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滇东南马关和屏边地区新生代玄武岩和地幔包体的岩石地球化学特征及深部动力学意义

黄行凯  
【摘要】:滇东南马关和屏边地区位于三江特提斯造山带、扬子板块西缘和华南板块的结合部位,发育了新生代玄武岩,其中马关地区的玄武岩中含有丰富的地幔包体,为研究幔源岩浆起源、岩石圈地幔的形成和演化及壳幔交换和深部物质流动等地球动力学问题提供了的得天独厚的条件。 玄武岩具有全碱含量高(K2O+Na2O=3.36~8.79%,平均为5.78%)且富钾(K2O/Na2O= 0.49~1.27,平均为0.78)的特征,属于钾玄质的玄武岩。岩石具有富集轻稀土元素和Nb、Ta的特征,显示出与OIB相似的微量元素特征。模拟计算得到的原生岩浆起源的深度为77~62km,源区为石榴子石和尖晶石共存的含金云母和角闪石的富集地幔。全岩40Ar-39Ar定年的结果显示,马关地区发育了两期岩浆活动,分别为12.8±0.2Ma和21.2±1.5Ma,暗示本区的岩浆活动并非南海洋盆扩张的产物。屏边地区玄武岩为更新世岩浆活动的产物(1.7Ma),与腾冲火山活动的时代比较接近。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素组成具有高143Nd/144Nd低87Sr/86Sr的特点,表现出Dupal异常的特征,其源区可能与软流圈和EM1型富集地幔端元的混合有关,与越南地区以及南海地区新生代玄武岩的同位素组成相似,可能与印度-亚洲大陆碰撞导致的软流圈物质的挤出和流动有关。 马关地区地幔包体的主量元素显示出饱满的特征,轻稀土元素微弱亏损,具有正的εNd值,代表的是亏损地幔。包体起源深度在55~72km之间,位于尖晶石稳定区内,构筑的地温曲线具有与大洋地温相近的特点,与地表的高热流值结果一致。包体具有较高的Os和Re含量,187Os/188Os同位素比值在0.1157~0.1253之间变化,Re亏损年龄主要在254~604Ma之间,只有一个样品为1676Ma,说明岩石圈地幔形成于中元古代之前,之后受熔体交代(熔-岩反应)的影响,导致部分亏损的地幔组分逐渐向饱满型地幔转化,而未发生交代的地幔组分仍然保持了原来亏损的性质,从而形成了马关地区亏损和饱满型地幔并存结构。 马关和屏边地区新生代玄武岩有效记录了青藏高原深部软流圈物质的流动和沿红河-哀牢山断裂东南方向发生的迁移。受软流圈物质流动的影响,滇东南地区的岩石圈地幔发生了快速的减薄,形成了岩石具有MORB与EM1型富集地幔混合的源区特征。


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