在地质动力学复杂的地区限制地幔动力学是具有挑战性的,因为地幔过程无法直接观测,其特征通常被构造活动、岩石圈异质性和与热液/地表流体的相互作用所掩盖(例如,Hofmann, 1997; Koornneef et al., 2019)。在上升和侵位过程中,携带地幔信息的岩浆可能会发生改变,从而掩盖其原始的地球化学特征(Neave et al., 2019)。因此,精确的岩石学描述结合地球化学分析是推断岩浆来源、熔化条件以及交代作用或俯冲相关成分影响的关键工具,即使是在经过改变的岩石中也是如此。因此,这些方法对于推进我们对深部地质动力学过程的理解至关重要(McDonough and Sun, 1995; Hofmann, 1997; Pearce, 2008; Stracke, 2021)。
西地中海地区经历了由非洲板块和欧亚板块汇聚驱动的复杂新生代地质动力学演化(图1a)。这一演化包括特提斯洋岩石圈的俯冲、大陆碰撞、板块回撤和撕裂、弧后盆地的形成以及局部岩石圈变薄(例如,Réhault et al., 1984; Gueguen et al., 1998; Faccenna et al., 2004, 2014; Lustrino et al., 2011; Booth-Rea et al., 2018)。这些过程产生了广泛且成分多样的新生代岩浆活动,使西地中海成为研究后碰撞环境中地幔动力学的理想区域(例如,Savelli, 2002; Duggen et al., 2005; Lustrino and Wilson, 2007; Lustrino et al., 2011, 2013; Carminati et al., 2012)。
沿北非边缘,新生代至第四纪的岩浆活动沿着一条长约1200公里的火山带发生,从突尼斯北部延伸到摩洛哥北部(Maury et al., 2000; El Azzouzi et al., 2003, 2014; Chazot et al., 2017)。这条火山带包括钙碱性、肖肖尼特型和轻度钠碱性的岩浆,反映了从俯冲相关岩浆活动向板内岩浆活动过渡期间的地幔来源和熔化条件的变化。岩浆活动始于中中新世(约17百万年前),阿尔及利亚出现了富钾的钙碱性火山活动,这归因于早期俯冲事件引起的地幔交代作用(Maury et al., 2000)。这一阶段之后是突尼斯和摩洛哥西部的钙碱性火山活动(约14–11百万年前),以及晚中新世至上新世的碱性玄武岩火山活动(约8–5百万年前),与岩石圈变薄和被动软流圈上涌有关(Maury et al., 2000; Lustrino and Wilson, 2007)。
在突尼斯北部,晚新生代岩浆活动主要局限于Tellian区域,特别是在Nefza-Tabarka、Mogods和La Galite地区,并呈ENE-WSW方向排列(图1b)。20世纪70年代和80年代进行的早期岩石学和地球化学研究仅对地幔来源特征和岩浆演化提供了有限的约束(Badgasarian et al., 1972; Tzekova, 1975; Bellon, 1976; Mauduit, 1978; Faul and Foland, 1980; Halloul, 1989)。最近的同位素研究提高了对该区域构造-岩浆框架的理解(例如,Talbi et al., 2005; Halloul and Gourgaud, 2012; Decrée et al., 2014; Ben Abdallah, 2013; Ben Abdallah et al., 2024)。然而,尽管玄武岩对于阐明突尼斯北部下地幔动力学与玄武岩岩浆活动之间的关系至关重要,但对其进行的详细岩石学和全岩地球化学研究仍然很少。
本研究的目的是提供Moktaa el Hadid地区晚新生代玄武岩的新岩石学观察结果和全岩地球化学分析,并结合Mogods地区的现有数据(图1b)。这些数据用于表征岩浆来源并限制突尼斯北部的构造-岩浆演化。该研究进一步探讨了玄武岩岩浆活动的空间和时间变化,并讨论了其对西地中海区域地质动力学过程的影响。