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1.
新疆北部的两类埃达克岩 总被引：27，自引：32，他引：27
新疆北部有两类埃达克岩，一是俯冲型，形成于早、中泥盆世-早石炭世晚期（≥320Ma），包括了埃达克岩、富Nb玄武岩、高（富）Mg安山岩。第二类埃达克岩是底侵型，形成于中晚二叠世（≤280Ma）。第一类埃达克岩分布于西天山的阿拉套山、博罗科努山，中天山的骆驼沟和巴仑台，东天山的土屋-延东，阿尔泰山陆缘南富蕴-青河南，准噶尔盆地中部陆梁，克拉玛依等地。在阿尔泰陆缘南，苦橄岩与埃达克岩、富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩密切组合。第二类埃达克岩分布于西天山的阿吾拉勒山和东天山的三岔口，未发现富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩组合。俯冲型埃达克岩、富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩的高Sr低Y、Yb、富Eu及高εNd（t）（＋1．5～＋10．0），低（^87Sr／^86Sr）；（〈0．7070）的同位素组成，均一致表明其源区物质为洋壳板片，部分为地幔楔、弧前棱柱，产于岛弧环境；而底侵型埃达克岩源于底侵的幔源玄武质物质，形成于后造山环境。两类埃达克岩及其组合岩石的地质及地球化学特点，展示了中亚型造山在本区晚古生代陆壳增生作用的多样性：在增生构造过程上，有洋壳板片的斜俯冲、俯冲板片的撕裂、板片窗、俯冲剥蚀及玄武质物质的底侵作用等；在增生方向上，有洋壳板片的侧向斜俯冲，也有玄武质物质垂向上底侵于壳-幔边界；在增生物质上，有洋壳板片、地幔楔、受地幔楔混染的洋壳板片熔体，弧前棱柱、地幔楔受板片熔体交代后形成熔体及底侵的幔源玄武质物质。与两类埃达克岩有关，尤其是第一类埃达克岩及其组合岩石，在本区广泛发育了Cu、Au成矿作用，其中部分达到大型-超大型规模。因此．对埃达克岩及其组合岩石的识别及相关Cu、Au成矿作用的找矿勘探应予以足够重视。 相似文献
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天山北部石炭纪埃达克岩-高镁安山岩-富Nb岛弧玄武质岩：对中亚造山带显生宙地壳增生与铜金成矿的意义 总被引：28，自引：30，他引：28
新疆天山北部地区存在有石炭纪的埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合，并且其中许多岩石与铜（金）矿床伴生（如达巴特、阿希、土屋-延东、赤湖，等等）。埃达克岩富钠、高Sr但亏损Y与Yb，无明显Eu-正Eu异常以及正Sr异常与Nb、Ti亏损。高镁安山（闪长）岩是本次研究首次报道的，这些岩石无明显Eu-正Eu异常以及Nb、Ti亏损，普遍具有高的MgO和Cr、Ni含量，其中阿希金矿区一些样品类似于日本西南新生代Setouchi弧火山岩带中的赞岐岩类。富Nb玄武质岩富钠贫钾，具有微弱负．正Ba、Nb和Ti异常以及高的Nb／La比值，不同于大多数正常岛弧玄武岩。天山北部地区石炭纪埃达克岩具有高的8Nd（t）（＋3．4-＋9．0）和低的（^87Sr／^86Sr）i（0．7032—0．7043）。富Nb玄武质岩具有变化的εNd（t）（＋3．6-＋11．6）和（^87Sr／^86Sr）；（0．7007—0．7067）。我们的研究表明，天山北部地区石炭纪埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合可能是“埃达克岩交代的岛弧岩浆岩系列”。埃达克岩最有可能由石炭纪北天山洋的年轻洋壳在俯冲过程中熔融形成。另外，俯冲板片产生的熔体以及所释放的少量流体在上升过程中可能交代地幔楔橄榄岩或与其发生反应：一方面，触发地幔楔橄榄岩发生熔融形成富Nb岛弧玄武质岩；另一方面，地幔组分迅速进入到板片熔体中，导致其地幔组分增加，乃至形成高镁安山岩。因此，天山北部地区石炭纪埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合表明：（1）天山北部地区石炭纪可能为岛弧环境而非裂谷环境；（2）天山地区石炭纪的地壳生长可能以侧向增生为主；（3）除了亏损地幔之外，俯冲洋壳的熔融可能也在地壳的生长中发挥了重要的作用；（4）俯冲板片产生的埃达克质岩浆具有高的氧逸度，而其与地幔楔橄榄岩的强烈相互作用将导致地幔中的金属硫化物分解，成矿金属元素进入到岩浆中。这可能是新疆北部铜金矿化与一些埃达克岩、高镁安山（闪长）岩或富Nb岛弧玄武质岩密切共生的基本原因。 相似文献
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埃达克岩：关于其成因的一些不同观点 总被引：171，自引：57，他引：114
埃达克岩的概念是十多年前提出来的,指由俯冲的年轻洋壳熔融形成的火成岩。自从最初在现代岛弧近十几个地方报道埃达克岩以来,新近又在几个地方发现有埃达克岩（如日本西南部,外墨西哥火山岩带,等等）。但是,过去十 多年的研究也表明,埃达克岩可以由俯冲期间的其它过程产生（例如,沿俯冲板片的撕裂边,留在上地幔中的板片残余等）。另外,埃达克岩似乎与一些岩石呈共生组合,这些岩石包括高镁安山岩、富Nb的弦玄武岩（NEAB）,还可能有玻安岩（几个研究者已在玻安岩中发现有埃达克岩的组分）。高镇安山岩不是来自埃达克与地幔的相互作用（Adak-type),就是来自此相互作用期间地幔的熔融（Piip-type);富Nb的弦玄武岩,据认为是来自一种被埃达我岩广泛交代的地幔的部分熔融。作为一个新的岩套,埃达克岩交代火山岩系列已被建议用来解释各种岩石组合。此外,大量的富Pb弧玄武岩也已被发现包含有超镁铁质的地幔包体,而这些包体有高亏损地幔与埃达克反应的明显证据。关于主要与下地壳熔而不是冲板片有关的埃达克岩的起源已提出几种假说,一个模型认为,下地壳熔融出现在玄武质岩浆底侵下地壳时。但是,有许多理由似乎可以排除这种模式。另一种模型认为,在大陆地壳很厚的区域,下地壳可能变成榴辉岩,从而拆离并下沉到地幔中（拆沉）。这个拆沉过程将导致下地壳下中拆沉的下地壳的上部与相对热的地幔接触,进而可引起下地壳熔融和埃达克岩的形成。这使我们认为,在中国东部发现的与俯冲作用无关的白垩纪埃达克可能是下地壳熔融与拆沉作用的产物。我们 还要强调,如果下地壳熔融与拆沉作用真能形成埃达克岩,那么埃达克岩这一术语不应该仅仅局限于与板片熔融有关的过程,而应包括那些与下地壳熔融有关的过程。太古宙的大陆地壳主要由奥长花岗岩、英云闪长岩和英安岩（TTD）组成。这种大陆地壳是来自板片熔融还是下地壳熔融仍是有争议的。然而,我们认为,太古宙期间地幔的较高温度会导致较多的洋中脊的形成,从而产生比今天“更多”的年轻洋壳的俯冲。据此,我们认为,太古宙TTD大陆地宙主要由板片熔融形成。我们也注意到,太古宙是广泛金矿化的时期。有些研究者还发现,金和铜的矿化与埃达克质交代火山岩系列有关。因此,该火山岩系列可能会寻找金属矿床的一个重要标志。 相似文献
