祁　奇， 來志慶， 龍曉軍， 冷傳旭， 趙廣濤

(中國海洋大學 1.海底科學與探測技術(shù)教育部重點實驗室； 2.海洋地球科學學院, 山東 青島 266100)

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南大西洋洋中脊玄武巖中斜長石特征及其巖石學意義*

祁奇1,2， 來志慶1,2， 龍曉軍1,2， 冷傳旭1,2， 趙廣濤1,2

(中國海洋大學 1.海底科學與探測技術(shù)教育部重點實驗室； 2.海洋地球科學學院, 山東 青島 266100)

摘要：本文利用電子探針技術(shù)分析了南大西洋洋中脊玄武巖中斜長石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和物質(zhì)組成特征，討論了該區(qū)巖漿過程在斜長石中的記錄。按粒徑大小可將研究區(qū)玄武巖中的斜長石分為斑晶、微晶和基質(zhì)三類，斑晶斜長石核部平均An值為74，屬于培長石，而邊部平均An值為69，屬于拉長石，呈正環(huán)帶構(gòu)造，微晶斜長石平均An值為67，與斑晶斜長石邊部成分近似，且其粒徑與斑晶斜長石邊部寬度接近，約在30 μm，極可能是同一時期形成?；|(zhì)斜長石平均An值為63，略小于微晶斜長石。利用馬西茲修改后的斜長石結(jié)晶溫度計算公式，估算出斑晶斜長石核部結(jié)晶溫度約為1 214 ℃，斑晶斜長石邊部結(jié)晶溫度約為1 085 ℃，微晶斜長石的結(jié)晶溫度約為1 081 ℃，而基質(zhì)斜長石的結(jié)晶溫度約為1 056 ℃。由此推測，高An值(78~80)的斑晶斜長石的核部可能是形成于巖漿源區(qū)的捕擄晶。斑晶斜長石的邊部、微晶斜長石及基質(zhì)斜長石的結(jié)晶溫度相近，說明三者可能近乎同時結(jié)晶；但由于它們的顆粒大小變化范圍較大，很可能分別形成于巖漿房、巖漿通道及噴出洋殼表面后等環(huán)境中。與沖繩海槽玄武巖中斜長石比較，本區(qū)斜長石平均An值跨度以及結(jié)晶溫度跨度均比沖繩海槽小，本區(qū)An值為74~63，結(jié)晶溫度為1 214~1 056 ℃，而沖繩海槽An值為86~47，結(jié)晶溫度為1 250~950 ℃。這表明相對于巖漿物理化學環(huán)境曾經(jīng)歷快速變化的弧后盆地來說，慢速洋中脊的巖漿活動的物理化學環(huán)境則相對穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：玄武巖; 斜長石; 結(jié)晶溫度; 大西洋洋中脊

QI Qi， LAI Zhi-Qing， LONG Xiao-Jun, et al. Characteristics and petrogenesis significance of plagioclases in basalt from the south mid-atlantic ridge[J]. Periodical of Ocean University of China, 2016, 46(3): 105-112.

斜長石是玄武巖中主要的造巖礦物，其成分變化可能記錄了巖漿形成、上升運移直至噴出固結(jié)成巖的巖漿活動全過程。近年來，針對海底玄武巖中斜長石的研究，前人已經(jīng)做了大量的工作，主要集中在巖漿結(jié)晶冷卻歷史[1]、巖漿混合[2]、巖漿房分層作用[3]、晶體-流體周期性持續(xù)活動[4]、晶體-熔體成分改變[5]及巖漿上升過程中晶體的重吸收作用[6]等。陳小明等[7]研究了沖繩弧后盆地海底玄武巖中斜長石的特征并指明這些特征對巖漿過程具有指示作用。沖繩海槽玄武巖漿經(jīng)歷了3個較長的巖漿停留期:巖漿源區(qū)、洋殼中的巖漿房和噴出洋殼表面后,它們分別與3個世代斜長石的形成期相對應(yīng)，斜長石斑晶的核部“平臺”代表了巖漿源區(qū)的特征；邊部“平臺”則代表了巖漿處于洋殼中巖漿房的特征；“平臺”之間的成分快速變化體現(xiàn)了巖漿由源區(qū)向洋殼中巖漿房的運移；而最邊緣的成分快速變化則反映了巖漿在洋殼中上升、噴發(fā)環(huán)境變化[7]。與沖繩弧后盆地不同，南大西洋洋中脊屬于慢速擴張脊，其巖漿過程及其斜長石記錄與沖繩弧后盆地是否存在某些差異？如果真如此，其差異主要表現(xiàn)在哪些方面？有鑒于此，本文對采自南大西洋的玄武巖樣品中的斜長石進行了礦物化學研究，試圖揭示洋中脊與弧后盆地兩種擴張環(huán)境下的巖漿活動及其斜長石記錄上的差異。

