岩石圈地幔分层性对克拉通稳定性的影响

克拉通是大陆岩石圈中长期稳定存在的古老构造单元,通常被相对年轻的活动带所包围,二者之间岩石圈厚度的横向差异会诱发边界驱动地幔对流.近年来,越来越多的证据显示克拉通岩石圈地幔内部存在成分和结构的垂向分层性.在边界驱动地幔对流的环境中,岩石圈地幔分层性如何影响克拉通的稳定性仍然不清楚.本文利用二维热-力学数值模拟方法,系统探讨了在边界驱动对流作用下,克拉通岩石圈地幔密度和黏度的垂向分层性以及中岩石圈不连续面(MLD)的分布样式对克拉通稳定性的影响.模拟结果显示:(1)当克拉通岩石圈内部不存在MLD时,即使克拉通具有密度分层的岩石圈地幔,克拉通岩石圈减薄的水平范围也是有限的(<100 km),且主要发生在克拉通边缘处;(2)当克拉通岩石圈内部存在一层连续的MLD时,克拉通岩石圈减薄的水平范围随着克拉通下层岩石圈地幔密度的增加而增大,岩石圈地幔的减薄方式随着其强度的增加从缓慢丝状剥离转变为快速块状拆沉;(3)当克拉通岩石圈内部存在一层不连续分布的MLD时,分段MLD之间的间隙可以有效延缓岩石圈地幔的减薄,间隙越稀岩石圈减薄越快,反之亦然,减薄方式表现为:早期缓慢丝状剥离,中后期快速块状拆沉.华北克拉通破坏持续时间长(>100 Ma),破坏的峰期集中在早白垩世(130~120 Ma),且现今东部陆块岩石圈破坏的前缘位置与华北中部造山带下方MLD的东端对应.根据模拟结果,我们推测华北克拉通破坏的时空范围主要是由岩石圈地幔分层性和MLD不连续分布引发的岩石圈地幔逐段拆沉所导致.

西昆仑造山带下岩石圈地幔速度结构

在已完成的新疆地学断面研究计划实施中曾在西昆仑山前布置了14个宽频带地震台站.利用记录到的远震P波初至和层析成像方法,研究了西昆仑造山带下的岩石圈地幔结构特征.在已有地震学证据基础上,层析成像结果显示,西昆仑造山带下的高速岩石圈地幔可能是印度岩石圈地幔的俯冲前缘.沿东经80°深度剖面图像显示,在西昆仑造山带下的150～300km处,高速异常的岩石圈地幔前锋与低速异常的塔里木块体岩石圈地幔发生了面对面碰撞.

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(^(87)Sr/^(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。

鲁西费县中生代玄武岩及幔源捕掳晶的矿物化学:对岩石圈地幔性质的制约

鲁西费县中生代玄武岩形成于 119Ma ,为碱性玄武岩。该玄武岩中含有丰富的幔源橄榄石、斜方辉石和单斜辉石捕掳晶。橄榄石捕掳晶具有环状裂纹 ,其Mg# 值介于 90 .0～ 93.0之间 ,平均为 91.5;斜方辉石和单斜辉石捕掳晶具有特征的反应边 ,斜方辉石的Mg# 值介于 88.0～ 93.5之间 ,平均为 90 .4 ;单斜辉石的Mg# 值介于 86 .0～ 91.7之间 ,平均为 88.4。捕掳晶的矿物化学类似于中国东部新生代玄武岩中地幔橄榄岩的矿物成分特征 ,这暗示捕掳晶应为寄主岩浆上升过程中捕获的地幔橄榄岩物质 ,并且反映了新增生的岩石圈地幔特征。费县玄武岩的岩石地球化学显示其具有地幔原生岩浆的特征 ,其高Isr、低 εNd(t)和亏损高场强元素等特征应与断离的俯冲板片 (苏鲁造山带中的榴辉岩 )

