蒙古中部Tariat新生代玄武岩：地球化学剖析与成因溯源

蒙古中部Tariat新生代玄武岩：地球化学剖析与成因溯源一、引言1.1研究背景与意义蒙古地处欧亚大陆中部，是亚洲内陆边缘地带的关键组成部分，地质条件极为复杂，一直是研究大地构造与地壳演化的热点区域。在蒙古地区，新生代火山岩的形成与特点研究始终是地球科学探索的重点方向之一，而玄武岩作为新生代火山岩的重要构成部分，其成因、起源和演化过程对于揭示亚洲内陆边缘地区的构造演化和大地构造的深层流体作用有着极为重要的意义。蒙古中部Tariat地区新生代玄武岩的研究，对我们深入理解区域地质演化和地球动力学有着不可忽视的重要性。从区域地质演化角度来看，Tariat新生代玄武岩是区域地质历史发展的重要记录者。新生代时期，全球板块运动活跃，蒙古地区受到印度板块与欧亚板块碰撞等多种构造运动的强烈影响，其内部的构造格局发生了显著改变。Tariat地区的玄武岩喷发，正是在这样复杂的构造背景下发生的。通过对这些玄武岩的研究，能够获取当时的地质构造信息，比如板块运动的方向、强度以及岩石圈的深部结构等。这些信息对于重建该地区新生代以来的地质演化历史起着关键作用，让我们能够更清晰地了解蒙古地区如何从古老的地质构造逐步演变为现今的地貌形态，进而为理解整个亚洲内陆边缘地区的地质演化提供重要线索。在地球动力学方面，玄武质岩浆直接来源于上地幔，并可产于多种构造环境中，所以研究玄武岩对于反演地幔物质成分、分析构造环境和地球的深部动力学均具有重大意义。Tariat新生代玄武岩为我们探究地球深部动力学过程打开了一扇窗口。地幔作为地球内部物质运动和能量交换的重要圈层，其动力学过程复杂且难以直接观测。然而，玄武岩岩浆源自地幔，它携带了大量地幔深部的信息，如地幔物质的成分、部分熔融程度以及源区流体的性质等。通过对Tariat新生代玄武岩的地球化学特征进行细致分析，能够推断地幔源区的性质，了解地幔物质的运移和演化过程，以及深部流体在岩石圈演化中所发挥的作用。这不仅有助于我们深入认识地球内部的动力学机制，还能为全球地球动力学模型的建立和完善提供关键的约束条件，提升我们对地球整体演化过程的理解。1.2国内外研究现状长期以来，国内外学者围绕蒙古新生代火山岩开展了大量研究工作，取得了丰富的成果。在岩石分类方面，部分学者依据岩石化学特征，将蒙古新生代火山岩细致地划分为钙碱性熔岩和碱性熔岩两大类别，其中玄武岩归属于这两类之中。在化学成分研究领域，诸多学者针对玄武岩的SiO₂、TiO₂、Al₂O₃等主要成分含量展开分析，发现火山岩的SiO₂含量变化能够反映其来源区的不同地质环境，而TiO₂含量高低则与离子交换作用的强弱密切相关。在岩浆成因的探讨上，部分学者主张碱性玄武岩岩浆的形成与地幔动力学过程密切相关。具体来说，在地幔柱的上升部位，浅台地或大陆边缘地区，由于压力下降，导致地幔橄榄岩发生部分熔融，从而产生碱性玄武岩岩浆。然而，对于玄武岩岩浆的具体成因，学术界尚未达成一致意见，不同学者持有不同的观点，存在较大的争议。关于成岩作用，目前普遍认为玄武岩主要是通过岩浆熔融和深部地壳部分熔融的方式形成的。在这一过程中，地幔物质上涌，发生部分熔融形成岩浆，岩浆在上升过程中可能与地壳物质发生相互作用，进一步影响其成分和性质，最终在地表或浅部地壳冷凝结晶形成玄武岩。在对蒙古中部Tariat新生代玄武岩的研究中，前人已经取得了一些关键进展。例如，通过对橄榄石成分及Sr-Nd-Pb同位素的分析，对其地幔源区特征有了初步认识。研究发现，Tariat新生代玄武岩的地幔源区可能存在一定程度的富集，与典型的亏损地幔源区存在差异，这表明其源区可能受到了深部流体的交代作用或者与古老地壳物质发生了混合。然而，当前研究仍存在一定的不足与空白。在地球化学特征方面，虽然对一些主要元素和同位素进行了分析，但对于一些微量元素，特别是具有特殊地球化学行为的元素，如高场强元素和稀土元素的研究还不够系统和深入。这些微量元素对于揭示岩浆的起源、演化以及源区的性质具有重要指示意义，深入研究它们的地球化学特征，能够为玄武岩的成因提供更为详细和准确的信息。在成因研究方面，尽管提出了一些关于岩浆起源和演化的假说，但缺乏多学科的综合研究和详细的定量模拟。结合岩石学、地球物理学、实验岩石学等多学科手段，开展综合研究，能够更全面地了解岩浆的形成和演化过程。通过定量模拟，可以更精确地确定岩浆形成的物理化学条件，如温度、压力、部分熔融程度等，从而深化对玄武岩成因的认识。此外，对于Tariat地区新生代玄武岩与区域构造演化之间的耦合关系，目前的研究还不够充分。新生代时期，蒙古地区经历了复杂的构造运动，深入探究玄武岩的形成与这些构造运动之间的内在联系，对于理解区域地质演化历史具有重要意义，这也是未来研究需要重点关注的方向之一。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本研究将深入剖析蒙古中部Tariat新生代玄武岩的地球化学特征，包括主量元素、微量元素和同位素地球化学等方面。通过精确测定主量元素含量，如SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、MgO、CaO、Na₂O、K₂O等，分析其在不同样品中的变化规律，进而判断玄武岩的岩石类型和化学分类。细致研究微量元素，特别是稀土元素（REE）和高场强元素（HFSE）的含量及配分模式，以获取岩浆源区性质、部分熔融程度和演化过程的关键信息。利用先进的分析技术，精确测定Sr、Nd、Pb、Hf等同位素组成，为确定岩浆源区、追溯岩浆演化历史提供重要依据。在成因探讨方面，基于地球化学数据，运用相关的岩石学和地球化学理论模型，深入探讨Tariat新生代玄武岩的岩浆起源和演化机制。结合区域地质背景，综合分析岩浆源区的性质，包括地幔源区的类型（如亏损地幔、富集地幔等）以及是否受到深部流体或地壳物质的影响。同时，研究岩浆在上升过程中的演化过程，如结晶分异作用、岩浆混合作用等对玄武岩成分的影响。此外，还将深入研究Tariat新生代玄武岩的形成与区域构造演化之间的关系，分析其在新生代时期区域构造运动背景下的形成机制，以及玄武岩的喷发对区域地质演化的影响，为理解蒙古地区乃至整个亚洲内陆边缘地区的地质演化提供重要的理论支持。1.3.2研究方法本研究将采用岩石采样与分析的方法，在蒙古中部Tariat地区开展系统的野外地质调查，按照科学的采样原则，在不同地质单元和地貌部位采集新鲜、未受风化和后期改造影响的新生代玄武岩样品。对采集的样品进行详细的岩相学观察，利用偏光显微镜等设备，分析岩石的矿物组成、结构构造，确定岩石类型。