1樣品來源和特征

本次研究的玄武巖樣品采自南大西洋洋中脊中段，經(jīng)緯度為12.9°W,18.0°S。巖石特征如下：風化面呈鐵褐色，新鮮面呈灰黑色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要為斜長石。鏡下觀察，斜長石斑晶為自形的板條狀,粒徑(寬度)一般為0.4 mm左右,最大可達3 mm,斑晶含量約占15%，具有較明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)。橄欖石斑晶多為半自形結(jié)構(gòu),粒徑平均約為0.3 mm,斑晶中輝石極少。主要基質(zhì)礦物為斜長石,基質(zhì)斜長石呈自形長條狀,粒徑主要在1～5 μm。副礦物有尖晶石、磁鐵礦等,含量<1%。

圖1　玄武巖手標本

2分析測試方法

主要采用電子探針技術(shù)進行分析和測試，其中，樣品制備在中國海洋大學海洋地球科學學院磨片室完成。首先將樣品切割成塊狀試樣，將這些試樣進行粗磨、細磨后利用環(huán)氧樹脂膠粘在載玻片上，然后繼續(xù)粗磨并細磨，厚度合適后利用拋光材料對其進行拋光，直至樣品厚度一致，細微麻坑和擦痕消失為止。電子探針分析在中國海洋大學海洋地球科學學院電子探針分析實驗室通過JXA8230(日本JEOL公司)電子探針儀進行。工作條件為：電壓15 kV，電子束束流2×10-8A。圖像分析采用二次電子和背散射(成分)電子圖像。標樣采用美國SPI公司提供的標樣。標準方法采用GB/T4930-93電針分析標準樣品通用技術(shù)條件，GB/T15074-94電子探針定量分析方法通則，GB/T15075-94電子探針分析儀的檢測方法，GB/T15617-95硅酸鹽礦物的電子探針定量分析方法，GB/T17359-98電子探針和掃描電鏡X射線能譜定量分析通則，修正方法采用ZAF法。

3分析測試結(jié)果

3.1 斜長石的形態(tài)特征

從電子探針背散射圖像(見圖2)中可以清楚看到，斜長石具有3種明顯不同的世代:斑晶、微晶和基質(zhì)。斑晶斜長石呈自形板條狀,顆粒寬度一般在100～700 μm,平均約400 μm，環(huán)帶構(gòu)造在背散射圖像中不明顯,但通過線分析可以清晰顯示出核部和邊部之分,邊部的寬度較穩(wěn)定,一般在20～50 μm,在成分上從核部到邊部呈現(xiàn)成分環(huán)帶。微晶斜長石呈自形的長條狀,基本無環(huán)帶構(gòu)造,在成分上從核部到邊部變化不大,顆粒寬度為10～30 μm,最大可達60 μm,平均約20 μm,晶體數(shù)量密度相對較大?；|(zhì)斜長石呈細小的長柱狀或針狀晶形,顆粒寬度約為1～5 μm左右，雖然這種斜長石粒徑較小,但晶體的數(shù)量密度較大,可能是由于巖漿的溫度急劇下降,迅速達到了過飽和狀態(tài),斜長石大量成核所造成。

