辽东中生代晚期和古近纪玄武岩及深源捕虏晶--对岩石圈地幔性质的制约

辽东地区玄武岩的K-Ar定年结果表明,曲家屯玄武岩形成于晚白垩世,K-Ar年龄为81．58±2．46Ma;乱石山子玄武岩形成于古近纪,K-Ar年龄为58．36±1．64Ma。本区玄武岩含有丰富的橄榄石、单斜辉石和角闪石捕虏晶。乱石山子玄武岩中橄榄石捕虏晶的Mg^#值（79．5-88．5之间,平均值为84）较曲家屯玄武岩中橄榄石捕虏晶Mg^#值（77．0～79．8之间,平均值为78．4）偏高;单斜辉石捕虏晶为透辉石,其从核部到边部的Mg^#等变化趋势与橄榄石类似;斜方辉石捕虏晶为占铜辉石,其Mg^#值介于85．2-87．6之间,平均值为86．4。捕虏晶发育的环状裂隙、扭折带、矿物成分环带以及捕虏晶与主岩Mg^#值之间的不平衡均暗示它们为玄武质岩浆上升捕获的早期岩浆晶出矿物的堆晶体。玄武岩的岩石地球化学分析结果表明：（1）它们属于碱性系列,为碱性玄武岩,曲家屯玄武岩较乱石山子玄武岩贫硅、镁,富钙、铝,它们均具有原始岩浆的特征;（2）二者具有相似的稀土元素配分模式,但曲家屯玄武岩轻稀土元素总量更高,且轻重稀土元素分离程度高;（3）二者具有相似的Sr-Nd同位素组成,Isr和εNd（t）值分别介于0．7039～0．7045和＋1．60～＋3．69,反映了亏损的岩石圈地幔特征。     

辽东菜园子古近纪玄武岩和深源捕虏晶:对新生代岩石圈地幔性质及深部作用过程的制约

通过对辽东菜园子玄武岩中的橄榄石和单斜辉石捕虏晶进行K-Ar定年及岩石地球化学测试,研究华北克拉通东部新生代岩石圈地幔的性质及深部作用过程,结果表明,辽东菜园子玄武岩形成于古近纪,K-Ar年龄为36.33 Ma±0.97 Ma和39.34 Ma±1.27 Ma;属于碱性玄武岩系列;玄武岩中Sr,Ba相对富集,Zr,Hf相对亏损;ISr和εNd(t)值分别介于。0.704 73～0.705 16和 0.22～ 2.27之间。橄榄石捕虏晶发育环状裂隙和扭折带,具有明显的成分环带,自核至边Mg#值逐渐降低(核部Mg#值介于88.7～94.3之间,边部Mg#值介于76.6～77.8之间),核部与新生代玄武岩地幔橄榄岩包体中橄榄石的成分类似,边部与玄武岩中橄榄石斑晶成分相当。单斜辉石捕虏晶为透辉石,具有反环带结构,核部具有较高的FeO,MnO,Na2O,Al2O3质量分数,反映了壳源成因;过渡部分MgO,Cr2O3质量分数明显升高,反映了壳源物质与软流圈物质反应的结果;向边部MgO,Cr2O3质量分数逐渐降低;FeO,MnO,Na2O,Al2O3质量分数逐渐升高,暗示与寄主岩浆反应的效应。上述结果表明,华北克拉通东部新生代岩石圈地幔具有亏损性质,但岩浆形成过程中有陆壳物质加入。环带状橄榄石捕虏晶反映了新生代岩石圈地幔中橄榄岩与熔体之间相互作用的存在。     