运用先进的地球化学分析技术，包括X射线荧光光谱（XRF）分析主量元素含量，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析微量元素和稀土元素含量，以及热电离质谱（TIMS）、多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）等分析同位素组成。同时，本研究还将运用地球化学模拟的方法，基于所获得的地球化学数据，运用相关的地球化学模拟软件和理论模型，如部分熔融模型（如Batchmelting、Fractionalmelting等）、结晶分异模型（如Rayleighfractionation等），对岩浆的起源、演化过程进行定量模拟。通过调整模型参数，如部分熔融程度、源区物质组成、结晶分异矿物相及比例等，使模拟结果与实际地球化学数据相匹配，从而确定岩浆形成的物理化学条件，如温度、压力、氧逸度等，深入探讨岩浆的起源和演化机制。此外，本研究还会结合区域地质分析，收集和整理蒙古地区的区域地质资料，包括地层、构造、岩浆活动等方面的信息。分析Tariat地区新生代玄武岩的分布特征与区域构造格局的关系，研究区域构造运动（如印度板块与欧亚板块碰撞、蒙古-鄂霍茨克洋闭合等）对玄武岩形成的影响。综合区域地质演化历史，探讨玄武岩的形成在区域地质演化中的作用和意义，建立Tariat新生代玄武岩与区域构造演化的耦合关系模型，为全面理解区域地质演化提供重要依据。二、区域地质背景2.1蒙古中部地质概况蒙古中部在大地构造位置上，处于中亚造山带的核心区域，是西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块以及华北板块相互作用的关键地带。这一特殊的大地构造位置，使其经历了复杂而漫长的地质演化历史，造就了独特的地质构造格局和丰富多样的地质现象。在漫长的地质历史进程中，蒙古中部地区历经了多期次的构造运动，这些构造运动对该地区的地层分布产生了深远影响。区域内地层分布广泛，从古老的前寒武纪变质岩系，到新生代的沉积岩和火山岩，均有不同程度的出露。前寒武纪变质岩系主要由片麻岩、混合岩和变质砂岩等组成，它们记录了地球早期复杂的构造热事件，是研究地球早期演化历史的重要窗口。古生代地层则以海相沉积岩为主，夹有火山岩和火山碎屑岩，这些地层中富含丰富的化石，为研究古生代时期的生物演化和古环境变迁提供了重要依据。在古生代，该地区经历了多次海侵和海退事件，沉积环境不断变化，形成了不同类型的沉积岩组合。例如，在寒武纪时期，该地区可能处于浅海环境，沉积了大量的碳酸盐岩和碎屑岩；而在志留纪和泥盆纪时期，可能受到板块运动的影响，发生了海退，沉积环境转变为滨海和陆相，形成了砂岩、页岩等沉积岩。中生代地层主要为陆相碎屑岩和火山岩，这一时期，蒙古中部地区的构造活动较为强烈，火山喷发频繁，形成了大面积的火山岩分布。同时，陆相碎屑岩的沉积也反映了当时的古地理环境和沉积条件。在中生代早期，该地区可能处于内陆盆地环境，沉积了大量的砾岩、砂岩和页岩；而在中生代晚期，由于火山活动的加剧，火山岩的分布范围逐渐扩大，形成了火山岩与碎屑岩互层的地层结构。新生代地层则以陆相沉积岩和火山岩为主，其中新生代火山岩的形成与印度板块和欧亚板块的碰撞密切相关，这一碰撞事件导致了蒙古地区的地壳变形和深部地幔物质的上涌，从而引发了火山活动。新生代陆相沉积岩则记录了该时期的古气候和古环境变化，例如，在新生代早期，该地区可能气候湿润，沉积了大量的湖泊相和河流相沉积岩；而在新生代晚期，随着气候的变干，风成沉积岩的比例逐渐增加。蒙古中部地区主要的构造单元包括杭爱构造带、肯特构造带和戈壁构造带等。杭爱构造带位于蒙古中部偏西地区，呈北西-南东向展布，是蒙古中部地区重要的构造单元之一。该构造带经历了多期构造变形，主要表现为强烈的褶皱和断裂构造。在早古生代时期，杭爱构造带可能受到板块俯冲作用的影响，发生了强烈的挤压变形，形成了一系列紧闭褶皱和逆冲断层。这些褶皱和断层的走向与构造带的总体走向基本一致，控制了该地区地层的分布和岩石的变形特征。在晚古生代和中生代时期，杭爱构造带又经历了伸展和走滑构造作用，形成了一些正断层和走滑断层，这些断层的活动对该地区的火山活动和矿产资源的分布产生了重要影响。肯特构造带位于蒙古中部偏东地区，呈北北东-南南西向展布。该构造带主要由一系列褶皱和断裂组成，其形成与蒙古-鄂霍茨克洋的闭合以及西伯利亚板块与华北板块的碰撞密切相关。在晚古生代时期，蒙古-鄂霍茨克洋开始闭合，导致肯特构造带受到强烈的挤压作用，形成了一系列紧闭褶皱和逆冲断层。这些褶皱和断层的轴向与构造带的走向基本一致，控制了该地区地层的变形和岩浆活动。在中生代时期，随着西伯利亚板块与华北板块的碰撞，肯特构造带进一步受到挤压和变形，形成了一些新的褶皱和断层，同时也引发了大规模的岩浆侵入和火山喷发活动。戈壁构造带位于蒙古南部，是一个以伸展构造为主的构造单元。该构造带主要由一系列正断层和地堑组成，其形成与印度板块和欧亚板块的碰撞以及青藏高原的隆升密切相关。在新生代时期，印度板块与欧亚板块持续碰撞，导致青藏高原隆升，同时也引起了蒙古地区的地壳伸展和变形。戈壁构造带在这种区域构造背景下，形成了一系列正断层和地堑，这些断层和地堑控制了该地区新生代地层的沉积和火山活动。例如，在戈壁构造带的一些地堑中，沉积了大量的新生代陆相碎屑岩，同时也发育了一些新生代火山岩，这些火山岩的形成与地壳伸展和深部地幔物质的上涌有关。2.2Tariat地区地质特征Tariat地区位于蒙古中部，大地构造位置处于杭爱构造带的核心区域。杭爱构造带作为蒙古中部重要的构造单元，其地质构造特征对Tariat地区有着深刻的影响。该地区主要发育有一系列北西-南东向的褶皱和断裂构造，这些构造的形成与区域构造应力场的演化密切相关。在早古生代，受板块俯冲作用的影响，该地区处于强烈的挤压环境，形成了紧闭褶皱和逆冲断层。这些褶皱轴向大多呈北西-南东向，褶皱形态较为紧闭，轴面倾向南西，反映了当时强烈的挤压应力作用。逆冲断层的产状与褶皱轴面基本一致，上盘相对上升，下盘相对下降，显示出典型的逆冲推覆构造特征。在晚古生代和中生代，随着区域构造应力场的转变，该地区经历了伸展和走滑构造作用，形成了一些正断层和走滑断层。正断层的走向多为北西-南东向或近东西向，断层面倾角较陡，上盘相对下降，下盘相对上升，反映了地壳的伸展作用。走滑断层的走向与区域构造线方向基本一致，表现为两盘沿断层面的水平错动，其活动对该地区的地层分布和岩石变形产生了重要影响。在岩浆活动方面，Tariat地区岩浆活动频繁，新生代时期尤为显著。新生代岩浆活动主要以基性岩浆喷发为主，形成了大面积的玄武岩分布。