3.2 斜長石的成分特征

3.2.1 斑晶斜長石

(1)線分析

由于斜長石主要是由Na、Ca、Si、Al等元素組成,但測試過程中發(fā)現(xiàn)樣品中Al元素的變化不明顯，而在斜長石中經(jīng)常出現(xiàn)被巖漿充填的裂隙,因此選擇在斜長石的Na、Ca、Si這3種主要元素基礎(chǔ)上增加了Fe、Mg元素進行線分析。從冷凝邊處到樣品內(nèi)部,筆者共選了6個斑晶斜長石進行線分析,從圖4中可以看到典型斜長石的線分析軌跡L1。其線掃描分析曲線見圖3。通過對所獲得的6個顆粒的線掃描分析曲線進行研究,可以發(fā)現(xiàn)從斑晶斜長石的核部到邊部,所有顆粒中的5種主要元素均出現(xiàn)一些共同的變化特征,在測試元素中，Si的含量最高，其次是Ca，比Na含量高出一個數(shù)量級，由于在樣品中存在的裂隙比例較小，填充的巖漿較少，斜長石本身的Fe、Mg含量不高。

Si的含量從邊部到核部再到邊部的過程中含量有輕微波浪起伏，但總體含量變化范圍很小，其中最邊部含量最高，由邊部向核部有含量下降趨勢，在向內(nèi)一定距離后含量達到最低，并保持不變。當穿過核部后，含量有回升趨勢。

Na的整體變化趨勢與Si的相似，均是在靠近邊部的區(qū)域有著較高的含量，隨著距邊部的距離增加而減少，如圖中在距離邊部約0.012 mm和另一側(cè)約0.018 mm處達到含量的最小值，而在這之間Na的含量基本保持不變。

Ca在斜長石中含量相對較多，從含量變化的曲線中可以清晰的觀察到，Ca的含量變化與Na和Si的變化趨勢正好相反，是在邊部含量較低，隨距邊部距離增加含量有所增加，在距離邊部一定位置，達到最高值，并在之間保持含量一致。當穿過中心部分后含量再次下降。Ca的變化曲線也能夠看到次一級的變化，與Na相似，在邊部向中心含量上升的過程中存在一個短的含量相對穩(wěn)定階段。

Fe、Mg的含量因為很少還很大程度上受到裂隙多少的影響，因此浮動變化相對較大，曲線呈現(xiàn)明顯的波浪狀，但大體趨勢上也能看出與Si、Na相似的形狀。

綜合以上4種元素的線分析曲線特征，可以清楚的看到4種元素在同一位置達到最高或最低值，如圖3中兩條直線(L1、L2)所示，兩直線之間，所有元素均存在一個含量的“平臺”，平臺寬約0.085 mm，在這個平臺上，所有元素總體含量幾乎不發(fā)生改變。在平臺兩側(cè)，線的外側(cè)，均表現(xiàn)為一個快速變化區(qū)，平均寬度0.015 mm左右。因此，可以認為兩直線處，是巖漿溫壓條件發(fā)生改變的位置。

圖3　斜長石斑晶中各主要元素線分析曲線

(2)定量分析

由于斜長石斑晶的線分析曲線只能展示元素含量的相對變化趨勢，但不能給出元素的真實含量以及斜長石類型的變化。因此，對樣品中6粒斑晶進行了定量分析，圖4中可以看到成分分析的軌跡L2。成分分析數(shù)據(jù)顯示，斜長石在成分組成上可大致分為核部與邊部兩部分，其平均成分見表1。由表中的數(shù)據(jù)可以看到，斑晶斜長石邊部的An值略低于核部的An值，核部的平均An值為74，屬于培長石，而邊部平均An值為69，屬于拉長石。通過計算斜長石平均成分的標準偏差值可以看到，邊部的標準偏差普遍比核部要大，同樣可以證明，核部巖漿成分相對穩(wěn)定，溫壓條件變化小。而邊部相對于核部，溫壓條件變化較大，因此不同斜長石晶體結(jié)晶出的成分具有一定差異。并且，斑晶斜長石由核部到邊部，An值驟降，反應(yīng)了核部與邊部斜長石形成的物理化學條件發(fā)生了較大的變化。

(L1直線即為線分析軌跡，L2點線為定量分析軌跡。Straight line L1is the track of line analysis,dotted line L2is the track of quantitative analysis.)

