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冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下,在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室。尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作,但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题,如:冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系,冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控制,冲绳海槽岩浆源区地幔的特征,俯冲板块组分(流体+熔体)对地幔楔部分熔融的贡献等。本文在系统收集和整理(剔除了一些存疑数据)了迄今已有冲绳海槽火山岩主量元素、微量元素(包括稀土元素)与Sr-Nd-Pb同位素数据的基础上,通过对资料的系统分析,进一步确认了酸性浮岩与基性玄武岩的岩浆同源性;认为在冲绳海槽北段与中段主要分布有酸性浮岩和中性安山岩,应该是两段区域目前正处于裂谷阶段的反映,而南段广泛分布的基性玄武岩说明在构造性质上已接近成熟性弧后盆地;冲绳海槽的火山岩岩浆源区具有II型富集地幔（EMII型）Dupal异常特征,岩浆源于流行地幔（PREMA）和EMII型地幔端元混合的源区地幔,其中EMII约占比15%,PREMA贡献率在85%左右;源于俯冲的菲律宾海板块(俯冲洋壳或沉积物)的流/熔体的加入是导致冲绳海槽下伏地幔具有EMII型特征的原因,这一点不同于Dupal异常源于壳幔相互作用的观点。 相似文献
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冲绳海槽岩浆源的三分量混合模型 总被引：1，自引：0，他引：1
综合分析了冲绳海槽玄武岩中微量元素的地球化学特征，发现最少要求三分量混合作用来解释其岩浆源成分，并通过最大方差因子分析估算了3个分量的贡献比例。亏损型地幔是海槽岩浆源的主体，但其中舍有富集型地幔的成分，尤其是海槽中部玄武岩岩浆源中这种富集型地幔成分的特征表现得更为明显。俯冲组分是岩浆源中的另一个主要成分，贡献量为20％左右，是造成海槽区玄武岩中Pb强烈富集的重要原因。 相似文献
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马里亚纳海槽热液活动区玄武岩的岩石地球化学特征 总被引：6，自引：0，他引：6
对拖网采自马里亚纳海槽热液活动区 (18°N附近 )的 8个玄武质岩石样品进行岩石地球化学初步研究。岩石富集 L IL E和 L REE,稀土分布型式呈右倾图式 ,L a N=10 .6 8～ 2 2 .6 4 ,(L a/Yb) N=1.6 1～ 2 .4 7,并略显 Eu正异常。在相对于原始地幔的标准化微量元素分布图中 ,7个样品具较明显的 Nb亏损和 Zr、Hf富集 ,而 1个样品不具 Nb的亏损 ;HFSE/HFSE、L IL E/HFSE、L IL E/L IL E等微量元素比值大都在 N- MORB和 EMI2个地幔端员组分间变化。这表明岩浆起源于受俯冲组分改造或影响的上地幔 ,且地幔源区存在明显的化学不均一性。与冲绳海槽玄武岩相比 ,马里亚纳海槽玄武岩的 Nb亏损明显减弱 ,暗示俯冲组分对地幔源区的影响程度也随之减弱 ,这反映出处于弧后张裂阶段的冲绳海槽与处于从弧后张裂向海底扩张过渡阶段的马里亚纳海槽 ,在岩浆起源及其动力学背景存在明显差异 相似文献
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冲绳海槽浮岩中碳、氢同位素组成特征 总被引：3，自引：1，他引：3
利用分阶段热解释放气体质谱分析法研究了冲绳海槽浮岩热解释放气中CO2和H2O的碳、氢同位素组成,结果显示:浮岩中原生CO2和H2O主要释放于400～1 000℃,CO2的碳同位素组成介于-6.7×10-3～-22.7×10-3,H2O的氢同位素组成从-45×10-3变到-71×10-3,均落入幔源火山岩的变化范围,而且浮岩的氢同位素组成与海槽区玄武岩的氢同位素组成非常接近,这表明冲绳海槽浮岩与玄武岩之间具有密切的成因联系,浮岩岩浆和玄武岩岩浆是同源岩浆不同程度结晶分异的产物.另外,这些浮岩较洋中脊玄武岩要贫13C,并富集D,同时具有从洋中脊玄武岩向岛弧玄武岩变化的趋势,这表明浮岩岩浆在形成或上升过程中可能受到俯冲板块释放流体的影响. 相似文献
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马里亚纳海槽作为正在活动的典型弧后盆地，是研究俯冲作用对岩浆作用和壳幔动力学影响的理想场所。通过对采自该海槽中南部的样品进行系统的岩石地球化学特征对比与研究，并结合前人已发表的岩石地球化学数据，探讨了马里亚纳海槽中南部的地幔富集（亏损）程度、地幔熔融程度、地幔熔融深度以及俯冲物质的加入程度。结果表明：（1）马里亚纳海槽中南部主要发育一套中低钾钙碱性系列玄武岩、玄武质安山岩；（2）海底岩石富集了大离子亲石元素、轻稀土元素，亏损高场强元素、重稀土元素；（3）将马里亚纳海槽沿扩张中心分为三段，对每段地幔熔融的程度和深度进行计算并且消除地幔不均一性的影响，发现在15°N和18°N附近二者呈现负相关关系，其余地区则呈现正相关关系，证明海槽存在两种地幔熔融模式；（4）微量元素比值显示海槽受多种俯冲组分影响，并且马里亚纳海槽南部的南段可能存在另一个富水熔体端元，可能是导致海槽扩张速率较快的原因。对俯冲物质的加入程度进行计算，发现靠近15°N与18°N俯冲组分的影响变弱，这进一步表明，马里亚纳海槽火山岩的变化可能是由于类似N-MORB的地幔源区与类似岛弧的地幔源区混合造成的；俯冲物质是控制地幔熔融程度... 相似文献
