间断的喷发事件。流纹岩被解释为其来源来自于几个相互隔离的中心可能形成构成目前的狭长露头样式的相互叠置的火山口地层层序。尽管据推测与同时期的Sweeney组相关的断层的形成和岩墙的出现表示火山口边缘的存在但是支持相互叠置的火山口样式的证据是有限的而且具有非常高的长宽比的外火山口熔结凝灰岩被解释为熔岩流的末端。年代:新的内火山口溶结凝灰岩中锆石的离子微探针UPb分析确定这些堆积物的年代是Ma与南非和Transantarctic山的Karoo和Ferrar岩石分区的地质年代相一致。当这些数据与早前分析的内火山口相的早侏罗世地质年代数据统一分析时这些年代数据表示局部早于或与Sweeney组的更早沉积物年代一致的火山作用的开始。b、Sweeney组前人把这些沉积相归位到Latady组把火山岩相归位到MountPoster组。但是在Latady群中没有发现湖相沉积MountPoster组最初是根据Poster山的硅质内火山口堆积物定义的这里没有玄武质成分出露。因为这些原因我们把这些外火山口相包括沉积岩和火山岩划分为埃尔斯沃斯地火山岩群内的Sweeney组。术语:该组以构成该区外部山区的Sweeney山命名在主峰的南部和北部(图)。层型:该层型剖面根据Potter峰西部(图)向南延伸的山脊确定。山脊长度是KM被火山岩和该组典型的细粒沉积岩所覆盖。分布、厚度和边界:该组地层下覆于Potter山西部、Jenkins山、Edward和Ballard山向南延伸的山脊构成的地层形成Jenkins山北西部的山脊并且孤立的平坦地层出露在Wasilewski山的东部。可观察到该组地层基本不与或仅与Latady群相接触目前与被断层切割或侵入的MountPoster图:a、Sweeney组内水平层状极细粒砂和粉砂岩剖面位于Potter峰西部。b、Ballard山的Sweeney组地层中的扰动构造和硅化层镜头盖直径是mm。组地层相接触Sweeney组的最大厚度出露于层型剖面处为厚度米的黑色薄层状泥岩和砂岩(图)与至少米厚的玄武质熔岩和硅质火成碎屑岩(末端的熔结凝灰岩)堆积相间互。在其它地方沉积岩的厚度一般为十米厚(图)。Ballard山南部和南东部的山脊被至少米厚的以玄武岩为主含少量细粒沉积物的地层所覆盖。岩性:该组由丰富的火山岩组成含有少量的细粒沉积岩。最明显的岩相是含杏仁体的玄武岩含有黑绿色或黑色的细粒基质和形成行状的白色杏仁孔该杏仁孔可以定义独立的熔岩流或在熔岩流形成过程中生成的多层熔岩流表面(图b)类似于黑色海岸的由Storey等人描述的Kamenev组。在熔岩流之间杏仁孔的数量和大小存在变化从小于厘米到厘米甚至更大。许多杏仁孔是拉伸形状的。其他的玄武质熔岩流可以是隐晶质或显晶质含有长石和斜辉石斑晶少量的熔岩流可能含有气孔而次要的枕状玄武岩出露在Jinkins山和Ballard山(图e)。一些枕状体出现在玻璃质碎屑岩的基质中而玻璃质碎屑角砾岩发育在Jenkins山的南部。这些火山岩的残留体是火成碎屑岩包括富火山灰和富砾石的熔结凝灰岩地层或成层良好的火山灰空落地层和砾序凝灰岩有时含有交错层理该层理与沉积到水中或由水再造的产物相一致。有时这些成层良好的地层表现出包卷层理的特征。沉积岩剖面以非常黑色的地层、风化为红色的细粒砂泥岩为主形成厚度为毫米级的岩层条带这些砂泥岩条带或者到厘米厚的粒序层由薄层黑色粘土岩所覆盖。这些地层一般情况下为水平或交错层但是许多情况下出现翻转到厘米的现象(图b)。