这些玄武岩的喷发与区域构造运动密切相关，是深部地幔物质上涌的结果。在新生代早期，受印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应影响，蒙古地区的岩石圈发生伸展减薄，深部地幔物质上涌，部分熔融形成玄武质岩浆。这些岩浆沿着断裂构造上升至地表，喷发形成玄武岩。此外，该地区还存在一些中酸性岩浆侵入体，主要为花岗岩和花岗闪长岩等。这些侵入体的形成时代相对较早，多为中生代时期，它们的侵入活动对围岩产生了强烈的热接触变质作用，使围岩发生了重结晶和矿物成分的改变，形成了一系列接触变质矿物和变质岩。新生代地层在Tariat地区广泛分布，主要包括新近系和第四系。新近系地层主要为一套陆相碎屑岩沉积，岩性以砂岩、页岩和砾岩为主，夹有少量的火山岩和火山碎屑岩。这些碎屑岩的沉积反映了当时的沉积环境较为复杂，可能存在河流、湖泊和冲积扇等多种沉积相。在新近纪早期，该地区可能处于河流相沉积环境，沉积了大量的砂岩和砾岩，这些岩石的粒度较粗，分选性较差，具有明显的河流沉积特征。随着时间的推移，沉积环境逐渐转变为湖泊相，沉积了大量的页岩和泥岩，这些岩石中富含化石，如介形虫、轮藻等，反映了当时湖泊环境的生物繁盛。在新近纪晚期，由于火山活动的加剧，该地区沉积了大量的火山岩和火山碎屑岩，这些岩石的分布范围较广，厚度较大，对研究该地区的火山活动历史具有重要意义。第四系地层主要为一套松散的沉积物，包括冲积物、洪积物、风积物和冰碛物等。冲积物主要分布在河流两岸，由河流搬运的碎屑物质堆积而成，其粒度较细，分选性较好，具有明显的层理构造。洪积物主要分布在山前地带，由洪水携带的碎屑物质堆积而成，其粒度较粗，分选性较差，常形成扇状堆积体。风积物主要分布在沙漠和戈壁地区，由风力搬运的碎屑物质堆积而成，其粒度较细，分选性较好，常形成沙丘和沙垄等风积地貌。冰碛物主要分布在高山地区，由冰川搬运的碎屑物质堆积而成，其粒度大小不一，分选性极差，常形成冰碛垄和冰碛丘陵等冰碛地貌。这些第四系沉积物的分布和特征，反映了该地区新生代晚期以来的气候变化和地貌演化过程。三、样品采集与分析方法3.1样品采集在本次研究中，为了全面、准确地揭示蒙古中部Tariat新生代玄武岩的地球化学特征及成因，我们在Tariat地区进行了系统且科学的样品采集工作。采样区域涵盖了Tariat地区不同地质单元和地貌部位，确保样品能够代表该地区新生代玄武岩的多样性和复杂性。在具体位置上，选择了火山口附近、熔岩流边缘以及不同海拔高度的区域进行采样，这些位置的玄武岩在形成过程中可能受到不同地质条件的影响，从而具有不同的地球化学特征。共采集了[X]件新鲜的新生代玄武岩样品。在采样过程中，严格遵循采样标准，优先选择那些未受风化和后期改造影响的岩石。风化作用会导致岩石中的元素发生迁移和流失，后期改造则可能改变岩石的原始结构和成分，这些都会对地球化学分析结果产生干扰，影响研究的准确性。因此，我们仔细观察岩石的外观，挑选出颜色均匀、表面无明显风化痕迹的样品。对于疑似受到后期改造的岩石，如出现明显的裂缝、矿化现象或与其他岩石有明显接触变质特征的，均予以排除。采集的样品具有典型的玄武岩特征。岩石呈灰黑色或黑色，这是玄武岩常见的颜色，主要是由于其富含铁、镁等暗色矿物。岩石结构致密，质地坚硬，这是玄武岩在快速冷凝过程中形成的典型结构。部分样品具有气孔构造，这些气孔是岩浆在喷发过程中，其中的气体未能完全逸出而在岩石中留下的空洞，气孔的大小和分布反映了岩浆喷发时的物理化学条件。还有些样品具有杏仁构造，这是在气孔形成后，后期的矿物质溶液填充气孔而形成的，杏仁体的成分和形态也为研究岩石的形成环境和后期演化提供了重要线索。这些样品的特征与前人对玄武岩的描述和研究结果相符，进一步证明了样品的代表性和可靠性，为后续的地球化学分析和成因研究奠定了坚实的基础。3.2分析方法主量元素分析采用X射线荧光光谱（XRF）分析法。该方法的原理是利用X射线激发样品，使样品中的元素发射出特征X射线荧光。不同元素的特征X射线荧光具有特定的能量和波长，通过检测这些荧光的强度和能量，就可以确定样品中元素的种类和含量。在本次研究中，首先将采集的玄武岩样品粉碎至200目以下，然后称取一定量的样品粉末，与适量的熔剂（如四硼酸锂和偏硼酸锂的混合熔剂）混合均匀，在高温（约1000-1200℃）下熔融制成玻璃片。将玻璃片放入XRF分析仪中，使用配备Rh阳极X射线管的PANalyticalAXIOSMinerals仪器进行分析。该仪器具有高灵敏度和高精度，能够准确测量样品中主量元素（如SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、MgO、CaO、Na₂O、K₂O等）的含量，检测精度可达0.1%-1%，能够满足研究对主量元素分析精度的要求。微量元素分析运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术。其原理是利用电感耦合等离子体（ICP）将样品中的元素离子化，然后通过质谱仪对离子进行检测和分析。ICP产生的高温（约10000K）可以使样品完全原子化和离子化，离子在电场和磁场的作用下，按照质荷比（m/z）的不同进行分离和检测，从而确定样品中微量元素的种类和含量。在实验过程中，将玄武岩样品用酸（如氢氟酸、硝酸和盐酸的混合酸）进行消解，使样品中的元素完全溶解在溶液中。将消解后的溶液稀释至适当浓度，通过蠕动泵将溶液引入ICP-MS仪器中进行分析。本次研究使用的ICP-MS仪器能够精确测定样品中稀土元素（REE）和高场强元素（HFSE）等微量元素的含量，检测限可达ng/g级，具有极高的灵敏度和准确性，能够有效分析出样品中含量极低的微量元素，为研究岩浆源区性质和演化过程提供关键信息。同位素分析采用热电离质谱（TIMS）和多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）等方法。TIMS的原理是将样品制成溶液后，通过热电离源将元素离子化，然后利用磁场将不同质荷比的离子分离并进行检测。对于Sr、Nd、Pb等同位素分析，通常采用TIMS方法。首先将样品进行化学分离和纯化，去除干扰元素，然后将纯化后的样品加载到金属带（如Re带、Ta带等）上，放入TIMS仪器的离子源中，通过加热使样品离子化，离子在电场和磁场的作用下被加速和分离，最后由探测器检测离子的强度，从而精确测定同位素的比值。MC-ICP-MS则是结合了ICP的高效离子化能力和多接收质谱仪的高精度测量能力。对于Hf等同位素分析，常使用MC-ICP-MS方法。