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富铌玄武岩：板片熔体交代的地幔楔橄榄岩部分熔融产物 总被引：4，自引：0，他引：4
富铌玄武岩是一类具有特殊地球化学特征的岛弧玄武岩。与正常岛弧玄武岩相比，它具有硅饱和并富钠的特征；同时具有相对高的Nb（一般>7×10-6）、TiO2（1%～2%）和P含量，以及低的LILE/HFSE和HREE/HFSE比值，并富集高场强元素；它的原始地幔标准化微量元素图显示了弱的Nb、Ta负异常（有时出现弱的正异常），原始地幔标准化La/Nb比值小于2（但很少小于0.7），它是由受埃达克质熔体交代过的地幔橄榄岩部分熔融形成的。由于富铌玄武岩与埃达克岩是大洋板片俯冲作用的直接产物，因此，通过对该岩石组合及与俯冲作用有关的流体和熔体的研究，不仅可以查明洋壳俯冲作用过程中的岩浆活动特征，还可以阐明洋壳俯冲及壳幔相互作用，具十分重要的地质意义。 相似文献
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俯冲带是地壳与地幔之间物质交换的主要场所.前人对大洋俯冲带壳幔相互作用进行了大量研究,但是对俯冲带壳幔相互作用的物理化学过程和机理仍缺乏明确认识.在大陆俯冲带出露有造山带橄榄岩,它们来自俯冲板片之上的地幔楔,是解决这个问题的理想样品.通过对大别-苏鲁和柴北缘造山带橄榄岩进行系统的岩石学和地球化学研究,发现地幔楔橄榄岩由于俯冲地壳的交代作用而含有新生锆石和残留锆石,它们能为地壳交代作用时间、交代介质来源、性质和组成提供制约.地幔楔橄榄岩在大陆碰撞过程的不同阶段受到了俯冲大陆地壳衍生的多期不同性质流体的交代作用.地幔楔橄榄岩还受到了陆壳俯冲之前古俯冲洋壳衍生流体的交代作用.深俯冲陆壳衍生熔体与橄榄岩反应形成的石榴辉石岩具有高的水含量,能提供高水含量的地幔源区. 相似文献
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俯冲带部分熔融 总被引：3，自引：3，他引：0
俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。 相似文献
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大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
安山岩广泛出露于汇聚板块边界,表明其成因与板块俯冲有关。另一方面,大陆地壳整体上被认为是地幔部分熔融的产物,平均成分为安山质,是与亏损地幔(DM)互补的地球化学储库。然而,地幔部分熔融的产物通常具有玄武质成分,这与大陆地壳的安山岩平均成分不符。这个问题一直困扰着地球化学家们。因此,揭示安山岩的成因对于理解大陆地壳的形成和壳幔分异历史具有十分重要的意义。目前普遍接受的汇聚板块边界安山岩的成因模型包括:1)玄武岩输入模型;2)安山岩模型。这两者的主要区别在于地幔来源的初始岩浆是玄武质还是安山质。玄武岩输入模型认为初始岩浆为玄武质,安山岩是由初始玄武质岩浆在壳内的分异如分离结晶、地壳混染以及岩浆混合等地质过程形成的。安山岩模型则认为初始岩浆为安山质,是富水地幔橄榄岩部分熔融或俯冲板片部分熔融产生的埃达克质熔体与地幔橄榄岩反应的产物。无论哪种模型,俯冲隧道内的板片-地幔相互作用是形成安山岩地幔源区的关键过程,俯冲地壳物质是形成汇聚板块边界安山岩重要的组分来源。板片俯冲进入地幔是引起地幔化学不均一性的重要地质过程。在大洋俯冲带,俯冲洋壳释放流体/熔体交代上覆地幔楔并引发地幔楔发生部分熔融,从而形成同俯冲弧岩浆岩。大陆俯冲带通常缺乏对应的同俯冲弧岩浆岩,但在造山带内部和仰冲板块边缘通常发育大量同折返和碰撞后岩浆岩,这些岩浆岩为研究俯冲陆壳物质再造和再循环及其壳幔相互作用提供了重要的研究载体。大别造山带是三叠纪华南板块向华北板块俯冲碰撞形成的碰撞造山带,发育有大量的碰撞后火成岩,其中含有安山质火山岩。我们对大别造山带北淮阳碰撞后安山质火山岩进行了详细的地球化学研究,包括全岩主微量、Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析,锆石SIMS U-Pb定年、O同位素和Lu-Hf同位素分析。这些火山岩具有变化的Si O2质量分数(50.3%~63.9%),Mg O质量分数(1.2%~4.7%),Mg#(32.4~63.6),Na2O+K2O质量分数(5.0%~8.5%),其岩性主体为粗面安山岩,还有少量玄武粗面安山岩、安山岩、英安岩和粗面岩。锆石SIMS U-Pb定年结果显示,北淮阳安山质火山岩的形成年龄为早白垩世(123~130 Ma)。另外,它们含有丰富的残留锆石核,其U-Pb年龄为新元古代和三叠纪,分别与大别造山带超高压变质岩的原岩和变质年龄一致。它们具有弧型的微量元素分布特征,即富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE);具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,即高的初始87Sr/86Sr比值(0.707 5~0.711 0),低的εNd(t)值(-23.1~-15.0)和εHf(t)(-29.8~-18.3)。锆石具有低的εHf(t)值(-31.0~17.8)和变化的δ18O值(4.4‰~6.8‰)。这些元素和同位素特征表明,北淮阳碰撞后安山质火山岩来源于富集的造山带岩石圈地幔。三叠纪华南陆块与华北陆块碰撞过程中,俯冲的华南陆壳在地幔深度发生部分熔融产生的长英质熔体在大陆俯冲隧道内交代上覆华北岩石圈地幔楔橄榄岩,熔体-橄榄岩反应形成了富沃富集的地幔交代体。该地幔交代体在早白垩世发生部分熔融就形成了北淮阳碰撞后安山质火山岩。因此,大陆俯冲隧道内的板片-地幔相互作用是形成碰撞造山带安山质岩石的关键过程。 相似文献
