西太平洋雅浦海沟玄武岩成因及其地质意义:来自地球化学和Sr-Nd-Pb同位素的制约
作者:田原; 陈灵; 唐立梅; 杨文光; 高鹏; 刘倩
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初始岛弧岩浆作用对探索俯冲的初始机制和俯冲带的早期演化具有重要意义。为了更好地了解岛弧的演变过程,本文对从于雅浦海沟南北两个区域采集的玄武岩SrNd-Pb同位素样品进行了详细分析。结果表明,雅浦海沟北部和南部样品具有不同的岩石成因和构造意义。海沟北部样品的地球化学特征与弧后盆地玄武岩相似,轻和重稀土元素没有明显的分馏,大离子亲石元素富集的程度相对较低。Nb和Ta的含量表明,该地幔源区与马里亚纳海槽中相对亏损的地幔源区相似,Sr的放射性同位素较高(0.704646~0.704794),表明其受到后期海水蚀变的强烈影响。根据其地球化学特征,可以认为雅浦海沟北部样本代表帕里西维拉海盆地地壳,在卡罗琳山脊和海沟碰撞期间,帕里西维拉海盆地地壳被推到原始雅浦岛弧上。雅浦海沟南部样本的灵敏度低于北部样本MgO(4.18%~5.14%)、TiO2(0.69%~0.80%)和CaO(8.64%~10.25%)、Ti/v=11.56~14.07。稀土元素配分模式相对平坦,具有典型的与俯冲有关的火成岩微量元素特征。BA/Yb值低表明样品不受板块流体的显著影响,Th/Yb值高表明样品可能被沉积物熔融转化。Sr的高放射性同位素表明,后期海水蚀变的影响很大。Pb放射性同位素与马里亚纳、岛弧和岩浆有很强的亲和力。雅浦海沟南部样品的地球化学特征表明,它是卡罗琳山脊与雅浦海沟碰撞后新生的岛弧岩浆作用的产物。碰撞导致雅浦弧之前的温度升高,俯冲板块在弧前浅部脱水,导致岛弧岩浆作用进入新阶段。由于俯冲侵蚀的剥蚀和剥离,上述岩石暴露在海沟底部。