快、慢速扩张洋中脊玄武岩特征对比及意义

发布时间：2020-10-31 05:09

　　 本文对中国大洋科考所获得的分别来自EPR（1.23°）N区和SWIR(49.6°E和50.5°E)区的洋脊玄武岩进行岩石学、矿物学和元素地球化学方面的对比研究，两个地区分别为典型的快速扩张洋脊和慢速扩张洋脊，扩张速率分别为140mm/a和14.8mm/a。对两个地区进行对比性研究有利于探讨在快、慢扩张洋脊下岩浆活动、构造特征和地球动力学特征等方面的差异性。 研究表明，从岩石学、矿物学和地球化学等方面，EPR（1.23°N）区和SWIR(49.6°E和50.5°E)区洋脊玄武岩都存在明显差异。总体上，EPR1.23°N区较SWIR(49.6°E和50.5°E)区玄武岩具有更高的斑晶含量，且斑晶以斜长石为主，橄榄石极少，缺少辉石；SWIR(49.6°E和50.5°E)区玄武岩斑晶以橄榄石为主，斜长石和辉石含量相对较少。通过对斜长石化学成分的分析对比，EPR（1.23°N）区最基性的斜长石具有明显的韵律环带（3个峰谷）。这指示了多期结晶作用，结合全岩元素低Mg的特征，推测斑晶的特征变化来自岩浆房内的混合作用。说明该区玄武岩的确在洋脊下浅部岩浆房内经过强烈的结晶分异作用，且经历了多期（至少3期）的岩浆侵入和混合。而在SWIR（49.6°E和50.5°E）区斜长石晶粒很小，未见有明显的环带现象，反映了斜长石的结晶过程中岩浆化学成分变化稳定，晶体稳定生长，岩浆在上升过程中没有新的岩浆混合和侵入。 EPR（1.23°N）区玄武岩斜长石晶体（主要指大颗粒斑晶）长轴排列具有一定的定向性，结晶温度相对高，说明岩浆可能来自相对更深的深度，在早期斜长石斑晶结晶过程时，该区残留熔浆流动性较大，这可能指示岩浆在早期上升速度很快，分异作用主要发生在浅部。SWIR（49.6°E和50.5°E）区玄武岩斜长石未出现明显的定向性，结晶温度相对低，结合斜长石晶粒很小、没有明显的韵律环带、基质常含放射状分布的斜长石微晶等特征，岩浆来源可能相对浅，以稳定但缓慢的速度上升，且上升过程中温度下降快。同时，EPR（1.23°N）区相较于SWIR（49.6°E和50.5°E）区具有高的Na8值，结合Ce-Ce/Yb相关关系，指示了SWIR（49.6°E和50.5°E）区具有更大的熔融程度。
【学位单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2013
【中图分类】：P736
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 选题背景
    1.2 洋中脊玄武岩及其成因研究
        1.2.1 洋中脊玄武岩与地幔熔融
        1.2.2 压力对岩浆类型的影响
        1.2.3 熔融温度对岩浆类型的影响
        1.2.4 挥发份对熔融程度的影响
    1.3 快、慢速洋脊玄武岩岩石学和元素地球化学研究现状
        1.3.1 洋中脊类型划分概述
        1.3.2 快速和慢速洋中脊岩浆熔融和岩浆活动
        1.3.3 快慢速洋脊岩相学、矿物学及元素地球化学差异与岩浆熔融
        1.3.4 研究区洋中脊玄武岩岩石和地球化学记录
        1.3.5 对SWIR调查和研究重要意义
    1.4 选题及研究内容
        1.4.1 选题依据和相关科学问题
        1.4.2 研究内容
    1.5 论文工作量和创新点
        1.5.1 主要工作量
        1.5.2 主要创新点
2 地质背景
    2.1 EPR地质背景
        2.1.1 EPR地形和构造特征
        2.1.2 EPR岩石类型
    2.2 SWIR地质背景
        2.2.1 SWIR地形和构造特征
        2.2.2 SWIR岩石类型
3 样品与研究方法
    3.1 样品与站位概况
    3.2 方法
        3.2.1 薄片观察
        3.2.2 元素分析
        3.2.3 电子探针
        3.2.4 X射线衍射分析
    4 EPR 1.23 °N～5.70°S区域玄武岩岩石矿物及地球化学特征
        4.1 岩石学
            4.1.1 岩相学特征
            4.1.2 矿物学特征
        4.2 岩石地球化学特征
            4.2.1 全岩主量元素特征
            4.2.2 全岩微量元素地球化学特征
            4.2.3 全岩稀土元素地球化学特征
            附表
        4.3 矿物地球化学特征
            4.3.1 EPR区洋脊玄武岩斜长石矿物化学特征及意义
                4.3.1.1 斜长石化学特征
                4.1.1.2 斜长石内包裹体化学特征
            4.3.2 EPR区洋脊玄武岩橄榄石矿物化学
        4.4 讨论与对比
            4.4.1 研究区玄武岩矿物结晶特征
            4.4.2 研究区岩浆混合-结晶作用
            4.4.3 研究区岩浆熔融程度
    5 SWIR（49.6 °E、50.5°E）区玄武岩岩石学和元素地球化学特征
        5.1 岩石学特征
            5.1.1 岩相学特征
            5.1.2 矿物学特征
        5.2 岩石地球化学特征
            5.2.1 全岩主量元素特征
            5.2.2 岩石全岩稀土元素特征
        5.3 矿物地球化学特征
            5.3.1 斑晶化学成分分析
            5.3.2 X射线衍射矿物相分析
        5.4 标准矿物及岩石化学参数的计算
        5.5 讨论与对比
            5.5.1 研究区玄武岩岩石化学特征与岩石类别
            5.5.2 SWIR不同脊段玄武岩主要矿物化学特征对比
            5.5.3 矿物和岩石化学特征与岩浆分异作用
            5.5.4 岩浆熔融程度与洋脊段（扩张速率）的关系
        5.6 本章小结
    6 EPR（1.23 °N～5.70°S）区与SWIR（49.6°E和 50.5°E）区洋脊玄武岩岩石特征对比
        6.1 EPR（1.23°N～5.70°S）区与SWIR（49.6°E和 50.5°E）区岩浆结晶特征对比
        6.2 EPR（1.23°N～5.70°S）区与SWIR（49.6°E和 50.5°E）区岩浆熔融特征对比
        6.3 研究区岩浆过程初探
7 结论与存在问题
    7.1 结论
    7.2 存在问题
参考文献
致谢
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1 罗照华,白志达,赵志丹,詹华明,李莉;塔里木盆地南北缘新生代火山岩成因及其地质意义[J];地学前缘;2003年03期

本文编号：2863486