大同火山群位于大同盆地,形成于更新世,火山群喷发物主要为玄武岩。前人对大同火山群玄武岩的研究多集中在地球化学方面,而在岩相学及成因矿物学方面相对较少,对大同玄武岩中存在的树枝状橄榄石未曾有过研究和相关报道。本文以大同玄武岩中的枝状橄榄石为研究对象,从岩石学、矿物学、岩石地球化学等方面对大同玄武岩中枝状橄榄石的成分分带特征及其成因进行了研究,为枝状橄榄石成分分带的成因提供了依据,并对大同玄武岩的岩浆活动过程及上升时间尺度进行了约束。对大同玄武岩中一颗枝状橄榄石进行面扫描,并与代表Fo分带的伪彩色图进行对比,结果显示Fo的分带模式与磷的分带有着高度的一致性,高Fo部分均对应着高磷部分,由于磷在橄榄石生长中属于不相容元素,但在橄榄石快速生长的条件下可以被捕获形成富磷区,所以磷的不规律分带代表了橄榄石晶体早期的生长方向。说明橄榄石的成分分带可能由生长所导致。电子探针结果显示大同玄武岩中枝状橄榄石与扩散成因的橄榄石捕掳晶成分分带在特征上有着明显的差异,相同牌号下枝状橄榄石CaO含量整体上高于捕掳晶,枝状橄榄石与橄榄石捕掳晶NiO含量大致相同,但捕掳晶NiO与Fo之间有着近似线性的相关性,而枝状橄榄石NiO与Fo之间相关性较橄榄石捕掳晶弱,枝状橄榄石的Al₂O₃含量随Fo的增大而增大,而橄榄石捕掳晶的Al₂O₃含量整体上显示均一的特征。说明大同玄武岩成分分带并不是形成于结晶后的扩散作用。使用PRIMELT3 MEGA.XLSM软件通过样品主量元素成分模拟大同玄武岩原始岩浆晶出的橄榄石的成分,结果显示大同玄武岩中枝状橄榄石成分分带特征与原始岩浆模拟结晶的橄榄石斑晶成分较为相似,证明枝状橄榄石的成分分带可能由生长导致。大同玄武岩样品中出现的地幔橄榄岩包体、捕掳晶及代表快速冷却环境且成分分带主要受生长控制的枝状橄榄石,都证明了大同玄武岩在熔体形成之后以较快的速度直接上升喷发至地表并快速冷却,期间未受到岩浆活动的影响。