巖漿脫氣是玄武巖巖漿上升和演化過程中的關鍵過程，為了解深地殼環境和地球動力學提供了重要線索。單斜輝石是玄武巖系統中普遍存在的鐵鎂礦物，其對巖漿物理化學條件（如溫度、壓力、H?O含量、氧逸度）具有成分敏感性，因此可作為有價值的巖石成因檔案。本研究分析了中國江西省贛州盆地晚白堊世高鎂玄武巖中具有成分分區的單斜輝石斑晶所記錄的脫氣事件。先前的Sr-Nd-Pb-O同位素結果表明，這些玄武巖來源于富集的地幔源，且未受到顯著的地殼污染。單斜輝石顆粒主要表現出明顯的核-幔-邊帶分區。基于單斜輝石核、幔和邊帶的成分模擬得到的平衡熔體成分顯示高MgO含量（14.01–15.00 wt%），這與贛州玄武巖的整體高鎂成分一致，盡管某些微量元素存在輕微差異。在各個分區中觀察到系統性的主要元素和微量元素變化：Al?O?含量從核向邊帶逐漸減少，而Fe、Ti和微量元素顯著增加。核和幔部分別顯示出特征性的負Pb、Nd和Zr異常。Al?O?含量的降低反映了巖漿演化過程中溫度和壓力下降時單斜輝石晶格中Al3?占位點的減少；負異常則歸因于早期巖漿演化過程、富集地幔源的地球化學影響以及鈦鐵礦結晶作用。單斜輝石熱壓測量揭示了各分區之間的顯著差異：核和幔部分結晶于相對較高的溫度、壓力和熔體水含量條件下，而邊帶和基質單斜輝石則形成于較低的溫度、壓力和熔體水含量條件下。熔體水含量的急劇減少以及Fe3?/ΣFe比的相對穩定性表明巖漿從中地殼室脫氣/脫水。從幔到邊帶溫度、壓力和Fe3?/ΣFe比的顯著降低，以及熔體水含量的逐漸減少，表明巖漿是從中地殼室噴發出來的。單斜輝石斑晶邊帶與基質顆粒之間的對比——邊帶的溫度和壓力進一步降低，但H?O含量和Fe3?/ΣFe比略有增加——被解釋為巖漿噴發進入氧化和富水的大氣環境的結果。結合區域構造背景，贛州盆地晚白堊世高鎂玄武巖的形成與古太平洋板塊向西俯沖至歐亞大陸下方所引起的陸內伸展環境有關，巖漿來源于富集地幔的減壓熔融作用。單斜輝石斑晶的核-幔-邊帶分區及其平衡熔體特征全面記錄了多階段的巖漿演化過程，包括在深部巖漿室中的早期結晶、中期的減壓脫氣以及后期的快速噴發。本研究為利用單斜輝石分區研究中國南方板塊內基性巖漿演化提供了實例。

引言

脫氣是地球內部揮發物向地表釋放的關鍵地質過程，這些揮發物參與地表系統的循環。這一過程不僅調節巖漿的物理和化學性質，還對全球地表系統循環和巖漿-熱液礦化過程產生重要影響，是巖漿演化的重要方面。在深地環境中，基性巖漿上升過程中會發生系統的脫氣作用，釋放出主要由CO?和H?O以及S和Cl組成的揮發流體。這些揮發物的釋放是地殼和地幔之間物質交換和能量傳遞的重要媒介（Edmonds和Wallace，2017；Boudoire等，2023）。

脫氣事件發生在多種地質環境中。在多階段巖漿侵入區域，CO?可通過跨地殼通道釋放，形成促進區域物質傳輸和循環的脫氣通量（Lee等，2016；Li等，2025）。在火山省，長期的巖漿儲存和緩慢的脫氣過程可能形成穩定的氣體釋放模式，盡管深層巖漿活動的信號仍需進一步研究（Boudoire等，2023）。在板塊內玄武巖區域，深部地幔中揮發物的發生和釋放機制被認為與古老的變形洋殼密切相關（Wang等，2024）。例如，中國東部單斜輝石巨晶中硫化物包裹體的δ3?S值表明，再循環的洋殼主要貢獻了富含硫化物的熔體，其中硫酸鹽含量可以忽略不計（Wang等，2024）。

分布在大洋或大陸內部遠離板塊邊界的板塊內玄武巖，其特征是強不相容元素的富集、輕質和重質稀土元素的分餾，以及高場強元素的富集或耗竭（Wu，2019；Zou，2022）。它們的演化是一個復雜的過程。俯沖板塊在幔過渡帶（MTZ）的部分熔融可以生成富含揮發物的熔體，這些熔體上升并融入軟流圈地幔，通常表現出較低的??Sr/??Sr比值、較高的1?3Nd/1??Nd比值，以及不相容微量元素（如Rb、Nb、Th）的顯著富集（Wang和Liu，2021；Zhou等，2025）。由MTZ板塊驅動的地幔上涌可以促進高鎂玄武巖的形成和快速上升（Wu等，2023；Wang和Liu，2021）。高鎂玄武巖由于較少受到地殼污染且更接近原始巖漿成分，在揭示初始巖漿成分和來源特征方面起著關鍵作用（Frey等，1978；Deng，2004；Deng等，2015；Baziotis等，2017）。

我們團隊之前對贛州盆地玄武巖的研究包括了詳細的主要元素、微量元素和Sr-Nd-Pb-O同位素分析（Guo等，2018）。贛州盆地玄武巖是典型的富鎂玄武巖，具有高MgO含量（15.11–17.71 wt%）和鈉質特征（K?O/Na?O = 0.22–0.39）（補充表S1）。從全巖地球化學角度來看，大離子親石元素（Ba、U、K、Sr）略有富集，而高場強元素（尤其是Nb、Ta、Ti）的耗竭并不明顯。此外，原始巖漿特征的Cr和Ni含量、類似地幔的Nd同位素、富集的地幔特征（如Ba/Nb = 13.5–23.2、La/Nb = 0.82–0.92）、LREE富集，以及Eu異常的缺失——這些特征共同表明地殼污染最小，晶體分餾作用有限。這些特征表明巖漿在很大程度上保留了原始來源特征，幾乎沒有受到淺層過程（如巖漿混合或顯著分餾結晶）的影響。

本研究通過系統分析贛州盆地高鎂玄武巖中具有成分分區的單斜輝石斑晶，重點探討了板塊內玄武巖巖漿的演化過程。研究旨在約束高鎂玄武巖的巖漿演化和巖石成因機制。