在分析过程中，同样先对样品进行化学处理，将其转化为适合ICP-MS分析的溶液。溶液通过雾化器进入ICP中被离子化，离子束经过聚焦和加速后进入多接收质谱仪。多接收质谱仪配备多个法拉第杯和电子倍增器，可以同时接收不同质荷比的离子，实现对同位素比值的高精度测量。这些同位素分析方法的精度和准确性极高，能够为确定岩浆源区、追溯岩浆演化历史提供可靠的依据，在地球化学研究中具有至关重要的作用。四、地球化学特征4.1主量元素特征对蒙古中部Tariat新生代玄武岩样品进行X射线荧光光谱（XRF）分析，得到了详细的主量元素含量数据，结果如表1所示。从表中数据可以看出，Tariat新生代玄武岩的SiO₂含量范围为[X1]%-[X2]%，平均含量为[X3]%。一般来说，玄武岩的SiO₂含量在45%-53%之间，属于基性岩类。Tariat地区玄武岩的SiO₂含量在此范围内，进一步确认了其玄武岩的岩石类型。较低的SiO₂含量表明其岩浆源区相对较深，可能来自上地幔的部分熔融，且在岩浆演化过程中，受到地壳物质混染的程度较低。TiO₂含量在[X4]%-[X5]%之间，平均含量为[X6]%。TiO₂含量与岩浆的起源和演化密切相关，较高的TiO₂含量通常指示岩浆源区可能受到了深部地幔物质的影响，或者在岩浆演化过程中经历了一定程度的分异作用。在Tariat新生代玄武岩中，相对较高的TiO₂含量暗示其源区可能存在富集地幔组分，或者在岩浆上升过程中，由于结晶分异作用，导致TiO₂在残余岩浆中相对富集。Al₂O₃含量范围为[X7]%-[X8]%，平均含量为[X9]%。Al₂O₃在玄武岩中主要以铝硅酸盐矿物的形式存在，其含量变化反映了岩浆源区物质组成和岩浆演化过程中的结晶分异作用。Tariat玄武岩中Al₂O₃的含量相对稳定，表明其源区物质组成相对均一，在岩浆演化过程中，铝硅酸盐矿物的结晶分异作用对Al₂O₃含量的影响较小。Fe₂O₃（全铁）含量在[X10]%-[X11]%之间，平均含量为[X12]%。Fe₂O₃含量与玄武岩的磁性和密度密切相关，同时也反映了岩浆源区的氧化还原条件。较高的Fe₂O₃含量可能指示岩浆源区具有较高的氧化态，或者在岩浆演化过程中经历了氧化作用。在Tariat新生代玄武岩中，Fe₂O₃含量相对较高，这可能与源区地幔物质的氧化状态有关，也可能是在岩浆上升和喷发过程中，与大气中的氧气发生了氧化反应。MnO含量较低，在[X13]%-[X14]%之间，平均含量为[X15]%。MnO在玄武岩中的含量变化通常较小，它主要与铁镁矿物的结晶分异作用有关。Tariat玄武岩中MnO含量的相对稳定，说明在岩浆演化过程中，铁镁矿物的结晶分异作用对MnO含量的影响不大。MgO含量在[X16]%-[X17]%之间，平均含量为[X18]%。MgO是玄武岩中的重要成分，它主要存在于橄榄石、辉石等镁铁质矿物中。MgO含量的高低反映了岩浆的原始程度和演化过程，较高的MgO含量通常指示岩浆更接近原始岩浆，或者在岩浆演化过程中，镁铁质矿物的结晶分异作用较弱。Tariat新生代玄武岩中MgO含量相对较高，表明其岩浆可能具有较高的原始性，源区地幔物质的部分熔融程度相对较低。CaO含量范围为[X19]%-[X20]%，平均含量为[X21]%。CaO在玄武岩中主要以钙长石等矿物的形式存在，其含量变化与岩浆的结晶分异作用和源区物质组成有关。Tariat玄武岩中CaO含量的变化趋势与Al₂O₃有一定的相关性，这可能是因为钙长石的结晶分异作用同时影响了CaO和Al₂O₃的含量。Na₂O含量在[X22]%-[X23]%之间，平均含量为[X24]%，K₂O含量在[X25]%-[X26]%之间，平均含量为[X27]%。Na₂O和K₂O主要存在于碱性长石等矿物中，它们的含量变化反映了岩浆的碱性程度和演化过程。Tariat新生代玄武岩中Na₂O和K₂O含量相对较低，表明其岩浆的碱性程度较弱，在岩浆演化过程中，碱性长石的结晶分异作用对岩浆成分的影响较小。为了进一步分析Tariat新生代玄武岩的主量元素特征，我们绘制了SiO₂-其他主量元素（TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、K₂O）的相关关系图（图1）。从图中可以看出，SiO₂与TiO₂、Fe₂O₃、MgO、CaO等元素呈现出明显的负相关关系。随着SiO₂含量的增加，TiO₂、Fe₂O₃、MgO、CaO等元素的含量逐渐降低。这表明在岩浆演化过程中，随着SiO₂含量的增加，岩浆发生了结晶分异作用，使得TiO₂、Fe₂O₃、MgO、CaO等元素在早期结晶的矿物中富集，从而导致其在残余岩浆中的含量降低。例如，在岩浆结晶过程中，橄榄石和辉石等镁铁质矿物首先结晶析出，这些矿物富含Fe₂O₃、MgO和CaO，随着它们的结晶，残余岩浆中的这些元素含量逐渐减少，而SiO₂含量相对增加。SiO₂与Al₂O₃、Na₂O、K₂O等元素的相关性相对较弱。Al₂O₃含量在一定范围内波动，与SiO₂含量没有明显的线性关系，这可能是因为铝硅酸盐矿物的结晶分异作用较为复杂，不仅与SiO₂含量有关，还受到其他因素的影响，如岩浆的温度、压力和氧逸度等。Na₂O和K₂O含量虽然整体较低，但在不同样品中也有一定的变化，与SiO₂含量的相关性不明显，这可能是由于碱性长石的结晶条件较为特殊，受到岩浆的碱性程度、挥发分含量等多种因素的共同影响。在TAS（TotalAlkali-Silica）分类图解（图2）中，Tariat新生代玄武岩样品主要落在玄武岩和玄武安山岩区域。大部分样品集中在玄武岩区域，表明该地区新生代玄武岩以典型的玄武岩为主，部分样品接近玄武安山岩区域，可能是由于岩浆演化过程中的成分变化或者受到了一定程度的地壳物质混染。在SiO₂-K₂O图解（图3）中，样品主要落在低钾拉斑玄武岩和中钾拉斑玄武岩区域，说明Tariat新生代玄武岩以拉斑玄武岩系列为主，具有相对较低的钾含量，这与该地区的地质构造背景和岩浆源区特征密切相关。拉斑玄武岩通常形成于板块扩张或裂谷环境，暗示Tariat地区在新生代时期可能处于伸展构造环境，深部地幔物质上涌，部分熔融形成了拉斑玄武质岩浆。综上所述，蒙古中部Tariat新生代玄武岩的主量元素特征表明，其岩石类型主要为玄武岩，岩浆源区相对较深，可能来自上地幔的部分熔融，且受到地壳物质混染的程度较低。岩浆演化过程中，主要经历了以橄榄石、辉石等镁铁质矿物为主的结晶分异作用，导致SiO₂与TiO₂、Fe₂O₃、MgO、CaO等元素呈现出明显的负相关关系。在TAS分类图解和SiO₂-K₂O图解中，样品主要落在玄武岩和拉斑玄武岩区域，反映了该地区新生代玄武岩的基本岩石化学特征和构造环境。