文：小昕爱盘点

编辑：小昕爱盘点

在裂变过程中，应变和岩浆作用被认为集中在狭窄的岩浆段，而裂变边缘则逐渐被遗弃，阿法尔西部边缘附近的Ma'Alalta火山场，是一个活跃的岩浆段。

岩浆活动始于中央大厦的熔岩流和大体积的破火山口形成的火烧岩，然而最近的岩浆活动转向黑质熔岩场、煤渣锥和富含黑曜石的硅质圆顶，从NNW-SSE方向的喷口喷发出来。

岩浆岩的地球化学性质与附近的轴流火山相似，从矿物地质测量法推断出的岩浆储存深度表明，在地层火山下约5公里深处存在一个浅层的硅质室，而在9至24公里深处有一个堆积的管道系统，至少有三个岩浆储存层，为最近的玄武岩提供水源。

今天小昕就给大家讲一下，阿法尔狭窄段岩浆的裂变，对Ma'Alalta火山区的活跃度有何影响。

Ma'Alalta火山

Ma'Alalta火山场（以下简称MVF）位于埃塞俄比亚，在Dabbahu火山以北约50公里处。MVF由一个长石质地层火山组成，山顶有嵌套的火山口，周围有较新的黑云质熔岩流和焦土锥以及长石质熔岩流和穹顶。

由于其位于阿法尔凹陷的边缘，MVF最初被列为边缘单元。然而对MVF的岩石学、地球化学和构造学，以及与阿法尔大陆断裂的构造学之间的关系知之甚少。

阿法尔裂谷是埃塞俄比亚主裂谷、红海和亚丁湾裂谷臂交汇处的三重交界处，阿法尔的火山活动始于大约30Ma前，最初以洪积玄武岩为主。

至少从约1Ma开始，活跃的裂谷和火山活动集中在标志着当前裂谷板块边界的中轴岩浆段，约70公里长，约20公里宽，如Dabbahu段、Manda Hararo段和Erta Ale段等。

全新世的裂谷边缘火山活动，也产生了大量的熔岩，如Nabro-Mallahle排列的硅质地层火山（边缘火山），或Dabbayra等玄武岩盾形火山（横向火山）所喷发的熔岩。

然而尽管边缘火山具有特殊性，但目前对边缘火山、其岩浆来源和管道系统以及与附近岩浆段的关系的了解是片面的，因为它们的位置偏远，所以观察就主要集中在轴向火山上。

阿法尔洼地是红海、亚丁湾和埃塞俄比亚主裂谷之间的三重交界处，由努比亚板块、阿拉伯板块和索马里板块的分歧运动造成。

阿法尔西面是埃塞俄比亚高原，东南面是索马里高原，东面是达纳基尔块和阿里-萨比赫块。

埃塞俄比亚的火山活动被认为是由地幔羽流引起的，它产生了埃塞俄比亚的洪积玄武岩，大部分的玄武岩浆在大约30Ma时仅喷发了约1Myr。

从渐新世开始，岩浆活动发生在新形成的阿法尔裂谷底内，并在中新世逐渐向目前的岩浆段迁移。

阿法尔裂谷底主要由平流层系列（4-1Ma）覆盖，其次是海湾玄武岩层（1.1-0.6Ma），而岩浆作用和延伸，目前主要集中在裂谷内的轴向岩浆段。在阿法尔中部和北部，这些岩浆段的方向是NNW-SSE，这也是红海的方向

这些岩浆段包括与延伸断裂有关的裂隙式喷发，有时与盾状火山有关。靠近阿法尔地面边缘的火山活动也有报道。描述位于阿法尔岩浆段东西两侧的火山的横向排列，其方向与红海趋势几乎正交。

此外他们还将裂谷两侧的地层火山，如Nabro和Ma'Alalta，列为边缘火山。这些是大型地层火山，产生了形成破火山口的爆炸性喷发，熔岩流相对于洞石-过渡性轴向火山来说，一般碱性较强。

边缘火山最近的一次喷发是在Nabro，产生了玄武岩到玄武岩梯形岩头岩和熔岩，MVF位于阿法尔的北区，那里的延伸率为~20毫米/年，方向为~NE-SW。

马阿拉尔塔火山场

MVF被侏罗纪石灰岩、新近新生代基底的元沉积物和元火山的露头所包围，以一座1745米高的地层火山为主，火山口呈东北-西南方向延伸，大约垂直于红海趋势。

外侧的破火山口约为8×5公里，内侧的为5×2.5公里，在MVF序列的底部确定了裂隙玄武岩熔岩流。

其下有三个火烧岩片，与浮石坠落层交替，在第三个火烧岩单元形成之前，还有玄武岩焦土矿床和相关的小焦土锥。

在这一序列之上，他们认识到黑曜石流、火成岩层和斑岩斜长岩流以及建造地层火山的穹顶，最近的产物是长石质熔岩穹顶和黑曜石流，沿着地层火山南部的NNW-SSE裂缝喷发。

