特提斯喜马拉雅带中段东部三叠纪火山岩的地球化学和岩石成因

摘要

三叠纪火山岩分布于特提斯喜马拉雅带中段东部,古地理上位于大印度北东部.分别采用原子吸收分光度法、ICP-MS和全岩同位素稀释法对三叠纪火山岩的主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素进行了分析,并用来研究其成分特征和成因.岩相学和地球化学指标显示三叠纪火山岩为玄武岩,MgO含量均很低(范围在4.27%～7.72%),属于演化岩浆.早三叠世热马组和中三叠世桑康组具有较高的TiO2、TFeO和P2O5含量,稀土元素总量和轻重稀土元素的分馏程度均较高,Ti/V、Ti/Y、Zr/Y比值较高,富集高场强元素(如Nb、Zr等),地球化学特征与峨眉山高Ti玄武岩相似,以更富集La、Ce、Zr、Hf等元素而有别于夏威夷碱性玄武岩,它们属大陆边缘裂谷背景的具有OIB型地球化学特征的碱性玄武岩;晚三叠世涅如组玄武岩以较低TiO2、TFeO和P2O5含量为特征,稀土元素总量和轻重稀土分馏程度均较低,高场强元素(如Nb、Zr等)丰度很低,为大陆边缘裂谷背景的具有E-MORB地球化学特征的拉斑玄武岩.三叠纪玄武岩Nd同位素组成随时间从轻度富集到亏损(εNd(t)=-1.2→-0.5→4.4),指示岩浆源区具有从轻度富集到亏损的演化趋势.不相容元素(如La/Sm、La/Ta以及(Th/Ta)PM、(La/Nb)PM等)指示热马组和桑康组玄武岩遭受了一定程度下地壳混染,而涅如组没有遭受地壳混染.热马组和桑康组玄武岩还显示岩石圈地幔物质的印记,并与石榴石相二辉橄榄岩的低度部分熔融有关,而涅如组玄武岩除了具有E-MORB特征外,还与尖晶石相二辉橄榄岩的较高程度部分熔融有关.它们被解释为上涌的软流圈地幔物质与岩石圈地幔物质混合后在不同程度的拉张背景下发生减压熔融的产物.特提斯喜马拉雅带的三叠纪裂谷作用很可能具有主动裂谷作用的性质,较小规模的火山岩浆作用可用裂谷带之下上涌的地幔物质由于传导作用而变冷或正在孕育的地幔柱成因模式来解释.