地球化学主量元素？

1.火山熔岩的岩石化学分类

表3-5-1列出义县期火山岩的主量元素含量。将表中w（SiO₂）和w（Na₂O）+w（K₂O）在TAS图上投影（图3-5-1），可见，义县期火山岩系的岩石类型有钾质粗面玄武岩、碧玄岩、橄榄玄武粗安岩、安粗岩、安山岩、粗面英安岩及流纹岩。前人尚有响岩质碱玄岩和高镁玄武岩的报道（张招崇等，1992）。其中，尤以钾质粗面玄武岩、橄榄玄武粗安岩、安粗岩及粗面英安岩更为发育，即显示为一套偏碱性的岩石组合。李兆鼐等（1997）提出燕辽地区J₃—K₁火山岩组合为粗安质-粗面英安质-英安质火山岩。看来，这与本文义县期火山岩组合有一定差别。如前所述，义县旋回火山岩分为四个亚旋回：第一亚旋回，即初始喷发期（以下简称初期）形成的火山岩主要类型为钾质粗面玄武岩、橄榄玄武粗安岩、安粗岩及安山岩；第二亚旋回，即主喷发期（以下简称主期）为安粗岩，粗面英安岩及橄榄玄武粗安岩；第三亚旋回，即晚喷发期（以下简称晚期）为安粗岩及粗面英安岩；第四亚旋回，即末期为流纹质英安质火山碎屑熔岩及流纹岩、粗面英安岩。值得指出的是，初始喷发期形成的潜火山岩以基性岩为主，如钾质粗面玄武岩及夏威夷岩。主喷发期和晚喷发期的潜火山岩以中酸性岩为主，如安粗岩及粗面英安岩，二者的w（SiO₂）明显有别。

图3-5-1 义县—北票地区义县期火山岩TAS图解

表3-5-1 义县期火山岩主量元素含量（w_B/%）

2.主要造岩氧化物含量及其变化

就w（SiO₂）而言，义县期火山岩的w（SiO₂）变化为45.77%～78.26%，以55%～65%占大多数，即以中性岩类为主。这与郭洪中等（1992）计算的辽西中生代火山岩平均w（SiO₂）为60.2%相近。从义县旋回火山喷发初始期—主期—晚期至末期，w（SiO₂）明显地逐渐增高。

w（Al₂O₃）介于10.88%～17.84%之间，绝大多数在14.13%～16.07%之间，与中国同类火山岩（鄢明才等，1996）比较略低。根据w（Al₂O₃）与w（K₂O）、w（Na₂O）、w（CaO）间关系计算，义县期火山岩多数为正常系列，少数为铝过饱和系列。w（MgO）为0.28%～10.30%，变化较大。与中国同类火山岩对比，义县期的基性，中基性和中性火山岩的w（MgO）相对较高。

义县期火山岩的w（Na₂O）+w（K₂O）几乎均在5%以上（4.89%～10.07%），是富碱的，也普遍高于世界和中国的同类火山岩（勒·曼特尔，1978，鄢明才等，1996）。其中，w（Na₂O）2.17%～5.54%多大于w（K₂O）1.53%～5.18%，但其大多数样品w（Na₂O-2.0）＜w（K₂O），还是属于钾质的。在w（K₂O）—w（SiO₂）相关图解（图3-5-2）上，全部样品均投影在高钾钙碱性岩系区和橄榄安粗岩系区。只是北票四合屯地区义县旋回初期火山岩主要分布在高钾钙碱性岩系区内，橄榄安粗岩系区内较少。说明义县地区的义县旋回初期火山岩相对地更富钾w（K₂O）。

图3-5-2 义县期火山岩w（SiO₂）—w（K₂O）图解

义县期火山岩的w（TiO₂）0.24%～2.24%变化亦较大，总的看相对较高。

3.火山岩岩系、系列的确定

从图3-5-1和图3-5-2可见，义县期火山岩分布在碱性系列和亚碱性系列两侧，以亚碱性系列为主；但初始喷发期玄武岩类均为碱性系列。按图3-5-2 所述，则为高钾钙碱性岩系和橄榄安粗岩系。尽管前人认为中国东部中生代火山岩大多都不是橄榄安粗岩系（徐志刚等，1999）。但本文义县期火山岩浆活动初始期和主喷发期所形成的基性和中基性火山岩确属橄榄安粗岩系（臧尧龄等，1993）。其全碱含量高，w（Fe₂ O₃ ）/w（FeO）比值高，富集 P，Rb，Sr，LREE等（详见后述）可作佐证。图 3-5-3 是本区义县期玄武岩类的w（SiO₂）-w（Na₂O）+w（K₂O）图，图上绝大多数投影点均在碱性玄武岩区，图中本文资料与李伍平等（2001）和李兆鼐等（1990）的资料均相似。尽管如此，义县期火山岩系主要是以w（SiO₂ ）饱和的岩石为主体，并有一些w（SiO₂ ）不饱和及过饱和的岩石与之共生，故其还有别于碱性玄武岩系。

图3-5-3 义县期玄武岩w（SiO₂ ）-w（Na₂ O）+w（K₂ O）图解