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冀东地区位于华北克拉通北缘,学术界对该地区新太古代岩浆作用的成因模式及构造背景一直存在争议,因此对冀东青龙-双山子地区的新太古代变质表壳岩及侵入岩进行了系统的同位素年代学及岩石地球化学研究.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变安山岩的形成时代为2 576 Ma,辉长闪长岩-英云闪长岩-石英闪长岩的侵入时代为2 484~2 535 Ma.岩石地球化学特征显示,较早期的变安山岩部分属高镁安山岩类,源自俯冲板片脱水流体交代地幔楔的部分熔融;而稍晚的侵入岩类为具有埃达克质岩石特征的镁闪长岩类,源区具有熔体交代地幔楔部分熔融的特征;整体构成高镁安山岩-埃达克质镁闪长岩组合.结合区域上的同位素年代学及地球化学报道,冀东青龙-双山子地区新太古代应处于活动大陆边缘构造背景. 相似文献
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洋壳俯冲过程中的地幔楔上升对流：来自芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩早期变质的证据 总被引：1，自引：1，他引：0
苏鲁超高压变质地体中发现了大量包裹在超高压（UHP）变质片麻岩和混合岩中的造山带石榴橄榄岩。根据它们的野外产出特征和全岩地球化学成分,其中一部分石榴橄榄岩的原岩来自于亏损地幔,后来被卷入俯冲陆壳并经受过俯冲陆壳产生的熔/流体的交代。但是,对这些岩石早期的亏损过程尚缺乏清晰的认识。本文报道了东海芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩早期变质演化的新证据。根据详细的变质反应结构观察和矿物成分研究,芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩在经历高压低温俯冲带型超高压变质之前经历了至少两期变质演化。其原岩矿物组合由石榴子石变斑晶的高Ca-Cr核部及其中包裹的高Mg单斜辉石、高Al-Cr斜方辉石和高Mg-Ni橄榄石所记录;指示芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的原岩为高温-高压的富集石榴子石二辉橄榄岩。第二期矿物组合为包裹在低Cr变斑晶石榴子石幔部和细粒新生石榴子石核部的大量富Al铬铁矿和高Mg低Ni橄榄石以及少量高Mg斜方辉石。该期组合未发现单斜辉石,表明岩石随后被转变为高温低压的难熔尖晶石方辉橄榄岩或尖晶石纯橄岩。芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的早期变质演化记录了它们被卷入大陆板片俯冲带之前的地幔楔上升对流过程。笔者认为芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的原岩来源于早期俯冲大洋板片之上的深部高温富集地幔楔,洋壳俯冲过程中的地幔楔对流导致其上升到弧后或岛弧之下的地幔楔浅部,减压部分熔融使原本富集的石榴子石二辉橄榄岩转化为难熔的尖晶石方辉橄榄岩或尖晶石纯橄岩。 相似文献
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A general model for the intrusion and evolution of 'mantle' garnet peridotites in high-pressure and ultra-high-pressure metamorphic terranes 总被引：8，自引：1，他引：7
Garnet‐bearing peridotite lenses are minor but significant components of most metamorphic terranes characterized by high‐temperature eclogite facies assemblages. Most peridotite intrudes when slabs of continental crust are subducted deeply (60–120 km) into the mantle, usually by following oceanic lithosphere down an established subduction zone. Peridotite is transferred from the resulting mantle wedge into the crustal footwall through brittle and/or ductile mechanisms. These ‘mantle’ peridotites vary petrographically, chemically, isotopically, chronologically and thermobarometrically from orogen to orogen, within orogens and even within individual terranes. The variations reflect: (1) derivation from different mantle sources (oceanic or continental lithosphere, asthenosphere); (2) perturbations while the mantle wedges were above subducting oceanic lithosphere; and (3) changes within the host crustal slabs during intrusion, subduction and exhumation. Peridotite caught within mantle wedges above oceanic subduction zones will tend to recrystallize and be contaminated by fluids derived from the subducting oceanic crust. These ‘subduction zone peridotites’ intrude during the subsequent subduction of continental crust. Low‐pressure protoliths introduced at shallow (serpentinite, plagioclase peridotite) and intermediate (spinel peridotite) mantle depths (20–50 km) may be carried to deeper levels within the host slab and undergo high‐pressure metamorphism along with the enclosing rocks. If subducted deeply enough, the peridotites will develop garnet‐bearing assemblages that are isofacial with, and give the same recrystallization ages as, the eclogite facies country rocks. Peridotites introduced at deeper levels (50–120 km) may already contain garnet when they intrude and will not necessarily be isofacial or isochronous with the enclosing crustal rocks. Some garnet peridotites recrystallize from spinel peridotite precursors at very high temperatures (c. 1200 °C) and may derive ultimately from the asthenosphere. Other peridotites are from old (>1 Ga), cold (c. 850 °C), subcontinental mantle (‘relict peridotites’) and seem to require the development of major intra‐cratonic faults to effect their intrusion. 相似文献
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俯冲地壳衍生流体交代地幔楔,是产生俯冲带岩浆作用的重要机制.但是,目前人们对俯冲大陆物质改造地幔楔的岩石学过程和机理仍缺乏深入认识,造山带橄榄岩是解析这一问题的直接样品.通过对大别-苏鲁造山带橄榄岩进行系统的矿物学、岩石学和地球化学研究,发现橄榄石Ni/Co比值可有效区分幔源和壳源造山带橄榄岩,揭示幔源造山带橄榄岩起源于华北岩石圈地幔.苏鲁李家屯纯橄岩在进入俯冲带之前就已在地幔内部经历了碳酸盐熔体交代.大别毛屋和苏鲁蒋庄橄榄岩及其交代脉体记录了约170~200 km深度的俯冲带壳幔相互作用过程.深俯冲陆壳释放的富Si-Al质熔体可不同程度地改造地幔楔底部,形成富石榴石和富辉石的交代岩,并引发强烈的Os同位素分馏效应.该过程不仅改变地幔楔岩性和化学组成,还能够改变交代介质成分,为俯冲带各类深部地幔岩浆提供源区物质.因此,大陆深俯冲是导致上地幔不均一的重要途径. 相似文献
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Angélica Isabel LLANES CASTRO Joaquín Antonio PROENZA FERNáNDEZ Esther María CRUZ GáMEZ 《《地质学报》英文版》2017,91(Z1):18-18
We present new geochemical data for the upper mantle and crustal sections(whole-rock major and trace element compositions)as well as mineral chemical data,from the Northern Carbibbean ophiolites in the Habana-Matanzas region in Western Cuba.These ophiolites are part of the Northern Cuban Ophiolitic Belt(NCOB),extending for more than 1000 km along the island.The upper mantle peridotites are composed mainly of refractory harzburgite with tectonite textures,and show convex-downward patterns depleted in MREE normalized to chondrite values(Mc Donough and Sun,1995).These geochemical trends are characteristic for depleted mantle wedge peridotites metasomatized by slab-derived,LREE enriched melts.The NCOB also includes