印度-塞舌尔大陆裂解期间的溢流与爆发性硅质火山作用：西德干暗色岩系孟买地区62.5 Ma Dongri-Uttan流纹岩序列研究

本研究聚焦印度-塞舌尔大陆裂解关键期（62.5 Ma）的硅质火山活动，通过野外调查、岩相学与地球化学分析，首次揭示孟买Dongri-Uttan地区三层式流纹岩-火山灰-流纹岩序列，证实了快速交替的溢流与普林尼式爆发事件。研究建立了岩浆分异模型，提出"热-干-还原"型流纹岩成因，为大陆裂解边缘硅质火山作用机制提供了关键案例（Geoscience Frontiers）。

　　

在印度西部大陆边缘，约6500万年前的德干暗色岩省（Deccan Traps）记录了地球历史上最大规模的火山事件之一。然而，长期以来，人们对其中硅质火山活动（如流纹岩和粗面岩）的认识存在明显空白——这些仅占岩体总量1%的酸性岩类，却蕴藏着大陆裂解过程中岩浆演化的关键信息。特别是在62.5 Ma这个关键时间节点，印度与塞舌尔大陆的分离不仅塑造了现代印度洋格局，更在孟买地区的Panvel挠曲带留下了独特的火山记录。

印度理工学院孟买分校等机构的研究人员选择Dongri-Uttan典型剖面展开攻关。通过精细的野外层序解剖结合高精度⁴⁰Ar/³⁹Ar测年（精度达±0.2-0.6 Ma），首次发现该地区存在三层火山单元：下部流纹岩（62.6±0.6 Ma）-火山灰层-上部流纹岩（62.9±0.2 Ma），推翻了过去认为单一流纹岩层的认知。更引人注目的是，在海岸线新识别出的粗面岩侵入体，将孟买地区硅质岩类的演化谱系完整串联。这项发表于《Geoscience Frontiers》的研究，为理解大陆裂解过程中的岩浆活动多样性提供了教科书级的案例。

研究团队运用多尺度技术手段：①野外地质填图与构造测量，建立150 km长Panvel挠曲带的火山序列格架；②电子探针（EPMA）进行矿物化学分析，获取长石斑晶的An-Ab-Or组分；③X射线荧光（XRF）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定主微量元素，采用SINCLAS程序计算CIPW标准矿物；④岩相学显微观察，鉴别火山灰中浮岩碎屑的形态学特征。

研究结果揭示：

1. 野外地质特征：Darkhan采石场揭露>50 m厚的柱状节理流纹岩（下部单元），上覆2-3 m层状火山灰，顶部被另一>20 m流纹岩（上部单元）覆盖。火山灰中含毫米级浮岩碎屑和锆石晶体（图7l），但缺乏熔结结构。

2. 岩石学特征：流纹岩呈显微晶质结构（图7a-e），含少量蚀变长石斑晶（1-2 mm），缺乏火山碎屑证据；而新发现的粗面岩侵入体（UTT22/13）则显示粗大长石斑晶（7-8 mm）和流动构造（图7f）。

3. 地球化学特征：流纹岩具有"海鸥型"稀土模式（La_N/Lu_N=5-10，Eu/Eu*=0.08-0.09），富集Rb（262-463 ppm）、Zr（1704-2250 ppm）和Nb（318-434 ppm），亏损Sr（5.8-13 ppm）和Ba（22-90 ppm）。火山灰虽为流纹质，但HFSE含量显著偏低，暗示其来自独立岩浆房。

4. 岩浆演化模型：瑞利分馏模拟显示（图12），流纹岩代表孟买拉斑玄武岩（MMD系列）经97-98.5%结晶后的残余熔体（F=1.5-3%），矿物相以单斜辉石（50%）+斜长石（50%）为主。粗面岩则对应20-10%分异产物，形成更早的演化阶段。

这项研究从根本上改变了我们对德干火山活动尾声的认识：①三层式序列证明62.5 Ma时存在三次独立的硅质喷发（两次溢流、一次爆发），间隔可能仅数百年；②"热-干-还原"型流纹岩的确认，为大陆裂解环境下的岩浆演化提供了新端元；③粗面岩侵入体的发现，完善了从玄武岩→粗面岩→流纹岩的连续演化谱系。这些发现不仅适用于印度-塞舌尔裂谷系统，也为全球其他大陆溢流玄武岩省（如帕拉纳-埃滕德卡）的硅质火山作用研究树立了标杆。

特别值得注意的是，研究提出的"岩浆批次"（magma batches）概念，巧妙解释了为何同期喷发的火山灰与流纹岩存在地球化学差异——它们可能源自地壳不同深度的熔融事件。这一认识对理解大陆裂解过程中的地壳混染作用具有深远意义，也为寻找相关矿产（如铌钽矿化）提供了理论依据。随着印度西海岸城市化的推进，这些暴露在建筑工地的新鲜剖面，正成为揭示地球深部过程的珍贵窗口。