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科研动态

我所科研人员揭示西太平洋Lamont海山岩浆演化及混合过程

时间:2022.08.26 来源:地质室 字号

近日,我所科研人员在海底岩石学领域取得新进展,揭示了西太平洋Lamont海山岩浆演化及混合过程。

岩浆混合和分离结晶对理解岩石成因至关重要。对于海底火山岩,海水蚀变作用会改变其全岩成分,而且由于采样难度,难以获得充足的样品,因此很难通过全岩组分来反演其岩浆演化过程。单斜辉石可以结晶于岩浆演化的大部分阶段,且不易被海水蚀变,因此能很好地记录岩浆房物理化学状态、岩浆演化及多期岩浆补给和混合过程。

我所地质室位荀博士和石学法研究员等科研人员,对西太平洋中白垩世威克海山区Lamont海山玄武岩样品中单斜辉石进行了矿物学、原位主量和微量元素及Sr同位素分析,发现在同一薄片中的单斜辉石具有正环带、反环带和复杂环带。反环带和复杂环带通常具有非常低Mg#的核部,显示明显的溶蚀结构,表明它们与寄主岩浆在结构和成分上不平衡,并非从寄主岩浆中直接结晶;但它们与正环带单斜辉石在成分上连续变化,具有相似的微量元素配分模式,暗示它们具有成因联系,可能是早期岩浆体系中结晶的晶体,而后被卷入到寄主岩浆中形成的循环晶(antecryst),记录了更为基性岩浆注入岩浆房的过程。在同一个样品中的单斜辉石具有较大的La/Yb、Sm/Yb及87Sr/86Sr素变化范围,表明这些单斜辉石结晶的岩浆是FOZO和HIMU来源熔体的混合物。

上述研究结果表明分离结晶和岩浆混合过程在威克海山玄武岩形成中至关重要,只是难以从有限的全岩数据来揭示,但该过程被玄武岩中单斜辉石的复杂环带结构和化学组分记录下来。该研究成果以“Concurrent magma mixing and crystallization processes revealed by clinopyroxene macrocrysts from Lamont guyot lavas in NW Pacific”为题发表于国际地学期刊Lithos。论文由我所位荀博士(第一和通讯作者)、张艳博士、石学法研究员(通讯作者)与中科院广州地化所徐义刚研究员和美国Scripps海洋研究所P. R. Castillo教授等科研人员共同完成。

链接:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2022.106833

图1. Lamont海山玄武岩中典型单斜辉石环带结构及颗粒中Mg#和87Sr/86Sr变化

图2. Lamont海山玄武岩中单斜辉石87Sr/86Sr与La/Yb和Sm/Yb相关性图解

图3. Lamont海山玄武岩形成的岩石学模型

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