吉布提Asal-Ghoubbet裂谷边缘玄武岩的岩石成因及其对地幔源区特征的启示

这篇研究聚焦吉布提Asal-Ghoubbet裂谷边缘玄武岩，通过全岩地球化学（E-MORB/OIB特征）、矿物微区分析（EPMA）及Sr-Nd-Pb同位素示踪，揭示了其拉斑玄武岩属性、分异结晶序列（单斜辉石→橄榄石→斜长石）及岩浆房深度（莫霍面至上地壳）。研究提出裂谷玄武岩源自HIMU-PREMA地幔端元混合，并受Afar地幔柱（EM组分）显著影响，为大陆裂解过程中的岩浆系统演化提供了关键约束。

　　

Highlight

这项研究为理解Asal-Ghoubbet裂谷边缘玄武岩的岩浆系统提供了突破性视角：

1. 首次综合矿物化学与同位素数据，揭示岩浆分异路径

2. 建立MELTS模型量化岩浆房演化过程

3. 同位素指纹解码地幔端元混合机制

地质背景

Afar地区是研究大陆裂解过程的天然实验室，其裂谷系统展现了岩石圈减薄、地幔柱-岩石圈相互作用等关键过程。Asal-Ghoubbet裂谷以岩浆侵入驱动的三联点构造为特征，边缘玄武岩记录了裂谷演化的过渡阶段。

分析方法

对22件样品进行主量元素分析（XRF）、12件微量元素（ICP-MS）、4件同位素（TIMS），并采用电子探针（EPMA）解析单斜辉石-橄榄石-斜长石矿物对，结合MELTS软件模拟结晶序列。

岩相学特征

玄武岩呈斑状/无斑结构，含斜长石（2mm巨晶）、单斜辉石（Mg^#=68-82）及橄榄石（Fo_75-85），Fe-Ti氧化物指示低氧逸度环境。

分异结晶过程

MgO（3.2-6.3 wt%）与相容元素（Ni<136ppm）的负相关揭示单斜辉石主导早期分异，斜长石在浅部加入，稀土配分模式（La/Yb_N=2.1-3.8）反映E-MORB与OIB过渡特征。

同位素地球化学

⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（0.7031-0.7035）与ε_Nd（+5.1~+6.8）落在HIMU-PREMA趋势线，Pb同位素（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.9-19.5）显示EMI-EMII地幔组分混染，支持Afar地幔柱对岩浆源的贡献。

结论

研究证实边缘玄武岩源自~60km深部熔融，经历多阶段分异（>8%熔体提取），其HIMU-EM混合特征为理解非洲超级地幔柱的化学不均一性提供了新证据。