近日，国际地学权威学术期刊《Lithos》发表了题为“Geochemical and lead isotope compositions of olivine-hosted melt inclusions from the Yaeyama Graben in the southern Okinawa Trough: Implications for slab subduction and magmatic processes”的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室李晓辉副教授（通讯作者）、李三忠教授、中科院广州地球化学研究所任钟元研究员、中科院海洋所曾志刚研究员等合作完成。

冲绳海槽是受菲律宾海板块俯冲而张裂于陆壳基底之上的新生弧后盆地，海槽岩浆源区类型及岩浆演化过程一直存在争议。熔体包裹体是被矿物包裹的硅酸盐液滴，受最小程度的岩浆后期改造，可以提供原始岩浆组成及岩浆演化信息。该研究分析了冲绳海槽南部橄榄石内熔体包裹体的元素和同位素组成，并将熔体包裹体分为两种类型：低207Pb/206Pb比值熔体包裹体和高207Pb/206Pb比值熔体包裹体（图1）。其中低207Pb/206Pb比值熔体包裹体地球化学特征与全岩类似，而高207Pb/206Pb比值熔体包裹体具有明显高Li、Rb、U含量，低Cu、Zn、Pb含量等特征。

图1 冲绳海槽火山岩熔体包裹体元素及Pb同位素组成

模拟计算显示岩浆源区受MORB、来自下陆壳的EMI成分和来自俯冲沉积物的EMII成分不同程度的混合。高207Pb/206Pb比值熔体包裹体中元素的异常可能是岩浆演化过程中独居石、褐帘石及硫化物等矿物分离结晶造成的。排除了区域内俯冲蚀变洋壳、沉积物、俯冲海脊（加瓜海脊）及地幔柱等物质对高207Pb/206Pb物质的贡献，冲绳海槽邻区台湾西北部Kuanhsi-Chutung玄武岩具有与高207Pb/206Pb熔体包裹体类似的Pb同位素组成，这些玄武岩的产生与中新世台湾-福建造山带的板内岩浆活动有关，这表明在中新世冲绳海槽与台湾-福建区域可能具有相似的地质构造背景（图2）。中中新世之后，吕宋岛弧与欧亚大陆碰撞引起了台湾及冲绳海槽区域板内岩浆活动，岩浆上升发生矿物的分离结晶并混染了高207Pb/206Pb熔体，导致部分熔体包裹体继承了高Li、Rb、U含量，低Cu、Zn、Pb含量及高207Pb/206Pb比值的特征。熔体包裹体的研究突破了全岩成分对岩浆演化信息刻画的局限，对明确冲绳海槽火山岩成因、充分认识岩浆起源及演化过程具有重要意义。

图2 冲绳海槽构造演化

Li, X.H., Ren, Z.Y., Li, S.Z., Zeng, Z.G., Yang, H.X., Zhang, L., Guo, K., Wang, X.Y. 2021. Geochemical and lead isotope compositions of olivine-hosted melt inclusions from the Yaeyama Graben in the southern Okinawa Trough: Implications for slab subduction and magmatic processes. Lithos. 106263

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106263