PDF《南极南设得兰群岛中- 新生代 火山作用与地质环境》

第14 卷第

1 期 极地研究 Vol.

14, No.

1 2002 年3月CHINESE JOURNAL OF POLAR RESEARCH March

2002 研究论文 南极南设得兰群岛中 -新生代 火山作用与地质环境 刘嘉麒 张雯华 郭正府 ( 中国科学院地质与地球物理研究所 北京 100029) 提要 本文对采自南设得兰群岛的乔治王岛、 纳尔逊岛、 利文斯顿岛、 欺骗岛和南极半岛的火山 岩和火山灰进行了岩石化学和 Sr、 Nd 同位素分析, Ar -Ar 和K-Ar 年龄测定.研究表明, 南设得 兰群岛火山岩属于玄武岩 -安山岩 -英安岩岩石组合, 它们的 Sr、 Nd 同位素比值非常接近,

87 Sr/

86 Sr 比值普遍比较低, 为0. 703297- 0. 703507;

143 Nd/

144 Nd 比值普遍比较高, 为0. 512835- 0. 513779, 二者呈负相关, Nd -87 Sr/

86 Sr 相关图显示岩浆来源于亏损地幔.火山岩形成时代集中于 96Ma、 91Ma、 78Ma、 60Ma 和35Ma 等时段.35Ma 之后, 火山活动长时间消沉, 直到晚中新世和 第四纪才时有发生;

这一漫长的历史时期, 正是南极大陆冰盖逐渐形成之时.是气候变冷抑制 了火山活动? 还是火山活动的减弱和停止导致气候变冷? 尚待进一步研究;

但冷期火山活动减 弱或停止, 暖期火山活动活跃和增强, 这一对应关系是存在的.火山作用的时空分布及岩石地 球化学特征暗示, 南设得兰群岛处于一个岛弧的地质环境, 早期群岛基本上与南极半岛连在一 起, 在德雷克板块的俯冲下, 群岛逐渐与半岛分离, 形成布兰斯菲尔德海峡( 裂谷) , 在弧后扩张 和裂谷作用下产生新的火山活动. 关键词 南设得兰群岛 火山活动 年龄 地质环境

1 前言 南设得兰群岛由乔治王、 纳尔逊、 罗伯特、 格林威治、 利文斯顿、 斯诺和欺骗等岛屿和 岛礁组成, 位于西南极布兰斯菲尔德海峡的西侧, 东侧为南极半岛, 北侧与南美洲的合思 角遥遥相望( 图1) .从大地构造位置来看, 该群岛处于南美和南极两大板块的衔接部位, 属于晚中生代以来太平洋板块向南极大陆俯冲作用下形成的岩浆弧.地球物理和地质资 料表明, 南设得兰群岛和南极半岛曾连在一起, 直到中新世早期( 约20M a 前) , 布兰斯菲 [ 收稿日期]

2001 年7月收到来稿,

2002 年1月收到修改稿. [ 作者简介] 刘嘉麒, 男,

1941 年生.毕业于中国科技 大学研究 生院, 获 博士学位.现 为研究员, 主要从 事第 四纪地质与火山地质研究. 尔德海槽第一次张裂, 将南设得兰群岛和南极半岛分开( 王光宇等, 1998) , 那里有许多国 家建立的南极考察基地, 包括中国的长城站. 多年来, 中国及其它国家的学者在该地区做了大量研究工作.在火山作用方面, 主要 集中在乔治王岛, 而对其他地区研究得较少.本文除了对乔治王岛, 还对纳尔逊岛、 利文 斯顿岛以及欺骗岛的火山岩和火山灰进行了岩石学、 年代学及地球化学等方面的研究;

在 此基础上, 探讨了火山作用的时空分布和岩浆演化特征, 火山作用与区域地质构造和环境 演变的相互关系. 图1南设得兰群岛的位置和地质背景图.1. 乔治王岛, 2. 纳尔逊岛, 3. 罗伯特岛, 4. 格林威治岛, 5. 利文斯顿岛, 6. 斯诺岛, 7. 欺骗岛 Fig. 1. The diagram of geographical and geological background of South Shetland Islands

2 火山岩的主要类型与特征 南设得兰群岛广泛分布着火山岩, 有熔岩、 次火山岩及火山碎屑岩等.它们有的覆盖