中国东部盛产晚中生代-新生代(Ma)的大陆板内玄武岩,其高度变化的化学组成被归因于岩石圈-软流圈相互作用或俯冲大洋物质再循环。考虑到岩石圈地幔和俯冲大洋物质(包括硅质沉积物、沉积碳酸盐和蚀变洋壳)的Mg-Zn-Sr-Nd含量和同位素组成存在较大的差别,结合金属稳定同位素(如Mg和Zn)和放射成因同位素(如Sr和Nd)可以为研究中国东部板内玄武岩的成因提供新的思路。因此,本研究选取华南板块六个地区(江苏南京,浙江绍兴、衢州,福建宁德、三明和漳州)的11个火山的共50件新鲜碱性和拉斑玄武岩样品,分析它们的主微量元素含量和Mg-Zn-Sr-Nd同位素组成,并综合前人发表的元素和同位素数据,取得以下认识:

(1)高CaO碧玄岩和部分粗面玄武岩富集轻Mg和重Zn同位素,具有亏损的Sr-Nd同位素组成,高的Ca/Al,Zr/Hf以及低的Hf/Hf*和Ti/Ti*(图1)。同时,δ66Zn和δ26Mg与Ca/Al具有明显的相关性(图1)。这些特征指示玄武岩的地幔源区是曾受到来源于太平洋板块的富集轻Mg和重Zn碳酸盐熔体的交代作用。

(2)低CaO碧玄岩、部分粗面玄武岩和拉斑玄武岩富集轻Mg和重Zn同位素,具有低Ca/Al、高Zn/Fe和Hf/Hf*(图2),反映碳酸盐化榴辉岩是地幔源区中主要的富集组分。

(3)部分碱性和拉斑玄武岩具有高Ba/La和Ba/Th比值以及富集的Sr-Nd同位素组成(图2),表明大洋沉积物中主体的硅质沉积物是玄武岩地幔源区中重要的富集组分。

(4)中国东部Ma玄武岩高度变化的化学成分反映地幔源区中不同的再循环古太平洋板块俯冲物质的相对贡献比例的差异。

图1中国东部Ma玄武岩Ca/Al和Hf/Hf*与δ26Mg和δ66Zn图解

图2中国东部Ma玄武岩元素和同位素图解。

研究成果发表在国际地学权威期刊Lithos上,论文第一作者为中国科学技术大学博士研究生靳启祯,通讯作者为中国科学技术大学黄建副教授,中国科学技术大学黄方教授和刘少辰博士为论文的合作作者。该研究成果得益于国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”项目(YFC),国家自然科学基金(、)和中国科学院青年创新促进会专项资金()等基金的联合资助

论文信息:

Qi-ZhenJin,JianHuang?,Shao-ChenLiu,FangHuang.MagnesiumandzincisotopeevidenceforrecycledsedimentsandoceaniccrustinthemantlesourcesofcontinentalbasaltsfromeasternChina.Lithos,-.

全文链接:

DOI:org/10./j.lithos..。

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