板片-地幔相互作用:大别造山带碰撞后安山质火山岩成因

摘要

安山岩广泛出露于汇聚板块边界,表明其成因与板块俯冲有关.另一方面,大陆地壳整体上被认为是地幔部分熔融的产物,平均成分为安山质,是与亏损地幔(DM)互补的地球化学储库.然而,地幔部分熔融的产物通常具有玄武质成分,这与大陆地壳的安山岩平均成分不符.这个问题一直困扰着地球化学家们.因此,揭示安山岩的成因对于理解大陆地壳的形成和壳幔分异历史具有十分重要的意义.笔者对大别造山带北淮阳碰撞后安山质火山岩进行了详细的地球化学研究，包括全岩主微量、Sr-Nd-Pb-Hf同位素分析，锆石SIMS U-Pb定年、O同位素和Lu-Hf同位素分析。结果表明，北淮阳碰撞后安山质火山岩来源于富集的造山带岩石圈地幔。三叠纪华南陆块与华北陆块碰撞过程中，俯冲的华南陆壳在地幔深度发生部分熔融产生的长英质熔体在大陆俯冲隧道内交代上覆华北岩石圈地幔楔橄榄岩，熔体-橄榄岩反应形成了富沃富集的地幔交代岩。该地幔交代岩在早白垩世发生部分熔融就形成了北淮阳碰撞后安山质火山岩。因此，大陆俯冲隧道内的板片-地幔相互作用是形成碰撞造山带安山质岩石的关键过程。