沖繩海槽中部巖心沉積物中浮巖的物理性質和地球化學特征差異及其對巖漿活動的指示

方 雪 , 曾志剛 , , 胡思誼 , 朱博文 , 齊海燕 萬世明 ,徐兆凱

(1. 中國科學院海洋研究所, 山東 青島 266071; 2. 中國科學院海洋地質與環境重點實驗室, 山東 青島266071; 3. 中國科學院大學, 北京 100049; 4. 青島海洋科學與技術試點國家實驗室海洋礦產資源評價與探測技術功能實驗室, 山東 青島 266071; 5. 青島海洋科學與技術試點國家實驗室海洋地質過程與環境功能實驗室, 山東 青島 266071)

沖繩海槽是位于歐亞大陸東緣的新生弧后盆地,海槽中火山活動頻繁, 廣泛發育火山巖, 可以作為研究弧后盆地早期巖漿作用的理想場所[1-2]。海槽中巖石類型多樣, 從基性到酸性均有出露, 其中酸性巖多以浮巖形式產出, 主要分布在海槽的北段和中段[3]。作為海槽內分布最廣的火山巖, 浮巖被許多國內外學者用來研究沖繩海槽巖漿的物質組成及演化規律[1-6]。

沖繩海槽浮巖作為海底火山噴發的產物, 氣孔十分發育, 質地疏松且易蝕變。根據浮巖的顏色特征,可將沖繩海槽的浮巖分為白色浮巖和黑色浮巖[3-4],Shinjo和Kato[2]對海槽中的浮巖進行了詳細的元素和 Sr-Nd同位素組成研究, 又將灰白色浮巖分成了三類。前人對黑色及白色浮巖的斑晶礦物組成和地球化學特征進行了諸多探討, 并對其成因進行了分析[3,7-9]。廖仁強等[8]認為, 黑色及白色浮巖具有不同的斑晶礦物組成, 但兩種浮巖具有相同的玄武質巖漿源區; 秦蘊珊等[7]通過黑色及白色浮巖的微量元素特征, 推斷兩種浮巖來自于不同的巖漿源, 且經歷了不同的演化過程。此外, 作為海底巖漿作用信息的重要載體, 許多學者還利用浮巖對海槽的巖漿源及組成進行了探討[2,4-6,9-13]。黃朋等[13]認為沖繩海槽巖漿物質來源于PREMA地幔; Zhang等[12]認為沖繩海槽中部酸性浮巖的 Pb同位素組成代表了 DUPAL地幔的存在; Guo等[9]根據黑色及白色浮巖地球化學特征, 推斷其同位素組成產生差異的原因可能是由于受地殼混染的程度不同。由此可見, 前人對浮巖的成因及海槽的巖漿源的研究仍存在分歧[7-13]。除了分析手段及方法上的差異, 樣品本身的差異可能是產生分歧的主要因素。火山巖的產出形態及元素組成特征是對巖漿活動的物理、化學信息的傳達。浮巖的出露位置相近, 產出形態及地球化學組成卻存在較大差異, 不僅說明沖繩海槽巖漿活動的復雜, 更提醒我們在對浮巖進行成因分析時要注意浮巖類型劃分, 才能有針對性地詮釋其蘊含的巖漿活動信息。

白色浮巖在沖繩海槽北段、中段、南段均有分布(以吐噶喇斷裂帶和宮古斷裂構造帶為界[2-3,5-7,9-12]),而黑色浮巖只在海槽個別站位出現[3,8-9,13]。由于獲取的黑色浮巖樣品較少, 許多學者在對海槽浮巖進行研究時, 難以充分考慮兩種浮巖之間的差異或聯系。目前有關黑色、白色浮巖的對比性研究相對比較缺乏[3,8-10], 這限制了我們對沖繩海槽浮巖多樣性的認識。此外, 除了顏色上的差異, 驅動巖漿上升和噴發的物理條件也會導致浮巖的產出形態不同[14]。海槽中不同期次噴發的巖漿其性質和組成也可能存在較大差異[15]。由于難以獲得火山巖樣品的年齡, 多數學者在研究海槽巖石成因及巖漿演化時沒有很好的年齡框架來進行約束[5-6,8-9,12], 而不同時期噴發的巖漿, 其組成及源區構造條件可能發生變化[13,15],這使得研究結果存在差異。