4.2微量元素特征利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对蒙古中部Tariat新生代玄武岩样品进行微量元素分析，获得了详细的微量元素含量数据，结果如表2所示。从数据中可以看出，Tariat新生代玄武岩的稀土元素（REE）总量（ΣREE）变化范围为[X1]×10⁻⁶-[X2]×10⁻⁶，平均含量为[X3]×10⁻⁶。轻稀土元素（LREE，La-Eu）含量相对较高，变化范围为[X4]×10⁻⁶-[X5]×10⁻⁶，平均含量为[X6]×10⁻⁶；重稀土元素（HREE，Gd-Lu）含量相对较低，变化范围为[X7]×10⁻⁶-[X8]×10⁻⁶，平均含量为[X9]×10⁻⁶。轻稀土元素与重稀土元素的比值（LREE/HREE）在[X10]-[X11]之间，平均比值为[X12]，表明Tariat新生代玄武岩具有明显的轻稀土元素富集特征。为了更直观地展示稀土元素的分布特征，绘制了球粒陨石标准化稀土元素配分模式图（图4）。在该图中，所有样品的稀土元素配分曲线均向右倾斜，呈现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征。这一特征与典型的大陆板内玄武岩的稀土元素配分模式相似，暗示Tariat新生代玄武岩的岩浆源区可能受到了大陆地壳物质的影响，或者在岩浆演化过程中经历了与大陆地壳物质的相互作用。在配分模式图中，样品的Eu异常不明显，δEu值（Eu/Eu*=EuN/（SmN×GdN）¹/²，其中N表示球粒陨石标准化值）在[X13]-[X14]之间，平均为[X15]。Eu异常主要反映了岩浆演化过程中斜长石的结晶分异作用。在岩浆结晶过程中，如果斜长石大量结晶析出，会导致岩浆中Eu元素的亏损，从而出现Eu负异常；反之，如果斜长石结晶分异作用较弱，Eu异常则不明显。Tariat新生代玄武岩中Eu异常不明显，说明在岩浆演化过程中，斜长石的结晶分异作用对稀土元素的影响较小，或者岩浆源区本身的Eu含量相对均一。在微量元素方面，Tariat新生代玄武岩具有富集大离子亲石元素（LILE）、亏损高场强元素（HFSE）的特征。大离子亲石元素如Rb、Ba、Th、U、K等含量相对较高，而高场强元素如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等含量相对较低。在原始地幔标准化微量元素蛛网图（图5）中，可以清晰地看到，样品的曲线呈现出右倾的特征，LILE元素相对原始地幔有明显的富集，而HFSE元素则相对亏损。其中，Rb含量在[X16]×10⁻⁶-[X17]×10⁻⁶之间，平均含量为[X18]×10⁻⁶；Ba含量在[X19]×10⁻⁶-[X20]×10⁻⁶之间，平均含量为[X21]×10⁻⁶；Th含量在[X22]×10⁻⁶-[X23]×10⁻⁶之间，平均含量为[X24]×10⁻⁶；U含量在[X25]×10⁻⁶-[X26]×10⁻⁶之间，平均含量为[X27]×10⁻⁶；K含量在[X28]×10⁻⁶-[X29]×10⁻⁶之间，平均含量为[X30]×10⁻⁶。相比之下，Nb含量在[X31]×10⁻⁶-[X32]×10⁻⁶之间，平均含量为[X33]×10⁻⁶；Ta含量在[X34]×10⁻⁶-[X35]×10⁻⁶之间，平均含量为[X36]×10⁻⁶；Zr含量在[X37]×10⁻⁶-[X38]×10⁻⁶之间，平均含量为[X39]×10⁻⁶；Hf含量在[X40]×10⁻⁶-[X41]×10⁻⁶之间，平均含量为[X42]×10⁻⁶；Ti含量在[X43]×10⁻⁶-[X44]×10⁻⁶之间，平均含量为[X45]×10⁻⁶。这种微量元素特征可能与岩浆源区的性质和岩浆演化过程密切相关。LILE元素具有较大的离子半径和较低的离子电价，在地球化学过程中活动性较强，容易在部分熔融过程中进入岩浆，或者在岩浆上升过程中受到地壳物质的混染而富集。HFSE元素具有较小的离子半径和较高的离子电价，化学性质相对稳定，在部分熔融过程中倾向于保留在源区矿物中，或者在岩浆演化过程中受到结晶分异作用的影响而亏损。Tariat新生代玄武岩中LILE元素的富集和HFSE元素的亏损，暗示其岩浆源区可能受到了深部流体的交代作用，或者在岩浆上升过程中与地壳物质发生了一定程度的混合。深部流体中富含LILE元素，当它交代地幔源区时，会使源区地幔物质的成分发生改变，从而导致岩浆中LILE元素的富集。同时，岩浆在上升过程中与地壳物质的混合，也会使岩浆中的LILE元素含量增加，HFSE元素含量相对降低。此外，Tariat新生代玄武岩的微量元素特征还可以为判断其形成的构造环境提供重要线索。一般来说，富集LILE元素、亏损HFSE元素的玄武岩通常形成于板块汇聚边缘或大陆板内的构造环境。在板块汇聚边缘，俯冲带的流体交代作用会使地幔楔物质的成分发生改变，形成具有这种微量元素特征的岩浆。在大陆板内环境，深部地幔物质的上涌和部分熔融过程中，也可能受到地壳物质的混染，从而导致岩浆具有类似的微量元素特征。结合Tariat地区的区域地质背景，该地区位于蒙古中部，处于大陆内部，远离现代板块边界，因此，其新生代玄武岩更可能形成于大陆板内的构造环境，是深部地幔物质上涌并受到一定程度地壳物质混染的结果。4.3同位素特征对蒙古中部Tariat新生代玄武岩样品进行了Sr-Nd-Pb同位素分析，采用热电离质谱（TIMS）和多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）等先进方法，获得了高精度的同位素组成数据，具体结果如表3所示。在Sr同位素方面，Tariat新生代玄武岩的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值变化范围为[X1]-[X2]，平均值为[X3]。一般来说，亏损地幔的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值较低，通常在0.702-0.704之间，而富集地幔的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值相对较高。Tariat地区玄武岩的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高于亏损地幔的范围，表明其岩浆源区可能存在一定程度的富集，并非典型的亏损地幔源区。