圖4　斜長石陰極發(fā)光圖像

注：重量百分數(shù)下面的括號內(nèi)為標準偏差。Note：In the brackets below weight percent is standard deriation.

①Plagioclase;②Phenocryst;③Microphenocryit;④Groundmas;⑤Location of Measuring;⑥Number of Measuring Points;⑦Core;⑧Edge

樣品中微晶斜長石和基質(zhì)斜長石雖然數(shù)量眾多，但由于其結(jié)晶時間較晚，顆粒較小，背散射電子照片中無明顯環(huán)帶結(jié)構(gòu)，因此只對微晶斜長石與基質(zhì)斜長石做了成分的定量分析。由表1可以看出，微晶斜長石的An值略高于基質(zhì)中斜長石An值，均為拉長石，一般認為，微晶斜長石和基質(zhì)斜長石的形成時間相對于斑晶斜長石晚，一般微晶斜長石的形成主要在巖漿結(jié)晶晚期或巖漿向上運移的過程中，少量微晶斜長石形成于巖漿噴出洋殼的早期，這一過程中，由于溫壓變化速度快，結(jié)晶不完全，因此晶粒較小?；|(zhì)中的斜長石一般認為是在巖漿噴出洋殼表面或在淺部洋殼下與海水發(fā)生大量混合，快速冷凝過程中晶出的，由于結(jié)晶時間很短，因此晶粒很小。

為了進一步觀察從核部到邊部的成分的細微變化，選擇了一個典型斜長石斑晶進行11個點位的剖面成分測試，每個點位之間等間距，均為10 μm，結(jié)果見表2。

根據(jù)表2，筆者做出了該斜長石斑晶的An變化曲線圖(見圖5曲線a)，通過曲線圖可以清晰的看到樣品中斜長石An值的變化。從邊部到核部先快速上升，之后趨于穩(wěn)定。由核部到邊部，長石類型由較高An值的培長石迅速變?yōu)檩^低An值的培長石，與線分析的結(jié)果一致。

在斜長石Or-An-Ab成分分類圖解中(見圖6)，斑晶斜長石核部和邊部均為培長石。其中核部的An值最高達到80.8，而邊部An值較低在71.8左右，接近于拉長石。從核部到邊部An值驟降。由圖6還可以看出，斑晶斜長石邊部與微晶斜長石An值均值較為接近，暗示了其結(jié)晶環(huán)境相似。陳小明等曾對沖繩海槽玄武巖中不同世代的斜長石進行了研究，發(fā)現(xiàn)斑晶斜長石核部平均An值為86，基質(zhì)平均An值為47[7]。而本區(qū)斑晶斜長石核部平均An值為74，基質(zhì)平均An值為69。同沖繩海槽地區(qū)相比，本區(qū)An值的變化范圍較小，這反映了弧后盆地在巖漿活動、演化的過程中物理化學條件的變化更為劇烈，而大洋中脊則相對較為穩(wěn)定。

4斜長石形成的溫度條件

斜長石的結(jié)晶與其形成時的巖漿成分及其所處的物理化學條件(尤其指溫度、壓力等條件關(guān)系密切,因此斜長石組分變化在一定程度上反映了其結(jié)晶時的溫壓的變化[9]。新巖漿注入，能與原有巖漿發(fā)生混合造成成分的變化。但這個過程中依然存在溫度的變化。因此如果能夠知道斜長石的結(jié)晶溫度，通過溫度的變化就可以驗證由成分變化所推測的巖漿活動過程是否合理，并符合實際。筆者利用馬西茲對久藤-威爾斜長石溫度計修正后的公式來估算斜長石的形成溫度，計算公式為:

