东南亚晚新生代海南岛OIB型玄武岩揭示深部地幔柱与滞留板片的相互作用机制

本文通过海南岛玄武岩的He同位素、全岩主微量元素及Sr-Nd-Hf-Fe-Mo同位素分析，揭示了其兼具OIB型地球化学特征与亏损型同位素组成（87Sr/86Sr=0.7031–0.7043；εNd=+3.3至+5.5），提出其源区为辉石岩（δ56Fe:+0.07‰至+0.17‰），由FOZO地幔柱与太平洋碳酸盐化洋壳在过渡带（MTZ）反应形成。该模型为东南亚晚新生代玄武岩成因提供了新范式，并指出MORB型3He/4He值（7.0–9.2?Ra）不能简单排除深部地幔柱来源。

　　

Highlight

东南亚晚新生代海南岛OIB型玄武岩记录了深部地幔柱与滞留板片在地幔过渡带（MTZ）的相互作用。

Results

海南玄武岩呈现高MgO（8.5–12.3 wt%）低SiO₂（45.6–48.9 wt%）特征，具有轻稀土富集型OIB地球化学印记。其亏损型Sr-Nd-Hf同位素（εHf=+6.8至+10.3）与MORB型³He/⁴He值（7.0–9.2?Ra）揭示源区存在亏损（FOZO地幔柱）与富集（再循环洋壳）组分的混合。

Crustal contamination and fractional crystallization

橄榄石低Mn高Ni特征及δ⁵⁶Fe异常（+0.17‰）排除了单纯地幔橄榄岩熔融成因，支持辉石岩源区模型。δ⁹⁸Mo值（?0.38‰至?0.07‰）进一步证实该辉石岩由碳酸盐化洋壳与地幔橄榄岩反应形成。

Conclusions

深部地幔柱在MTZ与滞留太平洋板片反应形成辉石岩，次级地幔柱将其搬运至上地幔熔融形成海南玄武岩。该研究为理解东南亚广泛分布的晚新生代玄武岩提供了"地幔柱-滞留板片"相互作用的新范式，并强调需结合放射性（Sr-Nd-Hf）与稳定（Fe-Mo）同位素共同约束地幔源区性质。