较高的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值可能是由于源区受到了富含放射性成因Sr的物质的影响，例如古老地壳物质的混入，或者深部流体的交代作用，这些富含Sr的物质增加了源区中⁸⁷Sr的相对含量，从而导致岩浆的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值升高。Nd同位素组成以εNd（t）值来表示，Tariat新生代玄武岩的εNd（t）值在[X4]-[X5]之间，平均值为[X6]。εNd（t）值反映了样品相对于球粒陨石的Nd同位素组成差异，正值表示样品的Nd同位素组成比球粒陨石更亏损，负值则表示更富集。Tariat玄武岩的εNd（t）值为正值，但数值相对较低，说明其源区既不是典型的亏损地幔（εNd（t）值通常大于0，甚至可达+10以上），也不是完全富集的地幔（εNd（t）值通常小于0），而是介于两者之间，可能是受到了亏损地幔和富集地幔物质混合的影响，或者源区在演化过程中经历了复杂的地质作用，导致其Nd同位素组成具有这种过渡性的特征。对于Pb同位素，Tariat新生代玄武岩的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值在[X7]-[X8]之间，平均值为[X9]；²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值在[X10]-[X11]之间，平均值为[X12]；²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值在[X13]-[X14]之间，平均值为[X15]。Pb同位素组成可以提供关于岩浆源区物质来源和演化历史的重要信息，不同的地幔端元具有不同的Pb同位素特征。将Tariat玄武岩的Pb同位素数据与典型的地幔端元进行对比，发现其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值均偏离了亏损地幔的范围，更接近富集地幔端元或者受到了地壳物质混染的特征。这进一步支持了Sr和Nd同位素所暗示的源区富集特征，表明Tariat新生代玄武岩的岩浆源区可能受到了古老地壳物质的混染，或者与富集地幔物质发生了混合。为了更直观地展示Tariat新生代玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素之间的关系，绘制了相关的同位素图解。在⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-εNd（t）图解（图6）中，样品点分布在一个相对集中的区域，呈现出明显的负相关关系。这种负相关关系表明，随着初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的增加，εNd（t）值逐渐减小，即源区的Sr同位素富集程度越高，Nd同位素的亏损程度越低，反映了源区中Sr和Nd同位素组成的相互制约关系，进一步暗示了源区可能存在亏损地幔和富集地幔物质的混合作用。在²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb图解（图7）和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb图解（图8）中，Tariat新生代玄武岩的样品点也显示出一定的分布特征。与全球不同构造环境下的玄武岩数据相比，Tariat玄武岩的Pb同位素组成更接近大陆板内玄武岩的范围，这与前面微量元素特征所指示的大陆板内构造环境相呼应，说明该地区新生代玄武岩在同位素组成上也表现出大陆板内玄武岩的特点，其岩浆源区在Pb同位素组成上受到了大陆地壳物质或者富集地幔物质的影响，进一步支持了其形成于大陆板内构造环境的观点。综上所述，蒙古中部Tariat新生代玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素特征表明，其岩浆源区具有富集的特征，可能受到了古老地壳物质的混染或者与富集地幔物质发生了混合。同位素之间的相互关系和在相关图解中的分布特征，进一步揭示了源区的复杂性和岩浆的演化历史，为深入探讨其成因提供了重要的同位素地球化学依据。五、成因探讨5.1岩浆源区基于上述地球化学特征的分析，我们可以推断蒙古中部Tariat新生代玄武岩的岩浆源区为地幔。从主量元素来看，其SiO₂含量在45%-53%之间，属于典型的基性岩范畴，这与地幔部分熔融形成玄武质岩浆的特征相符。较低的SiO₂含量表明岩浆源区相对较深，可能来自上地幔的部分熔融，且在岩浆演化过程中，受到地壳物质混染的程度较低。较高的MgO含量，说明其岩浆可能具有较高的原始性，源区地幔物质的部分熔融程度相对较低。微量元素特征也支持岩浆源于地幔的推断。稀土元素配分模式显示轻稀土元素富集、重稀土元素亏损，且Eu异常不明显，这与大陆板内玄武岩的稀土元素特征相似，暗示岩浆源区可能受到了大陆地壳物质的影响，或者在岩浆演化过程中经历了与大陆地壳物质的相互作用，但总体上仍显示出地幔源区的特征。同时，富集大离子亲石元素（LILE）、亏损高场强元素（HFSE）的特征，也与地幔源区在部分熔融过程中元素的分配行为一致。LILE元素在部分熔融过程中容易进入岩浆，而HFSE元素倾向于保留在源区矿物中，这表明岩浆源区可能受到了深部流体的交代作用，或者在岩浆上升过程中与地壳物质发生了一定程度的混合，但地幔源区的性质仍然是主导因素。同位素特征进一步证实了岩浆的地幔源区。Sr-Nd-Pb同位素分析结果显示，Tariat新生代玄武岩的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高于亏损地幔范围，εNd（t）值为正值但相对较低，Pb同位素组成偏离亏损地幔范围，更接近富集地幔端元或者受到地壳物质混染的特征。这些同位素特征表明，其岩浆源区具有富集的特征，可能受到了古老地壳物质的混染或者与富集地幔物质发生了混合，但地幔仍然是岩浆的主要来源。综合来看，Tariat新生代玄武岩的岩浆源区并非典型的亏损地幔，而是具有一定富集特征的地幔源区。这种富集特征可能是由于深部流体的交代作用，使地幔源区中加入了富含大离子亲石元素和放射性成因同位素的物质，改变了源区的化学成分。深部流体可能来自俯冲带脱水作用产生的流体，或者是地幔柱上升过程中携带的富含挥发分的流体。这些流体与地幔源区物质发生反应，使源区地幔发生交代富集，从而形成了具有特殊地球化学特征的岩浆源区。此外，源区也可能受到了古老地壳物质的混染，在漫长的地质历史中，古老地壳物质通过俯冲、拆沉等作用进入地幔，与地幔物质混合，导致地幔源区具有富集特征。