我系新研究发现华北克拉通岩石圈地幔中广泛存在再富集作用

文章来源: 发布时间:2022-09-02 14:46 作者:李哲萱 浏览量:4473

      华北克拉通中-新生代以来因其遭受明显的改造和破坏而成为全球研究大陆岩石圈地幔(SCLM)演化的理想场所,其东部古老难熔的克拉通型SCLM已转变为现今年轻饱满的类似“大洋型”的SCLM。与东部较彻底的岩石圈改造不同,华北克拉通中西部仍保留了古老难熔的SCLM,但是中西部的地幔捕虏体主要发现于北部(繁峙、大同、阳原、汉诺坝和围场,图1)新生代玄武岩中,中部幔源捕虏体的缺乏使得该区岩石圈地幔性质一直缺少直接有效的制约。

1华北克拉通构造简图和含地幔捕虏体的金伯利岩、侵入岩和玄武岩分布图

我系“岩石学与地幔地球化学”学科团队在华北克拉通中部昔阳-平定地区新生代玄武岩中发现了少量体积较小的橄榄岩捕虏体,通过详细的矿物学、矿物原位主微量元素和单斜辉石原位Sr同位素研究,讨论了该区新生代岩石圈地幔的组成和演化。

根据橄榄石Fo值、单斜辉石原位微量元素和Sr同位素组成,昔阳-平定橄榄岩可以分成四类:

(1)第一类和第二类橄榄岩具有高Fo值(93.2 ~ 93.7 vs. 91.5 ~ 92.1)、单斜辉石显示上凸型稀土配分曲线和富集Sr同位素组成(87Sr/86Sr = 0.7053 ~ 0.7062,2),可能代表了经历古老富集作用的难熔岩石圈地幔;

(2)第三类橄榄岩具有高Fo值(92.2 ~ 92.7)、单斜辉石显示U型稀土配分曲线和亏损Sr同位素组成(87Sr/86Sr = 0.7038 ~ 0.7044),可能代表了经历再富集作用的古老岩石圈地幔;

(3)第四类橄榄岩具有和华北中-新生代“非克拉通”橄榄岩捕虏体类似的低的Fo值(< 91.0)和87Sr/86Sr比值(0.7029 ~ 0.7033),代表了强烈改造的岩石圈地幔。

结合华北克拉通地幔捕虏体前人的研究工作,从华北克拉通中部的中心向南北两侧,岩石圈地幔的改造程度逐渐增强。

2昔阳-平定橄榄岩捕虏体中单斜辉石原位Sr同位素比值直方图

该成果发表于国际著名岩石学期刊Contributions to Mineralogy and Petrology, 论文第一作者及通讯作者为博士研究生许瑶,合作者包括张宏福院士和林阿兵博士。该工作得到国家自然科学基金项目(41688103)的支持。


论文信息:Xu Y (许瑶)*, Zhang HF (张宏福), Lin AB (林阿兵). (2022). Widespread refertilization of cratonic lithospheric mantle related to circum‑craton plate subduction: evidence from peridotite xenoliths from the central North China Craton. Contributions to Mineralogy and Petrology. https://doi.org/10.1007/s00410-022-01935-4