西秦岭新生代高钾质玄武岩流体组成及其地幔动力学意义

摘要

西秦岭新生代高钾质玄武岩是认识大陆碰撞俯冲体制下地幔流体组成及深部动力学的岩石探针。本文采用分步加热质谱法测定了西秦岭高钾质玄武岩中斑晶及基质的流体化学组成和碳同位素组成，结果表明流体组分在200～400℃、400～800℃和800～1200℃阶段性释出，以H2O为主，其次为CO2和SO2，并含有相对较高的He含量从橄榄石斑晶到斜长石斑晶和基质H2O和CO：逐步升高。橄榄石斑晶流体挥发份主要释气峰温度(900～1200℃)明显高于中国东部地幔捕虏体及其它地区超镁铁质岩体中的橄榄石，流体组份以SO2和CO2等氧化性组份为主，其CO2的δ13C值(-26．21‰～-20．85‰，平均-23．32‰)和CH4的δ13C值(-42．35‰～-38．17‰，平均-40．03‰)低于基质的δ13Co2值(-16．43‰～-11．67‰，平均-13．22‰)和δ13CCH4值(-44．22‰～-34．03‰，平均-39．70‰)。基质中CO2和CH2碳同位素组成具有机质热裂解特征。原始岩浆的流体挥发份主要为SO2、N2和CO2，可能起源于较深的混杂地幔源区、演化于高fO2的环境。流体挥发份化学和同位素组成表明高钾质玄武岩浆挥发份中存在地幔和地壳来源组分，幔源岩浆上升演化过程中可能加入了大量的H2O和CO2等，可能存在碳酸岩岩浆的混合或岩浆穿逢区域碳酸盐地层的混染；其中的再循环壳源组分可能为古特提斯洋闭合俯冲或其后华北克拉通与扬子克拉通碰撞相关的再循环壳源沉积物脱出的流体组分。