腾冲年轻火山岩的锆石年龄,岩浆滞留时间和动力学

Tengchong volcanic system is the only active volcanic system at the eastern part of Indo-Eorasian collision zone.Understanding the pre-eruption histories of the Tengchong magmas,is important not only for gaining insights into how this unique and important volcanic system work but also for improving our ability to forecast volcanic harzards. Recent breakthrough and improvement in ion microprobe technology make it feasible to measure young zircon ages using U-Th disequilibrium method. We propose to use ion microprobe to measure the ages of zircons from young Tengchong volcanoes (Maanshan, Dayingshan, Heikongshan and Laoguipo). These zircon U-Th ages will be used to estimate the Tengchong magma residence times prior to eruption. The very young eruption ages and the presence of very-well developed Tengchong zircon crystals provide ideal situations for determining magma residence times. In addition, we will use whole-rock U-Th isotopes data, togather with Nd-Sr-Pb isotope data on the same samples, to further investigate how the Tengchong magmas are generated and the geodynamic implications of the Tengchong volcanoes.

腾冲火山群是印度和欧亚板块东部碰撞边界唯一的活动火山群。对腾冲岩浆演化的时间尺度的精确定量研究，不但有助于认识腾冲这一重要且独特的火山系统是如何工作的，而且提高我们对火山灾害评估和预测的能力。近年来发展和改善的离子探针铀钍非平衡法能够测定年轻（几千年到30万年）锆石年龄，这为研究岩浆喷发之前的储存时间提供了一个切实可行的工具和突破口。本项目的重点是使用离子探针铀钍(U-Th)非平衡法测定腾冲年轻火山（马鞍山，打鹰山，黑空山，老龟坡）各亚期火山岩中的锆石结晶年龄，从而确定岩浆的滞留时间。上述腾冲火山喷发新，锆石晶形好，非常适合锆石U-Th定年和岩浆滞留时间的研究。本项目的另一目标是根据腾冲火山岩全岩的铀钍非平衡，结合其他同位素和微量元素，进一步探索腾冲火山的岩浆起源和地球动力学意义。

本项目研究腾冲年轻火山的时间尺度及岩浆起源和演化。锆石离子探针测试结果表明，马鞍山，打鹰山和黑空山火山岩都含有9万年和5万年同样的2期岩浆锆石。说明尽管它们的喷发时间不同，3个火山在地下拥有共同的大岩浆房。最新母岩浆在地下的储存时间小于5万年。有关3个火山地下岩浆房关系的的论文即将撰写。全岩铀釷同位素测试表明，腾冲年轻火山岩显示中等的230Th富集。全岩铀釷同位素测试表明腾冲地幔受到成熟粘土质物质的交代作用，解释了腾冲富集地慢的形成机制。论文发表在2014年Lithos杂志。全岩Nd-Sr-Pb-Hf同位素与主量元素呈现相关性，说明腾冲的高硅岩浆岩（如打鹰山）受到了地壳物资的轻度混染。文章发表在2017年Lithos杂志。综合岩石地球化学资料，深部大陆俯冲结合区域拉张导致腾冲富集地慢的部分熔融。粗面质玄武岩浆在结晶分异过程中受到了地壳物质的轻度混染，演化为玄武质粗面安山岩及粗面安山岩。