华北东部中、新生代岩石圈地幔的不均一性:来自橄榄石的组成填图结果

华北中、新生代玄武质火山岩和基性脉岩携带的地幔橄榄岩捕虏体中橄榄石和/或橄榄石捕虏晶系统的组成填图显示华北东部中、新生代岩石圈地幔存在明显的时空分布规律和不均一性。这与通过岩石圈地幔源基性岩石的地球化学反演获得的华北中生代岩石圈地幔的时空不均一性及其块体特征完全一致。太行山和鲁皖地区新生代岩石圈地幔的差异演化主要反映古老地幔橄榄岩与熔体相互作用时熔体性质和来源的不同。同时,橄榄石 Fo 填图还揭示了郯庐断裂对华北东部中、新生代基性岩浆活动及其岩石圈地幔演化的重要制约作用。而且,华北东部中生代岩石圈减薄后尚存古老岩石圈地幔残留。因此,华北东部岩石圈减薄的整体拆沉模式很难成立。

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0.7065～0.7066之间,εNd(t)值介于-5.5～-7.3之间。在87Sr/86Sr(t)-εNd(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。

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闲石质普通角阏石。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Na20（1．92％-2．51％）、TiO2（0．01％-1．46％）、Nb（0．29×10^-6-1．98x10“）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。

地壳与弱化岩石圈地幔的相互作用:以燕山造山带为例

燕山造山带中生代发育4期钙碱性火山活动,它们的源区组成都是受壳幔相互作用的制约,其中髫髻山组和义县组分布广泛,具有代表性．髫髻山组岩性比较单一,地球化学参数变化范围小,岩浆的AFC作用不强烈,源区成分不复杂．依据Kay et al．(1991)的方法,估算了早-中侏罗世燕山地区的地壳厚度为40-45 km.髫髻山组粗安岩是在加厚的地壳 (40-45 km)条件下,源区是含角闪石的石榴石麻粒岩+底侵的基性岩的壳幔过渡带熔融形成．义县组火山岩的源区为下地壳+岩石圈地幔,地幔组分较髫髻山组增加．研究区中生代早期地壳开始加厚,发生下地壳拆沉,进入流变学性质改变了的“弱化的岩石圈地幔”,二者发生作用．岩石圈地幔在中生代晚期受到流体、熔体、地幔矿物中活化的分子水、剪切构造作用,以及温、压条件改变的影响,导致岩石圈地幔发生不均一的局部弱化,为容纳拆沉的下地壳提供了优化场所．推测弱化岩石圈地幔出现于135 Ma以后燕山地区发育的小型拉伸盆地之下,以及对应的小型软流圈底辟体之上．上述模型可以与俯冲带的楔形地幔与俯冲洋壳的相互作用相对比．

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KAr定年结果表明,曲家屯玄武岩形成于晚白垩世,KAr年龄为81.58±2.46Ma;乱石山子玄武岩形成于古近纪,KAr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;斜方辉石捕虏晶为古铜辉石,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SrNd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。

吉林蛟河地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd-Hf-Os同位素特征与岩石圈地幔时代

吉林省蛟河市境内大石河新生代玄武岩中含有丰富的地幔橄榄岩包体,详细的岩石学与矿物学研究显示,这些包体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩-方辉橄榄岩,未发现石榴石橄榄岩。岩相学及地球化学资料显示它们都是经历过熔体抽取而形成的岩石圈地幔残留。矿物平衡温度计算发现,本区的这些地幔橄榄岩包体来自地下40～60km 深度,且下部以二辉橄榄岩为主,而上部以贫单斜辉石的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主,显示明显的岩石圈地幔分层现象。Sr-Nd-Hf 同位素资料反映这些地幔包体均表现为亏损性质,而 Re-Os 同位素资料确定上述岩石圈地幔形成于中元古代,明显老于上覆地壳的新元古宙时代,反映壳幔年龄上的解耦。因此我们推测,该区曾经历过华北克拉通类似的早期岩石圈地幔的整体丢失事件,然后形成于其它地区的中元古宙岩石圈地幔在本区增生。

