第七届青年地学论坛

地球具有太阳系中独一无二的中酸性大陆地壳，其生长机制和演化历史是地球科学领域的基础问题。许多学者认为俯冲带岩浆弧是大陆地壳生长的主要场所，但究竟是以岛弧（洋壳俯冲洋壳）还是以大陆弧（洋壳俯冲陆壳）为主却存在很大争议。通过对23个新生代岛弧和大陆弧岩浆地球化学数据进行统计分析，我们发现岛弧岩浆具有Fe含量随演化先升高后降低的拉斑系列特征，而大陆弧岩浆的Fe含量则呈现出随演化持续降低的钙碱性岩浆特点。同为含水岩浆，岛弧和大陆弧岩浆却呈现不同的Fe演化趋势，表明水不是控制岩浆Fe演化的主要因素。岛弧岩浆演化过程中，Ti-Mn-V的变化趋势和Fe类似，都在演化初期缓慢升高，然后在MgO = 5 wt. %时开始迅速降低；Fe/Mn、La/Yb和Dy/Yb在MgO大于5 wt. %之前没有明显变化，之后Fe/Mn迅速降低，La/Yb缓慢升高，Dy/Yb缓慢降低，表明Fe氧化物和角闪石在MgO = 5 wt. %才开始大量结晶分异。与岛弧相比，大陆弧岩浆，尤其是成熟的大陆弧岩浆，具有明显更低的Fe-Mn-V含量以及更高的Fe/Mn、La/Yb和Dy/Yb比值。Fe/Mn在MgO= 2 wt. %时才开始迅速降低，表明Fe氧化物直到岩浆演化到MgO= 2 wt. %时才开始分异。成熟的大陆弧岩浆在MgO = 5-1 wt. %区间内（相当于SiO₂ = 57-68 wt. %），Dy/Yb和La/Yb都随MgO的降低而不断升高，证明必须有石榴石结晶分异，由于石榴石只在高压条件下才能饱和，其结晶分异表明，在成熟的大陆弧内安山岩-英安岩普遍经历过高压分异演化（>1 GPa），推测其玄武质母岩浆经历了更高压力的演化（可高达2 GPa），很可能在壳幔边界的岩浆房内。钙碱性大陆弧岩浆的Fe-Ti-Mn-V含量与平均大陆地壳类似，都比拉斑系列岛弧岩浆的含量更低。此外，平均大陆上地壳的Fe/Mn、La/Yb和Dy/Yb都远远高于岛弧岩浆，但都落在大陆弧岩浆的变化范围内。因此，我们的研究显示显生宙大陆地壳具有经历过高压分异的地球化学特征，进一步表明钙碱性大陆弧岩浆作用是形成显生宙大陆地壳的必经阶段。

Fe氧化物,角闪石,石榴石,结晶分异,稀土元素