Cumulate complex xenoliths in the Early Mesozoic in eastern Inner Mongolia

Mafic xenoliths occur in Mesozoic diorites from nine localities in eastern Inner Mongolia from the Da Hinggan Mrs. to Huabei craton. Their petrologic and geochemical features suggest that they are an intact suite of cumulate complex whose mineral assemblages contain typical patent mantle metasomatism minerals such as pargosite, phlogopite and apatite. Their REEs and trace element characteristics suggest a comagmatic relationship in these cumulates with different compositions. Isotopic dating of the xenoliths indicates that they are products of the mantle magmatic underplating in the Early Mesozoic (237—224 Ma), and they may provide direct evidence for the crust-mantle interaction and vertical accretion of continental crust under a background of the mantle upwelling in the Early Mesozoic in Huabei region.

乌拉特中旗克布岩体的地球化学特征及SHRIMP定年：早二叠世华北克拉通底侵作用的证据

乌拉特中旗克布岩体位于内蒙古中西部,属于华北克拉通北缘中段。克布岩体具有埃达克岩的特征:SiO_2= 57.66～66.94%(>56%),Al_2O_3=16.81～18.47%(>15%),MgO=1.33～3.28%(<3%);Y=7.25～13.46×10^(-6) (≤18×10^(-6)),Yb=0.72～1.42×10^(-6)(≤1.9×10^(-6)),Sr=540.4～655×10^(-6)(>400×10^(-6));高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Ti、Zr)含量低,LRRE富集(La/Yb=12.11～28.56),Eu为弱负异常至正异常(δEu~*=0.95～1.09)。高Sr/Y(48.66～74. 57)、La/Yb以及中等Mg~#(38.72～46.16)、K_2O(1.11～2.17)近似于壳源埃达克岩。克布岩体具有低ε_(Nd)(t)(=-15.1),高(^(87)Sr/^(86)Sr)_i(=0.7073),也表明了它们的源岩来自大陆下地壳,明显不同于板片熔融来源的埃达克岩同位素特征,而与中国东部的埃达克质岩近似。与华北克拉通晚侏罗世下地壳拆沉作用形成的埃达克岩相比,克布岩体具有低的过渡金属元素含量。克布岩体可能为玄武质液体底侵,导致变厚的下地壳基底部分熔融而形成。克布岩体中锆石的SHRIMP U-Pb锆石年龄为291±4Ma,表明早二叠世初期华北克拉通下的底侵作用已经存在。

乌拉特中旗二叠纪Ⅰ型花岗岩类地球化学特征及构造意义

内蒙古乌拉特中旗的华北板块北缘中段发育了大量的花岗岩类,主要由石英闪长岩和花岗闪长岩组成。岩石具有钙碱性I型花岗岩类特征:暗色矿物以黑云母为主,A/CNK为0.77～1.04。多数岩体地球化学特征类似于埃达克岩:SiO2含量为55.70%～68.65%,Al2O3含量为15.32%～22.87%,Y和Yb含量分别为2.82～20.89μg/g和0.25～2.24μg/g;大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)富集,如Ba含量为627～2124μg/g,Sr含量为327～968μg/g,Sr/Y为32.2～211,(La/Yb)N为5.83～81.1;Eu多为正异常(δEu=0.63～2.25)。它们形成于后碰撞抬升的背景,主要由增厚的下地壳部分熔融形成,可能与来自EM1型富集地幔的玄武质岩浆底侵作用有关。北七哥陶岩体、塔拉布基岩体、阿格如岩体和保尔汗图庙岩体中黑云母的40Ar/39Ar年龄分别为260±3,258±1,260±3和258±2Ma,表明它们的侵位时代均为晚二叠世。