华北中、新生代岩石圈地幔的交代作用:含金云母地幔岩提供的证据

本文对华北克拉通三个不同地区（河北汉诺坝、内蒙古集宁三义堂、河南鹤壁）新发现的含金云母尖晶石二辉橄榄岩和尖晶石橄榄单斜辉石岩捕虏体进行了详细的矿物组成、单斜辉石的微量元素和Sr-Nd同位素研究.通过与相同地区不含金云母尖晶石二辉橄榄岩捕虏体的系统对比发现通常含金云母的地幔橄榄岩比不含金云母的地幔橄榄岩岩富Al2O3、CaO、NaO、K2O、TiO2,但相对贫镁;其单斜辉石的LREE更为富集,但Sr、Nd同位素组成则相对亏损.这说明地幔交代作用不仅能够造成地幔橄榄岩的玄武质组分和稀土元素的富集,而且亦能够造成全岩和橄榄石Mg#的降低和同位素组成的相对亏损.捕虏体的Rb-Sr等时线年龄暗示地幔交代作用发生在中、新生代;其交代熔体来源于软流圈.同时说明华北新生代岩石圈地幔普遍存在的主、微量元素和同位素组成类似于“大洋型”岩石圈地幔的特征很可能是岩石圈地幔橄榄岩与软流圈来源的熔体的大规模反应的结果,而非真正意义上的新增生的岩石圈地幔.

印度板块岩石圈地幔向北俯冲到羌塘地体之下的远震P波层析成像证据

利用PASSCALI、NDEPTH-ⅡI、NDEPTH-Ⅲ、HIMNT等研究计划,及中国新疆地学断面和国家973项目在青藏高原布设的流动台站记录的到时数据,以及自1990年1月到2004年2月全球地震事件的震相报告,作者对覆盖印度大陆的恒河平原和整个青藏高原的305个地震台站记录的9649个远震事件,共139021条P波初至到时资料进行了层析成像反演.结果表明:印度岩石圈地幔在不同的位置向北俯冲的形态不同,但俯冲前缘都到达羌塘地体之下.沿88°E剖面显示,厚约100 km的印度岩石圈地幔从南部的恒河平原向北一直俯冲到青藏高原之下.在主边界逆冲断裂之下100 km深度处以约22°角度开始向北俯冲,俯冲最前缘到达羌塘地体的中部地区约34°N,之后进入上地幔深处.而沿北东方向的剖面则显示,印度岩石圈地幔以近水平的角度俯冲到青藏高原之下,向北越过班公-怒江缝合带,到达33°N附近,然后以大角度近乎垂直地向下俯冲断离,并引起地幔热物质的上涌,形成羌塘地体之下大规模的低速带.

大陆深俯冲后效作用的地球化学记录——华北中生代岩石圈地幔源区特征变异的讨论

早中生代扬子板块与华北板块之间的俯冲及其后两陆块间的碰撞为大陆深俯冲后效作用研究提供了一个少见的实例。本文在系统论述华北中生代深部年代学记录、深源岩类源区地球化学特征的时空变化规律,普遍的 Sr 同位素高度富集现象及其空间变化指向、高场强元素强烈分馏以及时间制约分析基础上,提出了导致这些源区特征变化最可能的机制为扬子板片深俯冲中析出的熔体/流体交代并改造了华北大陆岩石圈地幔。而其后中生代全球事件引发的中国东部广泛而强烈白垩纪构造-岩浆幕则提供了侵位于地壳层位深源岩类的成岩条件。本文强调指出对华北岩石圈地幔这种大尺度实体上的改造,应被视为扬子板片深俯冲后效作用中最具深远意义的一种表现,并对中生代华北岩石圈整体转型产生了重要影响。

中国东部及西秦岭地区新生代岩石圈地幔中的相转变带及其温压条件

五相(橄榄石+斜方辉石+单斜辉石+石榴石+尖晶石)共存的地幔橄榄岩捕虏体是来自岩石圈地幔相转变带的直接样品。中国东部及西秦岭地区晚第三至第四纪碱性火山岩携带的少量五相共存的地幔橄榄岩捕虏体为探讨这些地区新生代岩石圈地幔中相转变带提供了宝贵的样品。本文根据地幔橄榄岩捕虏体中石榴石和尖晶石的产出状况,将这些橄榄岩捕虏体分为三类:第一类橄榄岩中尖晶石为粒状残核,尖晶石外缘被石榴石的反应边包围。这种橄榄岩捕虏体代表尖晶石一石榴石相转变带的上限,故称为尖晶石带橄榄岩;第二类橄榄岩中尖晶石和石榴石以单颗粒零散分布为特征,二者共存但未见明显的相转变关系。这类橄榄岩多位于相转变带中部,拟称为尖晶石-石榴石过渡带橄榄岩;第三类橄榄岩中以石榴石为主,尖晶石和辉石等微晶构成石榴石反应边。这类橄榄岩代表尖晶石-石榴石相转变带的下限,故称为石榴石带橄榄岩。因此,根据不同类型橄榄岩捕虏体中矿物的组成,结合温度压力估算即可确定岩石圈地幔中相转变带的深度和厚度。本文通过对中国东部及西秦岭地区晚第三至第四纪碱性火山岩携带的尖晶石-石榴石二辉橄榄岩捕虏体的温度压力估算来进一步厘定中国东部新生代岩石圈地幔中的相转变带深度和厚度。

