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Sci Rep:南京大学陈立辉研究组发表大陆火山成因研究成果

摘要 : 近日,自然出版集团旗下综合类刊物《Scientific Reports》在线发表南京大学陈立辉教授发表的一篇研究了论文,文章在总结全球大陆内部新生代火山作用的基础上,定义了一种新类型的火山——小规模溢流玄武岩。

 近日,自然出版集团旗下综合类刊物《Scientific Reports》在线发表南京大学陈立辉教授发表的一篇研究了论文,文章在总结全球大陆内部新生代火山作用的基础上,定义了一种新类型的火山——小规模溢流玄武岩。并通过对一个典型案例——浙江东部的新生代玄武岩的地球化学研究,提出岩浆持续补给导致的岩浆房生长是小规模溢流玄武岩的直接成因。论文题为"Growing magma chambers control the distribution of small-scale flood basalts"。博士生俞恂为论文第一作者,陈立辉教授为论文通讯作者。

大火成岩省(如峨眉山玄武岩)和单成因火山是大陆内部火山作用的两种端元表现形式。介于这两者之间的玄武岩质火山活动一直没有明确的火山学定义。研究者总结了浙江东部新昌-嵊州一带新生代玄武岩的同位素年龄,发现SiO2含量高的玄武岩(溢流玄武岩主要组成)其喷发时间与纬度存在明显的负相关,即岩浆喷发存在由南向北迁移的规律,持续时间超过6百万年(9.4Ma~3.0Ma)。在前6百万年的时间里,玄武岩的(Na2O+K2O)/MgO和TiO2/MgO这两个对岩浆演化非常灵敏的元素比值几乎不变,反映岩浆演化“停滞”;但是在最后30万年里,玄武岩的这两个比值快速上升,反映明显的岩浆演化。玄武岩化学成分与时间-空间的这种关联性说明,岩浆房需要来自地幔的高温岩浆长期的持续补给,否则岩浆房不可能维持这么长时间并北向迁移。玄武岩微量元素的模拟计算支持岩浆北向迁移过程中,岩浆补给的贡献长期大于矿物分离结晶的贡献。演化程度高的高硅玄武岩具有低Ce/Pb比和高Sm/Nd比的特征,指示岩浆房位于下地壳底部。对浙江玄武岩这只“麻雀”的解剖表明,幔源岩浆的长期持续补给,导致位于下地壳中的岩浆房不断生长(生长方向受区域断裂控制),并最终控制了这种小规模溢流玄武岩的时空分布特征。

该课题组对内蒙古赤峰新生代小规模溢流玄武岩的工作也表明,岩浆补给作用明显改变了玄武岩的演化趋势,相关论文"Magmatic recharge in continental flood basalts: Insights from the Chifeng igneous province in Inner Mongolia"发表在AGU刊物Geochemistry, Geophysics, Geosystems上,博士生俞恂为第一作者。

原文链接:

Growing magma chambers control the distribution of small-scale flood basalts

原文摘要:

Small-scale continental flood basalts are a global phenomenon characterized by regular spatio-temporal distributions. However, no genetic mechanism has been proposed to explain the visible but overlooked distribution patterns of these continental basaltic volcanism. Here we present a case study from eastern China, combining major and trace element analyses with Ar–Ar and K–Ar dating to show that the spatio-temporal distribution of small-scale flood basalts is controlled by the growth of long-lived magma chambers. Evolved basalts (SiO2 > 47.5 wt.%) from Xinchang–Shengzhou, a small-scale Cenozoic flood basalt field in Zhejiang province, eastern China, show a northward younging trend over the period 9.4–3.0 Ma. With northward migration, the magmas evolved only slightly ((Na2O + K2O)/MgO = 0.40–0.66; TiO2/MgO = 0.23–0.35) during about 6 Myr (9.4–3.3 Ma). When the flood basalts reached the northern end of the province, the magmas evolved rapidly (3.3–3.0 Ma) through a broad range of compositions ((Na2O + K2O)/MgO = 0.60–1.28; TiO2/MgO = 0.30–0.57). The distribution and two-stage compositional evolution of the migrating flood basalts record continuous magma replenishment that buffered against magmatic evolution and induced magma chamber growth. Our results demonstrate that the magma replenishment–magma chamber growth model explains the spatio-temporal distribution of small-scale flood basalts.

来源: Scientific Reports 浏览次数:0

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