弧玄武岩的成因:进展与问题  

The origin of arc basalts:New advances and remaining questions

作　　者：徐义刚[1,2] 王强 唐功建[1,3] 王军 李洪颜[1] 周金胜[1] 李奇维 齐玥 刘平平[4] 马林 范晶晶 Xu Y;Wang Q;Tang G;Wang J;Li H;Zhou J;Li Q;Qi Y;Liu P;Ma L;Fan J

机构地区：[1]中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室,广州510640 [2]中国科学院大学地球与行星科学学院,北京100049 [3]中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,北京100101 [4]北京大学地球与空间科学学院,北京100871

出　　处：《中国科学：地球科学》2020年第12期1818-1844,共27页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家海洋局国际合作专项项目(编号:GASI-GEOGE-02);国家自然科学基金重点项目(批准号:91855215、41630208);中国科学院战略性先导科技专项B类项目(编号:XDB18000000)资助。

摘　　要：大洋俯冲带之上是否出现弧岩浆岩是汇聚板块边缘研究的前沿,而与弧系统演化相关的最重要的岩石学问题是弧岩浆岩的起源.作为弧岩浆体系中最重要的岩石类型,弧玄武岩是揭示俯冲带地幔富集机制、壳-幔相互作用等深部动力学过程最重要的"岩石探针"之一.俯冲大洋板片释放的流体或发生熔融产生的熔体在不同深度以不同比例交代地幔楔形成弧玄武岩的源区,导致大部分弧玄武岩展示出富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素和重稀土元素的特征,而小部分玄武岩则显示高Nb或富Nb特征.还有少量在弧区分布的玄武岩表现出类似洋岛玄武岩或洋脊玄武岩的成分,对其地幔源区是否受到俯冲组分影响还存在争议.玄武质岩浆在上升过程中经历了分离结晶、岩浆混合乃至地壳混染等演化阶段,直至最后喷出地表.除了俯冲板片组分参与弧玄武岩地幔源区的形成外,位于弧前的俯冲上盘物质也可能会通过板片拖曳作用或俯冲侵蚀作用进入弧下地幔加入到弧玄武岩源区.此外,弧下软流圈地幔角流带来的热和物质在弧玄武质岩浆的形成中也发挥了重要作用.尽管近年来关于弧玄武岩的研究取得许多重要进展,但弧下地幔交代作用及玄武岩源区的形成、弧玄武岩的产生与岩浆储库演化、弧玄武质岩浆作用与物质循环、产生弧玄武岩的动力学机制与板块构造的启动等领域尚需深入研究.

关 键 词：弧玄武岩 岩石成因 俯冲板片-地幔楔相互作用 弧下地幔交代作用 俯冲带 

分 类 号：P588.145[天文地球—岩石学]