雷琼火山现今幔源流体释放及气体源区温度研究

摘要：

雷琼火山位于欧亚板块与巽他板块交界处附近,规模大、喷发活动期次多.地震层析成像结果表明,雷琼火山区附近存在地幔柱,但地幔柱中心与现今雷琼火山区的中心位置存在200km的错位.一种可能是地幔柱本身是倾斜的;另一种可能是,像夏威夷火山链那样,地幔柱没有发生位置变化,但地幔柱上方的岩石圈发生了漂移,从而火山喷发区与地幔柱发生了错位.为了探讨这两种可能性及其他可能的情景,本研究在雷琼火山及其邻近区域进行了地下水逸出气体氦氖碳同位素调查,共调查了雷州半岛及其东北邻近区域水文点(温泉、冷泉、自流井)62个(其中45个无逸出气体),获得并分析了主要位于雷州半岛东北邻近地区(海南地幔柱位置的正上方)17个温泉的逸出气体样品,而在雷琼火山区内(包括雷州半岛和琼北)则并未发现有逸出气体的水文点;雷琼火山区西南邻近地区海南岛中南部的14个温泉则直接利用前人数据.结果表明,雷琼火山邻区温泉逸出气主量化学成分主要来源于大气,微量化学成分主要是大气或大气饱和水与壳源或幔源气体不同程度混合的产物;He主要为壳幔来源,以壳源为主,幔源混入显著;幔源He比例呈双峰分布,分别是0.5％～5.0％和10.0％～20.0％;CO2及CH4多数为壳源,部分为幔源,少量为生物成因;视碳同位素温度普遍较低,5个泉点接近或大于400℃,最高863℃.从空间分布上看,不管是幔源He比例还是视碳同位素温度,均表现出从外围向雷琼火山区升高的总体趋势.样条函数插值预测,在雷琼火山区中心(雷州半岛)幔源He将达到50％,视碳同位素温度将达到1750℃,说明雷琼火山仍然是活动的,至少仍有幔源岩浆的补充;海南地幔柱的正上方有地幔柱源挥发份的少量渗漏.我们提出一个解释海南地幔柱和雷琼火山错位200 km的现象的模型:海南地幔柱的主体(下部)位置是固定的,而地幔柱经过的软流圈是流动的,流动的软流圈推动海南地幔柱的上部向西南方向偏离了主体的位置.华南地块软流圈的向西南方向和岩石圈的向东南方向的相互不同的运动方向决定了雷琼火山未来活动将向其正西方向(北部湾)发展.

关键词：氦氖碳同位素、视碳同位素温度、海南地幔柱、软流圈运动、雷琼火山

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分类号：P317.3;P597+.2(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：云南省重点研发计划社会发展专项项目202203AC100003

在线出版日期：2023-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：458-472