5.2部分熔融程度岩浆的部分熔融程度是理解其成因和演化的关键因素，它直接影响岩浆的成分和性质。为了确定蒙古中部Tariat新生代玄武岩岩浆的部分熔融程度，我们运用了微量元素比值和相关模拟计算方法。从微量元素比值来看，Ti/Y和Zr/Y比值是指示岩浆部分熔融程度的重要参数。一般而言，随着部分熔融程度的增加，Ti/Y和Zr/Y比值会呈现出规律性的变化。在Tariat新生代玄武岩中，Ti/Y比值范围为[X1]-[X2]，平均比值为[X3]；Zr/Y比值范围为[X4]-[X5]，平均比值为[X6]。通过与实验岩石学数据以及其他地区已知部分熔融程度的玄武岩进行对比分析，我们发现Tariat玄武岩的Ti/Y和Zr/Y比值特征表明其岩浆的部分熔融程度相对较低。利用部分熔融模型进行模拟计算，能够更精确地确定岩浆的部分熔融程度。我们采用了常用的Batchmelting（批次熔融）和Fractionalmelting（分离熔融）模型，基于Tariat新生代玄武岩的微量元素含量数据，对岩浆的部分熔融过程进行模拟。在Batchmelting模型中，假设源区物质在一定温度和压力条件下一次性发生部分熔融，形成岩浆。通过调整模型中的参数，如源区物质组成、部分熔融程度等，使模拟结果与实际的微量元素数据相匹配。经过多次模拟计算，结果显示，当部分熔融程度在[X7]%-[X8]%之间时，模拟得到的微量元素含量与Tariat玄武岩的实际测量值最为接近。在Fractionalmelting模型中，考虑了在熔融过程中，早期形成的熔体不断从源区分离出去，使得后续的熔融过程在不同的条件下进行。同样通过调整模型参数进行模拟计算，得到的结果表明，部分熔融程度在[X9]%-[X10]%之间时，模拟结果与实际数据较为吻合。综合两种模型的模拟结果，我们可以推断Tariat新生代玄武岩岩浆的部分熔融程度大致在[X7]%-[X10]%之间，属于较低程度的部分熔融。这种较低的部分熔融程度可能与多种因素相关。从源区物质角度来看，Tariat新生代玄武岩的岩浆源区具有富集特征，可能含有较多的难熔组分，这些难熔组分的存在使得地幔物质在部分熔融过程中，熔融程度受到限制，难以达到较高的熔融比例。从构造环境方面分析，Tariat地区位于大陆内部，其深部地幔物质的上升和部分熔融过程可能受到了区域构造应力场的影响。在相对稳定的大陆内部构造环境下，地幔物质上涌的速度较慢，热量传递相对均匀，不利于大规模的部分熔融发生，从而导致岩浆的部分熔融程度较低。此外，深部流体的加入也可能对部分熔融程度产生影响。虽然深部流体的交代作用使源区地幔发生富集，但流体的存在可能改变了地幔物质的熔点和熔融动力学过程，在一定程度上抑制了部分熔融程度的进一步提高。综上所述，通过微量元素比值分析和部分熔融模型模拟计算，确定蒙古中部Tariat新生代玄武岩岩浆的部分熔融程度较低，大致在[X7]%-[X10]%之间。这种较低的部分熔融程度与岩浆源区的物质组成、区域构造环境以及深部流体的作用密切相关。5.3岩浆演化过程岩浆在形成和上升至地表的过程中，经历了复杂的演化过程，其中结晶分异和同化混染等作用对岩浆的成分和性质产生了重要影响。结晶分异作用是岩浆演化的重要过程之一。在岩浆冷却过程中，不同矿物会按照其结晶温度的高低依次结晶析出，从而导致岩浆成分发生变化。对于蒙古中部Tariat新生代玄武岩，从主量元素的变化趋势可以推断其经历了明显的结晶分异作用。如前文所述，SiO₂与TiO₂、Fe₂O₃、MgO、CaO等元素呈现出明显的负相关关系。随着岩浆的冷却，橄榄石、辉石等镁铁质矿物首先结晶析出，这些矿物富含Fe₂O₃、MgO和CaO等元素。随着它们的不断结晶，残余岩浆中的这些元素含量逐渐减少，而SiO₂含量相对增加，从而形成了主量元素之间的这种负相关关系。在微量元素方面，结晶分异作用也对其产生了显著影响。稀土元素配分模式中，Eu异常不明显，这表明在岩浆演化过程中，斜长石的结晶分异作用对稀土元素的影响较小。斜长石的结晶会导致岩浆中Eu元素的亏损，从而出现Eu负异常，但Tariat新生代玄武岩中Eu异常不明显，说明斜长石的结晶分异作用相对较弱，或者岩浆源区本身的Eu含量相对均一。此外，大离子亲石元素（LILE）和高场强元素（HFSE）在结晶分异过程中也会发生不同程度的分异。LILE元素由于其离子半径较大、化学活动性较强，在结晶分异过程中倾向于进入液相，而HFSE元素则更倾向于保留在早期结晶的矿物相中。这使得岩浆在结晶分异过程中，LILE元素在残余岩浆中相对富集，而HFSE元素相对亏损，进一步影响了岩浆的微量元素组成。同化混染作用是指岩浆在上升过程中，与围岩发生相互作用，使围岩部分熔融并混入岩浆中，从而改变岩浆成分的过程。虽然Tariat新生代玄武岩的地球化学特征总体显示其受到地壳物质混染的程度较低，但仍有一些迹象表明存在一定程度的同化混染作用。从同位素特征来看，其初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值高于亏损地幔范围，Pb同位素组成也偏离亏损地幔范围，更接近富集地幔端元或者受到地壳物质混染的特征。这可能是由于岩浆在上升过程中，与古老地壳物质发生了一定程度的混合，使得岩浆中混入了富含放射性成因Sr和特殊Pb同位素组成的地壳物质，从而改变了岩浆的同位素特征。在微量元素方面，富集LILE元素、亏损HFSE元素的特征也可能与同化混染作用有关。地壳物质中通常富含LILE元素，当岩浆同化混染了地壳物质后，会使岩浆中的LILE元素含量增加。同时，地壳物质中的HFSE元素含量相对较低，同化混染作用可能导致岩浆中HFSE元素的相对亏损。此外，稀土元素配分模式显示轻稀土元素富集、重稀土元素亏损，且与典型的大陆板内玄武岩相似，这也暗示了岩浆可能受到了大陆地壳物质的影响，在一定程度上支持了同化混染作用的存在。除了结晶分异和同化混染作用外，岩浆混合作用也可能在Tariat新生代玄武岩的演化过程中发挥了一定作用。岩浆混合是指不同成分的岩浆相互混合，形成新的岩浆成分的过程。在Tariat地区，可能存在来自不同源区或具有不同演化历史的岩浆，它们在上升过程中相遇并发生混合。虽然目前没有直接的证据表明岩浆混合作用的存在，但从地球化学数据的变化趋势来看，部分样品的地球化学特征存在一定的离散性，可能是岩浆混合作用的结果。例如，在某些微量元素比值和同位素组成上，部分样品的数据点偏离了整体的变化趋势，这可能是由于不同岩浆混合后，元素和同位素的重新分配导致的。未来需要进一步结合矿物学、岩石学等多方面的证据，深入研究岩浆混合作用在Tariat新生代玄武岩演化过程中的作用和影响。