太行山中段新生代玄武岩中高镁橄榄石捕虏晶：残留古老岩石圈地幔样品

太行山中段新生代玄武岩(7.8Ma)中发现具有明显环带结构的高Mg^#橄榄石。其中心部分明显富MgO和NiO，边缘FeO、MnO、CaO和Al2O3的含量较高。高Mg^#橄榄石中心部分(Mg^#=89.892.3)与华北新生代玄武岩所携带的橄榄岩捕虏体中高Mg^#橄榄石的组成接近，中间部分(Mg^#=84.5～89.7)略高于寄主玄武岩中斑晶橄榄石中心部分的组成(Mg^#=77.1～81.7)，而高Mg^#橄榄石的边缘部分(Mg^#=55.6～73.6)和寄主玄武岩斑晶橄榄石边缘的组成(Mg^#=55.6～73.6)相一致，都接近于寄主玄武岩基质中橄榄石的组成(Mg^#=54.8～66.1)。橄榄石的化学成分环带及其所具有的熔蚀结构说明它是地幔橄榄岩的解体矿物，其大颗粒的中心部分能够代表地幔橄榄岩的组成，表明在太行山中段新生代时期仍存在古老的岩石圈地幔。对比研究发现，华北地区岩石圈减薄存在时空上的差异。     

长江中下游地区蝌蚪山晚中生代玄武岩的地球化学研究: 岩石圈地幔性质与演化的制约

长江中下游地区繁昌火山盆地蝌蚪山晚白垩世玄武岩为硅饱和岩石, SiO2含量在 47.63%～ 50.02%之间,在 TAS图上位于碱性和亚碱性的分界线上,多数属于玄武岩,少数为粗面玄武岩. MgO含量较低( 3.72%～ 5.58%),但 Mg#值较高( 61～ 71).岩石富集大离子亲石元素 Ba、 Th、 U、 LREE和 Pb,亏损高场强元素 Nb、 Zr和 Ti,具富集的 Sr、 Nd和 Pb同位素组成.初始 87Sr/86Sr(t)比值介于 0.706 5～ 0.706 6之间,ε Nd(t)值介于-5.5～-7.3之间.在 87Sr/86Sr(t)-ε Nd(t)相关图上投在富集的第Ⅳ象限,并趋向于 EMⅡ地幔端员. 206Pb/204Pb(t)、 207Pb/204Pb(t)和 208Pb/204Pb(t)比值分别为 17.928～ 18.311、 15.426～ 15.621和 37.785～ 38.525,在 Pb同位素相关图上处在 DMM和 EMⅡ地幔端员之间.蝌蚪山玄武岩的地球化学特征表明其原始岩浆来源于岩石圈地幔,底侵到壳幔边界后曾有一段时间的滞留,并经历了一定程度的以橄榄石和斜方辉石为主的结晶分异,随后在上升过程中没有受到明显的地壳物质的混染.本地区晚中生代时期陆下岩石圈地幔具有同位素富集的性质,曾受到过古老俯冲事件中析出流体 /熔体的交代.与本地区新生代玄武岩地球化学性质的对比表明,从晚中生代至新生代,由于岩石圈拉张和软流圈的上涌,长江中下游地区发生了岩石圈的减薄,其过程和华北地块东部的岩石圈减薄事件基本一致.造成华北地块东部和华南地块东部的岩石圈减薄具有一致的动力学机制和背景,很可能是晚中生代时期古太平洋板块向亚洲大陆之下俯冲造成的弧后盆地的拉张减薄.     

雷琼地区晚新生代玄武岩地球化学：EM2成分来源及大陆岩石圈地幔的贡献

对雷琼地区21个晚新生代玄武岩样品的主量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素分别用湿化学法、ICP-MS和MC-ICPMS进行了测定.这些玄武岩主要为石英拉斑玄武岩,其次为橄榄拉斑玄武岩和碱性玄武岩.大多数样品的微量元素和同位素成分与洋岛玄武岩(OIBs)相似,而且随着SiO_2不饱和度增加,不相容元素含量也增加.除R4-1可能受到地壳混染外,其他样品相对均一的Nd同位素(ε_(Nd)=2.5-6.0)以及变化明显但范围有限的Sr同位素(0.703106～0.704481),可能继承了地幔源区的特征.~(87)Sr/~(86)Sr与~(206)Pb/~(204)Pb的正相关和~(143)Nd/~(144)Nd与~(206)Pb/~(204)Pb的负相关特征暗示DM(软流圈地幔)与EM2(岩石圈地幔)的混合.地幔捕虏体的同位素特征暗示EM2成分不可能存在于尖晶石橄榄岩地幔,而La/Yb和Sm/Yb系统表明岩浆由石榴石橄榄岩部分熔融产生,这意味着EM2成分可能存在于石榴石橄榄岩地幔.雷琼地区玄武岩的地球化学变化可以用软流圈地幔为主的熔体加入不同比例石榴石橄榄岩地幔不同程度熔融产生的熔体来解释:碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较低程度(7%～9%)熔融体混合,而石英拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较高程度(10%～20%)熔融体的混合.     

