汉诺坝辉石岩包体中单斜辉石的微区微量元素组成特征及其地球动力学意义

本文对来自汉诺坝玄武岩中的三类辉石岩包体的单斜辉石(Cpx)利用LA-ICP-MS进行了原位微区微量元素分析研究。金云母单斜辉石岩中的单斜辉石具有低Cr、Co和Ni,高CaO、Zr、Hf、Ta和LREE特征,并且具有较低的Mg#,反映金云母单斜辉石岩可能是经受了后期交代作用的地幔岩浆堆晶产物。尖晶石二辉橄榄岩中的石榴辉石岩脉体中的Cpx具有高 Na,O低CaO特征,其Ti、Zr、Hf、Y含量明显高于其它石榴辉石岩Cpx中的含量,反映了石榴辉石岩脉体可能是富Na硅酸盐熔体与地幔尖晶石二辉橄榄岩反应的成因。部分石榴辉石岩包体的Cpx具有特征的La富集或微量元素(如Zr、Hf、Ta、Li、P、 REE等)环状对称分布特征,暗示华北克拉通北缘可能存在多期次地幔交代富集作用。通过对同一Cpx颗粒中的流体包裹体密集区和干净区域的对比研究,发现Cpx中的流体包裹体不仅富集LILE和LREE,而且HFSE中的Nb、Ta、Zr和P也具有明显的富集特征,LREE和HFSE未发生明显分异,这可能暗示地幔交代流体中含有少量的络阴离子(如F-和Cl-等)。

汉诺坝下地壳-上地幔包体的岩石圈热动力学记录

对汉诺坝含石榴石下地壳-上地幔包体中主要矿物核部至边部的化学组成进行了详细的电子探针分析。核部至边部的温度-压力变化表明麻粒岩包体记录了增温、增压作用;核部温度>930℃的地幔包体表现出降温、降压特征,核部温度<930℃的地幔包体的温度-压力变化不明显。这些包体记录的最终压力主要为0.9～1.5 GPa。个别麻粒岩包体向榴辉岩相过渡的岩石学特征可能属于增温、增压过程中麻粒岩向榴辉岩转变的中间产物。综合已有研究,我们认为这些包体记录的温度-压力变化反映了它们被玄武岩捕获前经历的一次重要的岩石圈减薄作用及之前的岩石圈加厚作用。

汉诺坝大麻坪低εNd中性麻粒岩包体单颗粒锆石U-Pb年代学研究

利用LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石U-Pb年代学进行了研究,获得了2444Ma和2494Ma的上交点年龄和88Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到中生代岩浆底侵-热变质作用影响的下地壳麻粒岩。这些包体与周坝玄武岩中～1.9Ga的长英质麻粒岩包体共同确证了华北克拉通北缘目前的下地壳中仍然残留有前寒武纪下地壳岩石。结合区域构造演化历史和DMP-70的层状堆晶特征,推断其原岩形成于～2.5Ga岩浆底侵事件。

太古宙-元古宙界限基性火山岩Nb/Ta比值变化及其对地球Nb/Ta平衡的指示意义

华北克拉通前寒武纪基性火山岩HFSE和REE具有明显的A(太古宙)-P(元古宙)界限变化.新太古代基性火山岩HFSE与TiO2相关性较弱,Nb/Ta比值高(18.8±1.2),可能形成于正常橄榄岩在石榴石稳定域内的部分熔融作用.古元古代基性火山岩的HFSE含量明显高于新太古代基性火山岩,且HFSE含量与TiO2高度正相关,Nb和Ta发生分异(平均Nb/Ta=15.6±2.9).古元古代基性火山岩显著增高的HFSE和REE含量及其与TiO2之间的显著相关性指示其地幔源区发生了富Ti矿物参与的交代富集作用.统计研究表明,华北克拉通前寒武纪基性火山岩:HFSE所表现的A-P界限具有全球性.全球2.5Ga以前的基性火山岩总体具有高于或接近于原始地幔的Nb/Ta比值(17.8±1.9),而元古宙基性火山岩的Nb/Ta比值仅为14.7±4.1,与大陆总地壳估值(11-17.5)接近.因此,Nb/Ta在亏损地幔和大陆地壳中的非补偿特征应主要形成于后太古宙.太古宙基性火山岩可能是平衡后太古宙大陆地壳和亏损地幔低Nb/Ta比值的地球化学储库之一.