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冲绳海槽黑色与白色浮岩特征及其对岩浆演化的指示 总被引：1，自引：1，他引：0
为了认识黑色与白色浮岩的岩石特征及成因,使用人工重砂、元素地球化学等分析技术,研究冲绳海槽两类浮岩中元素及矿物组成特征。研究显示,冲绳海槽黑色和白色浮岩具有相似全岩化学组成,都落入流纹岩区,稀土配分曲线明显呈右倾,具负Eu异常,富集不相容元素,岩石物理性质差别是导致其颜色差异的主要因素。两类浮岩岩石学特征的不同主要体现在:(1)白色浮岩锆石和辉石都具有两种类型,黑色浮岩仅具有其中一种;(2)黑色浮岩中发育钛铁矿、钛磁铁矿与基质构成的珠状构造,且基质玻璃中密集分布磁铁矿雏晶,而白色浮岩不具备上述岩石学特征。综合分析海槽两类浮岩岩石学特征所蕴含的岩浆演化信息,推测两类浮岩具有相同的玄武质岩浆源区,富挥发组分的玄武质母岩浆上升进入地壳,形成初级岩浆房,房内结晶分异后残留的酸性岩浆,沿海槽构造薄弱带向上运移,岩浆运移过程中有少部分进入分支断裂系统形成次级岩浆房,期间初级岩浆房接受多次基性岩浆注入;初级和次级岩浆房中的酸性岩浆分别独立喷出海底,前者形成白色浮岩,后者形成黑色浮岩。此外,演化过程中岩浆性质逐渐由氧化性向还原性转变。 相似文献
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冲绳海槽浮岩中岩浆包裹体岩石化学成分特征 总被引：7，自引：2，他引：7
系统地分析了冲绳海槽酸性浮岸中玻璃质岩浆包裹体的岩石化学成分，探讨了包裹体的岩石化学成分特征及其在岩浆起源及结晶演化过程中的指示意义，并结合前期及前人工作讨论了冲绳海槽不同岩石类型之间的成因联系及演化关系。结果表明，斑晶结晶时岩浆熔体为钙碱性英安质或流纹质岩浆，是来自地幔的拉斑玄武质岩浆充分结晶分异作用的产物。尽管各斑晶矿物中玻璃质岩浆包裹体的化学成分有所差异，但根据包裹体的岩石化学成分特征可以断定包裹体所代表的岩浆具有同源性，其差异只是反映了岩浆结晶演化的不同阶段或不同矿物结晶期，为进一步详细研究浮岩岩浆的结晶演化过程提供了最直接的资料。对比冲绳海槽酸性浮岩与玄武岩等不同岩石类型的岩石化学特征，可以证明这些岩石类型之间存在着密切的成因联系，包括同源性与继承性，它们分别是岩浆作用不同阶段的产物。另外，包裹体的成分主要取决于包裹体所在斑晶矿物的种类与成分，分析中未发现岩石化学性质明显不同的岩浆包裹体共存的现象，也没有在中酸性矿物中发现基性玻璃质岩浆包裹体，因此可以推断基本不存在不同性质的岩浆之间的直接混合作用。 相似文献
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冲绳海槽中段表层沉积物中稀土元素组成及其物源指示意义 总被引：7，自引：0，他引：7
冲绳海槽中段表层沉积物主要是由陆源、火山源和生物源物质按不同比例组成的混合物。研究表明，陆源物质(长江和黄河沉积物)稀土总量最高，轻稀土明显比重稀土富集；火山物质(冲绳海槽火山玻璃)具有较明显的正Eu异常且重稀土相对富集；生物源物质(冲绳海槽有孔虫壳)中稀土富集。3种端员物质的稀土元素组成特征存在显著差异，因此，选择合适的稀土元素特征参数——∑LREE／∑HREE、Eu／Sm及MREE／(LREE HREE)可以分别刻画出冲绳海槽沉积物中陆源、火山源及生物源物质的组成特征。通过与前人对研究区物源定性、定量分区的结果对比，验证了利用稀土元素特征参数刻画冲绳海槽混合沉积物物质来源组成的有效性。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2021,(5)
研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。 相似文献
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为进一步了解冲绳海槽浮岩的物理性质和地球化学特征差异,对冲绳海槽中部岩心沉积物S9中的浮岩进行了微观结构和地球化学组成分析。结果显示,冲绳海槽中部存在白色、灰白色及棕色3种浮岩,其中灰白色浮岩又可以根据构造特征分为气孔构造和流动构造浮岩两个亚类。浮岩的地球化学组成表明白色、灰白色及棕色浮岩都是由玄武质岩浆经过充分的分离结晶作用形成的流纹质或流纹英安质火山岩。玄武质岩浆在演化的过程中发生了斜长石、角闪石、辉石、Fe-Ti氧化物、磷灰石等矿物的结晶分离。结合有孔虫14C年龄,认为浮岩是冲绳海槽中部距今13.1 ka左右的长英质火山活动的产物。演化程度相对较低的棕色浮岩具有比白色浮岩高的TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO含量,且棕色浮岩具有相对低的稀土总量和轻稀土总量。根据浮岩的物理性质及地球化学组成差异推测,岩浆的黏度和压力是影响浮岩构造特征的主要因素。黏度大、连续减压的岩浆易于形成具有流动构造和密集气孔的浮岩,黏度小、阶段性减压的岩浆易于形成气孔大而疏松的浮岩。 相似文献