橄榄岩-熔体的相互作用:岩石圈地幔组成转变的重要方式

橄榄岩-熔体/岩浆的相互作用常被用来解释蛇绿岩套橄榄岩、造山带橄榄岩、超镁铁质侵入杂岩体、地幔橄榄岩捕虏体中某些具有不平衡结构和矿物组成的岩石的形成过程。橄榄岩-熔体的反应主要有两种方式,即消耗橄榄石(和单斜辉石)生成斜方辉石或消耗斜方辉石生成橄榄石(和单斜辉石)。反应的结果不仅造成矿物百分含量的变化,而且造成矿物组成的变化;后者更重要但未引起足够的重视。华北东部中生代玄武质岩石中具有环带状结构的橄榄石和辉石捕虏晶,特别是具有环带状结构的地幔橄榄岩捕虏体的发现,暗示这种橄榄岩-熔体的相互作用在华北东南部中生代岩石圈地幔中很可能普遍存在,为岩石圈地幔组成转变和快速富集的重要方式。这是全球首例由橄榄岩-熔体相互反应造成的岩石圈地幔大规模的组成变化。反应熔体来源途径主要有地壳来源和软流圈地幔来源。来源不同的熔体与橄榄岩的反应造成的组成变化完全不同。     

鲁西中生代闪长岩中两类幔源捕虏体的岩石学和地球化学

鲁西铁铜沟岩体辉石闪长岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄为132.79±0.27Ma.产于辉石闪长岩中深源捕虏体的岩相学、矿物化学、岩石地球化学和野外资料表明,它们可划分成两组.组Ⅰ为具有变质-变形结构的纯橄岩、方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩类.该类捕虏体耗损易熔元素(如Ca、Al)、橄榄石具有较高的Mg#值和较高的含量表明它们可能为古老岩石圈地幔高度部分熔融的残留体.然而,相对富集轻稀土元素的配分形式、较高的87Sr/86Sr比值以及交代型金云母的存在暗示着该类捕虏体遭受了晚期交代作用的改造;组Ⅱ为具有残留的嵌晶结构、再平衡结构,并叠加有变形结构的纯橄岩、方辉橄榄岩、橄辉岩和二辉石岩类.该类捕虏体具有较低的Mg#值和87Sr/86Sr比值以及较高的稀土元素丰度表明可能代表了新增生的岩石圈地幔物质.两类幔源捕虏体的共存对认识华北地块东部中生代岩石圈地幔的性质以及揭示中国东部陆下岩石圈地幔的演化历史具有重要意义.     

内蒙古阿巴嘎地幔岩捕掳体与岩石圈地幔性质探讨

阿巴嘎地区新生代地幔捕掳体岩性主要为尖晶石二辉橄榄岩,矿物组成有橄榄石(Fo89-91)、单斜辉石(Wo43-49En44-49Fs3-11)、斜方辉石(Wo0.7-2.2En88-91Fs8-11)和铬尖晶石(Cr6#-20)。橄榄岩结构以碎斑结构为主,除此还可见海绵边结构、重结晶结构、粗粒结构和变晶结构,部分橄榄石发育膝折带和伊丁石化现象,这些特征暗示该区地幔经历了较强烈的熔体-岩石圈相互作用和复杂的演化过程。大地构造位置上,阿巴嘎与大兴安岭哈拉哈河-绰尔河及五大连池-科洛同处在兴蒙造山带上,但阿巴嘎表现出与华北克拉通西部北缘相似的热状态及饱满型-过渡型的岩石圈地幔性质,区别于大兴安岭中部具有古老残留的岩石圈地幔,暗示着兴蒙造山带之下的岩石圈地幔存在时空上的不均一性。而这种大尺度岩石圈地幔的不均一性可能与软流圈-岩石圈相互作用程度、上地幔复杂的地质演化及兴蒙造山带内部不同块体的活动强度、时间等性质有关。     