沖繩海槽火山活動頻繁[16-19], 巖漿活動具有多期次的特點[15]。晚第四紀以來, 沖繩海槽被巨厚的沉積物所覆蓋[20-21], 沉積物中可能攜帶大量的火山活動信息, 因此火山活動的產物(例如: 浮巖碎屑)很有可能保存在沉積物中。盡管前人在沖繩海槽浮巖方面的研究取得了許多成就, 然而, 前人研究的浮巖,多數是通過電視抓斗、拖網等方式獲取的海底表面及表層沉積物中的巖石樣品[5-6,8,11-13], 對巖心沉積物夾層中浮巖的報道相對較少[3]。我們在沖繩海槽中部沉積物巖心中發現有明顯顏色差異的浮巖碎屑。因此, 本文希望在前人研究的基礎上, 通過對浮巖的微觀特征及地球化學組成進行分析, 并采用間接手段對浮巖的年齡進行約束, 以加深對沖繩海槽不同類型浮巖間差異或聯系的認識, 為將來對研究區巖漿演化的研究積累資料。

1 材料與方法

1.1 樣品特征

采用的的浮巖樣品取自沖繩海槽中部沉積物巖心S9底部浮巖層, 沉積物巖心S9于2013年“科學1”號“HOBAB1”航次在沖繩海槽中部利用重力活塞柱獲取(水深 1 062 m, 29°23.498 9′N, 128°15.823 0′E),柱樣全長251 cm, 浮巖層位于237～226 cm, 厚度約11 cm。浮巖碎屑新鮮, 碎屑顆粒大小為0.5～15 mm。其中, 位于237～236 cm層位的浮巖碎屑, 根據其顏色可分為白色、灰白色、棕色浮巖, 依次編號F1, F2,F3。灰白色浮巖還可根據氣孔構造和流動構造分為兩個亞類, 編號為 F2a, F2b(圖 1)。選取的浮巖樣品較新鮮, 沒有發生明顯蝕變。其中白色浮巖顏色雪白,具有小而密集的氣孔, 表面可見輝石、角閃石等斑晶礦物, 基質為玻璃質; F2a浮巖氣孔較大, 主要呈不規則狀, 玻璃質, 斑晶礦物極少(小于1%); F2b浮巖具有定向拉長的氣孔, 流動構造明顯, 基質為纖維狀玻璃; 棕色浮巖顏色為棕褐色, 與前人研究的黑色浮巖相似, 氣孔較白色浮巖大, 斑晶礦物極少, 基質為泡沫狀玻璃。

1.2 分析方法

1.2.1 樣品前處理

由于此次研究的樣品是沉積物巖心中的浮巖碎屑, 浮巖碎屑氣孔中可能被沉積物充填, 因此需要先將沉積巖心中的浮巖挑選出來再進行處理。首先將浮巖層樣品置于燒杯中, 加入體積分數為 5%的H2O2室溫放置 12 h, 以去除沉積物中的有機質。然后將樣品置于 63 μm 孔徑的篩子中, 用去離子水反復沖洗松散的沉積物后, 置于烘箱中烘干, 以備挑選。利用體式鏡進行浮巖碎屑的挑選, 挑選出的浮巖碎屑處理方法參考張玉祥等[22]。首先將挑選出來的浮巖置于超聲波清洗機內清洗, 每隔20 min換一次去離子水, 直到清洗樣品后的水清澈無渾濁, 有效去除浮巖氣孔內松散的沉積物。然后, 將浮巖碎屑置于0.5 mol/L的稀鹽酸中, 60℃水浴加熱2 h以去除次生碳酸鹽和鐵-錳氧化物。最后將浮巖碎屑浸泡在熱的超純水中7天并每天換水, 以去除 Cl離子, 直至取上清液加入 AgNO3無沉淀后將浮巖碎屑烘干, 進 行下一步工作。

圖 1 巖心S9中浮巖碎屑手標本照片Fig. 1 Hand specimen photographs of pumice clasts recovered from Core S9

1.2.2 樣品分析方法

隨機選取處理好的浮巖樣品, 制靶鍍碳后用掃描電鏡(SEM)觀察浮巖的微觀結構。掃描電鏡分析在中國科學院海洋研究所完成, 儀器型號為 VEGA3,生產廠家為捷克TESCAN公司。儀器配備能譜分析儀, 采用工作電壓15～20 kV, 工作電流18～22 mA。

