毛里求斯玄武岩的地球化学及矿物学研究

论文摘要

玄武岩含有复杂的矿物组成与结构,这些矿物可能来源不一,具有重要岩浆演化指示意义却常被忽略。毛里求斯较老系列玄武岩中的结核包体,早期前人研究认为是堆晶成因;而近期研究者在较老系列火成岩中发现年代特别老的捕获锆石研究认为毛里求斯岛下存在大陆碎片。因此,对毛里求斯玄武岩中的矿物组成尤其是结核包体的来源需要确认。本研究通过分析其玄武岩的主微量元素和矿物成分,同时与毛里求斯相关文献的数据结合,讨论矿物来源和岩浆上升过程中的演化。矿物学分析结果表明这些复杂的矿物,无论是否存在变形和熔蚀结构,其矿物成分都相似或具有一定的连续性,其来源都是岩浆正常结晶的产物,绝非是源于地幔橄榄岩围岩,部分存在着熔蚀和变形的晶体可能是存在着岩浆过程中早期形成的堆晶。矿物的斑晶环带特征明显指示了有岩浆混合作用的发生,以及部分矿物为堆晶的特点,认为由于这些影响存在,不能用于推测原始岩浆成分,但影响是有限的（仅对部分矿物中富集的元素,例如Cr、MgO等）,在一些特征元素比值,以及微量元素原始地幔标准化和稀土元素球粒陨石标准化蛛网图上仍然具有指示原始岩浆信息的作用。在一些特征微量元素比值（例如:Ce/Pb、Nb/U、Rb/Ba、Ti/Y等）与微量元素原始地幔标准化蛛网图上,并不能支持存在大陆地壳及其相关侵入体中常见的副矿物成分混染的痕迹,同时没有发现任何周围环境地幔的捕虏体/捕掳晶,更没有潜在的大陆地壳捕掳体或捕虏晶。此外,通过对较老系列玄武岩结晶分异的P-T条件和毛里求斯岛下岩石圈厚度的估算,表明岩浆结晶分异主要发生在大洋岩石圈地幔中,而且宽范围的结晶深度不能支持仅存在单一稳定的岩浆房,至少应该存在多个岩浆房,或者为岩浆通道结晶。通过对比研究较老系列、中间系列、较年轻系列玄武岩的主微量地球化学特征,认识到毛里求斯较老系列玄武岩具有更高的熔融程度和更高程度的结晶分异特征,更深的熔融深度;而再活化期的中间和较年轻系列表现出更低的熔融程度和更低的结晶分异特征,相对较浅的熔融深度。在特征微量元素比值上（如Sr/Nb、Zr/Nb等）与前人结果一致,毛里求斯较老系列玄武岩相对于再活化期的中间和年轻系列玄武岩表现相对局限的变化,表明其可能来自于更均一的地幔源区,而后两者为富集源区与亏损源区的混合。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 引言
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 洋岛火山研究现状
•     1.2.1 洋岛火山与地幔柱
•     1.2.2 夏威夷地幔柱相关洋岛喷发期次及产物特征
•     1.2.3 留尼旺岛与毛里求斯岛喷发期次及产物特征
•   1.3 毛里求斯岛研究现状
•     1.3.1 毛里求斯岛研究历史回顾
•     1.3.2 存在的问题
•   1.4 论文研究内容、方案与完成的工作量
•     1.4.1 论文研究内容、方案
•     1.4.2 论文完成工作量
• 第2章 地质概况
•   2.1 区域地质概况
•   2.2 毛里求斯岛地质概况
• 第3章 样品描述与分析测试方法
•   3.1 采样位置与样品描述
•     3.1.1 野外及手标本特征
•     3.1.2 岩石显微特征
•   3.2 分析测试方法
•     3.2.1 全岩地球化学分析
•     3.2.2 电子探针分析
•     3.2.3 SIMS锆石U-Pb定年
• 第4章 全岩地球化学分析结果
•   4.1 主量元素特征
•   4.2 微量元素特征
•   4.3 蚀变作用影响
• 第5章 矿物成分分析结果
•   5.1 橄榄石矿物成分特征
•   5.2 辉石矿物成分特征
•   5.3 尖晶石矿物成分特征
•   5.4 长石矿物成分特征
•   5.5 矿物形成的P-T条件相关计算
•     5.5.1 单斜辉石温压计算
•     5.5.2 橄榄石-尖晶石封闭温度计算
•   5.6 矿物成因及其意义小结
• 第6章 年代学特征
• 第7章 对岩浆演化的启示
•   7.1 陆壳混染作用
•   7.2 岩浆结晶分异或堆晶作用的影响
•   7.3 岩浆混合作用
•   7.4 原始岩浆信息和源区特征
• 结论
•   结论
•   研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李健楠

导师: 陈岳龙,刘长征

关键词: 毛里求斯,玄武岩,地球化学,矿物学,陆壳混染

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P588.145

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001559

总页数: 86

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