科科斯脊玄武岩斜长石矿物化学及地质意义

综合大洋钻探计划(IODP)334和344航次在U1381站位处的两个钻孔(A孔和C孔)获得了中美洲西海岸外科科斯脊基底拉斑玄武岩,对其岩浆过程开展研究可为理解其岩石成因提供重要依据。本文对科科斯脊玄武岩中斜长石斑晶和微晶进行了详细的原位主微量元素分析,结果表明,斜长石种属为培长石、拉长石及少量中长石。部分斜长石斑晶具有正环带结构;但多数斜长石斑晶不具有明显环带,仅从核部到边部存在微弱的成分变化。斜长石斑晶与微晶的微量元素差别较大:斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素、亏损高场强元素,且具有明显的Eu正异常;斜长石微晶不相容元素含量通常高于斜长石斑晶。根据斜长石温度计计算获得斜长石斑晶结晶温度为1050~1253℃,斜长石微晶结晶温度为866~1033℃。基于以上特征,推测斜长石斑晶核部是相对原始岩浆的产物,而斑晶边部以及微晶是演化岩浆的结晶产物。斜长石斑晶的成分变化及熔蚀麻点结构是由于岩浆补给及岩浆减压上升造成的。最后,本研究推测科科斯脊基底玄武岩来自于开放的岩浆房,且岩浆房内可能存在原始岩浆的不断注入及岩浆对流。

南海西缘泰国晚新生代玄武岩岩浆过程研究及其地质意义

泰国晚新生代玄武质岩石主要为碱玄岩、玄武岩、粗玄岩和玄武粗安岩,属于碱性系列,呈现似洋岛玄武岩的地球化学特征,与南海地区其他位置的同时代玄武岩特征一致。本研究玄武岩的斑晶矿物主要为橄榄石、斜长石及少量的单斜辉石。利用全岩组分推算,泰国玄武岩源区岩性为石榴石辉石岩,与越南、北部湾等地同期玄武岩的岩性类似。本研究利用PRIMELT软件模拟计算了泰国晚新生代玄武岩的原始岩浆组分。利用反演的原始岩浆组分计算出本区域的玄武岩熔融温度范围为1 425～1 442℃,熔融压力范围为22.3～27.4 kbar,类似于海南岛(1 420～1 530℃,18～32 kbar)和越南南部地区(1 470～1 480℃,29.7～32.8 kbar)。本区域的地幔潜在温度为1 448～1 467℃,与越南南部(1 468～1 490℃)类似,稍低于海南岛北部(1 420～1 530℃)。总体上,泰国晚新生代玄武岩与南海地区其他区域同时代玄武岩的岩石地球化学特征和岩浆过程类似,它们的深部地球动力学背景均与海南地幔柱有关。

全球俯冲沉积物组分及其地质意义

俯冲沉积物在壳幔相互作用和深部地幔过程中扮演了重要角色,对汇聚板块边缘处的俯冲带岩浆成因与地幔地球化学过程也产生了重要影响。全球俯冲沉积物输入速率为0.5~0.7 km^3/a,由陆源物质(76%)、钙质碳酸盐(7%)、蛋白石(10%)以及结合水(7%)组成,化学组分与上地壳相似,主要受陆源物质影响,同时海洋过程产生的组分(生物相、热液相和自生相)会稀释陆源物质。不同海沟处的俯冲沉积物组分存在一定的差异,在增生边缘,俯冲沉积物组分与上地壳相似,而在非增生边缘海洋过程产生的组分占比增加。在俯冲过程中,随着温度和压力的增加,俯冲沉积物发生一系列化学反应,以流体、熔体或者超临界流体的形式对弧下地幔与岛弧地壳产生影响,部分俯冲沉积物与其下伏洋壳或岩石圈(俯冲残余组分)一同进入地幔(甚至是下地幔),对地幔不均一性作出贡献。地球化学示踪剂显示俯冲沉积物影响着地球不同构造背景下的岩浆过程。因此,俯冲沉积物在板块构造与地幔柱两大动力学系统中具有重要作用,通过准确计算俯冲沉积物组分,并综合运用各类地球化学指标,计算各元素或同位素的输入与输出通量,可得到更准确的俯冲残余组分,为研究地球动力学过程提供重要的基础性资料。