將前處理好的浮巖樣品用瑪瑙研缽研磨到小于200目, 用于主、微量元素分析。主、微量元素分析在澳實分析檢測(廣州)有限公司, 澳實礦物實驗室完成。主量元素分析所使用儀器是電感耦合等離子體發射光譜(ICP-OES), 生產廠家為美國 Agilent公司, 儀器型號為VISTA。微量元素分析所使用的儀器是電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS), 生產廠家為美國Perkin Elmer公司, 儀器型號為Elan 9000。主量及微量元素的分析精度好于5%。

2 結果與討論

2.1 F1、F2、F3浮巖物理性質的差異

浮巖是火山爆發的常見產物, 一般產自含水較多的硅酸鹽巖漿, 具有密度低、氣孔率高的特點[23]。浮巖的產出形態不同, 可能與巖漿上升和噴發的物理過程有關[14]。浮巖的物理性質主要包括: 質量、顏色、密度、氣孔孔徑和構造特征等。本文研究的浮巖, 質輕、比重較小。掃描電鏡觀察結果如圖2所示, 浮巖均由氣孔和氣孔壁組成, 氣孔壁為玻璃質,氣孔由氣孔壁相連。背散射圖像可以看出不同類型的浮巖其構造特征存在差異。其中, F2a氣孔大小介于 1～160 μm, 似蜂窩狀, 大氣孔中有小氣孔, 不具有流動構造(圖 2)。相反, F2b具有明顯的流動構造,氣孔及氣孔壁呈定向拉長, 氣孔之間具有連通性(圖2)。這種流動構造主要是由于噴出的熔巖在流動過程中冷凝固結導致的[24-25]。而流動構造的產生, 又與巖漿的黏度密切相關, 在黏度較大的酸性巖漿中, 流動構造十分發育[24]。因此, 浮巖的微觀結構特征可能表明F2b浮巖的巖漿黏度較F2a浮巖大。F1浮巖氣孔小而密集, 氣孔大小介于 1～50 μm, 且排列雜亂,具有氣孔構造及不太明顯的流動構造(圖 2), 說明其巖漿黏度可能較F2b小, 較F2a大。F3樣品的氣孔比其他類型浮巖大, 氣孔大小介于 5～250 μm, 氣孔度最高, 約占浮巖總體積 70%。F3氣孔呈氣泡破裂狀(圖 2), 這主要是巖漿快速上升至地表時, 溫度、壓力驟降, 使得揮發分膨脹出溶而形成的[25]。這一特征表明F3浮巖的巖漿黏度相對較白色浮巖低, 且巖漿流動性較好。此外, 氣孔特征也可以反映壓力變化,在初始巖漿成分一樣的情況下, 多階段減壓過程,會導致浮巖氣孔數量少、孔徑大[25]。我們觀察到的白色浮巖氣孔小且密集, 棕色浮巖氣孔大而疏松,這種現象可能說明棕色浮巖巖漿經歷過多階段減壓過程, 而白色浮巖巖漿經歷了連續減壓過程, 這一現象也與廖仁強等[8]觀察到的一致。通過觀察浮巖的微觀結構, 我們認為巖漿的黏度和壓力不僅會影響巖漿上升的速度, 還會對浮巖的結構產生影響。

圖2 巖心S9中浮巖碎屑的微觀結構SEM圖像Fig. 2 SEM images of microstructures of pumice clasts in Core S9

2.2 F1、F2、F3浮巖元素組成的差異

作為海槽中分布最廣的火山巖, 浮巖的地球化學特征反映了其原始巖漿的物質組成及經歷的演化過程[5-6]。盡管前人對黑色及白色浮巖的地球化學特征做了相關的報道, 但由于沖繩海槽構造條件復雜,樣品具有多樣性, 不同學者報道的黑色和白色浮巖的元素組成仍存在著較大差異[2,7-9,12]。為了更好地認識沖繩海槽不同產出形態浮巖之間的元素組成差異, 我們對巖心S9中的這幾種浮巖的地球化學組成進行了對比分析。浮巖的主量元素和微量元素組成見表1。