吉林省辽源晚中生代碱性玄武岩成因及岩石圈地幔性质

报道了吉林辽源晚中生代玄武岩的全岩K-Ar定年结果和岩石地球化学资料, 以及其中幔源捕虏体的矿物化学分析结果, 探讨了晚中生代碱性玄武岩的成因及岩石圈地幔的性质.全岩K-Ar定年结果显示, 辽源玄武岩形成于晚白垩世(91.7±1.7 Ma、82.5±1.9 Ma、99.3±1.6 Ma、82.2±2.4 Ma).该玄武岩的SiO₂含量介于45.1%~45.9%之间, 全碱(Na₂O+K₂O)含量介于4.50%~6.72%之间, Mg#[100×Mg/(Mg+Fe2+)]值介于60~63之间, 属于碱性玄武岩系列.该玄武岩相对富集轻稀土元素(LREEs)、亏损重稀土元素(HREEs), (La/Yb)_N值介于12.0~14.0之间, 无Eu异常, 具有洋岛玄武岩(OIB)型微量元素配分型式.辽源玄武岩中的幔源捕虏体以尖晶石二辉橄榄岩为主, 捕虏体中橄榄石的Mg#值较低(87.1~91.2), 结合捕虏体中其他矿物的主量和微量元素地球化学特征, 认为辽源晚白垩世岩石圈地幔以新增生的岩石圈地幔为主.捕虏体中单斜辉石的LREEs具有从富集到亏损的变化特征, 暗示岩石圈地幔经历了部分熔融和交代作用的改造, 地幔交代类型以硅酸盐熔体交代为主, 同时存在碳酸盐熔体交代作用.辽源晚白垩世玄武岩来源于软流圈地幔的部分熔融, 结合区域研究成果, 认为辽源晚白垩世玄武岩形成于古太平洋板块俯冲背景下的弧后伸展环境.      

橄榄石斑晶和捕虏晶与年青橄榄玄武岩的K-Ar定年

取自黑龙江北部5个年青橄榄石玄武岩样品，分别对挑出橄榄石细小斑晶和捕虏晶的玄武岩、橄榄石斑晶和其他斑晶作了K-Ar定年。结果表明橄榄石和玄武岩浆不是同时代的，挑出橄榄石晶体后表现年龄将下降（年轻）50%至90%.     

鲁西纯橄岩捕虏体中富硅质熔（流）体的交代作用：对中生代岩石圈地幔减薄的意义

鲁西中生代辉长-闪长质岩石中纯橄岩捕虏体的岩石学、矿物化学及微量元素地球化学研究表明,纯橄岩捕虏体代表了古老岩石圈地幔的残留;地幔纯橄岩捕虏体中存在两种类型的交代作用,一是以填隙型金云母为代表的早期富含CO_2和H_2O的不活动流体的交代作用;二是以斜方辉石交代脉和网络状斜方辉石为代表的晚期富硅质熔(流)体的交代作用。后者代表了起源于软流圈的富硅质熔(流)体对古老岩石圈地幔的一种化学侵蚀。这对认识华北地块东部中生代岩石圈地幔的性质以及岩石圈减薄机制具有重要意义。     

