利用富集玄武岩揭示克拉通边部岩石圈地幔的性质与过程

难熔的岩石圈地幔深根是克拉通长期稳定的基础,地幔捕虏体是研究克拉通下方岩石圈地幔演化的关键对象.富集放射性同位素的玄武岩通常含有明显的岩石圈地幔贡献,在缺乏地幔捕虏体的情况下,如何利用富集玄武岩的岩石学、地球化学、热力学模拟等手段约束克拉通边部岩石圈地幔的性质和过程,是非常值得深入研究的问题.本文以缺乏地幔捕虏体的华北西北部的早白垩世富集玄武质岩石为例,进行了这方面的有益尝试.这些玄武质岩石具有高SiO_(2)和碱金属元素含量(SiO_(2)=45.8~59.8wt.%, K_(2)O+Na_(2)O=4.81~9.88wt.%)、岛弧型微量元素配分曲线和富集的放射性同位素(ε_(Nd)=-2.64~-12.88,^(87)Sr/^(86)Sr=0.7063~0.7093)组成特征.它们的TiO_(2)和FeO_(t)含量显著高于难熔地幔来源的天然/实验熔体,与饱满地幔的派生熔体组成相似;同时,它们又富集亲流体元素(Rb、Ba),暗示其地幔源区受到了流体交代作用.结合地幔熔融热力学模拟和区域构造历史,这些富集玄武质岩石的形成可能同时受控于软流圈的减压熔融以及受古亚洲洋俯冲板片流体交代的饱满岩石圈地幔的低程度熔融.综合研究表明,华北西北部在早白垩世具有薄的、饱满的岩石圈地幔,而同期华北东部依旧保留有难熔岩石圈深根,暗示克拉通岩石圈去根作用及伴随的饱满地幔增生是穿时发生的,并与环克拉通构造域活动紧密相关.因此,富集玄武岩在揭示克拉通边部岩石圈地幔的性质及古构造活动印记方面具有重要的应用前景.