摘要
国际大洋发现计划IODP349航次在南海残留扩张中心附近实施了U1431站位(东部次海盆)、U1433和U1434站位(西南次海盆)的钻探工作，并首次在南海获取到基底玄武岩。该玄武岩形成于南海扩张后期，记录了海底扩张期间壳幔深部过程，为南海不同次海盆间洋中脊岩浆活动、地幔特征以及南海演化的研究提供了机会。当前，针对这些玄武岩的海水蚀变特征、结晶分异情况以及岩石学和镜下矿物学特征缺乏全面而深入的理解。为了探究南海扩张后期东部次海盆和西南次海盆洋中脊玄武岩的岩石地球化学特征，并通过岩浆岩岩石学“探针”技术约束岩浆演化特征、地幔源区性质等深部地球动力学过程，本文对U1431、U1433和U1434站位洋中脊玄武岩进行详细的岩相学观察、XRD分析和全岩主微量(含稀土)元素分析。 岩相学特征显示除U1431站位少量样品受海水低温蚀变作用呈中度蚀变外，三个站位其他样品整体上较为新鲜；U1431和U1433站位样品斑晶相为斜长石(主要为拉长石和中长石)和橄榄石(为镁橄榄石)，U1434站位样品则为橄榄石(为镁橄榄石)，均无明显辉石斑晶；整体上，U1431站位样品结晶度最高，U1434站位样品结晶度最低，反映火山喷发之后冷却速度U1431站位最低而U1434站位最高。样品的主量元素结果显示三个站位皆属于贫碱富CaO、Al2O3的基性岩浆类型，样品整体上均属于亚碱性低钾拉斑玄武岩系列，岩石类型主要为玄武岩，少量玄武岩安山岩；微量(含稀土)元素含量特征及其配分模式图表明U1431站位样品为正常型洋中脊玄武岩(N-MORB)，U1433和U1434站位样品均为富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)，且U1434较U1433站位更富集不相容元素，三个站位样品均无明显Eu异常和Ce异常。根据对岩相学和元素相关图解的讨论，可知三个站位原始岩浆上升过程中，以橄榄石的分离结晶作用为主，并伴随着相对较弱的斜长石和单斜辉石的分离结晶作用；三个站位的玄武质岩浆均主要是由尖晶石二辉橄榄岩低压、高度部分熔融形成的，且U1431站位较高的Fe8值暗示其岩浆的起源深度相对于U1433和U1434站位更深；三个站位样品的Nb/Ta、Zr/Hf、Nb/U、Nb*和Ta*等值表明南海东部次海盆和西南次海盆岩浆源区很可能受到了壳层岩石圈来源的富集组分的影响；U1431站位样品与其他两个站位间稀土元素和微量元素的差异主要受控于地幔不均一性的影响，而U1433和U1434站位间主要受控于不同程度的岩浆部分熔融作用。 本文对南海地区首次获取的洋中脊玄武岩进行了系统而详细的岩石地球化学研究，约束了南海洋中脊玄武岩的岩石学和矿物学特征，明确了包括岩浆部分熔融程度值、结晶温度和压力值等在内的岩浆演化特征，同时深入揭示了南海扩张后期东部次海盆和西南次海盆的地幔源区性质，为南海扩张期间洋中脊岩浆活动特征及其深部地幔地球动力学过程提供了约束。
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