【摘要】：沖繩海槽位于中國東海的最南端,是受菲律賓海板塊俯沖的強烈影響而產(chǎn)生的新生活動弧后盆地。本研究對沖繩海槽中部伊平屋脊區(qū)域的火山巖全巖進(jìn)行了常量元素、微量元素以及Sr-Nd-Pb同位素分析,結(jié)果顯示出從玄武巖到流紋巖大的化學(xué)組成變化。研究樣品具有相似的微量元素分配模式以及較小差異的Sr-Nd-Pb同位素組成變化,均表明形成伊平屋脊火山巖的巖漿來自于相同的地幔源區(qū),且通過巖漿演化過程中橄欖石、單斜輝石、斜長石、磷灰石以及副礦物的分離結(jié)晶可以合理的解釋伊平屋脊火山巖的化學(xué)組成變化。進(jìn)一步,模擬結(jié)果表明玄武質(zhì)巖漿分別發(fā)生大約60%和75%的分離結(jié)晶可以產(chǎn)生對應(yīng)的中性巖和酸性巖的微量元素組成特征。此外,火山巖的Sr-Nd-Pb同位素組成位于虧損地幔附近并向富集組分EMⅡ延伸,表明巖石地幔源區(qū)發(fā)生了虧損地幔和富集組分EMⅡ的混合,且模擬計算結(jié)果顯示伊平屋脊火山巖是由98.0%~99.2%的虧損地幔和0.8%~2.0%俯沖沉積組分的混合產(chǎn)生的巖漿所形成。在對玄武質(zhì)巖漿的成因和俯沖組分對巖漿演化的影響研究中,我們重點對沖繩海槽中部和南部火山巖中礦物內(nèi)熔體包裹體進(jìn)行了分析。沖繩海槽中部玄武巖內(nèi)寄主橄欖石的化學(xué)組成表明其玄武質(zhì)巖漿源區(qū)的巖性可能是輝石巖,且玄武質(zhì)巖漿主要來自于地幔來源橄欖石和富硅熔體相互反應(yīng)產(chǎn)生的輝石巖的部分熔融。沖繩海槽中部粗安巖內(nèi)熔體包裹體的常量元素組成表現(xiàn)出從中鉀到高鉀序列的離散的變化趨勢,并顯示沖繩海槽地幔源區(qū)存在富鉀組分。同時,沖繩海槽中部粗安巖的熔體包裹體內(nèi)存在兩組不同特征的微量元素分配模式表明粗安巖內(nèi)有兩種不同演化歷史的巖漿存在。相比于分離結(jié)晶和部分熔融,巖漿混合可能是沖繩海槽中部粗安巖的主要形成方式。同時,熔體包裹體的地球化學(xué)特征顯示分離結(jié)晶在沖繩海槽中部和南部玄武質(zhì)巖漿的演化過程中具有重要作用。MELTS模擬結(jié)果顯示沖繩海槽中部的巖漿房具有300MPa的壓力和0.2 wt%H_2O含量的特征,而南部巖漿房具有300MPa的壓力和0.4 wt%H_2O含量的特征。熔體包裹體內(nèi)不相容微量元素比值(如Th/Ce、Th/Sm、Ba/Th和Th/Nb),正Pb異常,負(fù)Nb、Ta和Ti異常以及有機(jī)烴類的存在表明俯沖板片來源的俯沖沉積物對巖漿源區(qū)產(chǎn)生了較大的貢獻(xiàn)。熔體包裹體微量元素模擬結(jié)果顯示1.2%的俯沖沉積物熔體和0.8%的俯沖沉積物流體注入交代的虧損地幔后發(fā)生約6%的部分熔融可以產(chǎn)生沖繩海槽中部熔體包裹體代表的原始巖漿組成,而3%的俯沖沉積物熔體和1%的俯沖沉積物流體注入的虧損地幔發(fā)生4-10%的部分熔融則可以產(chǎn)生沖繩海槽南部熔體包裹體代表的原始巖漿組成。沖繩海槽中部和南部熔體包裹體地球化學(xué)組成的差異以及兩區(qū)域間不同的地質(zhì)構(gòu)造特征是菲律賓海板塊向西俯沖對巖漿源區(qū)改造的體現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P736
【圖文】：

圖 1.1 西太平洋主要弧后盆地位置圖（紅色五星為本次研究區(qū)） 1.1 The location map of major back-arc basins in the western Pacific (the arcstar is the studied arce)典型成熟弧后盆地海底巖石學(xué)研究現(xiàn)狀 馬里亞納海槽里亞納海槽是西太平洋菲律賓海板塊四個弧后盆地中面積最小，形的海盆（圖 1.1）（其他三個為帕里西維拉海盆、四國海盆和西菲律賓ig 等.，1978）。馬里亞納海槽大約從 8Ma 開始發(fā)生從南向北的弧后 5Ma 左右發(fā)生海底擴(kuò)張，目前正處于海底擴(kuò)張的活躍階段（Hawki，是深入研究成熟弧后盆地巖漿活動、俯沖帶殼幔物質(zhì)相互作用的。DSDP（DeepSeaDrillingProject，深海鉆探計劃）、ODP（Ocean

西太平洋主要弧后盆地 Sr-Nd 同位素組成范圍。圖中沖繩海槽數(shù)據(jù)來Shinjo 等（1999）、Shinjo 和 Kato（2000）以及 Honma 等（1991）。引自 Nohara 等（1994）。2 The Sr-Nd isotope compositions of major back-arc basins in the westr the Okinawa Trough from Li et al. (2018), Shinjo et al. (1999), Shinjo0), Honma et al. (1991). Pacific and other areas based on Nohara et al. 繩海槽海底巖石學(xué)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀海槽（OkinawaTrough，OT）是亞洲大陸巖石圈擴(kuò)張作用下產(chǎn)體系中的弧后盆地（Shinjo，1999）。自從上世紀(jì) 70 年代開始，

沖繩海槽巖漿的演化過程及其俯沖組分特征：熔體包裹體指示成部分（蔣富清，2001）。沉積物厚度一般在 3~4km，在海槽北部沉積物厚度可達(dá)到 7~8km，主要包括 3 套沉積層，頂部為全新統(tǒng)松軟沉積物，厚約幾米到幾十米，中部為更新統(tǒng)沉積層，厚度 3km 以上，底部為上新統(tǒng)地層，為淺海相泥巖，厚度為 1~2km（劉俊 等，2015）。

本文編號：2776369