板块俯冲带研究中的数值实验

板块构造是一个复杂的动力学体系,俯冲作为板块间相互作用中最重要的特征之一,长期以来通过各种手段并未完全得以认识。近10年来,俯冲带数值模型迅速发展,而2D/3D数值实验也取得许多新的认识:地幔柱顶托作用触发俯冲可能存在于行星演化早期;板片脱水形成的薄弱剪切带是导致现今俯冲样式为单向不对称俯冲的主要决定因素;俯冲增生岩浆的化学组成很大程度上取决于俯冲的发展过程,熔体抽离的强度和俯冲板片年龄共同影响新生地壳的体积。     

西南印度洋脊原位辉长岩元素地球化学特征及意义

通过对位于西南印度洋脊超慢速扩张脊东段的大洋钻探计划(ODP)ODP 735B钻孔上部岩心不同位置、不同岩性的样品进行全岩主、微量元素分析,并结合前人研究成果,对旋回内部及旋回之间的全岩地球化学特征差异进行了探讨,对其成因进行了约束.ODP 735B岩心全岩主量元素特征主要受控于分离结晶生成的矿物组合及比例.全岩主量元素之间的协变关系对反映玄武质熔体结晶演化过程中矿物生成及化学成分演化具有一定的指示意义.稀土元素的分析表明,除较明显的正Eu异常外,旋回1、2均表现出明显的LREE分馏,而HREE则未出现明显分馏.微量元素的分析表明,西南印度洋超低速洋脊的旋回1和旋回2中均表现出明显的Nb、Ta负异常和Sr、K正异常,但不能依靠其全岩微量元素Nb、Ta负异常特征对其源区地球化学特征成因和地质意义进行判断.      

洋中脊富钛铁氧化物辉长岩成因的一个新思路:以西南印度洋脊ODP 735B岩心为例

西南印度洋脊的ODP 735B岩心中拥有大量富含钛铁氧化物的含氧化物辉长岩,此现象在岩性单元Ⅳ中表现尤为显著。同时,岩性单元Ⅳ中主要硅酸盐矿物亦具有独特的成分变化趋势。以前研究将造成岩性单元Ⅳ中氧化物辉长岩成因和主要造岩矿物成分变化趋势归因于具浮力的、高度分异的富钛铁熔体的作用,这些熔体应形成于735B钻孔之下或其附近,沿剪切带运移至剖面中,并与原岩矿物发生反应。通过对岩性单元Ⅳ氧化物辉长岩进行岩相学特征分析和结构可控的电子探针矿物成分测试,发现当某些因外来物质加入改造而成分进化的硅酸盐矿物形成之时,液相体系中钛铁氧化物并未处于饱和状态。此外,在单斜辉石结晶过程中,单斜辉石内部成分具有从普通辉石—易变辉石—普通辉石的变化,而且,在与某些后期生成的矿物(如钛铁氧化物或斜方辉石等)接触处,单斜辉石则表现出明显进化组成特征。根据岩相学特征和矿物电子探针数据,并结合对前人提出的富钛铁熔体的物理性质的讨论,本文认为在岩性单元Ⅳ形成过程中,更有可能是源自地幔的外来含水流体/含水流体与熔浆的混合体,而非仅仅是极度分异的玄武质残余熔体,参与了岩性单元Ⅳ中氧化物辉长岩的形成。从理论上讲,这些外来含水流体可能与玄武质熔体并非来自同一源区,这意味着其运移方式可能不仅有垂向运移,而且有可能为远距离侧向运移。岩性单元Ⅳ中的氧化物辉长岩可能具有相当独特的同位素特征,这可能会成为判别岩性单元Ⅳ乃至是整个735B岩心中氧化物辉长岩成因的重要线索。