东亚大地幔楔与中国东部新生代板内玄武岩成因

Abstract

西太平洋板块俯冲、东亚大地幔楔及其在东亚大陆边缘演化中的作用逐渐被学术界重视. 文章对东亚大地幔楔的物质组成、化学不均一性以及中国东部新生代板内玄武岩的成因进行综述, 并尝试提出大地幔楔体系中板内岩浆的成因机制. 主要认识包括: (1) 中国东部新生代玄武岩大致可以解释为高硅和低硅端员熔体的混合物. 东北、华北和华南玄武岩共享一个低硅熔体端员, 它具有高全碱、 Fe 2 O 3 T 和TiO 2, HIMU型微量元素特征, 其 206 Pb/ 204 Pb较典型HIMU玄武岩偏低, Nd-Hf同位素具有(年轻的)太平洋洋壳特征, 源区为含碳酸盐的榴辉岩+橄榄岩地幔. 高硅玄武岩端员具有低全碱、 Fe 2 O 3 T 和TiO 2, 其Pb-Nd-Hf同位素落入印度洋型地幔范围, 源区为石榴石辉石岩. 高硅玄武岩同位素组成表现出地区差异: 华北具有EM1型富集组分特征, 华南具有EM2型富集组分特点, 而东北兼有EM1和EM2两种富集组分. (2) 中国东部新生代玄武岩源区含有洋壳、水、沉积碳酸盐和岩石圈地幔组分, 说明东亚大地幔楔含有大量再循环物质. 根据其主要出现在大兴安岭-太行山重力梯度带以东地区, 并结合滞留板块的空间分布和地幔导电率特征, 推测这些再循环组分主要来源于滞留在地幔过渡带的太平洋板片, 而EM1或EM2组分来自浅部的岩石圈地幔. (3) 根据石榴石辉石岩和碳酸盐化榴辉岩/橄榄岩的固相线, 限定高硅玄武岩和低硅玄武岩的初始起源深度分别为<100km和~300km. 东亚大地幔楔具有垂向不均一的结构: 上部含有EM1或EM2地幔组分, 显示为印度洋地幔型同位素特征, 下部含有太平洋板块物质组分; 自下而上H 2 O和CO 2 含量逐渐降低. (4) 在地幔过渡带中滞留板片的脱碳和脱水作用及相关的熔融和交代作用是大地幔楔体系中板内岩浆成因的主要驱动力.