中國東部部分地區(qū)新生代巖石圈地幔的成因-微量元素和Sr-Nd-Os同位素制約.pdf

1、為了研究華北板塊巖石圈地幔的性質(zhì),巖石學(xué)演化歷史以及巖石圈減薄機(jī)制,我們對41個(gè)來自于華北克拉通女山、方山、盤石山和漢諾壩地區(qū)的晚新生代堿性玄武巖攜帶的橄欖巖捕擄體進(jìn)行了Sr、Nd和Os同位素的測試。所采樣品主要是尖晶石二輝橄欖巖,具有相對富集的玄武質(zhì)組分(Al2O3=1.16～3.92wt％,Mg＃=89～91),部分橄欖巖捕擄體具有LREE富集的型式反映樣品經(jīng)歷了部分熔融過程和隨后的次級隱性交代混染作用,并且交代介質(zhì)很可能為類似中國

2、東部新生代玄武巖的富硅熔體。
　　 四個(gè)地區(qū)的尖晶石橄欖巖均呈現(xiàn)出虧損的Sr-Nd同位素成分(87Sr/86Sr=0.7022～0.7035;εNd=+6.1～+16.2),說明其母巖漿派生于高度虧損的地幔源區(qū),這一特征與中國東部地幔捕擄體以虧損的同位素成分為主是一致的。幔源捕擄體具有虧損的Sr-Nd同位素成分也證明了它們并非古老太古宙地幔的殘留相,而是經(jīng)過低程度部分熔融過程之后新生成的地幔物質(zhì)。橄欖巖捕擄體的低。87Sr/86

3、Sr比值和高143Nd/144Nd比值落在MORB區(qū)域內(nèi)或之上,類似于軟流圈物質(zhì)的特征。例外的是,部分樣品的εNd(t)值可高達(dá)+16.2,說明新生代時(shí)期這些地區(qū)存在隨時(shí)間演化極其虧損的地幔區(qū)域。
　　 部分橄欖巖捕擄體樣品呈現(xiàn)出類似寄主玄武巖的REE型式,然而,REE含量卻未見任何相關(guān)性。對于地幔捕擄體與其寄主玄武巖之間的Sr-Nd同位素差異(或解耦decoupling)可能與它們來源于DMM的不同部分(different m

4、antie domains)有關(guān),高度放射性成因的Nd同位素組成也反映了它們的地幔源區(qū)不相容元素的古老虧損過程。我們認(rèn)為寄主玄武巖和幔源捕擄體均起源于軟流圈,但寄主玄武巖源區(qū)中有富集組分的加入,也就是說,它們并不是同源的(cogenetic)。
　　 女山、方山、盤石山和漢諾壩橄欖巖捕擄體的Os同位素成分具有較小的變化范圍(分別為0.1246-0.1274、0.1208-0.1256、0.1215-0.1251和0.1205-0

5、.1274),均低于球粒隕石值。而女山樣品04NS007的TRD年齡(0.17Ga)可以代表此地區(qū)巖石圈地幔的形成時(shí)間。來自于盤石山、方山和漢諾壩地區(qū)的三個(gè)相對難熔的樣品(分別為Mg＃=90.59、90.82和90.65),具有新元古代的TRD年齡,為0.92 Ga、0.81 Ga和0.97 Ga,在相應(yīng)地區(qū)也具有最低的187Os/188Os值,新生的巖石圈地幔中還央雜著具有元古代年齡的地幔物質(zhì),它們可能是先前拆沉的古老巖石圈地幔物質(zhì)還

6、未來得及在軟流圈中被完全均一化,便被再次捕獲增生,也可能是軟流圈中原本就存在的古老的地幔物質(zhì)。本次所采樣品也未發(fā)現(xiàn)具有太古代模式年齡的橄欖巖捕擄體,也說明了華北板塊原始難熔的巖石圈地幔發(fā)生了大規(guī)模的移走,現(xiàn)今的巖石圈地幔為新形成的。各個(gè)地區(qū)樣品的Os模式年齡從中元古代變化至現(xiàn)代,類似于現(xiàn)代大洋橄欖巖所代表的顯生宙對流上地幔的特征。因此,華北克拉通東部現(xiàn)在存在的巖石圈地幔形成于顯生宙。
　　 結(jié)合我們新的同位素?cái)?shù)據(jù)與東亞地區(qū)新生代