岛弧火山岩中斜长石的生长过程：大洋岛弧岩浆房中发生了什么？

火山活动自古以来就是人们密切关注的一种地质现象，火山爆发壮观的景象和极其巨大的破坏力使人们畏惧，古罗马著名的城邦庞培就是由于维苏威火山的突然爆发而毁于一旦。因此在众多古老的文明中火山活动都被认为是代表了神灵的威严。用现代科学的眼光来看，火山活动是地球深部岩浆向浅部运移并最终喷出地表的过程，是壳幔物质循环的重要场所。位于板块边界处的俯冲带是地球上地质作用最活跃的区域之一，也形成了众多的岛弧火山，据推算每年岛弧产生的熔体约占全球地幔产生熔体的15%。因此研究俯冲带火山岩浆房中岩浆的演化过程，对于了解全球火山喷发的规律以及岩浆的来源具有非常重要的意义，可以帮助我们进一步理解地壳的形成及演化过程、幔源岩浆在壳内的分异以及壳幔相互作用。

中国科学技术大学地球与空间科学学院，中科院壳幔物质与环境重点实验室黄方课题组的李原鸿等人对采自于加勒比海地区小安德列斯岛弧Kick’em Jenny（KEJ）海底火山玄武岩中的斜长石斑晶进行了矿物形态和成分分析，并测定了具有环带结构的斜长石斑晶中主量元素以及Sr的空间分布。结果表明，在不同的矿物斑晶中，元素含量均表现出和环带结构相联系的空间分布变化（如图1）。

斜长石斑晶中最主要的结构为韵律环带以及熔蚀结构，所测定的矿物边缘都存在An值从由内向外迅速降低的致密韵律环带，可能反映了快速结晶时的不平衡；而晶体内部的稀疏韵律环带结构是由岩浆填充或对流活动导致的。这说明斜长石斑晶的矿物形态和元素环带可以用来制约俯冲带海底火山岩浆从源区上升到岩浆房再到喷发的复杂过程，包括岩浆演化、熔体多次填充、熔体与结晶矿物之间的反应、以及矿物再熔融等。对于理解海底火山的喷发以及岛弧岩浆岩的演化有重要意义。

本项目由国家自然科学基金面上项目（41173031）和基金委杰出青年基金（41325011）资助。文章发表于2016年《岩石学报》（李原鸿, 黄方, 于慧敏, 贺治伟, 陈沙. 2016. 加勒比海小安德列斯岛弧Kick'em Jenny海底火山岩的斜长石成分环带:示踪大洋岛弧岩浆房的演化. 岩石学报, 32(2): 605-616）。