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巴基斯坦瓦济里斯坦蛇绿岩带的地球化学:对岩石成因和构造环境的影响

论论资讯 | 2023-03-01 3热度

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Geochemistry of Waziristan Ophiolite Complex, Pakistan: Implications for Petrogenesis and Tectonic Setting

Jalil R.; Alard O.; Schaefer B.; Ali L.; Sajid M.; Khedr M.Z.; Shah M.T.; Anjum M.N.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/min13030311

研究背景

随着社会的发展,人们对地球内部和地质过程的研究越来越深入。然而,目前研究领域存在一些问题,例如地球内部的构造和板块运动的细节还不够清楚。为了解决这些问题,许多地质学家致力于研究岩石的成因和构造背景,以揭示地球内部的奥秘。而本次研究的主题正是研究巴基斯坦瓦济里斯坦蛇绿岩复合体的地球化学,以探究其成因和构造背景。

研究内容

瓦济里斯坦蛇绿岩复合体主要由经过蛇纹岩化的二辉橄榄岩和哈茨堡岩组成,被辉石岩体交叉切割。该区域的地壳部分主要由玄武岩和辉长岩组成,长英岩较少。本研究使用全岩XRF和微量元素ICP-MS分析,确定了橄榄岩原岩熔融程度及其后续地球化学的贫化或富集程度。研究表明,瓦济里斯坦橄榄岩非常难熔,具有高Mg#值(0.88-0.92),低Al2O3(0.19-0.96 wt%),总碱值(0.02 < Na2O + K2O ≤ 0.20 wt%),CaO(0.04-0.73 wt%)和TiO2(0.001-0.017 wt%),但富含Cr(高达3550 ppm)和Ni(高达2340 ppm)。研究表明,瓦济里斯坦橄榄岩在封闭的自旋石橄榄岩相浅层深度的俯冲带中经历了高度熔融(15%-25%),在其化学性质(Sc、REE、Al2O3和MgO)上类似于伊豆-博尼-马里亚纳(IBM)弧前橄榄岩。它们的U形REE模式和微量元素类似于来自超俯冲带(SSZ)环境的橄榄岩,特别是弧前环境,并反映了来自板片流体的交代作用。这些超基性岩石保留了稀土元素含量的贫化(0.03 < ΣREE<CN> < 0.60),表明其具有高度贫化的难熔橄榄岩的性质。研究还发现,瓦济里斯坦玄武岩(Mg#,0.48-0.68)的组成类似于典型的波尼特岩,具有低至中等的MgO(6.2-13.0 wt%),低总碱含量(0.01-4.45 wt%)和TiO2(0.13-0.17 wt%),但较高的Al2O3(≈11.9 wt%)。它们显示出亚碱性亲缘关系,并具有从岛弧玄武岩(IAB)岩浆到波尼特岩浆的过渡地球化学特征,这是由于在俯冲开始时由于从张性到压缩性的转变而导致的。这些地球化学特征表明,瓦济里斯坦玄武岩是由来自板片的流体在更高氧化条件下的SSZ环境中生成的。瓦济里斯坦蛇绿岩复合体的超基性岩石因此很可能是在SSZ环境中的俯冲开始时(弧前扩张)形成的;它们沿着断层被推上前弧区域,并由于印度板块和阿富汗微板块的碰撞而推上陆地。

研究意义

本研究的创新点在于,它通过对瓦济里斯坦蛇绿岩复合体的地球化学分析,揭示了其成因和构造背景。研究表明,该地区的超基性岩石是在SSZ环境下的俯冲开始时形成的,并且是在板片流体的作用下形成的。这一发现不仅对了解地球内部的构造和板块运动具有重要意义,也为研究其他地区的类似问题提供了参考。

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