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马里亚纳海槽热液活动区玄武岩岩石地球化学研究

田丽艳  
【摘要】: 位于菲律宾板块和太平洋板块之间的马里亚纳海槽,处于弧后张裂向海底扩张的过渡阶段,是深入研究板块运动与弧后扩张动力学过程的理想地区。 本文对拖网采自马里亚纳海槽热液活动区(18°N附近)的8个玄武质岩石样品进行了岩石地球化学初步研究。结果表明,岩石为玄武岩或玄武安山岩,属钙碱性系列。与MORB相比,岩石具较高的Al_2O_3、Na_2O以及稍低的TiO_2。从微量元素组成看,岩石以富集LILE和LREE为特征,稀土分布型式呈右倾图式,La_N=10.68~22.64,(La/Yb)_N=1.61~2.47,并略显Eu正异常。与原始地幔相比,岩石具较明显的Nb亏损;HFSE/HFSE、LILE/HFSE、LILE/LILE等微量元素比值大都在N-MORB和EM Ⅰ两个地幔端员组分间变化。Sr、Nd、Pb同位素组成也均有一定的变化范围(~(87)Sr/~(86)Sr=0.7029~0.7034,~(143)Nd/~(144)Nd=0.513072~0.513182,εNd=8.4~10.7,~(206)Pb/~(204)Pb=17.83~18.29,~(207)Pb/~(204)Pb=15.44~15.62,~(208)Pb/~(204)Pb=37.45~38.18)。上述特征表明,马里亚纳海槽玄武岩起源于受俯冲组分改造或影响的上地幔,源区性质最有可能是DMM+EMI的混源物,且地幔源区存在明显的化学不均一性。另外,在岩浆起源与演化过程中,流体交代作用和绝热减压作用作为并行的制约因素可能是至关重要的必要条件。 综合马里亚纳海槽和其他弧后盆地玄武岩的研究成果发现,弧后盆地特别是早期扩张的弧后盆地,其岩浆产物均具从似岛弧型到似洋中脊型玄武岩的时空演化特征;同时存在岛弧型和MORB型两种熔岩,可能是弧后盆地(特别是早期扩张弧后盆地)岩浆作用的一个共同属性。


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