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钙碱系列火山岩主要有安山岩、玄武岩、英安岩和少量流纹岩
发表日期:2019/3/18       点击:96
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洋内岛弧(intra-oceanicislandarc)常常是不成熟岛弧,是指大洋岩石圈板块俯冲 到另一大洋板块之下所形成的火山岛弧或岛链,代表初始俯冲作用的产物,典型的岩石 组合是方辉橄榄岩、岛弧拉斑玄武岩和高镁安山岩。随岛弧成熟度的增加,钙碱性玄武 岩增多,地壳厚度增加。

当洋壳俯冲至70〜100km深处时,洋壳中的由基性岩变质形成的角闪岩大量脱水 转变为石英榴辉岩,水进入地幔楔引起部分熔融,产生橄榄拉斑玄武岩浆,它在上升过 程中还可由于橄榄石、铬尖晶石的结晶分异而派生出岛弧拉斑系列的玄武安山岩 约为53wt%)。显然,这种岩浆与洋脊拉斑玄武岩浆的起源相似,都是由地幔橄榄岩熔融产生的。但是,岛弧拉斑玄武岩浆源岩的熔融是在含水条件下发生的,而洋脊拉斑玄 武岩浆源岩的熔融是在基本无水的条件下发生的,因而两者的地球化学成分有一定的区 别。大洋岛弧玄武岩与洋中脊玄武岩的地球化学区别见第八章。


图14-4是一个典型俯冲带岛弧的截面示意图。图中位于左侧的大洋板块包括洋壳 和刚性的岩石圈上地幔,俯冲于右侧的大洋板块之下。一条深的海沟(深度通常> 11km)正是这两个板块的边界。火山前锋至海沟的部分称之为弧前(fore arc),由来自 火山弧的火山碎屑和流体物质、从生长火山弧侵蚀下的不成熟沉积物和俯冲洋壳上铲刮 下来的大洋沉积物组成。由于板块聚合,弧前呈现出典型的变形和逆冲推覆叠瓦状构 造。洋壳和地幔碎片可以被逆冲推覆作用所捕获,成为叠瓦的一部分。这种堆积物常被 称为增生柱或增生楔。在弧后,典型地发育弧后盆地(back-arc basin),这就是受控于 弧后拉张构造环境,发育类似MORB火山作用并形成薄的大洋型地壳的位置。

岛弧岩浆可分为三个岩浆系列:低钾拉斑、中钾钙碱性和高钾(钙碱性)系列,但 目前普遍使用仏03丨〇2哈克图解分为四个系列,即低钾拉斑玄武岩系列(low-Ktho- leiite)、钥碱性系列(calc~alkaline)、高钾,丐碱性系列(high-Kcalralkaline)和橄榄安 粗岩系列(shoshoniteseries),但橄榄安粗岩系列岩石的产出较少。

图14-5显示了在岛弧拉斑系列和岛弧钙碱系列中玄武岩、安山岩、英安岩和流纹 岩的产出频率。在高钾钙碱性系列中各种不同岩石产出的频率与钙碱性系列相似;橄榄 安粗岩系列,属于碱性系列,主要是玄武质岩石,但成分变化较大。因此,岛弧拉斑系列火山岩主要有拉斑玄武岩、安山岩和少量英安岩、流纹岩。与洋脊拉斑系列的主要区 别是:成分变化较大,铁镁比较高,Si〇2较高53wt%),KRbSrBa较高,Ni 低,稀土元素含量总体偏低(如汤加岛弧拉斑玄武岩)。

钙碱系列火山岩主要有安山岩、玄武岩(有时称高铝玄武岩)、英安岩和少量流纹 岩。与岛弧拉斑系列相比,铁镁比较低,没有铁的富集趋势(见第十三章中AFM 解),当Si02 S57.5wt%时,FeOVMgO值小于2.3 (Gill,1981)。该系列火山岩明显 富集大离子亲石元素,略为富集轻稀土元素。K20随Si02的增加而增加。高钾钙碱性 系列岩石的岩石地球化学特性与钙碱系列相似,但K20、大离子亲石元素和轻稀土元素 更高。

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