上部图:a和b、硅化木位于Potter峰西部。c、交错植物根系直径达到厘米与喷发相之间的植物生长特征相一致。锤子的长度是厘米。的地层遮盖这种同沉积构造直到水平岩层再次出现(图b)。在所有沉积相中都发现有植物化石但是并不丰富。在Potter峰西部硅化木、Brachyphyllum、Elatocladusconfertus化石以及根系化石达到直径厘米与喷发相之间的松类的特征相一致(图ac)。在其它地方泥岩中含有少量的孤立保存的植物残骸而且熔结凝灰岩和熔岩流的顶部可能含有某些可测量尺寸的木质碎片。米厚的风化层、灰色的岩石介质以及细粒的砂岩是具有其它地质意义的岩性。它们一般为水平岩层虽然风化作用经常使它们表现得缺少构造但是有时常常被薄的粉砂岩层所突出。形成环境:火山岩相和沉积相是间互的和同时代的。与火山岩相相接触的沉积岩层常常有被烘烤的迹象或发生破碎:红色的泥岩覆盖玄武质熔岩流黑色的泥岩不与火山岩相接触或者是破碎的和侵蚀的岩层覆盖熔岩体。许多成层良好的沉积相和较细的火山灰空落地层出现翻转的现象这几乎当然地被解释为附近发生了喷发作用或者发生了强烈的震荡作用。沉积相主要是分选良好的、韵律性的层状砂岩和泥岩含有小的向上变细的层序和交错层理地层。存在根土岩地层化石碎片与浅水环境相一致缺少某些其他的含化石物质或沉积在清水中的生物扰动构造极有可能是处于湖相环境中。含化石物质以木质碎片为主含有Brachyphyllum和Elatocladus化石。仅Elatocladus化石发现于火山灰和东Potter峰附近的玄武岩组成的剖面所在的地区该处植物化石相对丰富并含有其他种类的化石如Equisetumlaterale、Pagiophyllumfeistmanteli和CladophlebisAntarctica。好像是这些松科化石首选富火山岩土壤一样。火山岩相之内的枕状单元、玻璃质碎屑岩和砾序火山鲕粒凝灰岩以及流纹状空落地层可确定喷发物质流入到水中或在水下喷发。火山岩和沉积岩地层单元被解释为外火山口相。与MounterPoster组相接触的地层总是被断层分割或存在侵入相被解释为火山口边缘。火山岩相以玄武质熔岩流为主沉积相与喷发相之间形成的WOODED山和湖中的地层相一致。化石内容和年代:在陆相环境的样品中植物化石是主要的元素。在层序中没有海相有机体的证据。植物化石包括指向insitu植被的枝干和根土地层。但是所鉴定的植物化石仅能够指定长时间范围的中生代地层从侏罗纪到早白垩世。Brachyphyllum和Elatocladusconfertus化石的发育时间较长被定义为中侏罗世的Botany湾生物群落其他的侏罗纪Latady盆地的生物群落和早白垩世生物群落在南设得兰岛。因此它们不能够被看作是定年化石因而推测地层为侏罗世到早白垩世。图:为了测定年年代分别对每块MountPoster组火山岩样品制作典型的锆石CL图。椭圆代表离子微探针测点的位置。椭圆内部的数码和边部的数值与表给出的鉴定数据一致。白色的年龄值是PbU年龄误差范围是σ。图中所有标尺的长度为厘米。Sweeney组的绝对年龄是难于确定的但是所得到的Ma的最大年龄是从外火山口砂岩样品中测定的最年轻的碎屑锆石峰得到的(见剖面)该结果与外火山口相和内火山口火山作用堆积物的年代值是一致的。、地质年代学a、分析方法UPb锆石分析是在瑞典(斯德哥尔摩)的自然历史博物馆使用NORDSIMCameca离子微探针技术进行的。