东马努斯弧后盆地中、酸性火山岩锂—钕同位素特征及其对岩浆源区组成的指示

作     者：左丽薇 

作者单位：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 

学位级别：硕士

导师姓名：黄朋

授予年度：2019年

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 

主      题：马努斯弧后盆地 俯冲作用 火山岩 锂同位素组成 

摘      要：马努斯弧后盆地是一个活跃的弧后伸展扩张区域,受到所罗门板块和太平洋板块双重俯冲的影响,所涉及的俯冲作用过程及相应岩浆作用极为复杂。因此,通过地球化学方法,揭示马努斯岩浆活动的物质来源和演化规律,对于认识俯冲带壳-幔物质循环、弧后盆地演化具有重要意义。本文所使用的样品来自“科学号考察船执行的201501海上调查航次,借助水下机器人获取东马努斯弧后盆地产出的火山岩样品。样品岩性为玄武质安山岩和英安岩等,研究内容主要包括全岩主微量元素及Li、Nd同位素的测试分析;结合前人数据和研究区地质特征,重点探究锂元素、同位素在俯冲过程中的地球化学行为,为深入全面地认识俯冲带物质循环奠定基础。根据马努斯盆地东部火山岩的常量元素组成,本文认为马努斯盆地火山岩样品主要形成于岩浆分离结晶作用,其分离结晶的矿物可能包括橄榄石、辉石、斜长石、钛铁矿及磷灰石。样品微量元素组成显示,其稀土元素分布为轻稀土富集型,且富集大离子亲石元素和流体活动性元素,亏损高场强元素。上述微量元素组成特征表明,马努斯盆地东部火山活动的岩浆源区明显受到俯冲组分的影响。本次Li同位素组成研究显示,马努斯盆地东部火山岩Li同位素组成较为均一(0.2-6.1‰),变化幅度较小,随岩浆结晶分异演化程度没有明显变化。此外,马努斯盆地Li同位素变化明显受到俯冲组分的影响,Li同位素组成可作为盆地俯冲过程中流体和岩浆演化的优良示踪指标。样品的Nd/Nd在0.512994.513027之间,与马努斯扩张中心MORB和新不列颠岛弧熔岩是相似的,根据样品的Li、Nd同位素相互关系可知,东马努斯弧后盆地火山岩主要来自于亏损地幔、俯冲蚀变洋壳和俯冲海底沉积物。