西加特 (WG) 悬崖是由印度与塞舌尔群岛的裂谷和分离而形成的，与白垩纪晚期 (~65–66 Ma) 德干洪水玄武岩喷发密切相关；它划分了西部低洼的临海平原和东部的高地高原。它是世界上火山大陆边缘最大的悬崖之一，与海岸平行的走向长度超过 1500 公里，海拔范围超过 1 公里。因此，这是研究火山活动、高原隆起和火山大陆边缘伸展（和裂谷）之间关系的经典实例。许多调查都涉及东部悬崖的持续侵蚀和后退。

关于延伸/裂谷和火山活动年表也存在相当多的争论。一种观点认为，裂谷边缘火成岩石是由已经在扩张的区域下方的热羽流头部减压融化而形成的。或者，羽流撞击模型提出，大规模火山活动是由上涌软流圈融化引起的，导致岩石圈变薄，从而导致扩张和裂谷。无论哪种情况，岩浆底侵作用都是有效的，并且可能引起裂谷侧面隆起。尽管一些孤立的研究表明印度西部边缘存在岩浆底侵作用，但其与隆起的联系仍然难以捉摸。

例如，最近一项接收函数分析的研究表明卡奇地区存在底侵作用，但该地区距离北部悬崖以西很远（>150公里），并且还经历了多次构造事件，这些事件可能与三叠纪以来冈瓦纳大陆分裂的不同阶段有关。最近 WG内的科伊纳大陆科学深钻提供了一个独特的机会来获取德干火山喷发的地层部分的每一个连续流直至基底。此外，印度半岛地壳结构的地球物理调查涵盖了WG 。

在这里，我们评估岩浆底侵模型使用德干玄武岩的新的、简单的地质学、岩石学和古地磁数据解释沿火山大陆边缘的裂谷侧隆升及其机制，沿着最长的连续钻芯部分（1250 m；KBH-7）深入到基底）并将解释与整个 WG 区域现有的地质年代学、沉积学、地震学和重力结果结合起来。工作组是使用多种方法进行此类研究的理想场所，因为可以获得广泛的数据集。

这些研究将隆起归因于沉积盆地陆上剥蚀卸载和近海装载造成的弯曲均衡；其他一些人则认为新构造活动导致了隆起。然而，一些证据表明，仅弯曲荷载不能造成区域隆起，并且除了弯曲隆起之外，还需要预先存在的升高的裂谷侧面。此外，非火山裂谷环境中的隆起和高程与WG中发现的隆起和高程并不相称，这种隆起可能与火山裂谷边缘的发育有关。麦肯齐第一个复兴了一个世纪以来的观点，即火成岩底侵是板块边界以外区域陆生隆升的可能机制。也就是说，西海岸的裂谷侧翼地形可能与德干洪水火山活动有着密切的联系。

KBH-7 岩心在平均海平面 (MSL) 上方 949 m 的海拔处钻探。沿岩心的玄武岩层序被划分为 37 个流，尽管不同作者的数量有所不同。单个水流（5-85 m 厚）通常由红色树干划分，通常底部较大，顶部呈囊状和/或杏仁状。KBH-7 岩心在当前 MSL 以下 300 m 处遇到了玄武岩-花岗岩片麻岩界面；KBH-7 周围的另外 8 个钻孔也遇到了深度相当的基底（MSL 之下约 250-350 m）。尽管如此，钻探的玄武岩是陆上的，没有显示出枕状结构或分裂等水下特征。相比之下，孟买地区粗面岩-流纹岩-玄武岩火山活动的最后阶段记录了分裂作用。与 WG 的其他部分一样，这里不存在地层不连续性，这表明存在侵蚀特征，并忽略了对悬崖形成的主要构造或结构控制。在其他地方，正断层常见，大致平行于康坎地区的海岸，圈闭沿着南北正断层20向西下降，表明东西向延伸。KBH-7 没有遇到堤坝入侵。

