西南印度洋中脊63.9°E斜長(zhǎng)石超斑狀玄武巖對(duì)超慢速擴(kuò)張洋脊巖漿過(guò)程的指示*

程石 周懷陽(yáng)

同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092

西南印度洋中脊的全擴(kuò)張速率約14～16mm/yr(Dicketal., 2003)，是全球最長(zhǎng)的超慢速擴(kuò)張洋中脊之一。對(duì)西南印度洋中脊的調(diào)查發(fā)現(xiàn)這一區(qū)域洋殼厚度很薄但巖石圈地幔較厚(Dicketal., 2003; Bach and Früh-Green, 2010)。有的洋脊段火山巖非常薄甚至缺失，大量出露地幔橄欖巖(Zhou and Dick, 2013)。直到近年， Lietal. (2015)才在西南印度洋中脊50°28′E深約9.5km的下地殼探測(cè)到潛在的巖漿房。這些現(xiàn)象反映了超慢速擴(kuò)張洋中脊巖漿起源深度大、上升到淺部地殼的巖漿量少、巖漿房小的特點(diǎn)。

斜長(zhǎng)石斑晶體積分?jǐn)?shù)>10%且占比高于橄欖石的玄武巖被稱為斜長(zhǎng)石超斑狀玄武巖(Plagioclase Ultra-phyric Basalts, PUBs)(Cullenetal., 1989)，在匯聚或擴(kuò)散板塊邊緣以及熱點(diǎn)處均有出露(Karstenetal., 1986; Hekinian and Walker, 1987; Batiza and Niu, 1992; Weinsteigeretal., 2010)。在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的斜長(zhǎng)石超斑狀玄武巖中，斑晶一般由斜長(zhǎng)石、橄欖石和/或單斜輝石(Cullenetal., 1989)構(gòu)成，斜長(zhǎng)石與橄欖石體積分?jǐn)?shù)的比值從1到30不等(O’Hara, 1968; Longhi, 1987; Groveetal., 1992)。作為斜長(zhǎng)石超斑狀玄武巖中最重要的礦物，斜長(zhǎng)石斑晶的An值范圍從60至90不等，同一樣品中不同的斜長(zhǎng)石斑晶也可以有截然不同的結(jié)構(gòu)和成分分帶(Hansen and Gr?nvold, 2000; Cordieretal., 2007; Hellevang and Pedersen, 2008)。前人提出了三種觀點(diǎn)解釋斜長(zhǎng)石超斑狀玄武巖成因：斜長(zhǎng)石超斑狀玄武巖是高Al2O3含量母熔體結(jié)晶分異的產(chǎn)物(Panjasawatwongetal., 1995)；或者是多種斑晶或俘虜晶的混合產(chǎn)物(Hansen and Gr?nvold, 2000)；也有人認(rèn)為是斜長(zhǎng)石后期聚集的產(chǎn)物(Weinsteigeretal., 2010; Neaveetal., 2013; Valeretal., 2017)。Bennettetal. (2019)統(tǒng)計(jì)了采自Gakkel洋脊(北冰洋中脊)的玄武巖中(斜長(zhǎng)石模態(tài)含量大于50%)超過(guò)1800個(gè)的斜長(zhǎng)石晶體，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和成分，恢復(fù)晶體在超慢速擴(kuò)張洋中脊深部形成過(guò)程中的物理、化學(xué)環(huán)境。本研究對(duì)西南印度洋中脊63.9°E采集到的……