表2　典型斜長石斑晶成分

Note:①Total;②Temperature

圖5　斑晶斜長石An值和斜長石結(jié)晶溫度曲線

(3個端元Or表示透長石，Ab表示鈉長石以及An表示鈣長石。分類中，Sanidine為透長石，Anorthoclase為歪長石，Albite為鈉長石，Oligoclase為更長石，Andesine為中長石，Labradorite為拉長石，Bytownite為培長石，Anortheite為鈣長石)

圖6　斜長石類型圖

Note:①Plagioclase；②Phenocryst；③Microphenocryst；④Groundmas；⑤Location of Measuring Points；⑥Core；⑦Edge；⑧Mid-Atlantic Ridge；⑨Okinawa Trough

lnλ/σ’+1.29×104Ψ’/T=

9.87×10-3T-15.21，(PH2O=0.5 kb)

lnλ/σ’+1.29×104Ψ’/T=

9.60×10-3T-15.76(pH2O=1.0 kb)，

式中λ=(XNaXSi/XCaXAl)基質(zhì)，

σ’=(XAbγAb/XAnγAn)Pl，

Ψ’=(XCa+XAl-XSi-XNa)基質(zhì)。

其中，Xi為一種元素在熔漿中的原子摩爾分數(shù)或Ab和An在斜長石中的摩爾分數(shù)。

根據(jù)公式計算所得的溫度數(shù)據(jù)見表2，進而做出了典型剖面的溫度變化曲線圖(見圖5中曲線b)。

計算過程中需要考慮壓力的問題，筆者認為斑晶斜長石核部為形成于巖漿源區(qū)的捕擄晶，溫度、壓力均較高，因此這一部分選用P=1.0kb的公式進行計算，分別為圖4中2、3、4、5、6、7、8、9、10這9個點位,微晶斜長石及斑晶斜長石邊部形成深度較淺,而基質(zhì)斜長石雖然形成于洋殼表面,但它還是處于海底，所以選用P=0.5kb的公式進行計算，為圖5中1、11兩個點位。對于公式中的基質(zhì)成分,采用玄武巖的全巖化學成分。

經(jīng)計算，樣品中斜長石斑晶核部結(jié)晶溫度為1 212~1 220 ℃，平均1 214 ℃，邊部結(jié)晶溫度1 084~1 085 ℃，平均1 085 ℃；微晶斜長石的結(jié)晶溫度1 072~1 111 ℃，平均1 081 ℃。基質(zhì)中斜長石結(jié)晶溫度1 048 ~1 071 ℃，平均1 056 ℃?？梢钥闯鲂遍L石具有2個不同形態(tài)的結(jié)晶溫度，斑晶斜長石邊部與微晶斜長石、基質(zhì)斜長石結(jié)晶溫度相近，而與斑晶斜長石核部差別較大。斑晶斜長石由核部向邊部過渡的僅10 μm范圍內(nèi)，而結(jié)晶溫度下降了約130 ℃，這與由核部到邊部An值的驟降相對應(yīng)，表明此時斜長石的結(jié)晶環(huán)境發(fā)生了較大的變化。Cashman[10]曾對St. Helens山1980—1986年噴發(fā)的玄武巖進行了研究,他認為該玄武巖中的具高An值的斑晶斜長石是一種捕虜晶;前人對位于洋殼下的上地幔上層物質(zhì)部分熔融的溫度進行了大量的實驗研究及理論計算,結(jié)果表明形成玄武巖漿的溫度大約在1 300 ℃左右[11]。由于斑晶斜長石核部結(jié)晶溫度平均為1 214 ℃，且具有較高的An值(78~80)，可以認為斑晶斜長石的中心部分為上地幔上部巖漿源區(qū)的捕虜晶。玄武巖由捕擄晶到斑晶斜長石邊部溫度迅速下降，反映巖漿經(jīng)歷了一次快速冷卻階段，而斑晶斜長石的邊部、微晶斜長石及基質(zhì)斜長石的形成溫度相近，說明三者形成溫度條件相似，近乎同時結(jié)晶；因它們的顆粒大小變化范圍較大，說明可能形成于巖漿房、巖漿通道和噴出洋殼等不同的環(huán)境中。