abyssal peridotites having lower LREE/HREEratiosanddisplayingrelativelyhomogeneous and flat patterns from MREE to HREE.These peridotites represent fragments accreted into the continental margin from a subducted oceanic lithosphere.Gabbro and dolerite units in the NCOB are systematically depleted in High Field Strength Elements(HFSE:Nb,Ta,Hf,Ti)and REE with respect to N-MORB(1 X N-MORB).Their melt evolution was affected by subduction input.Spatially associated granitic rocks have a volcanic arc geochemical affinity.Some mafic extrusive rocks within the NCOB exhibit boninitic signatures,and may represent the products of subduction initiation magmatism,whereas other extrusive rock occurrences display N-MORB to E-MORB geochemical fingerprints,slightly modified by subduction derived fluids.Using these geochemical data and constraints,we present a tectonomagmatic model for the evolution of the NCOB within the framework of the Caribbean geology. 相似文献
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Svend Duggen Maxim Portnyagin Joel Baker Kaj Hoernle Nathalie Grassineau 《Geochimica et cosmochimica acta》2007,71(2):452-480
The shift of lava geochemistry between volcanic front to rear-arc volcanoes in active subduction zones is a widespread phenomenon. It is somehow linked to an increase of the slab surface depth of the subducting oceanic lithosphere and increasing thickness of the mantle wedge and new constraints for its causes may improve our understanding of magma generation and element recycling in subduction zones in general. As a case study, this paper focuses on the geochemical composition of lavas from two adjacent volcanic centres from the volcanic front (VF) to rear-arc (RA) transition of the Southern Kamchatkan subduction zone, with the aim to examine whether the shift in lava geochemistry is associated with processes in the mantle wedge or in the subducted oceanic lithosphere or both. The trace element and O-Sr-Nd-Hf-Pb (double-spike)-isotopic composition of the mafic Mutnovsky (VF) and Gorely (RA) lavas in conjunction with geochemical modelling provides constraints for the degree of partial melting in the mantle wedge and the nature of their slab components. Degrees of partial melting are inferred to be significantly higher beneath Mutnovsky (∼18%) than Gorely (∼10%). The Mutnovsky (VF) slab component is dominated by hydrous fluids, derived from subducted sediments and altered oceanic crust, eventually containing minor but variable amounts of sediment melts. The composition of the Gorely slab component strongly points to a hydrous silicate melt, most likely mainly stemming from subducted sediments, although additional fluid-contribution