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冲绳海槽中部伊平屋脊火山岩地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成：对岩石成因和地幔源区的指示 总被引：1，自引：0，他引：1
As an active back-arc basin, the Okinawa Trough is located in the southeastern region of the East China Sea shelf and is strongly influenced by the subduction of the Philippine Sea Plate. Major element, trace element and Sr-NdPb isotopic composition data are presented for volcanic rocks from the Iheya Ridge(IR), the middle Okinawa Trough. The IR rocks record large variations in major elements and range from basalts to rhyolites. Similar trace element distribution characteristics together with small variations in ~(87)Sr/~(86)Sr(0.703 862–0.704 884), ~(144)Nd/~(143)Nd(0.512 763–0.512 880) and Pb isotopic ratios, demonstrate that the IR rocks are derived from a similar magma source. The fractional crystallization of olivine, clinopyroxene, plagioclase, and amphibole, as well as accessory minerals, can reasonably explain the compositional variations of these IR rocks. The simulations suggest that approximately 60% and 75% fractionation of an evolved basaltic magma can produce trace element compositions similar to those of the intermediate rocks and acid rocks, respectively. The analysis of their Sr-Nd-Pb isotopic content ratios suggest that the source of the rocks from the IR is close to the depleted mantle(DM) but extends to the enriched mantle(EMII), indicating that the mantle source of these rocks is a mixture between the DM and EMII end members. The simulations show that the source of the IR volcanic rocks can be best interpreted as the result of the mixing of approximately 0.8%–2.0% subduction sediment components and 98.0%–99.2% mantlederived melts. 相似文献
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对新近(2014年)采自冲绳海槽南部Yonaguni Knoll IV热液活动区和中部伊平屋热液活动区的金属硫化物样品分别进行了X射线荧光光谱(XRF)和等离子体质谱(ICP-MS)分析,旨在通过对比分析两个热液活动区金属硫化物的元素地球化学特征,探讨两个不同热液活动区成矿元素的富集规律、热液成矿的作用过程及其区域差异。研究结果表明:在冲绳海槽中部和南部热液区分布有两种金属硫化物,分别为富Fe-Zn型硫化物和Ba-Zn-Pb型硫化物(+硫酸盐);相较于大洋中脊和其它弧后盆地的热液硫化物,研究区硫化物中Pb的含量明显较高,而Cu和Fe的含量相对较低,这与冲绳海槽存在较厚的沉积盖层有关;无论是常量元素、微量元素、还是稀土元素(REE),其含量和相关的特征值都变化较大,表明研究区热液硫化物形成于不同的热液成矿阶段;富Fe-Zn型硫化物是在高温热液活动阶段形成的,而Ba-Zn-Pb型硫化物(+硫酸盐)则形成于热液喷出海底与海水混合的过程中,成矿温度较低;即使在同一热液活动区,成矿环境也有较大变化,主要表现在成矿温度的波动上;研究区热液硫化物中REE的配分模式特征表明硫化物中REE的物源相同,但经历的过程(REE的迁移和富集)有所不同,反映了热液硫化物形成于不同的热液成矿阶段;热液成矿作用存在区域性差异,海槽南部的成矿温度较中部低,成矿物质来源方面,南部热液区硫化物的Pb含量较中部高,表明其成矿物质可能部分来源于沉积物。 相似文献
