马里亚纳南部弧内坡橄榄岩的岩石学及地球化学特征:对弧前地幔流体交代作用的指示

马里亚纳俯冲带弧内坡由于俯冲的太平洋板片的侵蚀而出露了相当于弧下地幔成分的橄榄岩,这些橄榄岩是研究岛弧岩浆作用及弧下地幔流体交代作用难得的样品。报道了马里亚纳南部关岛以南的弧内坡橄榄岩的矿物组成、主量元素以及微量元素地球化学特征。这些岩石具有非常难熔的矿物组成:橄榄石具有很高的Mg,斜方辉石中的Al2O3含量极低,尖晶石具有很高的Cr。滑石、蛇纹石和角闪石(透闪石为主,有少量镁角闪石和浅闪石)则指示了流体在中低温度下对橄榄岩的交代作用,并表明流体可能含有较高的SiO2、Al2O3和Na2O。全岩的主量元素中,CaO和Al2O3的质量百分比含量很低,而MgO的含量较高(干体系下多在43%左右),显示岩石经历了高度熔融。微量元素中,U和Sr的含量较高,相对富集,可能是来源较浅的板片流体化学特点的反映。     

马里亚纳南部前弧橄榄岩的岩石及矿物学:对弧下地幔楔交代作用的指示

描述了来自马里亚纳南部前弧的橄榄岩,并对其中的组成矿物进行了电子探针分析,结果显示来自马里亚纳南部前弧橄榄岩中普遍含角闪石,这些角闪石主要为镁角闪石-透闪石系列,其中Al2O3含量变化范围大约为0~10%。橄榄岩中尖晶石的化学组成变化规律与角闪石的出现及其成分有着较好的耦合关系:出现富Al2O3角闪石的橄榄岩中的尖晶石富Al贫Cr;贫Al2O3角闪石大量出现的橄榄岩中尖晶石相对贫Al富Fe3+。这暗示马里亚纳弧下地幔楔橄榄岩经历了两期比较明显的交代作用:①早期较高温压条件下富Al和Ca的含水流体(熔体)的交代作用,消耗斜方辉石,形成富Al2O3角闪石,并引起尖晶石的富Al贫Cr的成分演化;②晚期较低温压条件下富Ca的含水流体(熔体)的交代作用,继续交代残余的斜方辉石,形成贫Al2O3角闪石,并使尖晶石发生富Fe3+贫Al。     

基于独立成分分析的马里亚纳弧后地幔源区特征研究

对采自太平洋洋中脊(277组)、印度洋洋中脊(159组)、马里亚纳海槽(53组)、马里亚纳岛弧(39组)、中南劳海盆(72组)共600组玄武岩数据进行了独立成分分析,从Sr-Nd-Pb五维同位素比值空间提取出占样本方差99％的3个独立成分(IC1,IC2,IC3),并利用这3个独立成分(ICs)与微量元素比值之间的相关...     

马里亚纳海槽中部、南部火山岩地球化学特征及源区地幔性质

马里亚纳海槽作为正在活动的典型弧后盆地,是研究俯冲作用对岩浆作用和壳幔动力学影响的理想场所。通过对采自该海槽中南部的样品进行系统的岩石地球化学特征对比与研究,并结合前人已发表的岩石地球化学数据,探讨了马里亚纳海槽中南部的地幔富集（亏损）程度、地幔熔融程度、地幔熔融深度以及俯冲物质的加入程度。结果表明：（1）马里亚纳海槽中南部主要发育一套中低钾钙碱性系列玄武岩、玄武质安山岩;（2）海底岩石富集了大离子亲石元素、轻稀土元素,亏损高场强元素、重稀土元素;（3）将马里亚纳海槽沿扩张中心分为三段,对每段地幔熔融的程度和深度进行计算并且消除地幔不均一性的影响,发现在15°N和18°N附近二者呈现负相关关系,其余地区则呈现正相关关系,证明海槽存在两种地幔熔融模式;（4）微量元素比值显示海槽受多种俯冲组分影响,并且马里亚纳海槽南部的南段可能存在另一个富水熔体端元,可能是导致海槽扩张速率较快的原因。对俯冲物质的加入程度进行计算,发现靠近15°N与18°N俯冲组分的影响变弱,这进一步表明,马里亚纳海槽火山岩的变化可能是由于类似N-MORB的地幔源区与类似岛弧的地幔源区混合造成的;俯冲物质是控制地幔熔融程度的主要因素,并且扩张速率与地幔富集/亏损程度等也发挥了重要作用。     

南海海盆及其周缘岩浆岩地球化学特征对岩浆过程及地幔结构的指示意义

本文通过对昆嵩高原,三水盆地以及玳瑁海山岩浆岩的地球化学研究来揭示南海海盆以及周边地区的岩浆过程以及地幔源区的性质。昆嵩,三水及玳瑁海山玄武质岩浆的地球化学特征均反应这些岩浆并非来源于一个起源于核幔边界的深部地幔柱,而是来源于较浅的岩浆源区,例如岩石圈下地幔或者软流圈地幔。此外,南海海盆岩浆岩的地幔源区较昆嵩高原和三水盆地岩浆岩的地幔源区更加亏损并且表现出较低的地幔温度。这些差异可能表明三水盆地内的岩浆活动被南海的开张所抑制,而之后又在昆嵩高原复苏。研究区的地幔表现出不均一性,其中的富集地幔端元表现出EM2的特征。这个EM2富集端员是由于伴随着大陆沉积物的中生代古南海板块俯冲到研究区地幔中所形成的。