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华北克拉通东北缘与东北造山带陆下岩石圈地幔性质对比研究

刘金霖  
【摘要】:华北东部在奥陶纪存有厚达200km、以方辉橄榄岩为主的岩石圈根。到了新生代,前奥陶纪冷的、厚的岩石圈已被厚度为100km、新鲜而饱满的大洋型地幔所替代,岩石圈的去根、减薄这一事实已得到广泛认同,但在减薄机制等问题上仍存有很大争议。华北克拉通东北缘龙岗—长白山—宽甸地区及东北造山带阿尔山—柴河地区的新生代玄武岩中存有大量的地幔橄榄岩捕掳体,通过对这些捕掳体进行详细的岩相学、岩石地球化学特征的研究,可以揭示不同构造环境的陆下岩石圈地幔性质,通过对不同研究区地幔性质的对比讨论可以反演其陆下岩石圈地幔的不同演化历史与形成机制,这对探讨华北克拉通东部地区陆下岩石圈地幔性质转变的相关机制有重要的借鉴意义。 本文选用了相关的先进实验测试技术对华北克拉通东北缘和东北造山带橄榄岩捕掳体全岩的主、微量元素以及矿物主、微量元素进行了分析测试,对分析结果进行了详细的岩石学及地球化学研究,并运用研究区陆下岩石圈地幔的氧化—还原状态参与讨论。研究结果表明,华北克拉通东北缘陆下岩石圈地幔以新生的大洋型地幔为主,其岩石圈地幔的氧逸度值与受软流圈影响的地幔相似,岩石圈地幔形成机制很可能是中生代以来,西太平洋板块和蒙古—鄂霍茨克洋板块分别向东和向南的复合俯冲作用,使得华北克拉通东北缘古老的岩石圈失衡、拆沉,取而代之的是下面热而饱满的软流圈物质的底劈、上涌,且太平洋板块自东向西的俯冲作用是岩石圈地幔拆沉的根本性因素。而东北造山带阿尔山—柴河地区保有相当量的古老地幔残余,表明其不存在类似华北克拉通东北缘地区对原生岩石圈地幔强烈的破坏和改造过程。


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