从 45 个样品的地球化学数据（通过 XRF 和 ICPMS 方法测定）中选择的元素，从 KBH-7 孔内的每个流中采集至少一个样品，绘制在图中。样品成分非常单调，均为富铁亚碱性拉斑玄武岩；中间体、硅质或碱性成分完全不存在。样品中 MgO 含量较低 (<7.31 wt%)。相应地，它们的 Mg 值 (Mg/(Mg + Fe +2）也低于地幔原始熔体的值（≥0.68）（0.52-0.36，两个样本显示值为 0.60 和 0.62 除外）。Cr 和 Ni 在玄武岩熔体中的行为通常相似，并且随着铁镁矿物相的分馏而沿着液体下降线减少。与主要熔体成分（Cr ~450–500 ppm 和 Ni ~250 ppm）相比，这两种元素在整个 KBH-7 玄武岩部分的丰度也较低（Cr < 300 ppm，两个样品除外，Ni < 112 ppm） ; 这些化学特征与原始地幔熔体中富含橄榄石的分馏一致。

特征磁化强度是通过 KBH-7 和其他两个钻芯（KBH-5A 和 KBH-8）的每个流的方位角无定向样本确定的，通过紧密间隔（2.5 mT）的详细交变场退磁，直到实现稳定磁化强度。此处使用倾角数据来确定地磁极性，并根据 MSL 高程绘制在图中。三个钻孔之间的一致性非常显著。

从地表向下至 ~640–650 m MSL 的流样本显示出正常极性且向上倾斜 (I = −50 ± 10°; n = 36)，此后向下到基底的流样本显示出相反极性且向下倾斜 (I = −50 ± 10°; n = 36)。 = +44 ± 14°；n = 90)。这些结果明确地确定了整个玄武岩部分喷发期间的单一地磁极性转变。最近一项基于孟买21附近的镁铁质岩脉的研究提出了四种极性转变，但这些解释与地层观测相冲突，也缺乏辐射年龄的支持。

最新高精度年龄数据，尽管少数40 Ar/ 39 Ar 年龄范围高达 68 Ma，但德干火山喷发的峰值时间约为 66 Ma。在与地磁极性时间尺度的比较中，许多科学家认为这些喷发代表 29N 和 29R，而其他一些科学家则将它们与 30N/R 或 31N/R 21的较旧极性联系起来 。无论哪种情况，极性数据表明整个喷发发生在短时间内。据报道，仅在复杂的构造和构造区域存在短暂的较低正常极性转变。

这些结果明确地确定了整个玄武岩部分喷发期间的单一地磁极性转变。最近一项基于孟买21附近的镁铁质岩脉的研究提出了四种极性转变，但这些解释与地层观测相冲突，也缺乏辐射年龄的支持。最新高精度年龄数据尽管少数40 Ar/ 39 Ar 年龄范围高达 68 Ma，但德干火山喷发的峰值时间约为 66 Ma。在与地磁极性时间尺度的比较中，许多科学家认为这些喷发代表 29N 和 29R，而其他一些作者则将它们与 30N/R 或 31N/R 21的较旧极性联系起来 。无论哪种情况，极性数据表明整个喷发发生在短时间内（考虑 29N 和 29R 时 <1 Ma，或 <3 Ma；考虑 31N 和 31R）。

地幔柱产生大量的部分熔融物，其中一部分渗透到地表形成溢流玄武岩。尽管对产生的熔体量的估计尚不清楚，但德干地表喷发的全部量无法解释由热上升的地幔柱产生的岩浆量。通过德干圈闭的 KBH-7 样品的苦味石分馏和地表样品的类似成分以及沿海岸以南的相关火成岩矿点 ，获得了自然进化的明确证据，清楚地表明在地表喷发之前在大陆地壳深处形成了苦味铁矿。

这种密度大于上地壳的苦铁矿可以在地壳和地幔之间形成一层。基于岩石学依据的模型29也论证了岩浆分异以及在莫霍面上方形成 Lisotho 和 Parana 熔岩以及 Rooi Rand 辉绿岩的苦铁矿层。远震数据和断层成像的接收器功能分析以及深震探测 (DSS) 剖面预测在 WG 下的壳幔界面处存在这样一个水平层，莫霍面深度偏移范围可达 8 公里。重力模拟与推断的地震速度结构相结合表明地壳-地幔界面处存在高密度物质 (3.1 g/cm 3 )。因为（i）在壳幔界面不存在岩浆侵入产生隆起的困难，（ii）有证据表明富含橄榄石的苦苦晶岩浆在岩浆到达地表之前已分异，并且（iii）以德干溢流玄武岩，不难推测由于岩浆侵入而隆起。

由于古新世。磷灰石裂变径迹日期的模拟热历史也表明新生代开始时剥蚀率较高。这些研究还强调了 WG 悬崖中新近纪的显着隆升。陆上剥蚀卸载和近海沉积物加载的弯曲响应的质量平衡研究和数值模拟推断，仅弯曲均衡不足以解释近海沉积物沉积的量，并且需要预先存在的升高的裂隙侧面。

