EPR和SWIR玄武岩岩石地球化学特征对比及其对岩浆过程的指示意义

【摘要】东太平洋海隆（EPR）和西南印度洋中脊（SWIR）分别是快速和超慢速扩张洋中脊的典型代表。本文对两个地区典型玄武岩样品（分别采自1.23°N附近的NEPR、5.7°S的SEPR和50°E附近的SWIR）的岩石地球化学特征进行了系统的对比研究。该研究有利于深入认识两个地区岩浆过程的差异，以及不同扩张速率对岩浆过程的制约作用。通过研究，得到以下几点认识：（1）两个地区玄武岩均为拉斑玄武岩系列，斑晶均以斜长石斑晶为主，主要为培长石和拉长石；橄榄石斑晶次之，为贵橄榄石；单斜辉石斑晶基本缺失，仅在NEPR区个别样品中有少量残留，为普通辉石。（2）相对原始地幔，EPR和SWIR区玄武岩分别具有Ba、Nb、Sr负异常和Ba、Ta、Sr负异常，K均表现为正异常。稀土元素分配模式均为左倾型，具有轻微的Eu、Ce正异常。EPR玄武岩相对SWIR具有偏高的87Sr/86Sr、208Pb/204Pb、207Pb/204Pb、206Pb/204Pb和偏低的143Nd/144Nd比值，EPR区同位素特征更为接近N-MORB。（3）EPR区玄武岩均起源于亏损地幔，但NEPR亏损程度较高，并可能混有HIMU源区；而SEPR地幔源区除了混有HIMU成分外，可能还有少量的EMⅡ成分。SWIR区可能为DM和EMⅡ的混合源，相对EPR具有更大的地幔不均一性。（4）研究区玄武质岩浆均起源于尖晶石橄榄岩区域，但EPR区岩浆起源深度和熔融温度均小于SWIR（熔融温度分别超过1247℃和1332℃）。SWIR部分熔融程度（14.28%）接近NEPR（14.58%），相对SEPR（16.08%）略低。（5）NEPR和SWIR区斜长石斑晶中记录了2次明显的反环带，指示两区岩浆房内至少经历了2期的岩浆侵入和混合，其中SWIR区岩浆补给频率较高；而SEPR区岩浆房至少经历了1期岩浆侵入和混合。研究区斜长石斑晶中均广泛存在振荡环带，指示玄武质岩浆存在自身的对流运动。（6）两个地区玄武质岩浆在分凝、聚集过程中均存在单斜辉石+斜长石的分离结晶，但大部分单斜辉石斑晶在达到表层途中已被熔蚀，符合“辉石悖论”；并且在岩浆房中均表现为橄榄石+斜长石的低压共结晶。（7）扩张速率至少对EPR和SWIR区的部分熔融程度及岩浆供应量有一定的制约作用，部分熔融程度和岩浆供应量随着扩张速率的增加而增加；但NEPR和SWIR区岩浆过程并不严格受控于扩张速率。Galapagos三联点和Crozet热点也是重要的影响因素。
【作者】李敏；
【导师】赵广涛；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋地球化学，2014，博士
【关键词】EPR；SWIR；斜长石；岩浆过程；扩张速率；热点；

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