東非裂谷系統(tǒng)(EARS)地幔柱成因的新生代火山作用地球化學(xué)標志
摘要:本文應(yīng)用巖漿巖地球化學(xué)圖解對東非裂谷系統(tǒng)(EARS)火山巖的巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)進行處理,重點回顧和討論埃塞俄比亞大裂谷(MER)、阿法(Afar)盆地及肯尼亞裂谷火山作用的構(gòu)造環(huán)境和地幔柱成因。MER火山巖的巖石類型具雙峰式火山巖套特征,以高Ti的大陸溢流玄武巖(CFB)-大陸洋島玄武巖(OIB)-流紋巖系列為主,缺少中性巖,是來自地幔柱巖漿分異的結(jié)果,與板塊俯沖作用無關(guān)。阿法(Afar)盆地和紅海為CFB-MORB系列。肯尼亞裂谷(KR)及埃塞俄比亞大裂谷最南端圖爾卡納盆地只見以大陸OIB,缺乏流紋巖。EARS是一個主動型地幔柱,由地幔上涌沖擊地殼底部而成,其火山巖以富集常量元素Ti、Fe和Mg,富集高場強元素Nb、Ta和相容元素V、Cr、Co和Ni為特征。絕大多數(shù)EARS火山巖的Nb/Zr〉0.04和Ta/Hf比值〉0.1,在地球化學(xué)-構(gòu)造環(huán)境判別圖上落在板內(nèi)火山巖的范圍內(nèi)(大洋板內(nèi)和地幔柱),集中在Nb/Zr〉0.15和Ta/Hf比值〉0.3范圍內(nèi)的火山巖樣品可能為主動地幔柱成因。根據(jù)La/Nb、Ce/Pb和Ba/La比值,地幔柱成因的MER火山巖可分為受地殼混染地幔和未受地殼混染的原始地幔兩種類型。La/Nb(≤1)、Ce/Pb(30~50)、Ba/Nb比值(〉10)和La/Yb≤12是來源于未受地殼混染原始地幔的重要判別標志。地球化學(xué)證據(jù)(微量元素,Sr-Nd-Pb-He同位素)表明,MER-阿拉伯-也門地幔柱起源于深部核-幔邊界的HIMU。MER-Afar的前裂谷和同裂谷火山巖(50-12 Ma)具有高的3He同位素標志(R/Ra比值〉16.4)說明其非洲板塊之下存在一個深藏的地幔巖漿源深度大于670 km,位于石榴子石-尖晶石橄欖巖過渡帶(圖6b、c、d)。MER-Afar大火山巖省及其最南端圖爾卡納湖和肯尼亞地體(克拉通,改造的克拉通邊緣和活動帶)深部地殼底部之下的HIMU地幔可能是導(dǎo)致裂谷型的OIB和CFB異常發(fā)育的巖漿源區(qū),而Afar洼地(吉布提)?
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