5巖漿活動過程

斜長石的環(huán)帶特征記錄了其結(jié)晶時巖漿演化的物理化學條件的變化，是認識巖漿演化機制的重要依據(jù)[12]。通過分析玄武巖斜長石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和成分特征，特別是斜長石的環(huán)帶構(gòu)造，可以反演巖漿的活動過程。對此，前人已開展了大量研究，比如：斜長石的形貌和生長環(huán)帶反映了斜長石晶體的生長[13]或溶解[14]的動力學機制。

陳小明等[7]研究了沖繩海槽玄武巖中斜長石的特征，認為玄武巖漿經(jīng)歷了3個較長的巖漿停留期:巖漿源區(qū)、洋殼中的巖漿房和噴出洋殼表面后,它們分別與3個世代斜長石的形成期相對應(yīng)。南大西洋洋中脊玄武巖也有3個不同世代的斜長石，分別為斑晶、微晶和基質(zhì)斜長石,這與沖繩海槽類似。但2個地區(qū)也存在較多的差異。其一，相對于沖繩海槽，南大西洋洋中脊玄武巖中斜長石An值的變化范圍以及結(jié)晶溫度的變化范圍較小，這主要是因為相對于慢速擴張脊，弧后盆地構(gòu)造環(huán)境更不穩(wěn)定，巖漿活動、運移的過程中物理化學條件變化更為劇烈。其二，根據(jù)3個世代斜長石的成分變化和結(jié)晶溫度，陳小明等[7]認為沖繩海槽地區(qū)巖漿過程經(jīng)歷了3次大規(guī)模的成核、生長期,它們分別是斑晶斜長石核部“平臺”的結(jié)晶生長期、斑晶邊部和微晶斜長石成核生長期以及基質(zhì)斜長石成核生長期。相對應(yīng)的巖漿活動階段分別為:巖漿源區(qū)、巖漿房、從裂隙上升并噴出洋殼表面后。而研究區(qū)雖然也有3種不同粒級的斜長石，但研究區(qū)只有兩次大規(guī)模的成核、生長期。通過計算發(fā)現(xiàn)，斑晶斜長石邊部結(jié)晶溫度為1 085 ℃，微晶斜長石的結(jié)晶溫度為1 081 ℃，而基質(zhì)斜長石的結(jié)晶溫度為1 056 ℃，三者非常接近，明顯低于斜長石捕擄晶結(jié)晶溫度1 214 ℃，三者很可能近乎同時結(jié)晶，但顆粒粒徑大小變化范圍較大，說明三者可能形成于巖漿房或巖漿通道等不同的環(huán)境中，而斑晶斜長石核部為形成于巖漿源區(qū)的捕擄晶。

6結(jié)論

(1)與沖繩海槽類似，南大西洋洋中脊玄武巖中的斜長石有三種存在形式：斑晶斜長石、微晶斜長石以及基質(zhì)斜長石，斑晶斜長石核部的捕擄晶結(jié)晶溫度約為1 214 ℃，斑晶斜長石邊部結(jié)晶溫度約為1 085 ℃；微晶斜長石的結(jié)晶溫度約為1 081 ℃，基質(zhì)中斜長石結(jié)晶溫度約為1 056 ℃。

(2)研究區(qū)玄武巖中的斜長石有兩次大規(guī)模的成核、生長期，斑晶斜長石核部高An值(78~80)的捕擄晶形成于巖漿源區(qū)，斑晶斜長石核部An值較低(低于78)的形成于巖漿房中，而斑晶斜長石邊部、微晶斜長石以及基質(zhì)斜長石可能分別形成于巖漿房或巖漿通道及噴出洋殼后等不同的環(huán)境中。

