印度洋Carlsberg洋脊玄武岩的研究

发布时间：2017-05-08 15:16

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【摘要】：本文对在印度洋Carlsberg洋脊采取的17个站位的19份玄武岩进行了矿物组成分析、常量元素分析、微量元素分析及矿物电子探针分析。通过岩石学、矿物学及地球化学分析,旨在研究该区域玄武岩的岩浆物质来源、源区地幔熔融及岩浆的结晶演化过程等。主要研究成果包括：(1)Carlsberg洋脊玄武岩以间隐结构及玻基交织结构为主,矿物斑晶组成主要为斜长石,其次是橄榄石和极少的辉石。斑晶斜长石为拉长石和培长石,以拉长石为主；微晶主要为拉长石。斑晶橄榄石以贵橄榄石为主；辉石种类以透辉石及普通辉石为主,少数易变辉石。斜长石斑晶中存在玻璃质包裹体,包裹体Mg#高于基质Mg#,表明包裹体生成时岩浆组成更加接近原始岩浆组成。部分玄武岩斑晶斜长石An值变化记录了正、反环带及韵律环带特征。在Ⅳ脊段样品中,斑晶斜长石既有正环带,也有韵律环带,表明该脊段的岩浆经历了结晶演化过程,同时可能有不同成分岩浆的混合作用。在Ⅴ脊段及Ⅱ脊段附近脊段玄武岩中,斑晶斜长石出现反环带,表明经历了来自地幔的初始岩浆(未经结晶分异演化,成分更基性)陆续注入的过程。斑晶橄榄石Fo值变化不大,无明显环带特征。(2)Carlsberg洋脊玄武岩为橄榄拉斑玄武岩。各脊段岩石化学组成差异不大,平均组成与N-MORB相近。部分样品具有较大的LOI,可能受到了海底蚀变作用影响。玄武岩主量元素相关性不好,表明岩石有不同的结晶演化过程：玄武岩以斜长石+橄榄石的结晶分异作用为主,部分脊段岩石有单斜辉石结晶分异。(3) Carlsberg洋脊玄武岩微量元素标准化配分图为亏损LILE而富集HFSE的左倾型式。大部分玄武岩Nb/Ta1,岩浆源区为亏损地幔；少数玄武岩Nb/Ta1,岩浆源区可能有富集组分混入；玄武岩均有Sr负异常,为玄武岩经历斜长石结晶分异作用的结果。不同脊段岩石微量元素配分曲线相似且与N-MORB相近。稀土元素标准化配分模式图为亏损LREE而富集HREE的左倾型式,无明显的Eu及Ce异常。不同脊段玄武岩稀土元素配分曲线相似且与N-MORB相近。Ⅱ脊段、Ⅲ脊段及V脊段玄武岩稀土元素配分曲线平行且Σ REE含量接近,岩石主要受结晶分异作用控制；Ⅱ脊段及Ⅳ脊段玄武岩稀土配分曲线相似但∑REE含量有差异,岩石主要受熔融作用控制。(4)Carlsberg洋脊玄武质岩浆起源于尖晶石二辉橄榄岩地幔熔融,Ca8/Al8、 Nag与Fe8之间关系表明玄武质岩浆来源于不同程度和深度的地幔熔融。Ⅳ脊段玄武岩有较低Na8值和较高Fe8值,表明具有较热的源区地幔、较高的熔融程度及较大的熔融深度,熔融程度约为15wt%～17wt%; Ⅱ脊段及V脊段玄武岩有较高Na8值和较低Fe8值,表明具有较冷的源区地幔、较低的部分熔融程度及较小熔融深度,熔融程度约为10 wt%。(5) Carlsberg洋脊与中印度洋脊(CIR)其它脊段(CR、NCIR及SCIR)玄武岩化学组成相近,主要为大洋拉斑玄武岩,结晶矿物相均以橄榄石+斜长石为主。从CR、NCIR到SCIR,地幔熔融程度及深度相近,具有全球平均水平,比快速扩张的东太平洋海隆(EPR)和中速扩张的大西洋中脊(MAR)低,比慢速/超慢速扩张的印度洋中脊(IOR)高；各脊段源区地幔富集程度相近,仅SCIR及CR区域部分脊段具有较高的源区地幔富集程度。
【关键词】：印度洋Carlsberg洋脊 玄武岩 矿物学与岩石化学 岩浆源区地幔 结晶演化 区域差异
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P588.145
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 0 序言12-24
• 0.1 研究意义12-13
• 0.2 洋中脊玄武岩国内、外研究现状13-20
• 0.2.1 国外研究现状13-18
• 0.2.1.1 MORB组成的多样性14-15
• 0.2.1.2 岩浆“混合-结晶”作用研究15-16
• 0.2.1.3 熔融包裹体研究16
