台湾东北部龟山岛安山岩的成因研究

Kueishantao is an volcanic island located in the southwestern part of the Okinawa Trough, and the researches on andesites will be used to indicate the influence of backarc spreading on arc volcanism, understand the mechanism of recycling at subduction zones and provide support for prevention of volcanic hazard. Petrology, bulk rock geochemistry and isotopic research have been investigated by previous studies, and some conclusions were achieved as to the origin of the andesites in Kueishantao (such as crustal contamination, partial melting of subducting slabs and sediments, interactions between fluids and the mantle wedge). All above work are based on the analysis of bulk rock and unable to reaveal the processes controlling melt evolution completely, also no research of magma mixing is involved and little is known about the influence of spreading of the Okinawa Trough. Consequently, we plan to carry out the research on minerals and melt inclusions of andesites in Kueishantao with EPMA and LA-ICPMS, combining with bulk rock data and geological background information, to fill the gap of petrological microanalysis in Kueishantao, know more about the genesis of andesites and Kueishantao and tentatively discuss the effect on the orign of andesites by the spreading of southwestern Okinawa Trough.

龟山岛（Kueishantao，KST）是一座位于冲绳海槽最西南端的火山岛，对其安山岩的研究可以指示弧后扩张对岛弧火山活动的影响，了解俯冲带物质再循环的控制机理，并为防治火山灾害提供科学依据。关于龟山岛火山的岩石学、全岩地球化学和同位素特征前人已经开展了较多的工作，并对安山岩的成因有了部分认识（如地壳混染、俯冲板片和沉积物的部分熔融、流体与 地幔楔的相互作用等）。以上工作都是建立在全岩样品分析的基础上，并不能完全揭示控制熔体演化的过程，而且前人研究没有涉及对安山岩喷发之前的岩浆混合作用，对冲绳海槽扩张所造成的影响更是知之甚少。因此本项目拟采用电子探针和激光剥蚀等离子体质谱仪对龟山岛安山岩的矿物和熔体包裹体开展研究，结合全岩数据和已有地质背景资料，填补龟山岛岩石学微区分析的空白，进一步了解安山岩的岩浆成因和演化，并初步探讨冲绳海槽扩张对安山岩形成的影响。

冲绳海槽是迄今为止除安达曼海外，唯一发育于陆壳基底之上且处于初始张裂阶段的弧后盆地，海槽内发育了一系列正断层以及频繁的岩浆侵入活动，为海底热液系统的形成提供了有利环境。冲绳海槽以其独特的地理位置、复杂的地球动力学特征以及资源环境效应成为当前地学界的研究热点。本项目根据出海航次所获得的样品类型，陆续开展了样品的主微量元素测试、Sr-Nd-Pb同位素测试、矿物微区分析和微形貌观察，围绕龟山岛岩石蚀变产物、弧后盆地火山岩的来源及演化进行了研究，了解龟山岛岩石的蚀变过程，揭示地壳混染对岩浆组分的影响，分析冲绳海槽中部流纹岩的地球化学多样性及其控制因素，探讨冲绳海槽北部火山岩的多种成因。.研究结果表明，龟山岛热液区蚀变安山岩中的黄铁矿来自于流体交代和原位沉淀。冲绳海槽南端流纹岩的低Nd、高Sr-Pb-O同位素组成反映出岩浆上升过程中混染了大陆地壳物质，计算得出陆壳的混染比例大约为20%。部分熔融模型可以很好地解释冲绳海槽中部的两种类型流纹岩成因。冲绳海槽北部的火山岩具有多种成因，包括玄武岩岩浆的分离结晶同时混染了7-12%的陆壳，中琉球弧高镁安山岩和进化的玄武岩岩浆的混合，以及黑潮对浮岩的搬运漂移。东马努斯海盆中酸性岩浆主要受到了分离结晶的控制。本项目研究结果对了解冲绳海槽北、中、南段的中酸性岩石的岩石成因和差异性演化提供了新的证据和解释。