IODP385-U1550单斜辉石指示加利福尼亚湾瓜伊马斯盆地海底扩张早期MORB深部结晶作用

洋中脊玄武岩(MORB)分离结晶深度是控制其成分变化以及洋壳增生的关键因素之一。为了探究海底扩张早期洋中脊岩浆分离结晶的最深深度,本文对国际大洋发现计划(IODP)385航次在加利福尼亚湾瓜伊马斯盆地U1550站位获得的玄武质岩浆岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究。U1550站位岩心主要由拉斑玄武岩、辉绿岩以及辉绿岩捕虏体组成,其单斜辉石主要为普通辉石,透辉石次之。单斜辉石-熔体温压计计算得出U1550玄武岩单斜辉石结晶温度(1126~1170℃,误差±45℃)和压力(–0.5~5.4kbar,误差±1.4kbar)相对辉绿岩及辉绿岩捕虏体单斜辉石(1158~1212℃,误差±45℃;1.6~5.9kbar,误差±1.4kbar)均较低,结晶深度(0~17.8km)相对后者(5.3~19.5km)较浅。与全球其他洋脊段MORB单斜辉石相比, U1550单斜辉石具有更陡峭的冷却轨迹。综合研究表明,在海底扩张早期,扩张速率很可能均为慢速扩张,其岩浆结晶深度可超过10 km。这暗示着在海底扩张早期岩石圈地幔厚度很厚,地幔部分熔融产生岩浆的终止深度也相对更深,导致岩浆结晶深度深,部分岩浆难以抵达浅部洋壳。但不同于慢速-超慢速扩张成熟洋脊段,海底扩张早期深部岩浆房岩浆供给可能并不匮乏,而是这些岩浆房很可能位于更深的部位。