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雷琼地区出露大量晚新生代玄武岩，以橄榄拉斑玄武岩和石英拉斑玄武岩为主，少数地区出露碱性玄武岩，且部分碱性玄武岩中含有幔源包体。本文采用了XRF、ICPMS和MC-ICPMS等方法对玄武岩及幔源包体的全岩主量、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素组成进行了测定，并利用EPMA和LA-ICPMS对玄武岩和幔源包体中的橄榄石和单斜辉石矿物进行了主量和微量元素原位微区分析。结合该区前人资料，探讨了雷琼玄武岩的岩石成因、地幔源区特征及岩石动力学机制，并通过幔源包体的研究对该区上地幔的组成与演化进行了探讨。 雷琼地区晚新生代玄武岩主量元素特征指示曾经历过橄榄石等矿物的分离结晶作用;微量元素具有轻稀土元素(LREE)富集及类似于OIB的不相容元素配分型式，指示了其源区有再循环洋壳物质的加入。全岩的Sr-Nd-Pb同位素组成显示雷琼玄武岩源区具有DMM（亏损软流圈地幔物质）与EM2（再循环洋壳物质）两端元混合的特征，并具有Dupal Pb同位素异常。玄武岩的温压计算表明拉斑玄武岩的原始岩浆的熔融温压分别为1420～1510℃和1.42～2.30GPa，主要的结晶分异作用发生在1200℃和0.5～0.8GPa左右;碱性玄武岩原始岩浆的熔融温压分别为1500～1570℃和2.63～3.15GPa，结晶分异作用主要发生在1250℃和1GPa左右。基于原始岩浆计算，该区的地幔潜能温度估计为1500～1600℃，平均为1558℃。 碱性玄武岩中的幔源包体主要为尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩。这些地幔橄榄岩含有三种不同地球化学特征的单斜辉石(Cpx): a类单斜辉石Mg#=92.3～93.4，具有极低的LREE和不相容元素含量，HREE平坦，Th、U、La、Sr正异常，经历了7～10％的尖晶石相部分熔融，仅受到极低程度的强不相容元素(Th、U、La、Sr)初期富集交代作用; b类单斜辉石Mg#=89.9～90.3，具有中等的LREE和LILE含量，HREE平坦，经历4～5％的尖晶石相部分熔融，可能受到了富含LREE和Th、U等不相容元素的硅酸盐熔体交代; c类单斜辉石Mg#=91.4～92.8，具有富集的LREE和LILE含量，HREE弱分异，经历了8～20％的尖晶石相部分熔融，其交代熔体可能是来自源区有石榴石残留的碳酸盐熔体。全岩主微量元素及模拟计算结果表明，这些幔源包体的主量元素主要受部分熔融程度影响，并且方辉橄榄岩经历的部分熔融程度大于二辉橄榄岩的熔融程度。地幔橄榄岩的Sr-Nd同位素组成表明该区具有MORB-OIB型亏损地幔特征。此外，蓬莱部分地幔橄榄岩包体显示正斜率的HREE分异特征(（Gd/Yb)N=0.4～0.7)，暗示该区地幔经历了源自石榴石稳定区的减压熔融，总体熔融程度为18％以上，也指示了较高的地幔潜能温度。 雷琼玄武岩具有高镁的橄榄石斑晶、高的地幔潜能温度、源区有再循环洋壳物质的加入以及地球物理资料显示雷琼下地幔具有低速异常带和核幔边界存在俯冲板片等证据均说明该区可能存在海南地幔柱。且海南地幔柱不同于其他地幔柱，为世界上首例地幔柱与板块俯冲作用直接相关的实例。海南地幔柱可能为该区软流圈地幔置换古老岩石圈地幔提供了热源，导致了区域岩石圈地幔的破坏，从而引起包括地幔柱本身、软流圈和富集岩石圈易熔组分的熔融，部分熔融形成的富含H2O-CO2的富集熔体交代了上覆岩石圈地幔，最终被上升的碱性玄武岩浆捕获带出地表。