為了更好地比較巖心S9中不同浮巖碎屑的主量元素差異, 對F1、F2、F3浮巖的主量元素進行上地殼標準化(圖3)。從浮巖的主量元素組成及上地殼標準化圖解可以看出, 巖心S9中棕色浮巖F3的TiO2,Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO含量明顯高于白色浮巖F1(表 1, 圖 3), 且這些主量元素含量在浮巖碎屑中的高低為 F3＞F2b＞F2a＞F1。F3浮巖的 Na2O 含量略低于F2浮巖, 略高于F1浮巖。此外, 棕色浮巖的K2O含量明顯低于白色浮巖, 且 4種浮巖的 K2O含量具有 F1＞F2a＞F2b＞F3 的特征(圖 3)。未蝕變的浮巖顏色產生差異的原因, 可能與浮巖的主量元素組成及玻璃基質中的微晶有關[14,26]。基質中富 Fe3+氧化物微晶(如: 赤鐵礦, 磁鐵礦等)的分布會影響浮巖碎屑的顏色[23]。廖仁強等[8]曾指出, 黑色浮巖中發育鈦鐵礦、鈦磁鐵礦, 基質玻璃中密集分布著礦物雛晶, 而白色浮巖不具備這些特征。S9浮巖的主量元素也顯示, 棕色浮巖的全鐵含量[w(Fe2O3T) = 6.43%]明顯高于白色浮巖的全鐵含量[w(Fe2O3T) = 3.02%], 這一特征也與 Guo等[9]報道的黑色及白色浮巖一致。這些特征表明, 本文中浮巖的顏色差異可能與全鐵含量及斑晶礦物組成有關。顏色較深的棕色及黑色浮巖相比白色及灰白色浮巖, 具有更高的全鐵含量, 且斑晶礦物中存在磁鐵礦和鈦鐵礦。

微量元素組成可以很好地反映巖漿源區的特征,及其形成條件和演化過程[28]。因此, 微量元素可以作為巖漿作用的指示劑。

表1 沖繩海槽中部巖心S9中浮巖的主量及微量元素組成Tab. 1 Major and trace element compositions of pumice clasts in Core S9 from the middle Okinawa Trough

圖 3 巖心S9中浮巖碎屑主量元素上地殼標準化圖解(上地殼主量元素數值引自Rudnick和Gao [27])Fig. 3 Upper continent crust (UCC)-normalized major element patterns of pumice clasts in Core S9 (major element compositions of UCC are from Rudnick and Gao[27])

為了進一步比較巖心S9中浮巖碎屑的微量元素組成差異, 分別對F1、F2、F3浮巖的微量元素進行洋中脊玄武巖(N-MORB)標準化, 對稀土元素(REE)進行球粒隕石標準化, 結果如圖4、5所示。F1、F2、F3浮巖的微量元素蛛網圖模式相似, 均表現出大離子親石元素(如: Rb、Ba、K、Th、U)的富集及高場強元素(如: Nb、Ta)的虧損。這一特征表明浮巖巖漿在演化的過程中可能受到了俯沖組分的影響[29], 與島弧火山巖的特征相似。通過比較分析, 發現白色浮巖 F1 具有最高的w(Rb)、w(Ba)、w(Th)、w(U)、w(Nb)、w(Ta), 而棕色浮巖 F3具有最低的w(Rb)、w(Ba)、w(Th)、w(U)、w(Nb)、w(Ta), 灰白色浮巖 F2a、F2b的這些微量元素含量介于F1和F3之間。此外, 從微量元素蛛網圖可以看出, S9浮巖均表現明顯的Pb元素富集, 以及P、Ti元素的虧損, 且虧損程度表現出F1＞F2a＞F2b＞F3 的特征。與海槽中部玄武巖[6,30]相比,F1、F2、F3浮巖的微量元素分布模式與其相似, 暗示了巖漿的分異作用。在稀土元素球粒隕石標準化圖中, F1、F2、F3浮巖都表現出輕稀土富集, 重稀土分餾不明顯的趨勢(圖5)。其中, F2a具有最高的稀土元素含量[w(ΣREE)=115.3 μg/g]和輕稀土元素含量[w(ΣLREE)=93.1 μg/g], F3 浮巖的ΣREE 和ΣLREE最低[w(ΣREE)=100.6 μg/g,w(ΣLREE)=80.6 μg/g]。F3浮巖具有最低的w(La/Sm)N和最低的w(La/Yb)N。F1浮巖具有最明顯的Eu負異常[δEu=0.6;δEu=2w(Eu)/w(Sm+Gd)]和最高的w(La/Sm)N。

圖4 巖心S9中浮巖的微量元素N-MORB標準化圖解[6, 9, 12-13, 30-31]Fig. 4 N-MORB normalized trace element patterns of pumice clasts in Core S9[6, 9, 12-13, 30-31]

圖5 巖心S9中浮巖的稀土元素球粒隕石標準化圖解[6, 9, 12-13, 30-31]Fig. 5 Chondrite normalized REE patterns of pumice clasts in Core S9[6, 9, 12-13, 30-31]