华北克拉通中生代拆沉陆壳物质对岩石圈地幔的改造:来自橄榄岩捕虏体中角闪石的成分制约

对鲁西和太行山南段早白垩世高镁闪长岩中橄榄岩捕虏体中的角闪石进行了主量元素和痕量元素分析,并讨论了角闪石成分与改造岩石圈地幔熔体的性质与来源之间的关系。研究结果表明,橄榄岩类捕虏体中的角闪石主要为交代成因。在化学上,它们属于钙质角闪石。太行山南段符山橄榄岩捕虏体中的角闪石属于镁质普通角闪石和浅闪石或浅闪石质普通角闪石;鲁西铁铜沟橄榄岩捕虏体中的角闪石为韭闪石质普通角闪石、浅闪石质普通角闪石和镁绿钙闪石质普通角闪石。与板内橄榄岩捕虏体中的角闪石相比,鲁西和太行山南段早白垩世高镁闪长岩橄榄岩捕虏体中的角闪石具有相对高的Mg#(鲁西:86.0~90.8;太行山:90.7~94.2)和SiO2(鲁西:44.04%~46.98%;太行山:47.09%~49.79%)以及相对低的Na2O(1.92%~2.51%)、TiO2(0.01%~1.46%)、Nb(0.29×10-6~1.98×10-6)和Zr(1.61×10-6~5.34×10-6),这与来自俯冲带之上地幔楔橄榄岩捕虏体中的角闪石相类似。综合橄榄岩捕虏体的地球化学特征,可以判定华北克拉通早白垩世岩石圈地幔遭受了起源于拆沉陆壳物质熔融熔体的改造。     

Mineral Chemistry of Peridotites from Paleozoic, Mesozoic and Cenozoic Lithosphere: Constraints on Mantle Evolution beneath Eastern China

Major- and trace-element data on the constituent minerals ofgarnet peridotite xenoliths hosted in early Paleozoic (457–500Ma) kimberlites and Neogene (16–18 Ma) volcanic rockswithin the North China Craton are compared with those from thepre-pilot hole of the Chinese Continental Scientific DrillingProject (CCSD-PP1) in the tectonically exhumed Triassic (220Ma) Sulu ultrahigh-pressure (UHP) terrane along its southernmargin. P–T estimates for the Paleozoic and Neogene peridotitexenoliths reflect different model geotherms corresponding tosurface heat flows of 40 mW/m² (Paleozoic) and 80 mW/m² (Neogene).Garnet peridotite xenoliths or xenocrysts from the Paleozoickimberlites are strongly depleted, similar to peridotites fromother areas of cratonic mantle, with magnesium olivine (meanFo_92.7), Cr-rich garnet and clinopyroxene with high La/Yb. Garnet(and spinel) peridotite xenoliths hosted in Neogene basaltsare derived from fertile mantle; they have high Al₂O₃ and TiO₂contents, low-Mg-number olivine (mean Fo_89.5), low-Cr garnetand diopside with flat rare earth element (REE) patterns. Thedifferences between the Paleozoic and Neogene xenoliths suggestthat a buoyant refractory lithospheric keel present beneaththe eastern North China Craton in Paleozoic times was at leastpartly replaced by younger, hotter and more fertile lithosphericmantle during Mesozoic–Cenozoic times. Garnet peridotitesfrom the Sulu UHP terrane have less magnesian olivine (Fo_91.5),and lower-Cr garnet than the Paleozoic xenoliths. The diopsideshave low heavy REE (HREE) contents and sinusoidal to light REE(LREE)-enriched REE patterns. These features, and their highMg/Si and low CaO and Al₂O₃ contents, indicate that the CCSD-PP1peridotites represent a moderately refractory mantle protolith.Details of mineral chemistry indicate that this protolith experiencedcomplex metasomatism by asthenosphere-derived melts or fluidsin Mesoproterozoic, and subsolidus re-equilibration involvingfluids/melts derived from the subducted Yangtze continentalcrust during UHP metamorphism in the early Mesozoic. Tectonicextension of the subcontinental lithospheric mantle of the NorthChina Craton and exhumation of the Sulu UHP rocks in the earlyMesozoic induced upwelling of the asthenosphere. Peridotitessampled by the Neogene basalts represent newly formed lithospherederived by cooling of the upwelling asthenospheric mantle inJurassic–Cretaceous and Paleogene time. KEY WORDS: garnet peridotite xenoliths; North China Craton; lithospheric thinning; Sulu UHP terrane; UHP lithosphere evolution; mantle replacement     