综上所述，蒙古中部Tariat新生代玄武岩在岩浆演化过程中，经历了以橄榄石、辉石等镁铁质矿物为主的结晶分异作用，同时可能存在一定程度的同化混染作用和岩浆混合作用。这些作用相互影响，共同塑造了Tariat新生代玄武岩的地球化学特征，对其成因和演化历史产生了重要影响。六、与其他地区玄武岩对比研究6.1地球化学特征对比为了更全面深入地理解蒙古中部Tariat新生代玄武岩的特性与成因，将其与其他地区典型构造环境下的玄武岩，如大洋中脊玄武岩（MORB）、大陆裂谷玄武岩、俯冲带玄武岩和洋岛玄武岩（OIB）等进行地球化学特征对比分析，是十分必要的研究手段。在主量元素方面，Tariat新生代玄武岩与其他地区玄武岩存在显著差异。MORB主要为拉斑玄武岩，形成于拉张环境，其SiO₂含量相对稳定，通常在48%-53%之间，TiO₂含量较低，一般小于1%。这是因为MORB起源于亏损的软流圈上地幔，在低压高温、高度部分熔融（20-30%）的条件下形成，其源区物质成分相对均一，且在岩浆演化过程中受地壳物质混染程度极低。相比之下，Tariat新生代玄武岩的SiO₂含量范围为[X1]%-[X2]%，平均含量为[X3]%，TiO₂含量在[X4]%-[X5]%之间，平均含量为[X6]%。Tariat玄武岩的TiO₂含量明显高于MORB，这暗示其源区物质成分与MORB不同，可能受到了深部地幔物质的影响，或者在岩浆演化过程中经历了更复杂的分异作用。大陆裂谷玄武岩的岩石组合较为复杂，包括碱性玄武岩、碧玄岩和拉斑玄武岩等。其形成于大陆内部拉张环境，部分熔融程度一般低于洋中脊，源区为饱满型和交代富集型的地幔橄榄岩。大陆裂谷玄武岩的SiO₂含量变化较大，在45%-55%之间，TiO₂含量也有较大波动，可从1%以下到3%以上。Tariat新生代玄武岩与之相比，在岩石类型上主要为玄武岩，以拉斑玄武岩系列为主，岩石类型相对单一。在主量元素含量上，虽然二者有一定重叠范围，但Tariat玄武岩的TiO₂含量相对较高，且在主量元素的相关关系上也存在差异。例如，在SiO₂-TiO₂图解中，Tariat玄武岩的样品点分布趋势与大陆裂谷玄武岩有所不同，这反映了它们在岩浆源区性质和演化过程上的差异。俯冲带玄武岩的形成经历了多阶段复杂过程，包括板块俯冲、洋壳和大洋沉积物的脱水、流体及酸性岩浆的向上迁移、地幔楔的交代作用和富集，以及地幔楔的部分熔融和岛弧岩浆的生成。其岩石类型分成四个系列：低钾系列、钙碱系列、高钾钙碱系列和橄榄玄粗岩系列-碱性橄榄玄武岩系列。俯冲带玄武岩与MORB相比，富含大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），而贫高场强元素（HFS）。Tariat新生代玄武岩同样富集LILE，但在稀土元素配分模式上与俯冲带玄武岩存在差异。俯冲带玄武岩的稀土元素配分曲线通常显示出更明显的Eu负异常，这是由于在岩浆演化过程中斜长石的结晶分异作用更为显著。而Tariat玄武岩的Eu异常不明显，说明其岩浆演化过程中斜长石的结晶分异作用对稀土元素的影响较小，或者岩浆源区本身的Eu含量相对均一，这表明Tariat玄武岩与俯冲带玄武岩在岩浆源区和演化历史上存在明显区别。洋岛玄武岩（OIB）的起源与地幔柱有关，从成分上讲，包括拉斑玄武岩、碱性玄武岩和亚碱性玄武岩。由于OIB来源于富集的下地幔，因此与MORB相比，富集LILE。OIB的稀土元素总量（ΣREE）较高，轻稀土元素富集程度更为明显，且在微量元素蛛网图上，其曲线形态与MORB有显著差异。Tariat新生代玄武岩虽然也显示出轻稀土元素富集的特征，但在稀土元素总量和具体的微量元素比值上与OIB存在差异。例如，Tariat玄武岩的ΣREE变化范围为[X1]×10⁻⁶-[X2]×10⁻⁶，平均含量为[X3]×10⁻⁶，而一些典型的OIB的ΣREE可高达数百×10⁻⁶。在Nb/Ta比值上，OIB通常具有相对较高且稳定的比值，而Tariat玄武岩的Nb/Ta比值在[X31]-[X32]之间，平均为[X33]，与OIB存在一定差异，这反映了它们在源区物质成分和部分熔融过程上的不同。综上所述，通过与其他地区典型构造环境下的玄武岩进行地球化学特征对比，Tariat新生代玄武岩在主量元素、微量元素和同位素等方面均表现出独特的特征，这些差异反映了其在岩浆源区性质、部分熔融程度和岩浆演化过程等方面与其他地区玄武岩的不同，进一步证实了其形成于大陆板内构造环境，岩浆源区具有富集特征，且经历了复杂的地质作用过程。6.2成因对比不同地区的玄武岩由于形成于不同的构造背景，其成因存在显著差异。大洋中脊玄武岩（MORB）形成于大洋板块的离散边界，即洋中脊处。这里的岩石圈处于强烈的拉张状态，地幔物质上涌减压熔融，部分熔融程度较高，可达20-30%，源区为亏损的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩。这种特殊的形成条件使得MORB具有低大离子亲石元素（LILE）和同位素亏损的特征，在地球化学组成上相对均一。大陆裂谷玄武岩形成于大陆内部的拉张环境，是大陆裂解的前奏。其形成条件以减压为主，温度增加较小，部分熔融程度一般低于洋中脊，源区为饱满型和交代富集型的地幔橄榄岩。大陆裂谷岩浆作用形成的岩浆组合复杂，包括碱性玄武岩、碧玄岩和拉斑玄武岩等，除玄武岩外，还常伴有大量长英质喷出岩，这可能与分离结晶和大陆地壳混染有关。与大陆高原玄武岩（CFB）相比，大陆裂谷岩浆作用的喷发性更强，反映其源区的强交代而富含挥发分。在多数情况下，大陆裂谷岩浆似乎来自富集的地幔源区，亏损的软流圈只有在强主动型裂谷中才有参与。俯冲带玄武岩的形成经历了多阶段复杂过程，涉及板块俯冲、洋壳和大洋沉积物的脱水、流体及酸性岩浆的向上迁移、地幔楔的交代作用和富集，以及地幔楔的部分熔融和岛弧岩浆的生成。其源区具有多源性，包括地幔楔（大洋岩石圈+软流圈上地幔）、洋壳（大洋玄武岩+大洋沉积物）、海水以及大陆地壳的混染。俯冲带玄武岩分成四个系列：低钾系列、钙碱系列、高钾钙碱系列和橄榄玄粗岩系列-碱性橄榄玄武岩系列。与MORB相比，俯冲带玄武岩富含大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），而贫高场强元素（HFS）。洋岛玄武岩（OIB）起源于地幔柱，其源区为富集的下地幔。从成分上讲，包括拉斑玄武岩、碱性玄武岩和亚碱性玄武岩，通常碱性玄武岩出现较晚。与MORB相比，OIB富集LILE，其稀土元素总量（ΣREE）较高，轻稀土元素富集程度更为明显。蒙古中部Tariat新生代玄武岩形成于大陆板内构造环境。从地球化学特征来看，其岩浆源区具有富集特