锆石的分离使用的是标准重液和磁性技术从几公克的研磨岩石粉末中提取出来。通过手工操作把少量锆石颗粒与环氧树脂一起制作成标本在光学及阴极发光成像之前磨光以露出颗粒的中心。在进行离子微探针测试之前首先把样品清洁并用nm的黄金衬膜。分析过程严格地遵守Whitehouse等人()和Kamber及Moorbath的方法。PbU比率使用测定的UOU比率参照锆石标准进行校正。常规Pb的含量是通过Pb的测定计算的。除了使用目前由Stacey和Kramers()所测得的陆相Pb含量值分析了在统计意义上的高含量值之外分析结果对常规Pb没有进行校正(属于常规Pb的Pb的比率超过表)。在表中所示出的年龄值和比率的误差在σ级并包括标准测量的传播误差。在文章及图表中提到的单个年龄值的误差范围在σ级别内。等时线和相对概率图使用由Steiger()推荐的裂变常数由ISOPLOT版软件进行计算结果普遍在σ范围内。图:MountPoster组火山岩的TeraWasserburg等时线图。样品的位置和计算的年龄数据表示在左上角。椭圆的标识存在σ的误差等时年龄以σ级表示。实线的椭圆不包括在虚线的椭圆之内附近测点的鉴定结果与表的分析结果一致。在年龄计算上被忽略的分析结果解释为具有继承性或经历了Pb损失。b、锆石描述和UPb地质年代学MountPoster组:锆石是从八块硅质熔结凝灰岩样品中分离出来的样品位置位于最西部(图)的里昂峰东部的Sweeney山。所有八块熔结凝灰岩样品都具有相同的常规锆石形态和阴极发光特征(图)。锆石由发光的、洁净的和无色的棱柱体所包围一般长度在到微米有发育良好的晶面长宽比为:到:。CL图揭示出每块样品的某些棱的发育简单含有发育良好的细微的生长带(例如图b中的颗粒和颗粒)但是一般情况下大多数颗粒展现出较弱的生长带(例如图a的颗粒图g的颗粒图d的颗粒)。所有样品都含有更为复杂的颗粒并表现为核心和边缘结构。一般情况下CL图中的黑色颗粒核心被CL图中明亮的边缘所包围并生长。边缘与核心的物质是同质的(例如图a的颗粒图b的颗粒)或者表现出弱发育的生长带(例如图f的颗粒)。这些覆盖生长的边缘厚度是可变的从几微米到较大的颗粒块(例如图f的颗粒图b的颗粒)。UPb离子微探针地质年代学测定(后述)揭示出样品的棱和锆石的边缘都是在同一时间生长的极有可能是在火山作用期。但是这些岩浆被高度混合的证据不仅为锆石的核心所确定而且也为某些简单的棱的继承性生长和在火山作用期不发育锆石的环绕生长所证实。八块样品中有七块产生不可辨别的等值线年龄并证明简单的棱和锆石的环绕生长发育在Ma和Ma(图表)之间。这些年代值的加权平均值是Ma。来自于亨利冰原峰(图)的其他样品产生稍稍年轻的年代值为Ma(图表)。继承性的锆石颗粒产生太古代、早元古代、晚元古代寒武纪、石炭纪和晚三叠纪早侏罗世的地质年龄。这些年代值广泛地一致于Sweeny组沉积岩中的所有碎屑锆石样品(后述)。Sweenwy组:碎屑锆石从Potter峰西部的沉积岩相内部分选良好的细粒砂岩中提取出(图、)。这些锆石晶体的形态为适度的圆形到非常好的圆形通常是清洁无色的一般直径为图:Sweeney组沉积岩的TeraWasserburg等时线图和相对概率图。在等时线图中椭圆以σ的误差级画出用或更大的PbPb比值的误差所做的分析被忽略。与σ椭圆不相符的分析结果为虚线。在相对概率图中所标绘出的只是相符数据(此处σ误差椭圆与等时线相交)。