冲绳海槽是位于东海东缘的一个尚处于早期扩张阶段的新生弧后盆地。海槽中火山活动频繁，火山岩广泛发育。晚第四纪以来的连续沉积作用，使得冲绳海槽被一层巨厚沉积物所覆盖，沉积物中的火山物质为研究地质历史时期弧后盆地的岩浆体系提供了宝贵材料。本学位论文以冲绳海槽中部S9站位获取的沉积物岩心中的火山物质为主要研究对象，开展了较为系统的地球化学研究。主要包括对沉积物中浮岩碎屑进行了全岩主量元素、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素组成分析；沉积物中火山玻璃和沉积物中浮岩碎屑的单斜辉石进行了原位主量元素和微量元素分析；沉积物浮游有孔虫放射性碳定年分析。重点探讨了沉积物中灰白色浮岩的成因及岩浆演化过程；对比分析了不同颜色浮岩的物理性质及化学成分差异；讨论了浮岩中单斜辉石的结晶温度和压力；揭示了火山玻璃的来源及其蕴含的沉积学意义。取得的主要认识包括以下几点：

   岩心S9中的灰白色浮岩，岩性上属于英安岩，是13～11.2 cal. ka BP期间冲绳海槽中部长英质火山活动的产物。浮岩的母岩浆具有与俯冲相关岩浆的特征，是受俯冲沉积物交代的印度洋型地幔上升至位于下地壳的岩浆房，在岩浆房中与少量下地壳组分发生同化混染后经过充分的分离结晶作用形成的。冲绳海槽中部下地壳可能存在一个千年尺度的岩浆房，在13～11.2 cal. ka BP期间进行了长英质岩浆供给。

  冲绳海槽中部的长英质火山活动产生了白色、灰白色及黑色三种颜色的浮岩。这三种浮岩具有同源性，但经历的岩浆演化程度存在差异。白色浮岩岩浆演化程度最高，灰白色浮岩次之，黑色浮岩最低。浮岩颜色上的差异与富Fe斑晶矿物的含量有关，含量越高颜色越深。浮岩气孔构造的差异可能与岩浆的物理性质有关。黏度大、连续减压的岩浆易于形成具有流动构造和密集气孔的浮岩，黏度小、阶段性减压的岩浆易于形成气孔大而疏松的浮岩。

  沉积物中灰白色浮岩中的单斜辉石是拉斑玄武质岩浆演化过程中结晶分异作用的产物，其结晶温度为1079～1108℃，平均值为1096℃。岩心S9不同层位浮岩中的单斜辉石结晶温度相近。单斜辉石的地球化学特征表明岩浆体系在演化的过程中发生了斜长石、单斜辉石、斜方辉石、钛铁矿/钛磁铁矿和磷灰石等矿物的分离结晶。

    岩心S9中沉积的火山玻璃是在12.2～6.5 cal. ka BP期间喷发的。冲绳海槽中存在一个潜在的长英质火山玻璃源，在12.2～7.3 cal. ka BP期间对研究区的沉积作用进行了持续的供给。在7.3～6.5 cal. ka BP期间，源自日本九州岛（Kikai火山）的火山玻璃对岩心S9中火山玻璃可能存在较大贡献。火山玻璃对冲绳海槽中部陆源沉积物的地球化学组成存在长期的影响；因此，在使用研究区沉积物硅酸盐组分地球化学组成建立物源判别和区域硅酸盐风化历史重建替代指标时，要充分考虑和评估火山物质带来的影响。研究区的古环境变化可能对岩心S9中火山玻璃的沉积存在较大影响。在12.2～7.3 cal. ka BP期间，由于气候干冷且海平面处于低水位期，冲绳海槽中火山活动的产物是岩心S9中火山玻璃重要的源所在，对海槽中部的沉积作用起到了积极的贡献。在7.3～6.5 cal. ka BP期间，由于海平面上升，从日本九州岛向冲绳海槽中部输送的火山物质通量显著增大，使得沉积速率加快和沉积物平均粒径增大。