熔体与橄榄岩反应：对地幔包体中尖晶石成分变异的制约

【摘要】： 本文进行了高温高压条件下角闪石榴辉石岩与尖晶石二辉橄榄岩和角闪石榴辉石斜长片麻岩与尖晶石方辉橄榄岩反应的熔融实验研究,并利用电子探针对反应后的矿物成分和熔体成分进行了分析。其结果对揭示华北克拉通岩石圈地幔深部作用过程与演化具有重要意义。 实验结果表明,含水SiO_2不饱和熔体(角闪石榴辉石岩)-尖晶石二辉橄榄岩反应形成了纯橄岩(D)-方辉橄榄岩(H)-二辉橄榄岩(L)带。从D-H-L带,橄榄石的Mg#和尖晶石的Mg#逐渐升高,而尖晶石的Cr#逐渐降低,从反应前的铬尖晶石变成了反应后的铬铁矿。同时,反应后熔体的Mg#增高。上述结果表明,地幔低镁纯橄岩的形成以及方辉橄榄岩和纯橄岩中铬铁矿的形成均是熔体-橄榄岩反应的结果,而非岩浆堆积成因。同时,熔体-橄榄岩反应是造成adakitic熔体富镁的动因之一。 含水SiO_2过饱和熔体(角闪石榴辉石斜长片麻岩)-尖晶石二辉橄榄岩反应形成了斜方辉石(岩/带),同时造成了尖晶石向铬铁矿转变以及反应后熔体Mg#的增高。上述结果表明,富硅质熔体-地幔橄榄岩反应是造成岩石圈地幔从亏损型向富集型转变的主导因素,同时也是造成adakitic熔体富镁的动因之一。 综合上述实验结果可以看出,熔体-橄榄岩反应在岩石圈地幔深部演化中具有普遍性,它不仅是造成岩石圈地幔转型的主要方式之一,同时也是大陆地区高镁火成岩形成的主要机制之一。实验结果与太行山和鲁西高镁闪长岩中地幔橄榄岩包体组合及矿物成分变异的一致性揭示,中生代早期加厚陆壳的拆沉是华北克拉通破坏的主导机制,而早白垩世熔体-橄榄岩反应则是制约岩石圈地幔减薄的主导机制。