µm卵形只有少量呈狭长的针状存在。在CL图下颗粒含有可变的荧光并常常展现出复杂的内部结构这样可期待图版能够识别碎屑锆石的可变源。此处的锆石颗粒周围的环绕生长相当发育这些情况可在颗粒核心向外的生长趋势上分析出来。但是锆石颗粒的环绕生长可发现在年代上存在变化。尽管数据集比较小但是碎屑锆石的所有样品都存在于太古代、晚中元古代寒武纪、泥盆纪、三叠纪和早侏罗世(图)。两个最年轻的锆石颗粒产生Ma的等值线年龄并证明沉积岩是在早侏罗世期间或之后沉积的。c、解释MonutPoster组:我们解释作为确定锆石生长的等值线年龄与东埃尔斯沃斯地的火山作用相关而且锆石的生长可能发生在演化的岩浆房之内或者在岩浆喷发期间。不环绕颗粒生长的继承性锆石颗粒可能与喷发期间的岩墙或岩浆源构成一个整体。许多地质年龄为Ma的熔结凝灰岩比由Fanning和Laudon()测得的Ma稍微年轻但是可以与KarooFerrar火山作用的年龄(Ma)进行有效的对比。有趣的是地质年龄处于到Ma之间的继承性颗粒被发现存在于所分析的八块样品中的五块之中而且这些样品所确定的火山作用相可能发生在Ma左右火山作用产物的形成之前。而且在Ma所发生的火山作用的主要相体之后火山作用还在继续其产物目前被记录在亨利峰(Ma)。Sweeney组:来自于Sweeney组的碎屑锆石的年龄分布可非常好地与Latady组和其他的在南极洲西部的更老沉积层序中所获得的地质年龄相对比(英国南极洲勘探Millar等Laudon和FanningFlowerdew等)。除了最年轻的侏罗纪锆石之外这些年龄数据极有可能来源于沉积层序再造的锆石存在于Sweeney组的确定年龄的锆石不容易图:MountPoster组早侏罗世硅质岩的总碱与SiO相关图(本研究和Riley等人)。SiO含量以的不稳定组分为标准重新计算。被解释而这可能是由于采样的偏差造成的。其可能原因分别是()相关的玄武质火山作用是贫锆石的因此没有贡献出许多侏罗纪锆石()本地的沉积体系不存在MountPoster组的物源而可能是再造的前侏罗纪沉积层序()存在构造运动的原因即它们被沉积到其它地方但是可能是因为走滑断层而被移动到当前位置()Sweeney组先于硅质火山作用的主要岩相而沉积。、岩石学、地球化学和成岩作用分析技术:RbSr全岩分析在基沃斯的NERC同位素地球科学实验室进行。Sr同位素组成应用多样品法使用MAT质量光谱仪测定内部精确度高于PPMNd同位素的组成使用氚核。SrSr的比率被进一步地规格化为NBS标准的表示值。JM公司的Nd同位素标准的九块分析数据给出的表示值在该标准下测得的NdNd的比值是。主要元素和所选的痕量元素分析是在Keele大学的地质系使用标准的XRF技术进行的使用由Floyd发明的详细方法()。高精度的痕量元素的富集情况使用诱导连结等离子质量光谱测定仪(ICPMS)在达拉谟大学进行测量。分析方法、精度和检测条件可与Pearce等人()所做的详细信息进行比较。a、MountPoster组从岩石分类学上流纹岩含有丰富的斜长石、透长石、角闪石、港湾状的石英和FeTi图:Sweeney和MountPoster组火山岩的ΕNd与SrSr的相关图。菱形符号表示数据来自Riley等人()圆形符号表示数据来自于本研究。氧化物的斑晶并含有绢云母、粘土矿物和方解石的可变集合体。流纹质熔结凝灰岩经历了较低的绿片岩相变质作用并存在明显的斑状结构含有丰富的以单形或晶鏃形式存在的长石晶体。