鲁西地块济南辉长岩岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究

对华北克拉通东部陆块鲁西地块济南辉长岩进行了详细的岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究,探讨了该岩体的成岩过程、地幔源区特征以及地壳混染在幔源岩浆演化过程中的作用。济南辉长岩在地球化学上富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素以及高场强元素;它们具有高放射性成因的Os同位素组成,Sr-Nd同位素组成具有EM1型特征。岩石学和元素地球化学研究表明,该岩体在成岩过程中经历了显著的橄榄岩+辉石+斜长石的分离结晶。岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素特征研究表明,济南辉长岩的母岩浆应该是含水的岩浆体系,且起源于一个古老的富集岩石圈地幔。岩体所具有的高放射性成因的初始Os同位素组成以及呈反相关关系的εNd(t)值和初始Sr同位素比值表明,其母岩浆在深部地壳位置侵位过程中遭受了古老的前寒武纪基性下地壳的混染。

济南辉长岩岩浆演化过程:来自熔体包裹体的证据

本研究首次报道了早白垩世济南辉长岩中橄榄石斑晶捕获的熔体包裹体的研究结果。济南辉长岩中橄榄石的Fo（60.374.6）,Mn（25003500μg/g）,Ni（701349μg/g）,Fe/Mn比值（61.283.5）,与源区母岩为纯的橄榄岩形成的熔体结晶出的橄榄石性质不同,可能与源区存在辉石岩的贡献有关。橄榄石中熔体包裹体主量元素具有较大的变化范围。熔体包裹体成分的标准矿物计算（CIPW）表明,MgO〉10%的熔体包裹体为含有霞石和橄榄石标准矿物分子的硅不饱和熔体,Mg O〈10%时为含石英标准矿物分子的硅饱和熔体。橄榄石中包裹有辉石和斜长石,说明岩浆演化过程应该处于开放环境。熔体包裹体的（208Pb/206Pb）i和（207Pb/206Pb）i与MgO具有良好的负相关关系,与SiO2具有良好的正相关关系,以及熔体包裹体具有较高的SiO2特征表明岩浆演化过程中可能有下地壳长英质组分的加入。熔体包裹体的Pb同位素落在EMI附近并向EMII延伸,其源区可能有EMI和EMII的贡献,熔体包裹体的主量元素成分说明其源区母岩可能有橄榄岩和辉石岩的贡献。

济南和邹平辉长岩的Pb-Sr-Nd同位素特征和岩浆源区中下地壳物质贡献

对鲁西晚中生代济南和邹平辉长岩的Pb-Sr-Nd同位素和元素组成的研究,给出(87Sr/86Sr)i=0.7041～0.7056,εNd(t)=-6.0～-13.0,(Pb/204Pb)i=16.545～16.998,(207Pb/204Pb)i=15.242～15.350,(208Pb/204Pb)i=36.488～36.944(除206SD792表现出高放射成因Pb外)。由于辉长岩的堆晶性质,其微量元素组成不能用于指示其物质来源。与EMⅠ型大洋和大陆玄武岩对比,表明济南和邹平辉长岩的源区具有与EMⅠ地幔端元一致的同位素特征,但在Pb同位素图解上有明显的下地壳物质的贡献。下地壳物质的参与可能与拆沉有关。