东北新生代钾质玄武岩的挥发分组成：对地幔源区和再循环过程的制约

Studies of volatile elements in magmatic systems have particular importance, because volatiles influence mantle melting and magma crystallization. However, the question of volatile recycling into the deep mantle and its contribution to the chemical heterogeneity of the mantle remains controversial. Based on previous studies, this study intends to analyze the melt inclusion and its host olivines of Cenozoic potassic basalts from Northeast China. We will pay close attention to the volatiles of melt inclusions, combining with whole rock geochemistry, to probe into the magma evolution processes, primary magma composition, source lithology and the properties of the mantle source of the potassic rocks. By comparisons of the volatiles in various mantle end-members and reservoirs, we will discuss the recycling processes of volatiles in the deep mantle.

岩浆中的挥发性组分具有独特的研究意义，因为挥发分直接影响着地幔的熔融和岩浆的结晶。然而关于挥发分的深部再循环以及这一过程对地幔化学不均一性的贡献还存在争议。本项目拟在以往研究的基础上，对东北地区出露的新生代钾质玄武岩进行熔体包裹体及寄主橄榄石的研究，重点关注熔体包裹体的挥发分组成，并结合玄武岩全岩的地球化学组成，来查明钾质玄武岩的岩浆演化过程、原生岩浆组成、源区母岩的岩性和地幔源区的物质属性。通过对比不同地幔端元和不同储库的挥发分组成，来查明挥发分的深部再循环过程。

板内背景下单成因火山岩的地球化学组成通常被用来制约它们的地幔源区和熔融过程，然而随后的岩浆演化过程通常被忽略。本项目对松辽盆地北缘小古里河超钾质火山岩进行了岩相学观察，矿物及全岩化学分析和热动力学模拟，探讨了单成因火山的岩浆演化过程。我们在这些火山岩中识别了两种类型的矿物斑晶集合体：第一种类型的先成晶（橄榄石和白榴石）和杂交晶（单斜辉石），以及第二种类型的自晶（橄榄石和白榴石）。研究发现，对于第二种类型的正环带橄榄石斑晶，随着Fo的降低，Ni含量降低而Mn含量增加，并且Ni下降以及Mn上升的速度比大洋玄武岩快，这种趋势被解释为强碱性熔体中大量橄榄石和白榴石在浅部地壳深度（<200 MPa）发生了分离结晶作用。第一种类型的橄榄石具有反环带特征，他们的核部比边部具有更低的Fo和CaO，以及更高的MnO含量。第一种类型的白榴石具有筛状结构，通常被第一种类型的橄榄石斑晶所包围。第一种类型的单斜辉石斑晶具有透辉石的组成，形成单矿物的晶簇。尽管第一种类型的先成晶和杂交晶含量很少，他们的出现证实了马鞍山单成因火山之下发生了岩浆补给和岩浆混合作用。本项目研究表明单成因火山区喷发的岩浆也可能经历复杂的岩浆房过程，这对我们未来在解释单成因火山岩浆通道系统的持续时间、演化和建造方面至关重要。