Riley等人()研究了MountPoster组的地球化学和成岩作用此处根据本文提供的数据进行了总结(表)。硅质火山岩在总硅碱图(图)被标在英安岩和流纹岩之间的边界上。Riley等人()进一步地细分流纹岩为高Ti(>wtTiO)低硅(wtSiO)和低Ti(<wtTiO)高硅(>wtSiO)符合它们形成的环境。高钛特征样品存在于内火山口岩之内而低钛特征样品符合外火山口层序。新定义的MountPoster组流纹岩全部落入到高钛特征的内火山口地层单元之中。和厚层的主火山口流纹岩地层单元相对比低钛流纹岩全部是外火山口火山岩一般是作为较薄的、强烈凝结的熔结凝灰岩层存在。来自于MountPoster组的块流纹岩样品(本研究中有块Riley等人年的研究中有块)分析了铯和铌的同位素比值(表)。比值用Ma的喷发年龄修正为初始值(见第三节)。与中侏罗世的Mapple组或外火山口低Ti地层单元中的流纹岩相比SrSr的比值可认为更具放射性并且它们在SrSr()和εNdi(到)范围(图)内的样品构成相对紧密的晶鏃。Riley等人()推论这种小的同位素范围所展现出的是如此之大的流纹岩体证明长时间发育的、具有热对流的岩浆房的存在因此达到了均一化的程度。所说的火山口环境表明岩浆房位于上地壳而具强烈放射性的SrSr比值和负的εNd值在成岩过程中与中上地壳的有效组分是一致的。b、Sweeney组的玄武岩相图:Sweeney组早侏罗世玄武岩的总碱与SiO含量相关图。所有岩石成分都是玄武岩但刻分为碱性玄武岩和拉斑玄武岩。Sweeney组的外火山口玄武岩是少量的但是它们的成岩作用在此时的大量硅质岩浆作用的成因关联上是非常重要的。所出现的玄武岩的变化从隐晶到长石斑晶、再到杏仁状玄武岩。它们通常是可变的并含有丰富的长石和斜辉石含有其他的次要矿物如磷灰石、钛磁铁矿和斜方辉石。尽管斜辉石的变化明显但是斜长石和斜辉石斑晶一般是自形的。在基质中或者斑晶相中没有发现橄榄石。所选的十块玄武岩样品含有橄榄石和石英拉斑玄武岩并过渡到碱性玄武岩(表)。它们的主要化学成分是中到高的镁含量()和wt的SIO。总的来说它们都是玄武岩(图)。有三块样品(R、R、R)可粗略地确定FeOMgO<Ni的含量达到ppm、Cr的含量达到ppm。其他样品也含有较高的Cr和Ni含量但是至少某些样品经历了碎屑结晶作用。分析了六块样品的稀土元素(REE)含量。所有样品都有微小的负铕(Eu)异常它们表示少量的斜长石分解和(LaYb)区间的样品球粒状陨石的值为N~的平坦的REE图形。图:Sweeney组玄武岩的样品标准球粒状陨石的稀土元素富集图。这些数据与奥斯卡II海岸和黑色海岸的铁镁质岩墙进行了比较。Sweeney组的玄武岩根据南极半岛的中白垩世玄武岩墙被标在图上(图)但一块样品属于例外处于奥斯卡‖海岸(北东南极半岛)软流圈成因的岩墙和黑色海岸(南东南极半岛)图:表示Sweeney组玄武岩成分的ThYb与NbYb相关图。该岩性与洋中脊玄武岩洋岛玄武岩系列(Pearce和Peate)做过比较。图中表示有奥斯卡II海岸与黑色海岸的铁镁质岩墙区域以及南Sandwich岛和南极半岛海岸区域。岩石圈成因的岩墙之间的中性物质。NbYb对ThYb图(图)进一步证实了REE图的结论认为Sweeney组的玄武岩一般是软流圈和岩石圈成因源的中性物质。有几块样品的Eu含量位于图中地幔阵列(mantlearray)的附近表明它们存在少量的或没有负校正组分。