华北板块北缘早白垩世的底侵作用:来自麻粒岩包体的证据

内蒙古四子王旗地处华北板块北缘中段,近年来在该区的早白垩世碱性玄武岩中发现了下地壳麻粒岩包体。本文研究的麻粒岩包体多数为中酸性的苏长麻粒岩,只有个别属于基性的二辉麻粒岩。麻粒岩包体的主量元素特征为SiO_2含量在49.9%到69.24%之间,MgO含量在0.92%～3.56%之间,Mg~#为43.0～62.9,Al_2O_3在13.91%～22.79%之间;稀土元素总量变化较大(∑REE在33.76×10^(-6)～184.13×10^(-6)之间),分配模式也不尽相同,反映这些包体来自于不同源区或经历了不同的演化过程,但总体特征是LREE相对HREE富集,大多数样品的Eu呈现明显的正异常;由于包体的来源不同或经历了不同的演化阶段,它们的微量元素特征也有很大的差异。本区研究的麻粒岩包体的地球化学特征与华北地台的麻粒岩包体和麻粒岩地体都有很大的不同,反映了地壳组成横向上的不均一性。计算得出二辉麻粒岩的平衡温压条件分别为940～947℃和1.2±0.1GPa;苏长麻粒岩的平衡温度范围为927～715℃。通过对麻粒岩包体的岩相学、平衡温压务件估算、锆石形态特征分析和锆石的LA-ICP-MS年代学研究,得到本区早白垩世时的下地壳组成和之前的演化过程:本区下地壳在约40km深处可分为上下两部分,上部主要由苏长麻粒岩组成,厚度至少为9km,下部可能由二辉麻粒岩组成;下地壳上部的苏长麻粒岩是晚太古代(2509±35Ma)的岩浆岩经历了早白垩世(约122Ma)的玄武质岩浆底侵,发生了麻粒岩相变质和部分熔融形成的。推测本区岩石圈减薄事件的起始时间为122Ma。

内蒙古林西早中生代O型高镁埃达克质安山岩的发现及其意义

对内蒙古林西地区火山岩样品的地球化学研究表明,其具有大洋型(O型)高镁埃达克质安山岩的地球化学特征[w(SiO2)=57.89%～63.97%、w(Al2O3)=15.39%～16.17%、w(Na2O)/w(K2O)=1.5～2.2(除一个为0.9)、A/CNK=0.83～0.97、Mg#=49～64、w(Cr)=91～209μg/g、w(Ni)=52.2～111.4μg/g、w(Sr)=551～1018μg/g、w(Yb)=1.18～1.71μg/g、w(Y)=12.6～17.7μg/g、δ(Eu)=0.86～0.94]。利用LA-ICP-MS对其锆石进行了U-Pb定年,得到206Pb/238U加权平均年龄为(244±2)Ma(MSWD=0.36)。此时,区域内古亚洲洋已闭合,综合地球化学特征和区域地质环境说明,林西高镁埃达克质安山岩是由残余洋壳部分熔融并随后与地幔橄榄岩相互作用形成的。内蒙古林西早中生代高镁埃达克质安山岩的产出表明,洋壳来源的埃达克岩(O型埃达克岩)不仅可以随俯冲同时产生,而且也可以在非俯冲环境下由保存在古俯冲带地幔中的残余洋壳部分熔融产生。

内蒙古巴林右旗东梁岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地球化学特征

本文对内蒙古巴林右旗东梁岩体进行的岩石学、年代学和地球化学研究显示,东梁岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年加权平均年龄为（251.9±4.4）Ma,指示东梁岩体形成于早三叠世。地球化学特征表明岩石富硅、铝、钠,贫镁、钾,A/CNK=0.98~1.11,属于钙碱性准铝质-弱过铝质岩石,轻稀土富集,重稀土亏损,不具Eu和Ce异常,具有高Sr、低Y、低Yb的特征,属于埃达克岩。结合区域已有研究成果,认为东梁岩体的岩浆可能来源于西伯利亚板块和华北板块碰撞拼合所导致的新生地壳部分熔融。