兴蒙造山带橄榄岩捕掳体中石榴石次变边对地幔组成转变的启示

地幔橄榄岩捕虏体中石榴石次变边的形成过程对理解地幔的构造演化和转变具有非常重要的意义。兴蒙造山带锡林浩特地区新生代玄武岩携带的石榴石橄榄岩捕虏体中的石榴石普遍发育冠冕状次变边结构。本文通过对石榴石及其次变边进行详细的岩相学和电子探针分析,探讨石榴石次变边的成因及其揭示的岩石圈地幔经历的深部过程。根据次变边矿物组成的不同,将其分为原始的次变边(R1和R2)和交代的次变边(MR1和MR2)。原始的次变边中,新鲜的石榴石由内向外依次被放射状且矿物颗粒较细的R1和粒状且矿物颗粒较粗的R2包围,且R1通常比R2宽。R1主要组成矿物为Opx+Sp+Melt1/Pl±Cpx,R2主要组成矿物为Opx+Sp+Cpx。与R2及橄榄岩捕虏体相比,R1的斜方辉石和单斜辉石具有较高的Al 2O 3含量和较低Mg#值及SiO 2含量。与橄榄岩捕虏体相比,R1和R2中的尖晶石均具有较低的Cr#值和较高的Mg#值。R1的斜长石为钙长石,熔体成分与斜长石相比具有偏高的MgO和FeO含量。计算的R1的全岩成分与新鲜的石榴石一致,是石榴石等化学分解的产物。R2的全岩成分比新鲜的石榴石具有偏高的MgO和偏低的SiO 2及Al 2O 3含量,是石榴石和橄榄石反应的产物。交代的次变边是由原始的次变边受到部分或完全的交代作用形成的。完全交代的次变边仍然保留原始次变边的双圈层结构,而未完全交代的次变边则仅在原始次变边的局部出现。交代的次变边中,矿物颗粒较细的核部(MR1)和矿物颗粒较粗的边部(MR2)主要矿物组成一致,皆为Ol+Cpx+Sp+Melt2。与原始的次变边相比,MR1和MR2中的橄榄石和单斜辉石均具有较高的Mg#值,单斜辉石同时具有较高Ca/Al比值(>8),尖晶石具有较高的Cr#值和较低的Mg#值,熔体较富SiO 2、Na 2O和K 2O含量。这些现象说明交代的次变边可能是碳酸盐熔/流体交代原始的次变边消耗斜方辉石生成橄榄石和单斜辉石形成的,这与岩相学观察到的单斜辉石中包裹斜方辉石残余体一致。此外,同一样品中R1的平衡温度略高于R2的平衡温度,且二者均高于橄榄岩的平衡温度。因此,锡林浩特地区石榴石橄榄岩至少经历了两阶段的退变质作用:第一阶段为橄榄岩自石榴石相抬升至尖晶石相,且受到地幔上涌的加热作用,导致石榴石和橄榄石进行缓慢的反应形成R2;第二阶段是在连续减压且加热的背景下,第一阶段残余的石榴石发生快速等化学分解反应,形成R1。退变质作用之后,石榴石原始的次变边又经历了碳酸盐熔/流体的交代作用形成MR1和MR2,最终被寄主玄武岩携带至地表。所以,石榴石次变边的形成记录了新生代时期兴蒙造山带经历的广泛的地幔上涌和多次的地幔隆升,以及地幔交代作用,为研究深部地幔过程提供了重要证据。华北克拉通晚中生代时期经历了强烈的岩石圈伸展运动并伴随着软流圈的上涌,这些过程同样会造成岩石圈地幔的减压和加热,从而导致石榴石相橄榄岩向尖晶石相转变,这可能也是华北克拉通岩石圈地幔转变的机制之一。

两指标Lévy过程的Lévy Markov性

关于两指标过程的Lévy Markov性,[2]证明了:对于广义Brownian Sheet和广义OUP_2,对适当的DR_+,有: 那里充分利用了过程的轨道连续性及正态系的一个性质:独立性等价于不相关性,[2]的这个结果使[1]中结果 (对一般的两指标Markov过程成立)对此特殊过程得到改进,本文的结果是:对于随机连续的独立增量过程(即两指标Lévy过程),对具有分段光滑边界的D∈B_+,有:由于两指标Lévy过程以广义Brownian Sheet,广义OUP_2及Poisson单为特例,故此结果推广了[2]的结果,而方法不同于[2]

