冲绳海槽海底热液区附近浮岩气孔充填沉积物中热液活动的地球化学记录

以冲绳海槽伊平屋北热液区附近两个站位(HOBAB2-T3和HOBAB2-T6)的浮岩为研究对象,分别对充填沉积物的浮岩(T3-D、T6-D)和去除沉积物的浮岩(T3-C、T6-C)进行扫描电镜观察、矿物组成和微量元素组成的对比分析。结果表明,浮岩气孔充填的沉积物主要来源于冲绳海槽内碎屑沉积物的混入,其中气孔较小的T3浮岩中充填的沉积物组成主要为伊利石和石英,而气孔较大的T6浮岩中充填的沉积物组成主要为石英和长石,代表了海槽内沉积物的一般矿物组成。邻近热液区的T3浮岩气孔中的沉积物含有异常高含量的Pb(>101μg/g)、Zn(>196μg/g)、Cu(>47μg/g)等金属元素,代表强烈的热液活动信号;距热液区稍远的T6浮岩气孔中沉积物也表现出Pb、Cu等元素含量的异常特征,可能代表较弱的热液活动信号。这说明海底热液区附近的浮岩气孔中充填的沉积物可以记录热液活动的信息,这对寻找浮岩分布区新的热液活动具有重要的指示意义。

冲绳海槽南部流纹岩中角闪石的化学特征及其对岩石成因的指示

为了揭示冲绳海槽西南端流纹岩成因,利用电子探针和LA-ICP-MS对该流纹岩中角闪石进行了主量和微量元素测定。所有角闪石主量元素成分变化范围小,晶体化学特征主要表现为:CaB>1.60,CaA=0,(Na+K)A<0.33,NaB介于0.23~0.39之间,均为钙质镁闪石。微量元素以富集Sc、V、Cr、Co、Ni和REE,亏损Rb、Sr、Ba、Zr、Th、U和Pb为特征,这些元素的富集与亏损与复杂的类质同象作用有关。由角闪石温压计得出其结晶时的温度范围为775~839℃,压力为0.12GPa,大致相当于4km的深度。角闪石的成因矿物学研究显示该流纹岩中角闪石为壳-幔混合成因,进一步表明冲绳海槽南部流纹岩由幔源玄武质岩浆与壳源长英质岩浆混合形成的中基性岩浆在浅层岩浆房中结晶分异而形成,且壳幔混合源很可能是冲绳海槽西南端火山岩岩浆的主要来源。