(3)研究區(qū)斜長石An值以及結(jié)晶溫度的變化幅度遠小于沖繩弧后盆地，這表明相對于巖漿物理化學環(huán)境曾經(jīng)歷快速變化的弧后盆地來說，慢速洋中脊的巖漿活動的物理化學環(huán)境則相對穩(wěn)定。

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責任編輯徐環(huán)

Characteristics and Petrogenesis Significance of Plagioclases

in Basalt from the South Mid-Atlantic Ridge

QI Qi1,2，LAI Zhi-Qing1,2，LONG Xiao-Jun1,2，LENG Chuan-Xu1,2，ZHAO Guang-Tao1,2

(Ocean University of China，1.Key Lab of Submarine Geosciences and Exploration Techniques,Ministry of Eduction; 2.College of Marine Geo-science，Qingdao 266100, China)

Abstract:In this paper, electronic probe technology is applied for analyzing structure, composition and ingredient features of plagioclases of mid-ocean ridge basalt in South Atlantic. It is a very important way to understand magmatic process in Mid-Atlantic Ridge area. Records of magmatic process in this area in the plagioclases are discussed. According to size, basalt in the research area as same as the Okinawa Trough can be divided into three categories: phenocryst, microphenocryst and groundmass. It means there are three different generations of plagiclases in this area.The mean An value of core of phenocryst plagioclases is 74, which means they belong to bytownite; on the other hand, the mean An value of their marginal parts is 69, which means they belong to labradorite and have a construction of positive band and the An value declines sharply from their core to edge. The mean An value of microlite plagioclases is 67 and microlite plagioclases are close to marginal parts of phenocryst plagioclases with regard to ingredient and particle size(about 30μm). Therefore, there is a high probability that they have been formed during a same period. The mean An value of substrate plagioclases is 63, which is a little smaller than that of microlite plagioclases. When calculating with the formula for calculating crystallizing temperature of plagioclases which has been modified by Mansiz, the crystallizing temperature for core of phenocryst plagioclases is 1 214 ℃ while that for edge is 1 085 ℃; the crystallizing temperature for microlite plagioclases is 1 081 ℃ while that for substrate plagioclases is 1 056 ℃. Hence, we infer that core of phenocryst plagioclases with high An(78~80) may have formed from magmatic hearth area and their crystallizing temperatures decline sharply from core to edge, which means magma may have experiences a rapid-cooling process. The edge parts of phenocryst plagioclases are close to microlite plagioclases and substrate plagioclases with regard to crystallizing temperature, which means the three types may have been crystallized almost at the same time. But due to their wide ranges of particle sizes, it is very likely that they have been formed in magma chambers and magma channels respectively. Compared with that of plagioclases in basalt of Okinawa trough, the mean An value of plagioclases of this area is smaller as its An values lie between 74 and 63 and the crystallizing temperatures between 1 214 ℃ and 1 056 ℃ which those of Okinawa trough between 86 and 47 and between 1 250 ℃ and 950 ℃ respectively. The data indicate that: compared with back-arc basins where the physical and chemical environment of magma has gone through rapid changes, the slow-spreading mid-ocean ridges have a relatively stable physical and chemical environment for magmatic activities.

Key words:basalt; plagioclase; crystallization temperature; mid-atlantic ridge

DOI：10.16441/j.cnki.hdxb.20140406

中圖法分類號：TM619

文獻標志碼：A

文章編號：1672-5174(2016)03-105-08

作者簡介：祁奇(1988-)，男，碩士。E-mail:870626860@qq.com

收稿日期：2014-12-09；

修訂日期：2015-02-02

*基金項目：國家自然科學基金項目(41376053)資助

引用格式：祁奇， 來志慶， 龍曉軍， 等. 南大西洋洋中脊玄武巖中斜長石特征及其巖石學意義[J]. 中國海洋大學學報(自然科學版)， 2016, 46(3): 105-112.

Supported by the National Natural Science Foundation of China (41376053)