from the underlying altered oceanic crust (AOC) is likely. Moreover, the Hf-Nd-isotope data combined with geochemical modelling suggest progressive break-down of accessory zircon in the melting metasediments. Therefore, the drastic VF to RA shift in basalt chemistry mainly arises from the transition of the nature of the slab component (from hydrous fluid to melt) in conjunction with decreasing degrees of partial melting within ∼15 km across-arc. Finally, systematic variations of key inter-element with high-precision Pb-isotope ratios provide geochemical evidence for a pollution of the Mutnovsky mantle source with Gorely melt components but not vice versa, most likely resulting from trench-ward mantle wedge corner flow. We also present a geodynamic model integrating the location of the Mutnovsky and Gorely volcanic centres and their lava geochemistry with the recently proposed thermal structure of the southern Kamchatkan arc and constraints about phase equilibria in subducted sediments and AOC. Herein, the slab surface hosting the subducted sediments suffers a transition from dehydration to melting above a continuously dehydrating layer of AOC. Wider implications of this study are that an onset of (flush-) sediment melting may ultimately be the main trigger for the VF to RA transition of lava geochemistry in subduction zones. 相似文献
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Based on petrological and geochemical arguments, it is possible that arc magma is derived from subducted oceanic crust. In this paper, regional thermal models have been constructed to study the feasibility of melting cold subducted oceanic crusts at shallow depth (i.e. at depths of about 100 km) by a dynamic mantle. Calculated results suggest that plate subduction will generate an induced flow in the wedge above the subducting slab. This current continuously feeds hot mantle material into the corner and onto the slab surface. A high temperature thermal environment can be maintained in the vicinity of the wedge corner, immediately beneath the over-riding plate. Our regional models further demonstrate quantitatively that production of local melting is possible just about 30 km down dip from the asthenosphere wedge corner. Additional geological processes such as reasonable amounts of shear heating and minor dehydration (which will lower the local melting temperature) will further increase the probability of melting a cold subducted oceanic crust at shallow depth. 相似文献