祁连山造山作用与岩石圈地幔的特型结构构造

本文探讨了祁连山地壳增厚与造山机制。提出新生代以来,由于印度地块向北推进,其延迟的远程效应使祁连地块内4条断裂再次活动,特别是23 Ma以来,分阶段的活动使上地壳缩短了30%,40 km厚的祁连地壳增加到57km厚;并通过柴达木地块下地壳物质的挤入,使祁连地块地壳厚度增加到现今的60～74 km;地壳质量基本平衡表明其下部地壳物质横向迁移较小,即走滑断裂带走的地壳物质较少。依据INDEPTH-V新的宽频地震调查成果,提出祁连地块下岩石圈地幔的复杂结构,南部来的昆仑岩石圈地幔（双层结构）与北部向南俯冲的阿拉善地块下的亚洲岩石圈地幔在祁连地块深部相碰撞,而柴达木—祁连岩石圈地幔则被保存在昆仑岩石圈与亚洲岩石圈地幔碰撞带之上,共形成一倒三角汇聚区;在柴北缘与中祁连北缘岩石圈地幔各出现一条北倾和南倾的正转换震相,可能是老俯冲带残存岩片的显示;在祁连地块岩石圈地幔的两端地壳底部还出现有“双”莫霍“现象”,地表见有多条榴辉岩带。以上结果构成了高原最具特色的构造区。

古老大陆岩石圈地幔再循环与蛇绿岩中铬铁矿床成因

不同地区、不同时代蛇绿岩中不同类型铬铁矿岩的Re-Os同位素研究表明,在铬铁矿石或围岩中均存在极度亏损的具有大陆岩石圈地幔属性的物质。新疆达拉布特古生代蛇绿岩带中萨尔托海富Al铬铁矿岩的Os同位素组成为0.1109～0.1256,对应的模式年龄为3.5～0.6Ga;西藏班公湖—怒江中生代蛇绿岩带中东巧富Cr铬铁矿石及围岩Os同位素组成介于0.1175～0.1261,对应的模式年龄为1.5～0.1Ga;雅鲁藏布江中生代蛇绿岩带中罗布莎富Cr铬铁矿岩的Os同位素变化范围为0.1038～0.1266,对应的模式年龄为3.37～0.28Ga,而该带中不含矿的泽当二辉橄榄岩的Os同位素组成为0.1256～0.1261,没有古老大陆岩石圈地幔属性的物质存在,与新特提斯洋地幔Os组成较为接近。推测在蛇绿岩形成过程中,古老大陆岩石圈地幔参与循环有利于形成铬铁矿床,明确提出"熔体与古老大陆岩石圈地幔反应成矿"的假说,指出蛇绿岩带中存在的古老微陆块可能是找矿的指示标志。

大陆岩石圈地幔交代作用的产物——且干布拉克蛭石矿床

且干布拉克杂岩体位于库鲁克塔格地块的西南缘,是构造运移到陆壳中的大陆岩石圈地幔顶部的岩块。在862±12Ma期间,该岩体在地幔内经历了复杂的交代作用首先是透辉石交代蛇纹岩;然后是金云母交代蛇纹岩和透辉岩,这些金云母经近地表地质作用后形成了我国规模最大的蛭石矿床;最后是含金云母的碳酸岩岩脉贯入并交代先期形成的各种岩石。研究证明,交代剂应当是碳酸质的碱性硅酸盐熔体或流体,并分异成共轭的两部分这些交代剂普遍具有Ta、Nb、Ti、Zr和Hf的贫化;而且,Nd、Sr、Pb、O、C、H同位素组成普遍具EMⅠ、EMⅡ地幔端元和地壳岩石的特征。由此而证明交代剂主要源自于消减板块中的深海沉积物和在海沟中裹挟的陆源浊积岩。