2.3 F1、F2、F3浮巖對巖漿演化的指示意義

在巖漿固結成巖過程中及以后, 受地球化學風化作用的影響, 海底巖石會發生不同程度的蝕變,而蝕變交代作用會使得部分微量元素發生遷移, 進而導致巖石元素組成的變化[24]。因此, 我們應該選擇保守的元素(受風化作用影響較小的元素)(例如: Zr、Y、Nb、REE等)研究巖漿的物質組成及演化過程[28,32]。在巖漿演化的過程中, Zr、Ti為典型的不相容元素,w(Zr)和w(Zr)/w(Ti)可以用來替代w(Si)作為巖漿演化的指標[32]。V與 Ti具有相似的地球化學特征, 都傾向于進入Fe-Ti氧化物, 而Co為高度相容元素, 主要富存于橄欖石中[28]。在微量元素哈克圖解中(圖6),隨著不相容元素 Zr含量的增加, 同區玄武巖、安山巖及流紋巖表現出較好的線性相關關系。其中, 相容元素V、Co隨著Zr含量的升高而降低, 說明它們在巖漿演化過程中進入到礦物相中, 隨礦物結晶發生了分離(圖6)。而不相容元素(如: Rb, La, Ba等)的含量隨著Zr含量升高而增加, 表明不相容元素在殘留巖漿中的含量越來越高。從w(V)-w(Zr),w(Rb)-w(Zr),w(La)-w(Zr)圖中可以看出, F1、F2、F3浮巖的微量元素組成與沖繩海槽玄武巖的微量元素組成表現出有規律的線性變化關系, 說明 S9浮巖成因與同區玄武巖存在一定的聯系。前人研究發現, 沖繩海槽中部大多數浮巖在地球化學組成上主要屬于流紋巖或流紋質英安巖[2-3,7-13]。在微量元素哈克圖解中(圖6), F1、F2浮巖與同區流紋巖落于同一區域, 具有相似的地球化學組成, 說明這兩種浮巖在地球化學組成上也屬于流紋巖或流紋質英安巖。而F3浮巖的微量元素組成介于安山巖與流紋巖之間, 說明其演化程度較F1、F2低。

圖6 沖繩海槽中部火山巖微量元素及比值哈克圖解[2, 6, 27, 30]Fig. 6 Harker diagrams of trace elements and their ratios for volcanic rocks from the middle Okinawa Trough[2, 6, 27, 30]

在中-酸性巖漿中Ti為弱不相容元素, P為中等不相容元素, 初始巖漿形成時這些元素較易進入熔體, 在巖漿結晶作用的早期階段, Ti、P可以形成鈦鐵礦、鈦磁鐵礦、磷灰石等而發生分異, 從而導致在巖漿演化后期出現相應元素的虧損[2,33]。從N-MORB標準化的微量元素蛛網圖(圖4)可以看出, 與同區基性玄武巖相比, F1、F2、F3浮巖均表現出明顯的P、Ti負異常, 說明發生了礦物的分離結晶。從微量元素蛛網圖可以看出, S9浮巖中的P、Ti的虧損程度具有F1＞F2a＞F2b＞F3的特征, 再一次說明四種浮巖巖漿的演化程度不同, F1浮巖演化程度明顯高于F3浮巖,這與微量元素哈克圖中取得的認識一致(圖6)。在角閃石和熔體的平衡體系中, K的分配系數為0.96, Rb的分配系數為 0.29[34], 隨著巖漿的演化, 角閃石的結晶分離會導致殘余巖漿中w(K)/w(Rb)的減小。在w(Zr)/w(Ti)-w(K)/w(Rb)圖解中(圖 7), F1、F2、F3 浮巖與同區玄武巖隨著w(Zr)/w(Ti)的增大,w(K)/w(Rb)減小,說明巖漿演化的過程發生了角閃石的結晶。這與我們觀察到的浮巖含角閃石斑晶一致, 進一步說明本文中的浮巖可能是由基性玄武質巖漿通過結晶分異作用演化而來的。稀土元素中 Eu3+可還原為 Eu2+而取代斜長石及磷灰石中的 Ca2+, 在巖漿分離結晶過程中, 斜長石的大量晶出將導致殘余熔體出現明顯的 Eu負異常[35]。F1、F2、F3浮巖均表現出中等程度的 Eu負異常(圖 5), 說明巖漿演化的過程中有斜長石的晶出, 且相比棕色浮巖F3, 白色浮巖F1演化程度更高, 具有更顯著的Eu負異常。