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Although slab-derived fluid significantly affects melt generation and dynamics within subduction zones, its amount and distribution are not sufficiently constrained at present. Herein, we use isotopic systematics of arc volcanic rocks, subducting materials, and intrinsic mantle components prior to metasomatism, to quantify the contribution of the slab-derived fluid that metasomatizes the overlying mantle wedge beneath the entire area of Japan arcs. Simultaneous application of several multivariate statistical analyses (clustering analysis and principal/independent component analyses) to the isotopic data set allows Japan arcs to be broadly divided into eastern and western parts at the first order. Moreover, a clear higher-order inter-arc segmentation is observed, together with some intra-arc variations that possibly correspond to the heterogeneity of incoming plates. Inter-arc segmentation is shown to be primarily controlled by the geometrical parameters of the slab and the arc (e.g., subduction of a single plate or double plates beneath either oceanic or continental crust), which results in differences between mantle wedge and slab thermal conditions. Accordingly, the Kuril and Izu arcs, which have thin arc crusts (~20 km), exhibit the lowest extent of slab-derived fluid addition (0.1 wt%) to the mantle wedge, while the NE Japan arc, with a thicker arc crust (up to 36 km), features a higher value of 0.2 wt%, although the slab thermal parameters for these three arcs are essentially the same. The Central Japan arc shows the highest extent of slab-derived fluid addition (>1.0 wt%) because of the overlapping subduction of Pacific and Philippine Sea slabs, while the SW Japan and Ryukyu arcs feature moderate values of ~0.5 wt%. Moreover, a clear exotic plume zone and spots are observed in SW Japan and the Japan Sea. In addition to the variability of slab-derived fluid composition, the intrinsic mantle composition (before slab-derived fluid–induced metasomatism) shows a clear along-arc variation that is possibly caused by a large-scale mantle flow from the continental side. Thus, slab-derived fluid addition and mantle composition variability equally contribute to inter-arc segmentation, which highlights the importance of both local and regional thermal flow structures of slab-mantle systems. 相似文献
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西天山特克斯北中酸性火成岩地球化学特征及成因意义 总被引：2，自引：2，他引：0
新疆西天山特克斯县城北部伊特公路沿线和库勒萨依出露大量中酸性火成岩,伊特公路沿线为石英钠长斑岩,库勒萨依为石英闪长斑岩和花岗闪长斑岩。岩石地球化学和同位素组成研究表明,前者为典型的岛(陆)弧带火成岩,而后者具有埃达克岩的成分特征,两者均为古亚洲洋壳在俯冲过程中岩浆活动的产物。早先俯冲的较冷洋壳板片在深处脱水诱发上覆地幔楔熔融,熔体上升并经历壳幔相互作用等过程引发伊特公路一带弧岩浆活动; 由于洋壳持续俯冲,后来新形成的靠近洋脊的年轻板片由于高热在较浅处直接发生部分熔融形成埃达克岩浆,并上侵至库勒萨依一带。库勒萨依斑岩体SIMS锆石 U-Pb年龄为342.5±2.3Ma,属于早石炭世。两组中酸性火成岩的地球化学特征表明,古亚洲洋(南天山洋)在早石炭世还未完全闭合,洋壳向北的持续俯冲过程造成伊犁-中天山板块南缘广泛的岩浆活动,此时西天山陆壳增生方式主要为侧向增生,增生物质主要为洋壳板片(埃达克岩)和洋壳板片流体交代的地幔楔成分。 相似文献