宽甸橄榄岩包体微区地球化学特征及其岩石圈地幔演化

华北克拉通东部宽甸新生代碱性玄武岩中携带的地幔橄榄岩包体为我们认识该地区岩石圈地幔性质和演化过程提供了约束。根据橄榄石的Mg#可将宽甸橄榄岩包体分成两类：第1类为低Mg#二辉橄榄岩包体（橄榄石Mg#相对较低：89．8～90．3），其单斜辉石具有高rri02（0．38％～0．57％）、A1203（4．41％～6．87％）、Feor（2．46％～3．73％）、MnO（0．08％--0．11％）含量和低＆#（7．42～14．2）的特征，它们所经历的部分熔融程度较低，这些特征类似于中国东部晚白垩世和新生代玄武岩中低Mgt＊橄榄岩，代表了新生饱满的岩石圈地幔；第2类为高Mg#方辉橄榄岩包体（橄榄石Mg#相对较高：91．0～92．3），其单斜辉石具有低n02（0．03％～0．33％）、A1203（2．27％～5．49％）、FeOr（2．04％--2．40％）、MnO（0．07％～0．08％）含量和高Cr#（15．3～25．8）的特征，它们经历了较高程度的部分熔融作用，其难熔的地球化学特征完全不同于低Mg#二辉橄榄岩，却与克拉通内部太古宙和元古宙地幔包体类似，代表了古老难熔岩石圈地幔的残留。两类橄榄岩包体的平衡温度没有显著差异说明宽甸岩石圈地幔不存在明显的分层现象，而是新老岩石圈地幔混杂出现。宽甸橄榄岩包体的微量元素特征表明了它们受到过多期复杂的地幔交代作用，交代介质类型不仅有硅酸盐熔／流体还有碳酸盐熔体，其来源既有太平洋板块俯冲释放的熔／流体，又有因受太平洋板块俯冲扰动而上涌的软流圈熔体，因此太平洋板块俯冲可能对华北克拉通的破坏起到了重要作用。

麻粒岩和辉石岩捕虏体记录的华北克拉通下地壳破坏过程

华北克拉通破坏不仅造成岩石圈地幔的组成和性质发生了根本性的转变,而且也使下地壳的组成和性质发生了巨大改变,研究下地壳破坏过程对全面理解华北克拉通显生宙岩石圈破坏过程及机制具有重要意义.文章系统总结了华北不同时代火成岩携带的麻粒岩和辉石岩捕虏体的岩石地球化学和锆石年代学及其Hf-O同位素组成的最新成果,通过与文献中麻粒岩地体以及埃达克质岩石对比研究探讨华北克拉通下地壳的破坏过程,旨在为这一问题的讨论提供新的思考.根据地球化学特征和岩石成因的不同将麻粒岩捕虏体分为两类,辉石岩捕虏体分为三类.第一类麻粒岩捕虏体具有酸性-基性的成分,斜方辉石主要为变质成因的斜铁辉石,矿物及全岩的Mg#值相对较低,轻稀土元素和Sr-Nd同位素较富集.它们的锆石年龄分布广泛包括太古代、元古代和显生宙,且显生宙锆石Hf同位素组成从亏损到富集变化范围较大.第一类麻粒岩捕虏体与麻粒岩地体具有相似的矿物及全岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素组成,且具有一致的太古代-元古代的演化历史,但第一类麻粒岩捕虏体具有大量亏损Hf同位素组成的显生宙锆石,代表了受底侵岩浆改造后的古老下地壳.第二类麻粒岩和第三类辉石岩捕虏体具有相似的岩石地球化学组成,均具有基性的成分.与麻粒岩地体相比,它们的斜方辉石介于变质成因和岩浆成因之间,矿物和全岩均具有更高的MgO等相容元素含量和较低的不相容元素含量,但是相似地富集的Sr-Nd同位素组成.锆石年龄主要以显生宙为主且Hf同位素组成较亏损,包含少量太古代-元古代的锆石,但是锆石Hf-O同位素组成与麻粒岩地体和第一类麻粒岩捕虏体的相似.与此同时,它们与华北中生代广泛分布的埃达克质岩石的微量元素组成具有互补的关系, Sr-Nd及锆石Hf同位素组成具有同源的特征.这些特征表明,第二类麻粒岩和第三类辉石岩捕虏体可能代表古老基性下地壳被强烈改造并发生重熔产生埃达克质岩浆后的残余体.第一类和第二类辉石岩捕虏体分别具有堆晶成因和反应成因,与麻粒岩地体和第三类辉石岩相比,它们的斜方辉石均为顽火辉石且具有岩浆成因,矿物和全岩均具有较高的Mg#和亏损的Sr-Nd同位素组成.中-新生代强烈的岩浆底侵作用不仅形成了大量堆晶成因的第一类辉石岩,而且为下地壳的改造提供了新的物质和热量.所以,华北克拉通的下地壳破坏过程可能是古老下地壳在强烈的岩浆底侵作用的影响下,不断被改造和重熔导致的.发生重熔的古老基性下地壳产生了大量埃达克质岩浆岩并被改造为密度更高(>2.91g cm^(-3))的第二类麻粒岩及第三类辉石岩残余体,部分残余体成为了壳-幔过渡带的组成部分.而未发生重熔的古老下地壳受底侵岩浆的改造作用成分也发生了改变,从而导致了下地壳的破坏,亦出现了类似岩石圈地幔的上老下新的结构特征.

关于Lévy Markov性的几点注记

<正> 关于两指标过程各马氏性之间关系的问题,已有一些讨论,发现其中有些等价有些不等价。比如文献[1]举出了一个反例,说明了*-Markov性与宽过去Markov性是不等价的,从而推翻了以前关于它们等价的结论。关于*-Markov性与Lévy Markov性的一个结论是:设X是*-Markov过程,则它关于任意开集DR_+~2,有宽Lévy Markov性。