滇东南马关地区新生代富钾火山岩和幔源包体的地球化学特征及其深部动力学意义

【摘要】：滇西大陆由扬子板块、华南板块、印支板块以及若干不同地史时期 形成的地体组成,北西-南东向的哀牢山-红河断裂带横贯此区,在断裂 带北段大理洱海地区和南段马关地区,分别发育了早晚两期新生代镁铁 质富钾火山岩。本文以马关地区为研究工作区,选择区内新生代富钾火 山岩及其所携带幔源橄榄岩包体为研究对象,开展主、微量元素和同位 素组成研究,以阐明富钾火山岩的岩浆作用过程、源区特征与形成机制, 揭示该区上地幔的热-化学结构、部分熔融和地幔交代作用的性质以及可 能的深部动力学过程,并结合前人对洱海地区富钾火山岩的研究资料, 对比两套富钾火山岩的地球化学特征,以探讨扬子板块和华南板块两个 不同构造单元下岩石圈地幔源区的特征和富集机制以及岩浆作用的构造 背景。 马关富钾火山岩的Mg#在0.56～0.69之间,低于与地幔橄榄岩平衡的 原始岩浆的Mg#(0.68～0.75),表明马关富钾火山岩并非原始岩浆,而是 经历了不同程度的结晶分异作用。Sr同位素比值(~(87)Sr/~(86)Sr= 0.704 l～0.7060)与1/Sr之间不存在正相关关系,以及高Ce/Pb(6.43～25.4, 平均16.6)和Nb/U(31.2～62.1,平均48.9)、低La/Nb(0.37～0.65,平 均0.45)和高εNd(5.64)的特征,表明岩浆成分受地壳混染的可能性小, 其元素和同位素组成反映了岩浆源区的特征。玄武质组分Al_2O_3、Fe_2O_3、 CaO和Na_2O含量高,暗示其源区为饱满型地幔;相对亏损的HREE组 成反映岩浆来源于石榴子石相地幔的部分熔融。与板内高钾火山岩类似 的高TiO_2含量(2%)和OIB型微量元素特征,暗示其源区是受源自软 流圈小体积硅酸岩熔体交代的饱满型石榴子石相二辉橄榄岩。 位于扬子板块西缘的洱海高钾火山岩(42～24 Ma)富集LILE,亏损