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借助冲绳海槽火山岩地球化学分析结果,讨论了海槽不同区段岩浆的温度、压力、密度和黏度等物理化学参数,以确定海槽岩浆的物理性质及其对海槽不同区段岩浆演化过程的影响.海槽北段的岩浆相对于中段表现出高压力、低温度的特征.由于海槽岩浆挥发分含量较高,北段岩浆的密度和黏度要高于中段的.但总的来说,海槽岩浆具有低密度、低黏度的特点,因此岩浆更容易穿透岩石圈,而且有利于岩浆结晶分异作用的进行.对海槽岩浆相对运移速度的研究显示,在外部条件及含水量相同的前提下,在海槽中段岩浆上升速度要大于北段的,这从岩浆物理化学性质的角度解释了为何海槽中段火山活动要强于北段的. 相似文献
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Geochemistry of trace elements and Sr-Nd isotopes of foraminifera shell from the Okinawa Trough 总被引：1，自引：0，他引：1
ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｒｏｖｅｎａｎｃｅｏｆｍａｒｉｎｅｓｅｄｉｍｅｎｔｓｈａｓａｌｗａｙｓｂｅｅｎａｆｏｃｕｓｅｄｐｒｏｂｌｅｍｉｎｍａｒｉｎｅｓｅｄｉｍｅｎｔｇｅ ｏｌｏｇｙ.Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆｅｎｄｍｅｍｂｅｒｓａｎｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｖｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｆｒｏｍｍｉｘｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎａｋｅｙｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｐｒｏｖｅｎａｎｃｅ .Ｆｏｒｔｈｉｓａｉｍ ,ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｅｌｅｃｔｅｎｄｍｅ… 相似文献
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冲绳海槽有孔虫壳体的微量元素Sr,Nd同位素地球化学 总被引：6，自引：1，他引：6
钙质生物壳的微量元素组合和Sr,Nd同位素组成是识别海底混合源沉积物中生物源物质相对贡献的重要参数.冲绳海槽有孔虫壳体强烈富集Sr,P,Mn和Ba,富集Li,U,Th,Sc,Co,Pb,Zn,Cr,Rb,Y,Sb和轻稀土元素,弱富集V,Ga,Zr,Nb,Cd和中稀土元素,相对贫Ge,Mo,In,Sn,Cs,Hf,Ta,W,Tl,Bi和重稀土元素,海水中微量元素的背景含量和生物活动对微量元素的选择性吸收是有孔虫壳体中微量元素发生富集和贫化的主要机制,冲绳海槽有孔虫壳体的稀土元素配分模式与海水和太平洋有孔虫的有明显差异,表现出中稀土元素相对富集,并具有微弱的负Ce异常.有孔虫壳体的Sr,Nd同位素比值也与大洋海水不同,分别为0.709769和0.512162,前者略高于大洋海水,后者略低于大洋海水,表明冲绳海槽海水明显受大陆河水影响. 相似文献
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Glass inclusions in volcanic rocks in the Okinawa Trough back-arc basin:constraints on magma genesis and evolution 总被引：1，自引：0，他引：1
INTROOUcr1ONThe Okinawa Trough is a typical marginal back-arc basin, where its oPening began in rela-tively recent years* There is a great controversy about the origin of its initial magYna. haltand acid volcanic pumice make up the bimedal volcanism in the Okinawa Trough. MOSt of geol-ogists believed that the acid pumice was the preduct of extremely crystal fractionation of baseltInagTna, but the others argued that it should com from the melting of lower-crust. Som de-tailed petrolOgic… 相似文献