吉林南部辉南-靖宇地区岩石圈地幔氧化-还原状态及研究意义

吉林省南部辉南-靖宇地区第四纪碱性玄武岩中的地幔包体主要为尖晶石相二辉橄榄岩和方辉橄榄岩。二辉橄榄岩和方辉橄榄岩的平衡温度分别为770～1000℃和850～1025℃,对应的氧逸度(fO2)值分别为FMQ-0.70至+0.34(均值为FMQ-0.06)和FMQ-0.46至+0.05(均值为FMQ-0.15),它们与深海橄榄岩(abyssal peridotites)以及软流圈地幔的fO2相似。橄榄岩的fO2值,连同其全岩化学成分(如Mg#、Al2O3、CaO、Ni、Co和Cr)和矿物化学成分(如橄榄石的Fo、尖晶石的Cr#和Mg#,以及辉石的Mg#)特征,表明辉南-靖宇地区龙岗火山群下面的岩石圈地幔很可能是在晚中生代以来,伴随着华北克拉通和扬子板块的碰撞以及来自东侧太平洋板块和北侧蒙古-额霍次克(Mongolo-Okhotsk)板块分别向西和向南的俯冲叠加,原来的古老岩石圈失衡、塌陷(拆沉?),取而代之的深部软流圈底辟、上涌,又经历了低度部分熔融的产物。

北部湾涠洲岛橄榄岩中熔体包裹体——大陆岩石圈地幔交代作用的新证据

根据北部湾涠洲岛晚更新世火山岩中尖晶石二辉橄榄岩的矿物化学和形成条件推测,它们是来自地下约40km～50 km 的大陆岩石圈地幔样品。涠洲岛地幔橄榄岩中同时出现高硅(64%～68%)和低硅(49%～57%)两种熔体成分,它们普遍富碱、Al_2O_3和 H_2O、CO_2等挥发组分(2%～5%)。研究认为,两种熔体存在不同的成因机制。高硅熔体可能与软流圈上升的玄武质岩浆和斜方辉石反应或下地壳物质循环进入地幔后的部分熔融有关。低硅熔体直接提供了富硅熔体与橄榄石发生交代作用的证据。这可以用富 SiO_2熔体+Ol→贫 SiO_2熔体+Opx 反应解释,其结果是消耗橄榄石生成斜方辉石。涠洲岛橄榄岩中两种熔体的发现,进一步提供了发生在大陆岩石圈地幔流(熔)体与橄榄岩交代作用的普遍性、复杂性,以及地幔熔体多样性的新证据。

大陆岩石圈地幔定年

大陆岩石圈地幔是伴随地壳熔体抽取而形成的低密度地幔残留,是联系软流圈与地壳的重要纽带。虽然大陆岩石圈地幔一直是固体地球科学研究的重要内容,但对其形成时代的准确厘定则是当前研究的难点。传统方法是采用岩石圈地幔中橄榄岩主要元素的贫瘠程度来对岩石圈进行定年,即古老的岩石圈地幔Al2O3和CaO含量低,而MgO含量高(同时导致橄榄石高Fo值),而年轻岩石圈地幔的特征正好相反。显然,这种间接的方法不能给出确切的年龄信息。尽管Sr-Nd和锆石U-Pb等同位素方法也被用来进行地幔橄榄岩定年,但岩石圈地幔通常具有的较高温度使上述同位素体系不能保持封闭,因而给出的年龄大多与岩石圈地幔的形成时代无关。近几年发展起来的Re-Os同位素技术是目前进行岩石圈地幔定年的最理想工具,但也存在一系列需要研究的问题。文中对这一方法的基本原理、发展现状和存在的问题进行了全面的介绍。同时,根据目前获得的Os同位素资料,对中国东部岩石圈地幔的时代进行了讨论,并简要论述所获得的资料对岩石圈减薄研究的启示。