峨眉山大火成岩省的地球化学特征及其动力学指纹

【摘要】：峨眉山大陆溢流玄武岩省(ECFB)是中国国内唯一被国际学术界认可的大火成岩省，其独特的地球化学特征和完整的岩浆演化序列，日渐引起了地学界的关注。但总体研究程度还很低，随着研究的推进，需要探讨以下问题：(1)对比ELIP各岩区的地球化学特征；(2)探讨ELIP岩浆岩演化趋势及其地球化学特征；(3)探索更多地幔柱成因证据；(4)分析其化学储库特征及其地球动力学指纹。本文从岩石地球化学、PGE地球化学、同位素地球化学和动力地球化学等方面作了较系统的探讨。 本文除了对峨眉山玄武岩活动时段、S不饱和特征、三大趋势及其氧逸度、两大序列、高镁岩浆岩等作了探讨外，还建立了一些新的微量元素、PGE和热动力熔融模拟图解，系统对REE、蛛网配分模式图进行了孔隙度动力熔融模拟，通过Sr—Nd—Pb同位素混合模拟较细致的研究了ELIP源区DM与EM组份比例。首次对ECFB的PGE含最作了定量模拟，表明ELIP起源于0.3—1％的外核物质+50％亏损上地幔+50—49.7％下部原始地幔的混合源区。 模拟还表明ELIP西岩区熔融源区在Gt橄榄岩到Sp二辉橄榄岩地幔内(熔融压力3.0～1.8GPa)，部分熔融度2—8％，部分小于＜2％；中岩区熔融源区在Gt—Sp二辉橄榄岩地幔内(熔融压力3.0—2.5GPa)，熔融度主要＜2％；东岩区熔融源区在Gt—Sp二辉橄榄岩内(熔融压力2.9～2.4GPa)，部分熔融小于1％。笔者认为从西到东，上覆岩石圈从薄的特提斯大洋盖层变为厚的扬子克拉通盖层环境，这导致熔融压力／深度的增加而平均熔融度降低，这与根据EFB中的La／Yb比值推测的岩石圈下熔融面地图基本一致。 通过Sr-Nd同位素动力学模式探讨了ELIP的组份异质性，认为亏损的镁铁质大洋板片携带泛古陆上地壳陆源沉积物，俯冲脱水后长期(约1Ga)储积在热边界层，沉积物与亏损古洋壳发生交代混合形成富集地幔(EM2)，并被峨眉山地幔柱捕获夹带入头部，并在P／Tr冲击登陆于扬子克拉通西缘，从而产出含有UCC(或TS或GLOSS)组份特征的ECFB。