南大西洋中脊19°S附近玄武岩与斜长石斑晶熔体包裹体特征及其对岩浆作用的指示意义

来源 :国家海洋局第一海洋研究所 | 被引量 : 2次 | 上传用户:jinyu1016
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为深入认识慢速扩张洋中脊地幔的熔融过程、玄武质岩浆演化特征,以及斜长石熔体包裹体组分变化的控制机制,本文对SMAR19°附近洋脊玄武岩(MORB)开展了矿物学、元素地球化学、同位素地球化学以及MORB斜长石斑晶熔体包裹体开展了包裹体元素地球化学、包裹体高温实验观测以及熔体包裹体成因学分析。该区玄武岩为洋中脊低钾拉斑玄武岩系列,斑晶以培长石、拉长石斑晶为主,橄榄石斑晶次之,以及极少量单斜辉石斑晶。玄武岩同位素Sr87/Sr86、Nd143/Nd144、εNd、εSr值与微量元素中富Nb、U,贫P、Th特征均指示玄武质岩浆源于高度亏损地幔,经历了高程度的部分熔融与强烈的结晶分异作用。稀土元素配分模式为N-MORB左倾型,具有轻微的Eu、Ce正异常。REE、Mg O负相关指示地幔源区矿物组合或为尖晶石二辉橄榄岩相。经Na72、Ca72/Al72计算岩石部分熔融程度为15%。Mg O与Ni、Cr、Al2O3无相关性;Mg O与Ca O、Sc、Ni无相关性;Mg O与Ca/Al负相关,指示岩浆分异过程中以斜长石结晶为主的过程中部分橄榄石晶体随岩浆上升到地表,未经历单斜辉石结晶分异作用。Zr与Rb、Ba、Th、U、La、Sr正相关,显示玄武岩受岩浆后期蚀变作用不明显。该地区玄武岩与Saint Helena玄武岩相比具更低的Rb/Sr值、Th/Pb值、La/Sm N值与更高的Sm/Nd值、143Nd/144Nd、εNd值,同时稀土元素配分模式图、87Sr/86Sr-143Nd/144Nd、εNd-εSr图解均指示SMAR19°附近玄武岩受Saint Helelna地幔柱的影响不明显,SMAR19°脊段与Saint Helena地幔柱之间应存在有未受脊吸力与/或地幔柱影响的软流圈区域。研究对比Pet DB斜长石熔体包裹体数据,结果表明:(1)斜长石包裹体组分受捕获后结晶作用的影响Al2O3与Fe O、Mg O负相关,比橄榄石熔体包裹体具有更低的保存原始熔体组分的能力。(2)Ca/Al对斜长石熔体包裹体组分的指示:Ca/Al<0.78时组分经Mg#72校正后可直接反应地幔源区信息反应;1.0>Ca/Al>0.78时经包裹体与寄主矿物相组分平衡计算后,可利用Mg#72校正结果反应地幔源区信息;Ca/Al>1.0时组分的计算或校正结果不能反应地幔源区信息。源区性质与岩浆演化复杂,需同时结合Al2O3、Mg O、Fe O、Ca O、Na2O、Ca/Al和Mg#的相关性特征来共同揭示斜长石熔体包裹体的组分意义SMAR19°玄武岩斜长石熔体包裹体的研究表明:(1)Ca/Al比值大于1.0,且与Ca O、Na2O无相关性,Al2O3与Fe O、Mg O负相关,表明该地区斜长石熔体包裹体组分经再计算与校正的结果不能反应幔源区性质;(2)玄武岩斜长石熔体包裹体的测试均一温度为1190-1200℃;(3)熔体包裹体中镁磁铁矿、铬铁矿的结晶指示出了在熔体包裹体被捕获时玄武质岩浆系统具微观不均一性。
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