摘要
玄武岩作为地幔岩浆的产物，其岩石地球化学特征在反映地幔组分和深部动力学作用方面有着极其重要的意义。太平洋上分布着众多的海山，这些海山被认为是地幔柱热点的产物，对这些海山玄武样品的深入研究是理解地幔柱热点以及断裂带对海山的形成和演化过程的关键。 为了研究太平洋不同区域海山的形成与演化，本文分别选择了西太平洋麦哲伦海山区、中太平洋海山区、中太平洋莱恩海山区以及东太平洋CC区的15个玄武岩样品并对它们了进行年代学和地球化学特征研究，以探讨太平洋海山玄武岩的成因、岩浆演化过程、地幔源区性质以及这些海山的形成历史。研究结果显示，中太平洋MP3D21、MP5D11、MP5D15A海山玄武岩样品40Ar/39Ar年龄分别为95.43±0.33Ma、62.4土0.26Ma、99.03±0.4Ma,西太平洋 Dive69 海山玄武岩样品与东太平洋Dive66-121T海山玄武岩样品的40Ar/39Ar年龄分别为105.8 ±0.35 Ma和74.7±0.3Ma，喷发年龄集中在白垩纪到古近纪。通过对玄武岩样品的主量元素分析，西太平洋Dive69、Dive72海山玄武岩样品，中太平洋MP3D04、MP3D21、MP5D11、MP5D15A、MPID201、MPID202 海山玄武岩样品与东太平洋Dive66海山玄武岩样品均为碱性玄武岩，铝饱和指数属于准铝质。微量和稀土元素特征显示，这些海山玄武岩样品均为板内碱性玄武岩，REE总体富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，具有洋岛玄武岩(OIB)的特征，均属于洋岛玄武岩。东太平洋Dive66、西太平洋Dive69、Dive72海山玄武岩样品中Dive72的87Sr/86Sr值为0.704795,是测试样品中最高的;Dive69的87Sr/86Sr值为0.703117,是测试样品中最低的;Dive66海山玄武岩样品数值处于中间值。中太平洋MP3D21、MP5D15A、MP5D11海山玄武岩样品的Hf和Nd同位素之间具有比较好的正相关关系，所有样品均投影在地幔阵列范围内。 通过对本文海山玄武岩样品的主量元素、微量元素和稀土元素特征的研究，La/Yb与Sm/Yb的熔融曲线图表明西太平洋Dive69、Dive72海山玄武岩样品，中太平洋MP3D04、MP3D21、MP5D11、MP5D15A、MPID201、MPID202海山玄武岩样品与东太平洋Dive66海山玄武岩样品主要起源于地幔更深处石榴石橄榄岩区的部分熔融，岩浆起源深度＞80 km;形成于大洋板内构造环境，为地幔柱成因玄武岩。东太平洋的Dive66海山玄武岩的原始岩浆上升过程中主要经历了橄榄石的结晶分异作用，同时也存在相对微弱的单斜辉石与斜长石的结晶分异作用，其岩浆结晶时最大压力约为0.3Gpa。样品的Zr/Nb、La/Nb、Ba/Nb、Ba/Th、Rb/Nb、K/Nb、Th/Nb、Th/La、Ba/La比值特征与同位素组合特征指示，西太平洋麦哲伦海山区Dive69、Dive72海山玄武岩岩浆来源于高U/Pb比值地幔端元(HIMU)与Ⅰ型富集地幔端元(EMI)的混合;莱恩海山区MP3D04、MP3D21、MP5D11、MP5D15A海山玄武岩的岩浆源区可能与亏损地幔端元(DM)、高U/Pb比值地幔端元(HIMU)、Ⅱ型富集地幔端元(EMⅡ)三个端元有关;东太平洋魏源海山Dive66玄武岩岩浆来源于高U/Pb比值地幔端元(HIMU)与Ⅰ型富集地幔端元(EMI)混合地幔端元。综合本文岩石地球化学特征与前人研究成果推测，中生代时期太平洋板内曾发生过强烈且广泛的火山活动，这些火山活动多与南太平洋SOPITA区地幔柱有关，同时太平洋板块的相对运动对板块内岩石圈造成的拉伸构造环境与洋壳减薄后发生的减压熔融共同影响了板内岩浆活动，形成了大量的太平洋海山。随后大规模的岩浆活动停止，尔后这些海山和海山链随着太平洋板块不断向西向北的漂移，逐渐到达现今的位置。
NETL