菲律宾马尼拉新生代火山岩的Sr-Nd-Pb-Ca同位素特征:对南海俯冲过程中深部碳循环的制约

摘要

对菲律宾马尼拉新生代高钾钙碱性岛弧火山岩的主元素、微量元素和Sr-Nd-Pb-Ca同位素组成进行了研究,探讨了其源区组成并尝试示踪深部碳循环这一全球碳循环的重要组成部分.研究表明,马尼拉火山岩具有以下地球化学特征:(1)富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE,如Nb,Ta和Ti等),具岛弧火山岩的地球化学特征;(2)高207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值,暗示其源区有陆源沉积物的加入;(3)δ44/40Ca从0.70‰变化至0.85‰,平均值是0.74‰ ±0.03‰(2σ,n=8),低于原始地幔值(0.94‰ ±0.05‰).这些特征暗示其源区中可能加入了低δ44/40Ca组成的海相沉积碳酸盐岩.二端元模拟计算结果显示:其源区中加入了约4％～5％的海相沉积碳盐岩.结合区域构造背景,认为该火山岩可能是上覆欧亚大陆陆源沉积物和海洋沉积碳酸盐岩的南海板块沿马尼拉海沟俯冲过程中交代上覆地幔楔,使得地幔楔发生部分熔融的产物.