大陆溢流玄武岩的地球化学特征及起源.pdf

第26 卷 第3 期 地球科学 中国地质大学学报 V l . 26 N . 3 20 0 1 年5 月 Earth Science J urnal f China University f Ge sciences May 2 0 0 1 张鸿翔, 徐志方, 马英军, 刘丛强 ( 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100101) : 快速上涌的大陆溢流玄武岩( CFB) , 与大陆裂开存在密切的成因 系. CFB 总体岩石 及地球化学成分均一, 富集同位素及不相容元素, 但一些样品含有明显的亏损成分, 反映出普 遍的地幔不均一性. 来自上下地幔边界及软流圈的地幔柱提供了CFB 所需的主要物质和能 量来源, 地壳混染作用对CFB 的成分影响不大, 而受俯冲带脱水流体以及热地幔柱自身与围 岩发生的交代作用影响. 交代岩石圈地幔对CFB 产生重要影响, 很好地解释了CFB 所具备的 微量元素和同位素特征. : 大陆溢流玄武岩( CFB) ; 大陆裂开; 大陆岩石圈地幔( CLM) ; 地幔柱; 交代作用. : P597 : A : 1000- 2383( 2001) 03- 026 1- 08 : 张鸿翔( 1972) , 男, 1996 年毕业于中国地质大学, 现为中科院地质与地球物理研究 所在职博士生, 从事地幔地球化学研究. 极短时间大量喷溢的大陆溢流玄武岩( CFB) 基 meishan) CFB 虽未发育明显洋盆, 但与夭折的大陆 本局限于显生宙, 通常与大陆裂开和板块运动方向 裂谷有关[ 2, 3] . 的改变有关, 是新洋壳产生的前奏. 对于研究与之关 关于大陆裂开存在活跃论与被动论两种假说: 系密切的大陆岩石圈地幔( CLM) 和起源于软流圈/ 活跃论即地幔在大陆裂开过程中起主动作用, 地幔 下地幔的地幔柱, 以及壳幔循环的动力学机制意义 柱上涌使岩石圈裂解; 被动论即板块水平运动使岩 重大. 石圈拉张, 诱导大陆裂开及地幔柱上涌. 根据地球物 理资料, 板块沿经度方向漂移, 由于地球椭圆率而产 1 CFB 与大陆裂开的关系 生表面张力, 可导致大陆裂开. 而实际地质环境, 地 幔柱抬升与大陆裂开很难加以区分先后, 如果缺乏 岩石圈拉伸、大陆裂开、地幔柱与CFB 之间关 应力薄弱面, 上百km 的致密岩石圈将阻止地幔柱 系密切, 但其因果关系存有争议. 一些学者认为 的上涌; 而如果没有地幔柱底侵, 使岩石圈减薄, 大 CFB 发生在岩石圈裂开之前, 是岩石圈基底地幔柱 规模裂开也不可能形成. 因此, 地幔柱必然沿着先存 [ 1] 应力薄弱通道上升, 同时驱使裂谷进一步张开, 这也 抬升的产物, 与大陆裂开无关 . 随着板块构造研 究的深入, 发现CFB 与代表区域不稳定性的大陆裂 符合自然界所遵循的正反馈原理. 开存在着相当密切的关系. 以下为具体实例( 图1) : 30 M a 年前爆发的Ethi pian/ Aden CFB 与红海亚丁 2 CFB 的地球化学特征 湾的裂开、60 Ma 年前的Greenland CFB 与北大西 洋张开、65 M a 年前的Deccan CFB 与西北印度洋的 文中统计了世界范围10 个最主要的CFB 火山 裂开、美国西部CFB( 124 Ma) 与Ri Grande 裂开均 岩省, 分别为新生代的Deccan( 41) , Ethi pian( 9) , 有因果关系; 250 M a 年前的Siberian CFB, 17 M a 年 Kar ( 26) , Antarctic( 20) , Australia( 2