在同位素上玄武岩也存在软流圈性质为主的特征其SrSr值为Nd值为而具有略高放射性的玄武岩样品的SrSr比值为(图)。图:MountPoster组和Sweeney组的εNd与SrSr相关图。点线是平均的Sweeney组玄武岩的同化颗粒结晶曲线(AFC)。表示铁镁质岩基(SrSr=Sr=ppmεNd=Nd=ppm)和地壳端元、Palmer地副片麻岩(SrSr=Sr=ppmεNd=Nd=ppm)。DSr=DNd=r=。分布广泛的巴塔哥尼亚和南极半岛的侏罗纪玄武岩仅含有少量的与铁镁质火山作用相关的物质。Sweeney组玄武岩与推测的MountPoster组的、同时代的流纹岩相比存在明显不同的SrSr和Nd值表明在包括碎屑结晶化作用等之间不存在简单的关系。由Riley等人()提出的流纹岩形成的成因模式是二阶模式包括与形成安山岩英安岩岩浆的玄武岩(可能与地幔柱相关)岩基的分解相混合的下地壳的部分熔融。中性的岩浆熔融体在成为流纹岩物质喷发之前通过经历过混合岩化和碎屑结晶化(AFC)作用的岩墙通道移动到上地壳岩浆房。最初的玄武岩质岩基的实际化学成分在之前不可能确定补充了喷发玄武岩物质的缺乏。但是含有Mg和Cr及Ni含量分别为和到的Sweeney组玄武岩可近似地表示玄武岩基的化学组成尽管并不认为它们是原始的熔融体。仅MountPoster组流纹岩的AFC模型(图)使用Sweeney组的玄武岩作为玄武质成分的端元而PalmeLand副片麻岩作为潜在的地壳污染物对高(内火山口)和低(外火山口)的Ti流纹岩提供了一个并不明确的模型。尽管AFC模型证明在流纹岩的成因上二端元无疑是重要的但是Riley等人()使用“MASH”端元的更为复杂的双阶模型提供了更为满意的解决方案。、总结及火山演化模型新定名的埃尔斯沃斯地火山岩群包括新定义的Sweeney组和修正的MountPoster组。MountPoster组的内火山口环境是该区主要的地质特征含有推测源于几个中心的流纹岩这些中心可能产生相互重叠的层序或者镶嵌在一起的火山口从而构成现在的狭长状的露头模式。Sweeney组的玄武岩和沉积岩将形成于陆相环境的主火山口序列之外含有湖相沉积和松科植物。Rowley和Schmidt和Williams()定义MountPoster组为含有火山岩和少量沉积岩的层序后者是陆上河流或湖相地层。除了和Sweeney组的玄武质熔岩相结合的那些地层之外在东埃尔斯沃斯地的Latady盆地的沉积物内没有发现湖相沉积。尽管RowleySchmidt和Williams()在Latady盆地的MountPoster组的多数地层是海相成因的认识下没有提到任何玄武岩物质但是我们相信他们所描述的间互陆相沉积是上述Sweeney组的侧向地层。薄的、火山口外的熔结凝灰岩地层偶然出现在主火山口地层序列的外部并且与玄武质沉积岩序列的Sweeney组相结合表明MountPoster组是同时代的。以前MountPoster组的流纹岩作为巴塔哥尼亚和南极半岛的ChonAike岩石区的非常广泛的一部分而被研究。ChonAike岩石区是大的硅质火成岩区其特征是缺少玄武质火山作用。少量的铁镁质(主要是玄武质安山岩)火山岩出现在巴塔哥尼亚、东Grahan地和黑色海岸地区但是同时代的玄武岩基本缺乏。

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