西南极利文斯顿岛火山岩多种成因过程的地球化学证据

利文斯顿岛火山岩是南极南设得兰岩浆弧的一部分。对岩石的Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成以及８７Ｓｒ／８６Ｓｒ与１／Ｓｒ、Ｒｂ、Ｋ和ＳｉＯ２关系的研究表明，利文斯顿岛火山岩具有不同的源区特征。百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩、西多斯角的粗玄岩和第三纪的英云闪长岩显示出同成因的特点，和依诺特角第四纪橄榄玄武岩一样，它们均具有原生地幔的同位素组分，源区岩浆可能直接来自上地幔。汉那角和中利文斯顿岛火山岩岩浆则受到地壳成分的混染。不相容元素对Ｌａ／Ｓｍ－Ｌａ和Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ的研究进一步显示出，上述不同产地的岩石分别为不同源岩浆不同程度部分熔融的产物。结合岩相学和岩石化学特征的研究，提出百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩以及西多斯角的粗玄岩是上地幔发生部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带直接喷出形成的。古生代基底岩系的存在对中利文斯顿岛和汉那角火山岩的成因过程有重要的影响，即来自深部岩浆囊的原始岩浆在上地壳中的浅部岩浆囊受到了壳源物质混染。更新世－现代火山岩的源区岩浆直接自上地幔部分熔融生成，火山作用与晚新生代时该区的拉张构造有关。