圖7 巖心S9中浮巖的w(K)/w(Rb)-w(Zr)/w(Ti)圖解[6, 30]Fig. 7 w(K)/w(Rb)-w(Zr)/w(Ti) diagram of pumice clasts in Core S9[6, 30]

沖繩海槽火山活動頻繁, 巖漿活動具有多期次的特征, 即使是來源于同一巖漿房的巖漿, 其噴發期次不同, 物理化學條件的差異, 通常形成具有不同物理性質和地球化學特征的火山巖[15,38]。由于樣品獲取難度較大以及研究方法的不完善, 沖繩海槽火山巖的年齡數據十分缺乏。現有資料顯示, 海槽內最老的火山巖年齡小于4 Ma, 大多數火山活動發生于1 Ma以內[33,36-37]。陳麗蓉等[15]通過鈾系不平衡法測定了海槽中部浮巖的年齡, 表明沖繩海槽最近的一次火山噴發發生在距今 13.1 ka左右。黃朋等[38]也通過鈾系不平衡法測定了沖繩海槽浮巖的年齡,認為沖繩海槽晚更新世以來發生了一次廣泛的酸性火山活動。噴發自海底的浮巖, 即使密度比海水小,仍會很快浸滿水而沉入海底[39-40]。S9浮巖的地球化學組成與沖繩海槽中部的熔巖[13]及前人報道的浮巖[9,12-13]具有相似性(圖4和圖5), 說明S9浮巖是沖繩海槽中部巖漿作用的產物。此外, F1、F2、F3浮巖表面新鮮, 未見明顯蝕變, F2及F3浮巖磨圓較差,F1浮巖部分顆粒磨圓中等, 表明S9浮巖沒有經歷長距離的搬運(圖 1)。因此, 可以利用浮游有孔蟲的放射性碳年齡代表浮巖的噴發年齡。根據浮游有孔蟲放射性14C同位素測年得到的229～230 cm的沉積年齡為12.1 ka BP[41]。前人對該柱狀樣243～244 cm 測定的沉積年齡(13.9 ka BP[42])。本文運用線性內插法得到的236～237 cm的沉積年齡為13.1 ka BP, 因此S9中浮巖的噴發年齡可能為13.1 ka BP。這一結果與前人報道的12.7 ka BP左右的酸性火山活動具有較好的一致性[15,38], 說明巖心S9中的浮巖很有可能是該地質時期產生的。由此可見, 即使是同一時期噴發的巖漿, 物理化學性質也存在著差異, 這也更加說明了沖繩海槽巖漿活動的復雜性。

3 結論

本文對從沖繩海槽中部沉積物柱狀樣S9中挑選出來的浮巖進行了微觀特征和地球化學組成的研究,根據浮巖的微觀結構、元素組成及年代學特征, 得到了以下認識: 沖繩海槽中部距今13.1 ka左右的酸性火山活動產生的浮巖至少有三種顏色兩種構造特征。白色、灰白色及棕色浮巖具有同源性, 但經歷了不同的演化過程。這三種顏色的浮巖來源于玄武質巖漿經過充分的結晶分異作用形成的流紋質及流紋英安質巖漿。玄武質巖漿在演化的過程中發生了斜長石、角閃石、輝石、Fe-Ti氧化物、磷灰石等礦物的分離結晶。演化程度相對較低的棕色浮巖具有比白色浮巖高的TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO含量,且棕色浮巖具有相對最低的 w(∑REE)和 w(∑LREE)。浮巖的顏色差異可能與富鐵斑晶礦物組成差異有關。顏色較深的棕色及黑色浮巖相比白色及灰白色浮巖, 具有較高的全鐵含量, 且斑晶礦物中存在磁鐵礦、鈦鐵礦。此外, 我們認為浮巖物理性質的差異性對分析沖繩海槽酸性火山巖巖漿源性質具有重要意義。具有流動構造且發育小而密集氣孔的浮巖巖漿可能具有黏度相對較大, 壓力連續降低的特點, 而不具有流動構造且發育大而疏松氣孔的浮巖巖漿可能具有黏度相對較小, 壓力階段性降低的特點。

同一地質時期, 巖漿源相同, 驅動巖漿上升和噴發的物理、化學條件的差異會形成具有不同物理性質的浮巖。未來工作應該充分結合巖石的物理性質和地球化學特征進行綜合全面的分析, 才能對沖繩海槽地區浮巖的成因、巖漿演化過程及演化規律取得更深的認識。