山东西部中生代青山群火山岩的地球化学特征及其岩石成因

以山东西部西董地区中生代青山群火山岩为研究对象,在进行系统的元素-同位素分析的基础上,探讨其岩浆源区和岩石成因,同时丰富该区域岩石地层的地球化学特征。西董青山群火山岩Si O2含量变化于52.8%~59.8%之间,主要为钙碱性系列岩石,岩石组合为玄武质粗面安山岩-玄武质安山岩-粗面安山岩,Mg O、TFe2O3、Mn O、Ti O2、Ca O与Si O2具有明显的负相关关系,Al2O3和Na2O与Si O2具有正相关关系;微量元素富集Rb、Ba、Th、U和K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,稀土元素总量∑REE变化范围为100×10-6~187×10-6,(La/Yb)N比值范围为8.2~11.1,无明显的Eu异常(δEu=0.9~1.02);显示富集且均一的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)t=0.7047~0.7050,εNd(t)=-16.5~-14.2)。西董青山群火山岩的Nd、Sr同位素组成与Si O2缺乏明显负相关关系,Nb/Ta与La/Nb之间不具有负相关关系以及Nb与Th之间具有正相关关系,指示岩浆在上升和演化过程中地壳混染作用对青山群火山岩岩浆化学组成的影响并不显著;火山岩Mg O含量明显高于玄武岩部分熔融形成的熔体,说明青山群中基性火山岩岩浆的形成过程可能与大陆地壳和地幔岩系之间的相互作用有关。综合分析表明,西董中生代青山群火山岩是大陆下地壳物质经拆沉作用于地幔环境中发生部分熔融,与上地幔岩石发生交代作用后进入地表形成。     

鲁西幔枝构造及其控矿特征

从区域地层(岩体)中老外新分布,环状、放射状断裂的展布,轴部缓倾拆离滑脱构造的发育,幔源岩浆活动以及区域岩石学、岩石化学、同位素地质学等方面,探讨了鲁西幔枝构造特征.研究认为鲁西地区北西向陡倾韧性剪切带切割了深部华北地幔亚热柱向外拆离的地幔岩,导致其减压释荷形成深熔岩浆,强烈而完整的岩浆演化序列表现出岩浆基性程度由高变低、侵入深度由深变浅、围岩蚀变由强变弱的总体演化趋势.幔枝构造演化对内生成矿作用具有明显的控制作用,并带动围岩一起隆升,形成了典型的鲁西幔枝构造.其顶部发育的拆离掀斜断块,使部分内生矿产被抬升到浅部.     

鲁西中生代辉长-闪长岩中辉石岩捕虏体的岩石成因

鲁西中生代辉长-闪长岩中包含有变晶结构和堆积结构两种类型辉石岩类捕虏体,它们的矿物化学和岩石地球化学特征可同中国东部新生代玄武岩中的辉石岩类包体相对比.它们代表了上地幔两次岩浆底侵事件的产物.辉石岩类捕虏体母岩浆来自于含有陆壳物质的软流圈及其上部岩石圈地幔的部分熔融.辉石岩类捕虏体是由该母岩浆高压分离结晶堆积的产物.辉石岩的母岩浆在上地幔的运移是引起鲁西中生代岩石圈地幔富硅质交代作用的主要因素.     

燕山地区中生代中基性火山岩地球化学对岩石圈性质的约束

燕山地区中牛代中基性火山岩包括钙碱性-高钾钙碱性-钾玄岩系列,岩石类型包括粗叫玄武岩、玄武质安山岩、玄武质粗面安山岩、粗安岩,具有LREE富集的右倾平滑稀土配分模式,富集LILE（如Ba,K）,亏损Nb-Ta和Th—U的微址元素特征,Sr-Nd同位素组成中等富集,与华北内部和兴蒙带中生代基性火山岩具有不同的特征,其Nd同位素组成和（Nb／La）s,（Hf／Sm）s比值都介于华北陆块内部和兴蒙造山带之间,反映了其熔融地幔源区继承了华北陆块内部的EMI型地幔特征外,还很可能受到俯冲板片交代作用的影响,暗示了古亚洲洋板块消减过程对华北陆缘岩石圈地幔的改造作用。类似于华北陆块南缘岩石圈减薄和置换机制,古亚洲洋俯冲板块对燕山地区古老岩石圈的交代作用在岩石圈减薄和置换过程中起了很重要的作用,而不同于华北板块内部以软流圈沿地幔薄弱带或剪切带上升熔蚀和置换岩石圈的机制