• 0.2.1.4 地幔熔融和岩浆迁移过程16-17
• 0.2.1.5 地幔非均一性的研究17-18
• 0.2.2 国内研究现状18-19
• 0.2.3 印度洋Carlsberg洋脊研究19-20
• 0.3 存在的科学问题分析20-21
• 0.4 选题依据及主要研究内容21-22
• 0.4.1 选题依据21-22
• 0.4.2 主要研究内容22
• 0.5 论文工作量和创新点22-24
• 0.5.1 主要工作量22-23
• 0.5.2 主要创新点23-24
• 1 区域地质背景24-27
• 1.1 地形和构造特征24-25
• 1.2 岩石类型和分布25-27
• 2 样品与分析方法27-29
• 2.1 样品和站位27
• 2.2 薄片鉴定及电子探针测试27-28
• 2.3 岩石地球化学分析28-29
• 2.3.1 常量元素测试28
• 2.3.2 微量及稀土元素测试28-29
• 3 玄武岩的矿物组成29-46
• 3.1 岩石薄片观察29-39
• 3.1.1 岩石学特征29-32
• 3.1.2 矿物学特征32-39
• 3.2 电子探针分析39-45
• 3.2.1 斜长石和橄榄石种属及矿物化学39-44
• 3.2.1.1 斜长石和橄榄石形态及斑晶成分39-41
• 3.2.1.2 斜长石种属与矿物化学41-43
• 3.2.1.3 橄榄石种属与矿物化学43-44
• 3.2.2 辉石种属与矿物化学44-45
• 3.3 小结45-46
• 4 岩石地球化学特征46-58
• 4.1 主量元素46-51
• 4.1.1 主量元素含量特征及岩石类型46-49
• 4.1.2 主量元素相关性49-51
• 4.2 微量稀土元素51-57
• 4.2.1 微量元素51-54
• 4.2.2 稀土元素54-57
• 4.3 小结57-58
• 5 岩浆源区地幔特征分析：微量元素的制约58-70
• 5.1 微量元素模式58-63
• 5.1.1 海底蚀变作用58-59
• 5.1.2 地壳混染59-60
• 5.1.3 构造环境判别60-61
• 5.1.4 岩浆源区特征61-63
• 5.2 地幔熔融特征63-67
• 5.2.1 熔融程度63-64
• 5.2.2 熔融比例及熔融曲线64-66
• 5.2.3 熔融深度66-67
• 5.3 同位素组成：地幔不均一性67-69
• 5.4 小结69-70
• 6 岩浆作用过程分析70-83
• 6.1 斜长石及橄榄石对岩浆作用的指示70-75
• 6.1.1 斜长石线分析70-72
• 6.1.2 橄榄石线分析72-74
• 6.1.3 斜长石包裹体组成74-75
• 6.2 岩浆混合-结晶过程记录75-79
• 6.2.1 斑晶矿物中的记录75-78
• 6.2.1.1 斜长石形成温度75-77
• 6.2.1.2 橄榄石形成温度77-78
• 6.2.2 矿物形成环境78-79
• 6.3 微量元素对结晶分异作用的指示79-80
• 6.4 岩浆成因模式：演化过程比源区更重要?80-81
• 6.5 小结81-83
• 7 岩浆作用的区域性差异83-93
• 7.1 引言83
• 7.2 中脊分段与海山分布83-84
• 7.3 不同区域MORB性质的差异84-87
• 7.3.1 MORB类型84-86
• 7.3.2 MORB矿物结晶特征86-87
• 7.4 熔融特征变化87-90
• 7.4.1 Fe_8及Na_8等的制约87-89
• 7.4.2 熔融程度及深度沿轴变化89-90
• 7.5 地幔不均一性90-92
• 7.6 小结92-93
• 8 结论93-95
• 参考文献95-107
• 附录107-118
• 致谢118-120
• 个人简历及攻读硕士期间发表的论文120

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1 淳明浩;印度洋Carlsberg洋脊玄武岩的研究[D];中国海洋大学;2015年

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本文编号：351380