区分了早期的地层火山建设阶段和后期的阶段，前者有长石类非高碱性熔岩，后者产生了大体积的火烧岩、破火山口内的穹顶和高碱性成分的熔岩流，特别是富含闪石表晶。

地层火山以南的长石质圆顶和熔岩流与地层火山产品相比，更具有过碱性和富硅性，而且它们几乎是远缘的。

地层火山在西部和西南部有长石质圆顶和熔岩流，但也有最近的黑云质煤锥和NNW-SSE裂隙熔岩流，东部有更多风化和侵蚀的熔岩被称为 "老熔岩"。

岩石主要是曳光岩，很少有流纹岩。来自大厦顶部的样本主要是高碱性的，而底部的岩石是含金属的示踪岩，尽管非常接近高碱性，还有一个泛酸岩。

MVF岩浆来源和与其他裂谷火山的比较

从整体上看，除了地层火山顶的熔岩达到非常高的不相容元素含量外，MVF产品显示出与达巴乌火山相似的主要和微量元素分布。

特别是MVF的Dabbahu火山的轴上火山活动，都以喷发大量的过渡性黑云岩浆为特征。最近的黑云岩流，就像在Dabbahu火山一样，与从几个分散的喷口喷发出来的富含黑曜石的彗星岩有关，并产生小体积的穹顶或熔岩流。

岩石圈变薄是影响裂谷系统下上升的天体层中部分熔化深度的一个重要过程。岩石圈拉伸和变薄程度的跨断面和沿断面变化，导致不同深度的减压部分熔化，从而导致玄武岩熔体的地球化学成分不同。

通过稀土元素比值，将MVF黑岩产品的化学成分（MgO wt% > 4）与其他阿法尔火山的类似黑岩进行比较，使用比率来评估部分熔化和熔融柱的深度。

事实上，在足以使源头有残留石榴石的深度产生的岩浆，在中重稀土元素方面显示出明显的分馏。尖晶石来源的高压的行为有点像石榴石，但效果要低得多。

所以在考虑边缘的Nabro火山，以及横向的Assab山脉轴上的Dabbahu火山的裂缝产物，发现作为一个整体，这些火山中心的岩浆产物的LaN/SmN范围为0.8至3.8。

由于地壳厚度较低，从达纳基尔凹陷下的15公里到达纳基尔小板块下的25-30公里不等，可以排除熔化含石榴石的下层地壳的贡献。

鉴于阿法尔岩浆火山活动中缺乏水相，也可以排除在一些弧形环境中观察到的水饱和条件下的石榴石分馏。因此，我们将考虑岩石圈厚度变化导致的熔融柱深度变化的结果。

边缘火山与较深的、含石榴石的来源有关，而MVF与轴向火山，并且与较浅的来源有关的盆地和山脉模型中为尖晶石辉绿岩，仍处于石榴石稳定域。

这种差异与轴向岩浆段的裂变阶段和更薄的岩石圈相一致，加强了MVF近期火山活动和轴向火山活动之间的类比。

而现有的MVF岩浆样品的地球化学成分，与其他观察结果一致，可以作为一个迹象，表明MVF的最近阶段是比较典型的轴向火山活动。

为了充分确定地幔来源和熔化条件，有必要专门对MVF的岩浆岩进行额外的工作。然而，根据来自火山学、地球化学、地震学和岩石学的几个不同的证据，MVF从最初的长石质中央地层火山演化为活跃的岩浆段。

应变和岩浆一般被认为是在富含岩浆的裂变过程中，逐渐在裂变内局部化为狭窄的岩浆段，裂变边缘也逐渐被放弃。

然而，这里我们提出了靠近阿法尔裂谷边缘的一个年轻轴段的证据，表明应变定位的过程可能更加复杂，就像有些断裂带没有完全演化，如火山侧翼断裂带，它最初是在预先存在的跨断裂结构上发展的。

另一方面次平行重叠的裂缝可以在同一时间活跃起来，以应对相对于稳定羽流的板块迁移，如东部和西部火山带。

利用这个类比，MVF的起源可能与预先存在的岩石圈弱点引导有关，在那里应变会与板块边界和热点之间的互动有关。

结论

火山结构表明在这第一阶段有一个跨断层趋势的构造体系，相比之下，MVF最近的火山活动转向黑云熔岩场、煤渣锥和富含过碱性黑曜石的硅质圆顶，从几个平行于红海裂谷的喷口喷发，呈北西-南东走向。

从矿物地质测量法推断出的岩浆储存深度表明，在硅质地层火山下约5公里处有一个浅室，而在约9至约24公里深处有一个多岩浆储存水平的堆积管道系统，为最近的玄武岩提供水源。

所以说在早期的地层火山和近期火山阶段之间，有不同的管道系统和长石岩浆的分化路径，因此近期的黑云岩地球化学特征与附近的Dabbahu火山相似，与边缘活动不同。

而MVF的活动从长石质中央地层火山演变为活跃的裂谷段的证据，表明局部的轴向延伸可以向裂谷边缘严重偏移。