磷灰石地球化学特征对酸性火山喷发及浅部岩浆房过程的指示：以福建永泰云山破火山为例

Recharge by extern magma (or volatiles) blow shallow-seated chamber is established as a trigger of volume silicic volcano eruption. There are voluminous late Mesozoic silicic volcanoss in southeast China. However, most of the former researches are concern the petrogenesis, magma evolution and tectonic setting of these volcanos, while the trigger and mechanisms of the late Mesozoic silicic eruption are less well demonstrated. In this proposal, we will take a case study of the silicic volcanic rocks of the the Yunshan caldera of Yongtai, Fujian Provience, based on the study of the volcanic section, by comparing the geochemical composition of the apatites within different eruptions, combining with whole rock geochemistry to study the main trigger and key control factors of the multi-stage, multi-type eruptions of the caldera, while the detail complicated magmatic processes in the shallow-seated magma chamber of eruptions. This study could provide some new thoughts on the reaserch of late-Mesozoic volcanic activities in southeast China.

大规模酸性火山喷发往往受浅部岩浆房内岩浆补充过程的控制。中国东南部晚中生代存在大量的酸性火山，但以往的研究多着眼于这些火山岩的岩石成因、岩浆演化及构造背景，对火山喷发机制关注较少。本项申请拟以福建永泰云山破火山为例，在剖面研究的基础上，通过对比研究不同喷发阶段火山岩中的磷灰石地球化学组成，结合其全岩地球化学变化，探讨诱发酸性火山喷发的主要机制；同时研究火山多阶段性、多类型喷发过程的控制因素；理解酸性火山喷发过程中，浅部岩浆房内的复杂岩浆过程。并通过本项研究为华南晚中生代古火山活动的研究提供新的思路。

本项目对福建永泰云山以及浙江小雄破火山内酸性火山岩开展了详细的磷灰石矿物学研究，并以此探讨地壳浅部岩浆房内岩浆演化及喷发过程。在云山准铝质酸性火山岩中，通过对比基质及锆石中的磷灰石结构及成分差异，我们提出准铝质酸性火山岩的岩浆房存在明显的分带性。准铝质酸性火山岩基质中贫Si-LREE-Y的（e.g. LREE2O3<1.53 wt.%）均一型磷灰石形成于层状岩浆房顶部熔体；而锆石包裹体中富Si-LREE-Y(LREE2O3>3.96 wt.%)的环带型磷灰石结晶于岩浆房下部粥状层中更加演化以及低温的粒间熔体内。在云山过碱性酸性火山岩中，贫Si-LREE-Y均一型磷灰石富Cl、Na的特征暗示其结晶于过碱性岩浆中，而环带型磷灰石与准铝质火山岩中环带磷灰石一致的结构及成分特征表明其继承自早期喷发的准铝质岩浆，两种类型磷灰石的共存是火山喷发前酸性岩浆混合的结果。这种混合过程可能伴随着碱性流体与先存准铝质岩浆中磷灰石及磁铁矿等矿物的反应过程，形成了钠铁闪石、独居石以及磷钇矿等次生矿物。通过对比准铝质及过碱性酸性火山岩的全岩地球化学及其中磷灰石Cl含量，我们排除了过碱性岩浆可以由准铝质酸性岩浆结晶分异产生的可能性。因为随着酸性岩浆分异演化，残余岩浆的Cl含量应该降低而非升高，过碱性岩浆更可能起源于碱性流体参与下的地壳重熔。此外在浙江小雄破火山中，通过对粗面质及流纹质岩石的全岩地球化学以及磷灰石矿物学分析，识别出层状岩浆房内的同源酸性岩浆之间（粗面质-流纹质）的自混合作用。.通过本项研究，对经受过风化作用的古火山岩来说，磷灰石在示踪岩浆过程，揭示岩浆房分带性、岩浆起源以及流体演化方面表现出了独一无二的优势，可以作为一个可靠岩石学工具。同时也对华南晚中生代酸性火山岩的成因及其演化提出了新的认识。