我们在这里提出，这种隆起的裂谷侧面地形是由地幔界面处的火成岩底侵以及地幔上升和溢流玄武岩喷发时熔体去除而形成的低密度贫化地幔层形成的。反对这种机制的论点更倾向于岩石圈颈缩导致 WG 悬崖 的隆起。该论点假设 (i) 总隆起是由于底侵造成的，忽略了记录良好的新近纪隆起和 (ii) 裂谷侧面地形的隆起是 c 的结果。88 Ma 马达加斯加-印度分裂，与c.相反。正如许多著作所暗示的那样，塞舌尔和印度之间的关系破裂。我们目前的工作基于简单的岩石学和地质基础，为火成岩底侵蚀提供了明确的证据，并得到其他已发表的地质和地球物理结果的支持。

值得注意的是，在 KBH-7 上没有发现硅质和碱性岩浆活动，而且德干玄武岩的喷发相当迅速，仅通过钻孔向下到基底的单一地磁极性转变记录到；此外，德干河的支流堤坝的方向是随机的。这些因素表明，火山活动之前没有足够的时间进行羽流孵化和/或延伸。绝热地幔上涌和熔化开始后不久，强烈的伸展和裂谷被横切德干流的硅质岩脉向碱性岩脉的优先取向所记录，硅质/碱性喷发的年龄稍年轻（~64-62 Ma） 。

由于玄武岩沿着孟买地区裂谷形成的正常断层向西向下穿过后快速沉降或喷发，导致火山活动最后阶段的分裂，并且缺乏明显的向海倾斜反射体印度西海岸42。印度东部的凯尔盖朗羽流活动也表现出类似的时间顺序。印度东部火成岩活动的40 Ar/ 39 Ar 年龄显示，碱性岩浆活动的 114-105 Ma 年龄较年轻，而拉斑斑玄武岩喷发峰值年龄稍老，为 118-115 Ma 43。哥伦比亚河火山区典型的大陆溢流玄武岩喷发之后，而不是之前，发生了显著的扩张和地壳变薄。这些解释与大陆隆起经常在裂谷之前被报告的发现是一致的45。

最后，尽管沿德干剖面一直到地下室都有地下特征，但有必要对玄武岩-地下室界面目前远低于 MSL 的位置提供解释。与岩浆底侵相关的热通量在 50 至 100 Ma 量级的时间尺度上衰减非常缓慢，但由于热软流圈上涌而产生的热量衰减非常快，特别是在团聚羽流远离其最初上升位置的情况下。

印度西部的岩石圈由于火成岩底侵而逐渐冷却，变得更加致密，上方的浅盆地稳步下沉，并逐渐被古新世陆上剥蚀产生的浅水沉积物填充。随着温度恢复正常，岩石圈经历了热塌陷和沉降，从而使玄武岩-基底界面下沉，远低于今天在钻芯中观察到的水平（低于 MSL 250-300 m）。这一变化的标志还包括近海盆地碎屑沉积沉积的停止。

虽然海平面变化可能被认为是 MSL 以下玄武岩-基底接触的可能性，但白垩纪晚期较高的海平面（至少比现在的 MSL 46高 200 m ）并不支持这一论点。弯曲均衡似乎已成为一个重要因素，并且可能在新近纪时期超过了热沉降（如果有的话）的影响。碎屑沉积物沉积的第二阶段反映了隆升似乎已经恢复，它可能是新构造活动的原因。WG中正在进行的微震活动和侵蚀/剥蚀表明，弯曲均衡的陆生运动在西高止山脉仍然活跃，剥蚀/侵蚀可能主要是由隆升而不是气候驱动的。

本文介绍了印度西高止山脉科学深钻项目连续钻芯部分德干玄武岩样本的新岩石学、地质和古地磁数据。这些数据与现有的地质和地球物理结果相结合，解释了沿该火山大陆边缘的火山活动、隆起和伸展/裂谷之间的过程、时间顺序和关系。玄武岩钻芯部分完全是地下特征，其与基底的界面远低于平均海平面（~300 m）；该剖面在岩石学上更多地是由原始地幔熔融演化而来，并且仅记录了一次地磁极性转变。主要解释是 (a) 火成岩底侵蚀 WG 最初表成隆升的原因。